GB/T 40333-2021 真空计 四极质谱仪的定义与规范

ICS23.160
J78 G
中华人民共和国国家标准
GB/T40333—2021/ISO14291:2012
真空计 四极质谱仪的定义与规范
Vacuum gauges-Definitions and specifications for quadrupole mass spectrometers

2021-05-21发布 2021-12-01实施
国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会 发布

1范围
本标准界定了四极质谱仪相关的术语，并规定了制造商说明书中需要的参数，用于正常的校准和分压力测量质量的保证。
本标准适用于配备了电子轰击型离子源的四极质谱仪。这样的四极质谱仪通常用于测量质荷比(m/z)小于300的物质。配有如化学电离、光电离、场致电离等其他类型的离子源，以及主要用于检测质荷比(m/z)大于300的特定有机物质的四极质谱仪，不在本标准适用范围内。
2术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
2.1部组件
2.1.1
四极质谱仪quadrupole mass spectrometer;QMS
轴向人射的离子进人由四个电极（通常为杆）组成的四极透镜系统，透镜加有成临界比的射频和直流电场，使得仅让一定质荷比的离子通过的一种质谱仪。
[ISO3529-3:1981,定义3.5.2.2]
注：这样的四极质谐仪由一个传感器头和电控单元组成。
2.1.2
传感器头sensor head
分析器管analyser tube
传感器sensor
传感器单元sensor unit
传感头sensing head
规头gauge head

规管gauge head
包含离子源、四极滤质器和离子检测器的一个整体部件。
2.1.3
离子源ion source
四极质谱仪的一部分，将气体分子和原子电离成离子。
注：为产生正离子，离子源一般果用电子轰击电离方式。
2.1.3.1
开放式离子源open ion source
对周围真空环境具有高导电性的离子源，通常被设计为开放网格结构。
注：该离子源的所有功能部件都暴露在同一真空区域。
2.1.3.2
封闭式离子源closed ion source;enclosed ion source

差压式离子源differential pressure ion source
使用一个几乎密封仅保留通道口的容器来电离及分析气体分子、样品气体、高能电子（用于轰击电离)及激发态离子的离子源。
注：这类离子源允许在高于滤质器和检测器的压力下进行电离，宜用于滤质器上带有高真空泵的样品减压系统中，
2.1.3.3
分子束离子源molecular beam ion source
交叉束离子源crossed beam ion source
接收指向离子形成区域的中性气体分子的聚焦束，且不受其他离子源组成部分干扰的离子源。
注1：分子束穿过离子形成区域，通常与电子束和滤质器轴成直角，
注：对于分子束外延，交叉束离子源也可设计为接收各种接收角度的分子束。一些分子束离子源设计包括围绕离子源的保护罩，其上有通向离子形成区域的孔。当分子束离开离子源时，可将其捕获或用泵抽走，以最小化散射分子对本底的贡献，
2.1.4
四极滤质器quadrupole mass filter
由四个平行导电杆组成的装置，呈方形阵列，相对两杆短接构成一组。
注：四极滤质器用施加于导电杆上成临界比的射频(r.f.)和直流(d.c.)电场，根据质荷比将来自离子源的离子分离开来。对杆由相反的射频相和直流极性驱动，
2.1.5
离子检测器ion detector
离子收集器ion collector
收集已通过滤质器的正离子以测量离子电流的装置。
注：常见的离子检测器有两种：法拉第杯和二次电子倍增器(SEM),

3符号和缩略语
表1中所列符号和缩略语适用于本文件。

4四极质谱仪的原理
正离子在离子源中产生、加速飞向滤质器，滤质器由四个对称排列的具有方形横截面的双曲柱形杆或棒组成。施加在四级杆上的直流(d.c.)和射频(r.f.)组合电压通过质荷比不同来分离由四极质谱仪检测器检测到的这些离子。更多详细信息见参考文献[12]。
某些类型的四极质谱仪也可产生负离子，相应的改变电位即可测量其质量。
当要分析的气体压力高于四极质谱仪的最大工作压力时，可使用单独的泵抽系统和几个限流小孔来维持四极质谱仪内部足够低的压力。这种方法通常使用差分泵系统来完成。

投稿会员：芳华