RU2616927C1 - Stand for calibrating device of mass-spectrometric gas flow measurements - Google Patents

Stand for calibrating device of mass-spectrometric gas flow measurements Download PDF

Info

Publication number
RU2616927C1
RU2616927C1 RU2015156993A RU2015156993A RU2616927C1 RU 2616927 C1 RU2616927 C1 RU 2616927C1 RU 2015156993 A RU2015156993 A RU 2015156993A RU 2015156993 A RU2015156993 A RU 2015156993A RU 2616927 C1 RU2616927 C1 RU 2616927C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
gas flow
mass
mass spectrometer
calibrated
Prior art date
Application number
RU2015156993A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Станиславович Ананьев
Александр Викторович Спицын
Дмитрий Ильич Черкез
Артем Алексеевич Медников
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт"
Priority to RU2015156993A priority Critical patent/RU2616927C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2616927C1 publication Critical patent/RU2616927C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/62Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode

Landscapes

  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: stand for calibrating the device of mass spectrometric gas flow measurements comprises a gas inlet chamber connected to the pressure sensor, not sensitive to the gas genus, a gas flow recording camera coupled with the mass spectrometer and the combined full-range gas pressure sensor, a vacuum pumping system for chambers, the gas inlet chambers and the gas flow recording chambers are connected to the line with a valve, wherein a gas-permeable membrane is installed on the line end introduced into the gas inlet chamber, in addition, the gas inlet chambers and the gas flow recording chambers are connected by the line with the two valves, between which a calibrated flow of the gas flow molecular mode is installed.
EFFECT: invention provides calibration of the mass spectrometric device in a wide range of the measured gas flows.
2 cl, 4 dwg

Description

Заявленное изобретение относится к вакуумной технике, масс-спектрометрической технике и может быть использовано в области исследования газовой проницаемости материалов и задач, сопряженных с точным измерением газовых потоков (в диапазоне рабочих давлений масс-спектрометра (10-13-10-2 Па). При калибровке устройства масс-спектрометрического измерения газовых потоков проходное сечение (проводимость) калиброванной течи (или их набор) должны обеспечивать молекулярный режим течения газового потока, в том числе сверхмалых (порядка 108 молекул/с или 10-14 Па⋅м3/с).The claimed invention relates to vacuum technology, mass spectrometric technology and can be used in the study of gas permeability of materials and tasks associated with accurate measurement of gas flows (in the range of operating pressures of a mass spectrometer (10 -13 -10 -2 Pa). the calibration of the device for mass spectrometric measurement of gas flows, the cross-section (conductivity) of a calibrated leak (or a set of them) should provide a molecular regime of gas flow, including ultra-small (about 10 8 molecules / s or 10 -14 Pa⋅m 3 / s).

Известно устройство для калибровки масс-спектрометра - калиброванная течь (эталонный источник молекулярного потока газа), [http://www.lacotech.com/leakstandardsandcalibrations/heliumreservoirleakstandards.aspx]. Устройство содержит: баллон с газом, калиброванную течь и запорную арматуру. При подключении устройства к вакуумной системе, в которой необходимо провести калибровку масс-спектрометрического оборудования по газовому потоку, открывают соответствующие вентили, в результате чего, газ из баллона подается в систему пользователя с заданной величиной потока. Устройство в состоянии в течение длительного времени создавать регламентированный производителем поток соответствующего газа на выходе. Давление газа в баллоне, по которому осуществляется калибровка, несколько атмосфер, а величина газовой проводимости течи крайне мала. Таким образом, поток газа достаточно продолжительное время будет постоянным, по причине малости абсолютного значения потока и, следовательно, малого изменения давления в баллоне. Такие системы достаточно распространены и удобны в использовании. К недостаткам данного устройства можно отнести необходимость периодической (раз в 1-2 года в зависимости от частоты использования и расхода газа) проверки, заправки, и калибровки устройства у производителя. Итоговая стоимость эксплуатации такой системы с учетом транспортировки и сервисных услуг достаточно высока. Также, в случае необходимости проведения калибровки масс-спектрометра с целью измерения газового потока, который может варьироваться в широком диапазоне необходимо использование нескольких подобных устройств. Задача дополнительно усложняется, в случае, если измеряемый газовый поток представляет собой смесь газов с различными молярными массами.A device for calibrating a mass spectrometer is known - calibrated leak (a reference source of molecular gas flow), [http://www.lacotech.com/leakstandardsandcalibrations/heliumreservoirleakstandards.aspx]. The device contains: gas cylinder, calibrated leak and shutoff valves. When the device is connected to a vacuum system, in which it is necessary to calibrate the mass spectrometric equipment according to the gas flow, the corresponding valves are opened, as a result, gas from the cylinder is supplied to the user system with a given flow value. The device is able to create a flow of the corresponding gas at the outlet regulated by the manufacturer for a long time. The gas pressure in the calibration cylinder is several atmospheres, and the gas conductivity of the leak is extremely small. Thus, the gas flow will be constant for a sufficiently long time, due to the small absolute value of the flow and, therefore, a small change in pressure in the cylinder. Such systems are quite common and easy to use. The disadvantages of this device include the need for periodic (every 1-2 years, depending on the frequency of use and gas consumption) inspection, refueling, and calibration of the device from the manufacturer. The total cost of operating such a system, taking into account transportation and services, is quite high. Also, if it is necessary to calibrate the mass spectrometer in order to measure the gas flow, which can vary over a wide range, it is necessary to use several similar devices. The task is further complicated if the measured gas stream is a mixture of gases with different molar masses.

