質(zhì)譜計校準技術發(fā)展現(xiàn)狀

2013-05-24 任國華蘭州空間技術物理研究所

　　作為殘余氣體分析器和分壓力測量的主要儀器，四極質(zhì)譜計的使用越來越引起重視，使得質(zhì)譜計校準技術研究成為真空計量領域的一個熱點問題，本文將從最初美國真空學會推薦的四種四極質(zhì)譜計校準方法開始，討論研究美國國家標準技術研究院(NIST) 、德國聯(lián)邦物理研究院(PTB) 、意大利國家計量研究院(IGMC) 、日本國家工業(yè)科學技術研究院(AIST) 直到我國的清華大學和蘭州空間技術物理研究所在四極質(zhì)譜計校準技術方面的研究成果，分析這幾個實驗室方法的優(yōu)缺點，為國內(nèi)外同行提供參考。

1、引言

　　隨著真空技術的發(fā)展，真空系統(tǒng)中氣體總壓力的測量已經(jīng)不能滿足日常工作需求，而分壓力的測量就越來越引起人們的注意。分壓力的測量一般是通過質(zhì)譜計進行測量。為了讓質(zhì)譜計能夠準確的輸出壓力值，就必須對質(zhì)譜計進行校準。因此需要開展質(zhì)譜計校準技術的研究。

　　質(zhì)譜計的校準技術是目前真空計量學的一個熱點課題。一般來說，質(zhì)譜計的測量不確定度依賴于兩個因素: 第一是校準過程中使用參考標準的準確性和校準系統(tǒng)的不確定度; 第二是質(zhì)譜計固有的性能參數(shù)。所以質(zhì)譜計的校準技術研究就要從校準系統(tǒng)的設計，質(zhì)譜計參數(shù)的設置等方面進行。

2、國內(nèi)外的發(fā)展狀況

3、結(jié)論

　　針對四極質(zhì)譜計的校準技術，追蹤國內(nèi)外的四極質(zhì)譜計校準系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀，可以看出，質(zhì)譜計校準技術的發(fā)展趨勢是最先使用一種氣體進行校準，而且校準系統(tǒng)比較簡單，校準的范圍比較小; 由于質(zhì)譜計經(jīng)常使用在混合氣體環(huán)境中，由一種氣體校準引起的不確定度較大，致使發(fā)展到能夠使用混合氣體進行校準的系統(tǒng)，也延伸了質(zhì)譜計的校準范圍，降低了校準的不確定度。

　　由于各種工作狀況的不同，導致對質(zhì)譜計的各種參數(shù)的精度要求不同，因此質(zhì)譜計的校準方法就有相應的變化，在日常校準質(zhì)譜計的過程中要根據(jù)實際的需要選擇不同的校準系統(tǒng)和校準方法，以便校準結(jié)果最優(yōu)。隨著質(zhì)譜計越來越廣泛的應用，質(zhì)譜計的校準技術將有更大的發(fā)展，一方面，自動控制技術將引入校準系統(tǒng)，使得質(zhì)譜計的校準更加便利。另一方面，由于精密測量技術的發(fā)展，要求質(zhì)譜計能夠時刻保持高精度，就對質(zhì)譜計的校準提出了能夠?qū)崟r校準的要求，因此實時校準技術便是將來質(zhì)譜計校準技術的一個發(fā)展方向。再者，隨著工業(yè)技術的發(fā)展，設備的工作條件越來越復雜，在某些條件下，質(zhì)譜計的校準無法由人為的直接進行操作，就提出了質(zhì)譜計校準技術的另一個發(fā)展方向在線校準技術。國內(nèi)的某些實驗室已經(jīng)開始了相關方面的研究。