载人航天器密封舱微量有害气体质谱检测方法

介绍了采用小型真空质谱计进行载人航天器密封舱内多组分微量有害气体的检测方法.通过测量微量气体浓度,实现密封舱内多种微量有害气体在线监测.给出了甲苯、二甲苯、二氯甲烷、甲烷、丙酮等5种气体的相对灵敏度试验数据,验证了现有小型真空质谱计最小可检浓度可以达到1ppm要求.研究结果表明,采用小型真空质谱计进行舱内微量有害气体浓度监测是可行的.     

分压力质谱计校准技术研究进展

在含有混合气体的高真空环境中,全压力真空规的计量结果通常会随着被测气体成分的改变而产生较大的差异,因此,需要进行气体成分的检测及分压力的计量。质谱计作为气体成分检测及分压力计量的主要工具,为保证其定量检测的准确性,必须进行校准。从原理上对质谱计校准方法进行了总结,介绍了当前国内外计量机构使用的部分校准装置以及当前分压力计量的光学及量子相关方法的发展现状,提出了质谱计校准存在的问题和未来的发展方向。     

四极质谱计的标准气体校准

随着四极质谱计的广泛应用,人们对四极质谱计定最测最的要求日益迫切。但是,由于这种仪器质量歧视效应比较显著,边缘场、污染对离子谱和灵敏度影响比较大,这就给四极质谱计定量分析带来很大困难。尤其在真空测量中,为了进行分压强测量,不仅需要制定各种气体的离子谱,而且还必需对质谱计进行各种气体的灵敏度的绝对校准。     

导线在真空环境中的放气特性分析

材料放气特性对分析真空中残余气体成分有重要影响。主要研究常用导线绝缘层聚全氟乙丙烯和可溶性聚四氟乙烯这两种材料在真空环境中的放气特性。采用小孔流导法初步测量了样品在常温、加热以及冷却条件下的放气率,利用四极质谱计测量了样品在不同温度条件下的放气质谱图。结果表明这两种材料在加热过程中的放气率先增大后减小,并随着抽气不断减小,在加热过程中的谱图中检测到质量数为69的气体,说明放出的气体成分含氟。     

基于分压力测量的真空材料放气率测试方法研究

在实际工程应用中,除了需要知道真空材料的总放气率之外,往往还关心的是材料放出的某种单一气体的放气率.为此,本文提出了基于分压力测量的真空材料放气率测试方法,通过采用四极质谱计测量小孔两端的分压力来测试单一气体的放气率.基于该方法设计了测试装置,主要由真空抽气系统、双通道气路转换测试系统、压力测量与质谱分析系统三部分组成.该方.法的提出可以解决测试材料单一气体放气率的问题,同时也提高了测试结果的准确性.     

二代微光成像器件阴极材料放气成份分析

用四极质谱计对光电阴极碱源材料放气成份进行质谱分析 ,给出了分析结果 ,并对所放出有害气体给制备光电阴极带来的影响进行了讨论。     

危险气体监测系统的设计和研制

本文介绍我们设计和研制的“危险气体监测系统”。介绍了系统的设计和使用方法。本系统以四极质谱计和β放射线电离规作为传感器,质谱计的质量范围为1到100原子质量单位,它能从混合气体中检测出最小浓度为数ppm的气体组份,通过标定能定量分析微量的氢,氧、氮、氦、四氧化二氮、硝酸、偏二甲肼等。     

四极质谱计在一些外星球大气成份分析中的应用

四极质谱计多次搭载在探测器上对金星、土星、木星、土卫六等外星球表面大气成份进行了分析,获得了一些有价值的信息.本文分析了四极质谱计在空间应用时面临的问题;以具体的空间探测任务为例.探讨了质谱计设计的成功和不足之处,以及未来空间探测任务对四极质谱计提出的新要求.     

二代微光成像器件阴极材料放气成份分析

用四极质谱计对光电阴极碱源材料放气成份进行质谱分析，给出了分析结果，并对所放出有害气体给制备光电阴极带来的影响进行了讨论。     

空间小型磁偏转质谱计的研制

随着我国空间探测的不断发展和精细化研究,质谱计在航天活动中起着越来越重要的作用,但空间用质谱计很难从国外进口,为了解决我国空间探测的急需,我们研制了完全自主知识产权的空间小型磁偏转质谱计,2012年11月在我国新技术试验卫星上实现了成功搭载,已经过近两年时间的空间测试,探测出了地球卫星轨道上的气体成分以及卫星放出的气体成分,空间小型磁偏转质谱计的研制成功将为后续质谱计在空间的广泛应用打下坚实的基础。空间小型磁偏转质谱计由物理部分、电控单元、高压电源三部分组成,体积170 mm×165 mm×165 mm,质量4.5 kg,功耗18 W,质量数范围:1~90 u,最小可检离子流10-13A。     

四极质谱计在超导托卡马克装置上的应用

四极质谱计广泛用于托卡马克装置上,用来监测聚变装置的真空品质,为真空系统的状态提供判断依据。本文介绍了四极质谱计在全超导非圆截面托卡马克装置(EAST)上的多种应用,为聚变装置的第一壁处理和聚变过程中多种残余气体成分含量变化提供数据。实验证明四极质谱计是EAST装置真空系统运行、等离子体与器壁相互作用研究过程中一种较为基础的测量工具。     