В патенте РФ №81442, опубл. 20.10.2008, описано устройство для калибровки масс-спектрометра, которое может быть использовано в области исследования изотопного состава веществ. Устройство содержит ионизационную камеру, испаритель, источник лазерного излучения, и ионопровод с вытягивающей линзой; над ионизационной камерой расположен источник электронов, состоящий из проволочного катода и кольцевого анода, установленного соосно с отверстиями ионизационной камеры и вытягивающей линзы ионопровода. Работа устройства основана на принципе фотоионизации и не может быть применимо для наших задач в связи с тем, что не подходит для исследования газовой смеси, состоящей из легких химических элементов.In the patent of the Russian Federation No. 81442, publ. 10.20.2008, a device for calibrating a mass spectrometer is described, which can be used in the field of studying the isotopic composition of substances. The device comprises an ionization chamber, an evaporator, a laser radiation source, and an ion guide with an extractive lens; above the ionization chamber is an electron source consisting of a wire cathode and a ring anode mounted coaxially with the holes of the ionization chamber and an ion guide traction lens. The operation of the device is based on the principle of photoionization and cannot be applicable to our tasks due to the fact that it is not suitable for studying a gas mixture consisting of light chemical elements.

В патенте РФ №2367939, опубл. 20.09.2009, описан способ проведения количественного масс-спектрометрического анализа состава газовой смеси. Данный способ позволят проводить определение концентрации отдельных компонентов газовой смеси при наличии в ней неизвестных газовых компонентов. Калибровку прибора проводят по индивидуальным газам путем одновременной регистрации масс-спектра и абсолютного давления газа в системе напуска масс-спектрометра, затем определяют коэффициенты абсолютной чувствительности.In the patent of the Russian Federation No. 2367939, publ. 09/20/2009, describes a method for quantitative mass spectrometric analysis of the composition of the gas mixture. This method will allow to determine the concentration of the individual components of the gas mixture in the presence of unknown gas components in it. The instrument is calibrated for individual gases by simultaneously recording the mass spectrum and absolute gas pressure in the mass spectrometer inlet system, then absolute sensitivity coefficients are determined.

В патенте РФ №110541, опубл. 17.05.2011, описано устройство для масс-спектрометрического анализа чистоты водорода и количественного состава газовых примесей, содержащее масс-спектрометр, связанный с системой откачки, и систему непрерывного ввода анализируемой газовой смеси, содержащую устройство обогащения исходной смеси газов анализируемыми примесями, измеритель давления газовой смеси, установленный на входе масс-спектрометра, и измеритель скорости расхода газовой смеси, установленный на входе устройства обогащения исходной смеси газов анализируемыми примесями, в системе непрерывного ввода анализируемой газовой смеси устройство обогащения исходной смеси газов анализируемыми примесями выполнено в виде проницаемой только для водорода и непроницаемой для любых других газов селективной мембраны, размещенной в герметичном корпусе, соединенным с масс-спектрометром с помощью регулируемого вентиля. Это устройство содержит некоторые конструктивные элементы, совпадающие с устройством для масс-спектрометрического измерения, которое калибруется на предлагаемом нами стенде.In the patent of the Russian Federation No. 110541, publ. 05/17/2011, a device for mass spectrometric analysis of hydrogen purity and quantitative composition of gas impurities is described, comprising a mass spectrometer associated with a pumping system and a continuous input system for the analyzed gas mixture containing a device for enriching the initial gas mixture with analyzed impurities, a gas mixture pressure meter installed at the inlet of the mass spectrometer and a gas mixture flow rate meter installed at the inlet of the enrichment device of the initial gas mixture with the analyzed impurities, system continuously introducing a gaseous mixture of the analyzed device enrichment feed gas mixture being analyzed by impurities formed as a permeable only to hydrogen and impermeable to other gases, any selective membrane, placed in a sealed enclosure connected to a mass spectrometer via an adjustable valve. This device contains some structural elements that coincide with the device for mass spectrometric measurement, which is calibrated at our stand.

Анализ публикаций не выявил технических решений, которые позволяют провести калибровку устройств масс-спектрометрического измерения газовых потоков как для каждого регистрируемого газа в отдельности, так и для газовой смеси без существенных конструктивных изменений действующих устройств.An analysis of the publications did not reveal technical solutions that allow the calibration of mass spectrometric devices for measuring gas flows both for each registered gas individually and for a gas mixture without significant structural changes to existing devices.

Техническим результатом является создание стенда для калибровки, с широкими функциональными возможностями, позволяющий при минимальных конструктивных изменениях калибруемого устройства масс-спектрометрического измерения газовых потоков проводить его калибровку при работе в широком диапазоне измеряемых газовых потоков (10-14-10-3 Па⋅м3/с или 108 молекул/с - 1017 молекул/с), при этом стенд не требует регулярного обслуживания/поверки, что делает это техническое решение экономически выгодным.The technical result is the creation of a calibration bench with wide functional capabilities, allowing for minimal design changes of the calibrated mass spectrometric gas flow measuring device to calibrate it when operating in a wide range of measured gas flows (10 -14 -10 -3 Pa⋅m 3 / s or 10 8 molecules / s - 10 17 molecules / s), while the stand does not require regular maintenance / verification, which makes this technical solution cost-effective.

Для достижения указанного технического результата предложен стенд для калибровки устройства масс-спектрометрического измерения газовых потоков, содержащего камеру напуска газа, соединенную с датчиком давления, не чувствительным к роду газа, камеру регистрации газового потока, соединенную с масс-спектрометром и комбинированным полнодиапазонным датчиком давления газа, системы вакуумной откачки камер, камеры напуска газа и регистрации газового потока соединены магистралью с вентилем, при этом на конце магистрали, введенном в камеру напуска газа, установлена газопроницаемая мембрана, кроме того, камеры напуска газа и регистрации газового потока соединены, по крайней мере, одной магистралью с двумя вентилями, между которыми установлена калиброванная течь, проходное сечение d которой обеспечивает молекулярный режим течения газового потока.To achieve the specified technical result, a stand is proposed for calibrating a mass spectrometric measurement device for gas flows, comprising a gas inlet chamber connected to a pressure sensor not sensitive to the gas genus, a gas flow registration chamber connected to a mass spectrometer and a combined full-range gas pressure sensor, systems for vacuum pumping chambers, gas inlet chambers, and gas flow recordings are connected by a line to a valve, and at the end of the line introduced into the chamber for gas start-up, a gas-permeable membrane is installed, in addition, the gas inlet and gas flow detection chambers are connected by at least one line with two valves, between which a calibrated flow is established, the cross-section d of which ensures the molecular flow regime of the gas stream.

Кроме того, число магистралей с калиброванными течами может быть равно n, при этом dn/dn-1 лежит в диапазоне 10-30.In addition, the number of highways with calibrated leaks may be equal to n, while d n / d n-1 is in the range of 10-30.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На Фиг. 1 и 2 схематично изображен стенд для калибровки устройства масс-спектрометрического измерения газовых потоков.In FIG. 1 and 2 schematically depict a stand for calibrating a mass spectrometric measurement device for gas flows.

На Фиг. 3 изображены временные зависимости ионных токов (показаний масс-спектрометра) при исследовании проницаемости мембраны из стали ЕК-181 (Rusfer) газом и проведении калибровки при достижении стационарного значения измеримых газовых потоков.In FIG. Figure 3 shows the time dependences of ion currents (mass spectrometer readings) when studying gas permeability of an EK-181 steel membrane (Rusfer) and performing calibration when the stationary value of measurable gas flows is reached.

На Фиг. 4 представлены зависимости ионных токов (показаний масс-спектрометра) от давления Р1 в камере напуска газа при определении коэффициентов чувствительности масс-спектрометра kmi для газов: D2, Н2, Ar - «Калибровка 1» и D2, Ar - «Калибровка 2».In FIG. Figure 4 shows the dependences of ion currents (mass spectrometer readings) on pressure P 1 in the gas inlet chamber when determining the sensitivity coefficients of the mass spectrometer k mi for gases: D 2 , Н 2 , Ar - “Calibration 1” and D 2 , Ar - “ Calibration 2 ".

Позициями обозначены:The positions indicated:

1 - Камера напуска газа1 - Gas inlet chamber

2 - Камера регистрации газового потока2 - Gas flow recording chamber

3 - Высоковакуумные вентили, VT1 слева от течи и VT2 справа от течи3 - High vacuum valves, VT1 to the left of the leak and VT2 to the right of the leak

4, 4.1, 4.2, …, 4.n - Калиброванная течь4, 4.1, 4.2, ..., 4.n - Calibrated leak

5 - Высоковакуумный вентиль VT35 - VT3 high vacuum valve

6 - Система высоковакуумной откачки газа из камеры напуска газа и камеры регистрации газового потока6 - System of high vacuum pumping gas from the gas inlet chamber and the gas flow recording chamber

7 - Датчик давления, не чувствительный к роду газа7 - Pressure sensor, not sensitive to the type of gas

8 - Комбинированный полнодиапазонный датчик давления газа8 - Combined full-range gas pressure sensor

9 - Масс-спектрометр9 - Mass spectrometer

10 - Газопроницаемая мембрана10 - Gas permeable membrane

11 - Калиброванный поток газа J11 - Calibrated gas flow J

12 - Измеряемый поток газа Jизм 12 - Measured gas flow J ISM

13, 14 - Магистрали13, 14 - Highways

Стенд для калибровки (см. Фиг. 1) содержит камеру напуска газа 1, представляющую собой вакуумную камеру из нержавеющей стали, в которой создается давление P1 рабочего газа (емкости для хранения газов на фигурах не показаны), соединенную магистралью 13 с вентилем 5 с камерой регистрации газового потока 2, также представляющей собой вакуумную камеру из нержавеющей стали; на конце магистрали 13, введенном в камеру напуска газа 1, установлена газопроницаемая мембрана 10. Камера напуска газа 1 и камера регистрации газового потока 2 соединены с системами высоковакуумной откачки 6. Камера регистрации газового потока 2 соединена с масс-спектрометром 9 и полнодиапазонным датчиком давления 8. Камера напуска газа 1 соединена с датчиком давления, например, емкостного типа, не чувствительным к роду газа 7.The calibration stand (see Fig. 1) contains a gas inlet chamber 1, which is a stainless steel vacuum chamber in which a working gas pressure P 1 is created (gas storage tanks are not shown in the figures) connected by a line 13 to a valve 5 s a gas flow recording chamber 2, also representing a stainless steel vacuum chamber; at the end of the line 13, introduced into the gas inlet chamber 1, a gas-permeable membrane is installed 10. The gas inlet chamber 1 and the gas flow recording chamber 2 are connected to the high-vacuum pumping systems 6. The gas flow recording chamber 2 is connected to a mass spectrometer 9 and a full-range pressure sensor 8 The gas inlet chamber 1 is connected to a pressure sensor, for example, of a capacitive type, which is not sensitive to the type of gas 7.