氧对四极质谱计离子源污染的考察

在质谱分析技术中,四极质谱计很有前途。但在长期使用中,四极探头的污染可导致仪器灵敏度下降和离子谱的显著变化,这就限制了仪器的应用。对于一个污染严重的四极探头,目前还只能用机械研磨的方法来清洗,这给使用者带来很大困难。因此,研究形成污染的主要因素并寻找较易解决污染的方法是十分必要的。本实验在一个有油真空系统中,观察四极质谱计对氧的灵敏度和离子谱的变化。实验结果表明:在有油情况下,氧可以加速离子源的污染。从污染件的俄歇分析看出,污染物由碳、硅、氧等组成,它可能为二甲基硅氧烷烃环多聚体(Me_2SiO)_n 交织成网状结构形成块状     

四极质谱计工作参数对校准因子影响研究

介绍了在危险气体成份分析系统校准装置上,开展四极质谱计工作参数对校准因子影响的实验研究工作。在实验中,每次改变四极质谱计的一个工作参数,如电子能量、离子能量、发射电流、分辨本领、扫描速度、收集方式等,测量氮谱峰离子流强度和被校气体谱峰离子流强度,利用校准因子计算公式,通过计算获得校准因子值,并分析校准因子的变化趋势,给出四极质谱计实验室校准参数设置,减小校准不确定度。     

敏感器件表面可凝结污染物的分析研究

空间环境下,材料出气产生的可凝结物质极易粘附于敏感器件表面形成污染.本文研究了空间模拟环境下敏感器件因污染引起表面电阻增大的负面现象.为进一步控制表面电阻增大的现象,达到污染防护和控制的目的,建立了一整套敏感器件表面可凝结污染物成分分析的方法,对表面的可凝结污染物进行定性分析.结果表明引起表面电阻增大的主要污染源有硅橡胶GD414、704胶、电连接器内白色绝缘体、电连接器内红色绝缘体等几种材料;沉积到滑环表面上的主要成分有苯、邻苯二甲酸脂、环己胺、聚硅氧烷等,这些物质沉积到器件表面,可明显增大表面电阻.因此,建议使用过程中,考虑更换低出气率的材料,对一些必须要用的材料,在其结构设计中应考虑污染的因素,避免材料直接面对器件表面,以及使用前进行适当的预出气处理.     

四极质谱计测量高压力的一种方法

真空镀膜、半导体加工等真空工艺气氛的原位监测对产品质量至关重要。由于一般质谱计测量上限的限制,较高压力下的工艺气氛的气体分析只能通过取样的方法来实现。四极分析器中离子与分子间的碰撞散射是导致四极质谱计在高压力下测量非线性的主要原因。为此,以碰撞散射为基本假设,推导出四极质谱计测量分压力的普遍公式。提出了四极质谱计在较高压力测量的两步校准法,通过与全压力规的配合,解决了四极质谱计在较高压力非线性条件下测量的实用问题。实验结果表明:可将四极质谱计的测量上限从10~(-2)Pa左右提高一个多数量级。     

用当代飞行时间二次离子质谱分析航天器污染

随着对航天器长寿命和高可靠性的要求日益提高，其污染问题已引起国内外高度重视。在监测污染物总量的基础上，需要有效的分析手段确定污染物的化学成分才能判断污染源。用当代飞行时间二次离子质谱仪器（TOF-SIMS）对我国地面空间环境模拟污染的典型样品进行了探索性实验，结果表明：与国内外现有的检测手段相比，当代TOF-SIMS最适于样品量有限的航天污染物的成份分析；具有高质量分辨的TOF—SIMS，对航天污染物包含的所有元素、同位素和化合物具有指纹鉴别能力；成像分析可解析出污染物形成历史的一些相关信息。TOF-SIMS有望在航天污染系统工程中发展成为一种独具特色的航天污染检测新技术。     

从飞行时间二次离子质谱像解析航天器污染的信息

飞行时间二次离子表面质谱能对航天材料上肉眼可见微量污染物实现包括元素、同位素和各种化合物在内的指纹鉴别,特别是样品量有限航天器污染成份分析的理想手段.本文重点讨论如何从带有金一次离子源的飞行时间二次离子像中提取有关航天器污染的信息.由于飞行时间二次离子质谱独具的并行质量登录能力,二次离子表面像上每一像素都储存着完整的质谱,任意质量的二次离子像都可重构.与四极和磁二次离子质谱相比,飞行时间二次离子质谱更适于复杂航天器污染物的成像分析.     

金属表面快速放气过程的测量

在真空系统中,对于各种金属表面发生的气体成份快速变化过程的质谱分析工作,使用笔式记录仪由于反应时间较长,已不能完成记录任务;使用普通电子示波器能观察到质谱变化,但照像记录比较麻烦。本文叙述了采用光线示波器配合四极质谱计记录气体成份快速变化过程的质谱,取得了初步结果。     

四极质谱计的碎片离子图形系数

一、引言目前,四极质谱计已广泛地用于真空系统内残余气体分析。原则上,任何一种已校准的质谱计都能用来进行真空系统内气体组分的定量分析。这种校准通常包括两个方面:图形系数和灵敏度的校准。关键的问题是要取得图形系数的好的重复性。到目前为止,有关用四极质谱计作定量分析的报道是不多的,有关图形系数重现性的报道更为少见。根据工作原理和结构,四极质谱计的质量岐视比其它质谱计,如回旋质谱计、磁偏转质谱计更为严重。因此,四极质谱计的图形系数是和其它质谱计不同的。造成图形系数变化的原因除了离子源工作条件外,主要是边缘场和分析场的质量岐视。     

单板机小型四极质谱计谱峰处理器

介绍了一种以单板机为核心的数据处理器,可对质谱进行归一化百分比处理,也可以进行峰选和峰强度监测,在处理器中建立了24种高真空系统中常见气体成份的质谱数据库,可以对残气成份进行定性的谱图检索。