Для проведения высокоточной калибровки целесообразно использовать датчики давления емкостного типа 7, которые не чувствительны к роду газа, однако возможно использование и других датчиков давления (деформационных, ионизационных и т.д.), в случае если их точность (абсолютная и относительная погрешности измерений) достаточна.For high-precision calibration, it is advisable to use pressure sensors of capacitive type 7, which are not sensitive to the type of gas, but other pressure sensors (deformation, ionization, etc.) can also be used if their accuracy (absolute and relative measurement errors) is sufficient .

Камера напуска газа 1 соединена с камерой регистрации газового потока 2 магистралью 14 с высоковакуумными вентилями 3 и калиброванной течью 4.The gas inlet chamber 1 is connected to the gas flow recording chamber 2 by a line 14 with high-vacuum valves 3 and a calibrated leak 4.

Число магистралей 14 и калиброванных течей 4 с уменьшающимся проходным сечением d может быть n, как показано на фиг. 2, при этом dn/dn-1 лежит в диапазоне 10-30. При таком соотношении можно обеспечить сверхширокий диапазон измеряемых газовых потоков:The number of lines 14 and calibrated leaks 4 with decreasing bore d may be n, as shown in FIG. 2, while d n / d n-1 lies in the range of 10-30. With this ratio, it is possible to provide an ultra-wide range of measured gas flows:

Jизм i + Jнат+Ji=S⋅(10-2-10-13), где:J meas i + J nat + J i = S⋅ (10 -2 -10 -13 ), where:

Figure 00000001
- измеряемый поток газа выбранной массы (Па⋅м3/с);
Figure 00000001
- the measured gas flow of the selected mass (Pa⋅m 3 / s);

Jнaт - натекание газа в камеру регистрации (Па⋅м3/с);J NAT - gas leakage into the registration chamber (Pa⋅m 3 / s);

Ji - калиброванный поток газа (Па⋅м3/с);J i - calibrated gas flow (Pa⋅m 3 / s);

S - скорость откачки газа (м3/с);S is the gas pumping rate (m 3 / s);

(10-2-10-13) - диапазон чувствительности масс-спектрометра по давлению (Па).(10 -2 -10 -13 ) - pressure range of the mass spectrometer (Pa).

Проходное сечение d связано с проводимостью течи S (причем S~D2/h, где D - диаметр отверстия в диафрагме/течи, h - толщина диафрагмы/течи), и для дальнейших расчетов используется величина проводимости S.The cross section d is related to the conductivity of the leak S (moreover, S ~ D 2 / h, where D is the diameter of the hole in the diaphragm / leak, h is the thickness of the diaphragm / leak), and the conductivity S is used for further calculations.

На стенде может проводиться калибровка устройства масс-спектрометрического измерения газовых потоков, когда величины, измеряемые масс-спектрометром 9, стационарны (временные зависимости величины ионных токов не изменяются).At the stand, a calibration device for mass spectrometric measurement of gas flows can be performed when the values measured by the mass spectrometer 9 are stationary (the time dependences of the magnitude of the ion currents do not change).

Калибровка основана на определении коэффициентов, связывающих интенсивность ионного тока каждого газа с газовыми потоками по индивидуальным газам, вытекающими через калиброванную течь 4 или набор течей (путем одновременной регистрации масс-спектра и абсолютного давления газа в системе напуска масс-спектрометра), и дальнейшем пересчете относительных показаний масс-спектрометра (ионных токов), получаемых при измерении газового потока (в т.ч. потока смеси газов) и потока газа, проходящего через калиброванную течь с проходным сечением d малой проводимости Smi (л/с), в абсолютные значения измеряемых газовых потоков. Также можно определить величины потоков отдельных компонентов газовой смеси, протекающих через камеру регистрации газового потока 2.Calibration is based on determining the coefficients connecting the ion current intensity of each gas with individual gas streams flowing through calibrated leak 4 or a set of leaks (by simultaneously recording the mass spectrum and absolute gas pressure in the mass spectrometer inlet system), and further recalculating the relative the readings of the mass spectrometer (ion currents) obtained by measuring the gas flow (including the gas mixture flow) and the gas flow passing through a calibrated flow with a flow cross section d is small conductivity S mi (l / s), in the absolute values of the measured gas flows. You can also determine the magnitude of the flows of the individual components of the gas mixture flowing through the registration chamber of the gas stream 2.

Калибровка устройства производится следующим образом.Calibration of the device is as follows.

В камеру напуска 1 подается газ, по которому осуществляется калибровка масс-спектрометра 9. Открывается вентиль 5, фиксируется временная зависимость ионных токов с масс-спектрометра 9, соответствующих изменению парциальных давлений за счет проникающего через мембрану 10 потока газа Jизм 12. При достижении стационарного значения ионного тока масс-спектрометра открываются вентили 3. Снимаются временные зависимости ионных токов с масс-спектрометра 9, рост значений которых обусловлен дополнительным калиброванным потоком газа J 11 через калиброванную течь 4.Gas is introduced into the inlet chamber 1, through which the mass spectrometer 9 is calibrated. The valve 5 opens, the time dependence of the ion currents from the mass spectrometer 9 is recorded, which corresponds to the change in partial pressures due to the gas flow penetrating through the membrane 10 of J IS 12. Upon reaching the stationary Valves 3 open the ion current of the mass spectrometer. The time dependences of the ion currents are taken from the mass spectrometer 9, the increase in the values of which is due to the additional calibrated gas flow J 11 through the cal Bathroom leak 4.

Калибровка устройства для исследуемой газовой смеси производится путем пересчета относительных показаний масс-спектрометра (ионных токов) в абсолютные значения (Па⋅м3/с) по формуле (в случае регистрации по основным массам):Calibration of the device for the gas mixture under study is made by converting the relative readings of the mass spectrometer (ion currents) into absolute values (Pa⋅m 3 / s) according to the formula (in the case of registration by the main masses):

Figure 00000002
Figure 00000002

- в случае известных давлений Pmi (например, в случае калибровочной смеси невзаимодействующих газов с давлениями Pm1…Pmi). Или, в общем случае,- in the case of known pressures P mi (for example, in the case of a calibration mixture of non-interacting gases with pressures P m1 ... P mi ). Or, in general,

Figure 00000003
Figure 00000003

где:Where:

Jизм mi - измеряемый поток газа выбранной массы (Па⋅м3/с);J ISM mi - measured gas flow of the selected mass (Pa⋅m 3 / s);

Iизм mi - ионный ток i-й массы (точнее m/Z), при закрытых вентилях 3 (А);I ISM mi - ion current of the i-th mass (more precisely m / Z), with closed valves 3 (A);

Iνt mi - ионный ток i-й массы (точнее m/Z), при открытых вентилях 3 (А);I νt mi - ion current of the i-th mass (more precisely m / Z), with open valves 3 (A);

Smi - проводимость калиброванной течи 4 по используемому газу (л/с);S mi is the conductivity of calibrated leak 4 in the gas used (l / s);

S1 - проводимость по газу с молярной массой М=1 (л/с);S 1 is the gas conductivity with a molar mass of M = 1 (l / s);

Pmi - разница между давлением газа в камере напуска и камере регистрации (Р21);P mi is the difference between the gas pressure in the inlet chamber and the registration chamber (P 2 -P 1 );

Р1 - давление в камере напуска (Па);P 1 - pressure in the inlet chamber (Pa);

kmi - коэффициент чувствительности масс-спектрометра по i-й массе газа;k mi is the sensitivity coefficient of the mass spectrometer by the i-th gas mass;

Mi - молярная масса i-го газа.M i is the molar mass of the i-th gas.

Определение калибровочных коэффициентов, связывающих интенсивность ионного тока каждого газа с его давлением, проводят по индивидуальным газам (путем одновременной регистрации масс-спектра и абсолютного давления газа в системе напуска масс-спектрометра).The determination of calibration coefficients connecting the ion current intensity of each gas with its pressure is carried out for individual gases (by simultaneously recording the mass spectrum and absolute gas pressure in the mass spectrometer inlet system).

В случае масс-спектрометра (в т.ч. квадрупольного) работающего по принципу ионизации электронным ударом, регистрируются ионные токи соответствующих масс, а точнее M/Z, где: М - молярная масса газа; Z - заряд иона, который образуется в масс-спектрометре. Например, при ионизации аргона электронным ударом, часто образуются ионы Ar+ с М=40 и Z=1, а также Ar++ с М=40 и Z=2. При регистрации многоатомных газов (углеводороды, оксиды, спирты, и т.д.) молекулы газа могут частично или полностью распадаться и образовывать целый спектр масс (M/Z). Предложенный подход может быть применен в случае многоатомных сложных газов.In the case of a mass spectrometer (including a quadrupole) operating on the principle of electron impact ionization, ion currents of the corresponding masses are recorded, more precisely M / Z, where: M is the molar mass of the gas; Z is the charge of the ion that is formed in the mass spectrometer. For example, during argon ionization by electron impact, Ar + ions with M = 40 and Z = 1 are often formed, as well as Ar ++ with M = 40 and Z = 2. When registering polyatomic gases (hydrocarbons, oxides, alcohols, etc.), gas molecules can partially or completely decompose and form a whole mass spectrum (M / Z). The proposed approach can be applied in the case of polyatomic complex gases.

На Фиг. 3 представлена кривая проницаемости исследуемой газопроницаемой мембраны 10 из стали ЕК-181 (Rusfer), при напуске в камеру 1 газообразного дейтерия (смесь D2:HD:H2≈86%:12%:2%), при температуре мембраны 10-600°C и давлении Р1=3⋅10-2 гПа. В начальный момент времени, мембрана разогрета и находится в вакууме, при напуске газа в камеру 1 (момент времени отмечен штрихованной линией) отмечается рост показаний масс-спектрометра Im4, Im3 и Im2 (M/Z=4, 3 и 2 соответственно), по достижению стационарности проникающего потока во временном диапазоне ~1750÷3250 сек на Фиг. 3, при открытии вентилей VT2 3, соответствующие массы резко возрастали в результате добавления к измеряемому потоку Jизм 12 дополнительного калибровочного потока J 11.In FIG. Figure 3 shows the permeability curve of the studied gas-permeable membrane 10 made of steel EK-181 (Rusfer), when gaseous deuterium is admitted into the chamber 1 (mixture D 2 : HD: H 2 ≈86%: 12%: 2%), at a membrane temperature of 10-600 ° C and pressure P 1 = 3⋅10 -2 hPa. At the initial moment of time, the membrane is warmed up and is in vacuum, when gas is injected into chamber 1 (the moment in time is indicated by a dashed line), the readings of the mass spectrometer I m4 , I m3 and I m2 (M / Z = 4, 3 and 2, respectively ), upon reaching the stationarity of the penetrating flow in the time range of ~ 1750–3250 sec in FIG. 3, when VT2 3 valves were opened, the corresponding masses increased sharply as a result of adding an additional calibration stream J 11 to the measured flow J ISM 12.

В примере выполнения камеры 1 и 2 были выполнены из нержавеющей стали. Все соединения выполнены с использованием вакуумной арматуры стандарта Conflat. В связи с тем, что магистраль 13 от проницаемой мембраны 10, соединяющая объемы камер напуска газа 1 и регистрации газа 2, имеет стандарт соединений DN40CF, для стенда специально изготовлено переходное соединение DN40CF-D на два DN16CF, а также изготовлена калиброванная течь 4 из фланца DN16CF. Соединения выполнены с использованием сильфона CF16FX250R, высоковакуумные вентили 3 типа DN16CF. Для измерения давления газа использовались PBR260 - комбинированный полнодиапазонный датчик давления газа 8 (1000÷5⋅10-10 гПа) и CMR - датчик давления газа емкостного типа 7 (0,1÷10-4 гПа для CMR365 и 1-10-3 гПа для CMR364). Использовался квадрупольный масс-спектрометр 9 - QMS.In an exemplary embodiment, chambers 1 and 2 were made of stainless steel. All connections are made using Conflat standard vacuum fittings. Due to the fact that the line 13 from the permeable membrane 10, connecting the volumes of the gas inlet chambers 1 and gas registration 2, has the DN40CF connection standard, the transitional connection DN40CF-D to two DN16CF is specially made for the stand, and a calibrated leak 4 is made from the flange DN16CF. Connections are made using the bellows CF16FX250R, high vacuum valves 3 type DN16CF. To measure gas pressure, PBR260 was used - a combined full-range gas pressure sensor 8 (1000 ÷ 5 -10 -10 hPa) and CMR - a gas pressure sensor of capacitive type 7 (0.1 ÷ 10 -4 hPa for CMR365 and 1-10 -3 hPa for CMR364). A 9-QMS quadrupole mass spectrometer was used.

Описание методики пересчета относительных показаний масс-спектрометра в абсолютные значенияDescription of the method for converting the relative readings of the mass spectrometer to absolute values

Поток газа J 11, проходящий через калиброванную течь 4 в случае молекулярного режима течения газа, представляет собой поток смеси газов (в рассматриваемом случае, смесь с молярными массами М4, М3, М2), который может быть описан выражением:The gas stream J 11 passing through the calibrated stream 4 in the case of the molecular regime of gas flow is a stream of a mixture of gases (in this case, a mixture with molar masses M 4 , M 3 , M 2 ), which can be described by the expression:

Figure 00000004
,
Figure 00000004
,

где:Where:

Smi - проводимость течи по газу с молярной массой Мi (л/с);S mi is the gas leakage conductivity with a molar mass M i (l / s);

Рmi 1 - парциальное давления газа с молярной массой Mi в камере напуска 1 (Па);P mi 1 is the partial pressure of a gas with a molar mass M i in the inlet chamber 1 (Pa);

Рmi 2 - парциальное давление газа с молярной массой Mi в камере регистрации 2 (Па);P mi 2 is the partial pressure of a gas with a molar mass M i in the registration chamber 2 (Pa);

P1 - давление газа или газовой смеси, измеряемое с помощью датчика давления 7 в камере напуска 1 (Па) (в рассматриваемом случае смесь газов D2, HD, Н2, в которой преобладает дейтерий).P 1 - pressure of the gas or gas mixture, measured using a pressure sensor 7 in the inlet chamber 1 (Pa) (in this case, the mixture of gases D 2 , HD, H 2 in which deuterium predominates).

В качестве калиброванной течи рекомендуется использовать течь малой проводимости, достаточной для выполнения неравенства: Рmi 1>>Pmi 2 в широком диапазоне газовых потоков 11. В качестве течи могут быть использованы: тонкий капилляр; диафрагма с малым отверстием (10-50 мкм); двусторонний нержавеющий фланец с резьбовым отверстием, в который вкручен винт из нержавеющей стали (применяется в примере конкретного выполнения заявленного изобретения); заводские решения.As a calibrated leak, it is recommended to use a low conductivity leak sufficient to satisfy the inequality: P mi 1 >> P mi 2 in a wide range of gas flows 11. The following can be used as a leak: thin capillary; aperture with a small hole (10-50 microns); double-sided stainless flange with a threaded hole into which a stainless steel screw is screwed (used in the example of a specific embodiment of the claimed invention); factory solutions.

Проводимость течи 4 или капилляра, в случае молекулярного режима течения газа, зависит от температуры и молярной массы газа как:The conductivity of a leak 4 or capillary, in the case of a molecular regime of gas flow, depends on the temperature and molar mass of the gas as:

Figure 00000005
Figure 00000005

Следовательно, проводимость калиброванной течи 4 измеренная по одному газу может быть пересчитана для любого другого газа.Consequently, the conductivity of calibrated leak 4 measured on one gas can be recalculated for any other gas.

Как видно из Фиг. 3, в процессе калибровки, при добавлении к измеряемому газовому потоку, потока смеси газов, проходящего через калиброванную течь (при открытых вентилях 3), наблюдается скачкообразное увеличение показаний масс-спектрометра. В этом случае, поток 11 газовой смеси (D2, HD, Н2) через калиброванную течь 4 может быть представлен выражением:As can be seen from FIG. 3, during the calibration process, when adding to the measured gas flow, the flow of a mixture of gases passing through the calibrated leak (with open valves 3), an abrupt increase in the readings of the mass spectrometer is observed. In this case, the gas mixture stream 11 (D 2 , HD, H 2 ) through the calibrated stream 4 can be represented by the expression:

Figure 00000006
Figure 00000006

где:Where:

Kcalib - коэффициент калибровки;K calib - calibration factor;

kmi - коэффициент чувствительности масс-спектрометра по i-й массе газа;k mi is the sensitivity coefficient of the mass spectrometer by the i-th gas mass;

Imi νt2 - значение ионного тока (парциального давления), регистрируемого масс-спектрометром 9 при открытых вентилях 3 для массы mi(M/Z) (А);I mi νt2 is the value of the ion current (partial pressure) recorded by the mass spectrometer 9 with open valves 3 for the mass m i (M / Z) (A);

Imi - стационарное значение ионного тока (парциального давления), регистрируемое масс-спектрометром 9 (А). В случае если стационарный измеряемый газовый поток 12 отсутствует, в качестве Imi может быть взято фоновое (нулевое) значение.I mi is the stationary value of the ion current (partial pressure) recorded by the mass spectrometer 9 (A). If there is no stationary measured gas flow 12, the background (zero) value can be taken as I mi .

Определение коэффициентов чувствительности по отдельным газамDetermination of sensitivity factors for individual gases

Коэффициенты чувствительности масс-спектрометра kmi должны быть определены отдельно для каждого газа с молярной массой Mi, входящего в газовую смесь. Определение коэффициентов kmi целесообразно проводить, когда в камеру регистрации 2 измеряемый газовый поток 12 не поступает. Отношение коэффициентов kmi можно определить из отношения зависимостей

Figure 00000007
для каждого газа из смеси (с молярной массой Mi), варьируя давление газа Рmi 1 в камере напуска 1 и регистрируя изменение соответствующих показаний масс-спектрометра при открытых высоковакуумных вентилях 3 в камере регистрации 2.The sensitivity coefficients of the mass spectrometer k mi must be determined separately for each gas with a molar mass M i entering the gas mixture. It is advisable to determine the coefficients k mi when the measured gas stream 12 does not enter the recording chamber 2. The ratio of the coefficients k mi can be determined from the relationship of dependencies
Figure 00000007
for each gas from the mixture (with a molar mass M i ), varying the gas pressure P mi 1 in the inlet chamber 1 and recording the change in the corresponding readings of the mass spectrometer with open high-vacuum valves 3 in the registration chamber 2.

Из выражений, представленных выше, для каждого газа с массой Mi зависимость

Figure 00000008
может быть представлена как:From the expressions presented above, for each gas with mass M i the dependence
Figure 00000008
can be represented as:

Figure 00000009
Figure 00000009

где

Figure 00000010
- прирост значения тока (парциального давления), регистрируемого масс-спектрометром при калибровке, относительно фонового значения.Where
Figure 00000010
- an increase in the current value (partial pressure) recorded by the mass spectrometer during calibration relative to the background value.

В рассматриваемом в качестве примера случае были сняты зависимости

Figure 00000011
и
Figure 00000012
для водорода (М2) и для дейтерия (М4). Для этого в камеру напуска 1 чистые газы (водород и дейтерий) подавались отдельно и регистрировался прирост соответствующих показаний масс-спектрометра
Figure 00000013
. Также отдельно была снята зависимость для аргона.In the case considered as an example, the dependencies were removed
Figure 00000011
and
Figure 00000012
for hydrogen (M 2 ) and for deuterium (M 4 ). For this, pure gases (hydrogen and deuterium) were supplied separately to the inlet chamber 1, and an increase in the corresponding readings of the mass spectrometer was recorded
Figure 00000013
. Also, the dependence for argon was separately removed.

В рассматриваемом примере зависимости

Figure 00000014
, представленные на Фиг. 4, были аппроксимированы линейной зависимостью в диапазоне, в котором происходило определение коэффициентов чувствительности масс-спектрометра. На Фиг. 4 представлена калибровка для определения коэффициентов чувствительности масс-спектрометра kmi для газов: D2, Н2, Ar - «Калибровка 1» и D2, Ar - «Калибровка 2».In this example, dependencies
Figure 00000014
shown in FIG. 4, were approximated by a linear dependence in the range in which the sensitivity coefficients of the mass spectrometer were determined. In FIG. Figure 4 shows the calibration for determining the sensitivity coefficients of the mass spectrometer k mi for gases: D 2 , H 2 , Ar - "Calibration 1" and D 2 , Ar - "Calibration 2".

Несмотря на то, что калибровки (1 и 2) проводились при близких настройках масс-спектрометра (были одинаковыми: энергия электронов, вытягивающий потенциал и шкала измерения), зависимости

Figure 00000015
, как видно из Фиг.4, могут отличаться до трех раз.Despite the fact that calibrations (1 and 2) were carried out at close settings of the mass spectrometer (they were the same: electron energy, pulling potential, and measurement scale), dependences
Figure 00000015
as can be seen from Figure 4, can vary up to three times.

Как видно из Фиг. 4, поток аргона 11, проходящий через калиброванную течь 4, под воздействием ионизации электронным ударом, регистрируется масс-спектрометром 9 в виде двух ионных токов -

Figure 00000016
и
Figure 00000017
, что соответствует токам ионов Ar++ и Ar+. Таким образом, поток аргона 11 через калиброванную течь 4 может быть представлен и учтен в дальнейшем любым удобным для конкретного случая способом, например:As can be seen from FIG. 4, the flow of argon 11 passing through a calibrated leak 4, under the influence of ionization by electron impact, is recorded by the mass spectrometer 9 in the form of two ion currents -
Figure 00000016
and
Figure 00000017
, which corresponds to the currents of ions Ar ++ and Ar + . Thus, the flow of argon 11 through a calibrated leak 4 can be represented and taken into account in any convenient way for a particular case, for example:

Figure 00000018
,
Figure 00000018
,

где:Where:

Figure 00000019
- прирост значения тока (парциального давления), регистрируемого масс-спектрометром при калибровке, относительно фонового значения (А);
Figure 00000019
- an increase in the current value (partial pressure) recorded by the mass spectrometer during calibration, relative to the background value (A);

Figure 00000020
- коэффициенты чувствительности масс-спектрометра 9 для каждого конкретного способа представления калиброванного потока.
Figure 00000020
- sensitivity coefficients of the mass spectrometer 9 for each specific way of representing the calibrated stream.

В рассматриваемом в качестве примера случае, представленном на Фиг. 4, были получены следующие отношения коэффициентов чувствительности масс-спектрометра (для случая «Калибровка 1»):In the exemplary case of FIG. 4, the following ratios of the sensitivity coefficients of the mass spectrometer were obtained (for the case of “Calibration 1”):

Figure 00000021
;
Figure 00000022
Figure 00000023
Figure 00000021
;
Figure 00000022
Figure 00000023

Стоит отметить, что коэффициенты чувствительности масс-спектрометра 9 зависят от множества факторов и могут значительно отличаться для каждого конкретного масс-спектрометра.It should be noted that the sensitivity coefficients of the mass spectrometer 9 depend on many factors and can vary significantly for each specific mass spectrometer.

Таким образом, для проведения калибровки масс-спектрометра 9 необходимо убедиться в линейности зависимостей

Figure 00000024
и определить отношение коэффициентов чувствительности для используемых коэффициентов усиления (шкал измерений) масс-спектрометра.Thus, in order to calibrate the mass spectrometer 9, it is necessary to verify the linearity of the dependencies
Figure 00000024
and determine the ratio of the sensitivity factors for the used gain factors (measurement scales) of the mass spectrometer.

Таким образом (в нашем конкретном случае), можно перевести относительные показания масс-спектрометра 9 ионных токов: Im4 и Im3 в измеряемый поток газа Jизм 12 по формуле:Thus (in our particular case), it is possible to translate the relative readings of the mass spectrometer of 9 ion currents: I m4 and I m3 into the measured gas flow J ISM 12 according to the formula:

Figure 00000025
Figure 00000025

Оценка проводимости калиброванной течиCalibrated Leak Conductivity Assessment

Для реализации калибровки устройства для масс-спектрометрического измерения, применяемой для пересчета относительных показаний масс-спектрометра 9 в абсолютные величины измеряемых газовых потоков, необходимо применение одной (Фиг. 1) или нескольких течей (Фиг. 2) малой проводимости (обеспечивающих молекулярный режим течения газа). В общем случае, газовая проводимость течи может быть определена методом натекания газового потока через течь в не откачиваемый вакуумный объем и методом откачки этого объема через течь.To implement the calibration of the device for mass spectrometric measurement, used to convert the relative readings of the mass spectrometer 9 into the absolute values of the measured gas flows, it is necessary to use one (Fig. 1) or several leaks (Fig. 2) of low conductivity (providing molecular gas flow ) In general, the gas conductivity of a leak can be determined by the method of leakage of a gas stream through a leak into a non-pumped vacuum volume and by the method of pumping this volume through a leak.

В примере конкретного выполнения заявленного изобретения измерение проводимости калиброванной течи 4 по газу производилось следующим образом.In an example of a specific embodiment of the claimed invention, the conductivity of a calibrated gas leak 4 was measured as follows.

Баланс потоков газа в камере регистрации 2 может быть описан выражением:The balance of gas flows in the registration chamber 2 can be described by the expression:

Figure 00000026
, где:
Figure 00000026
where:

S - скорость откачки газа (л/с);S is the gas pumping rate (l / s);

V2 и P2 - объем и давление газа в камере регистрации газа (м3 и Па);V 2 and P 2 - the volume and pressure of the gas in the gas registration chamber (m 3 and Pa);

Jизм . - измеряемый поток газа через мембрану 10 (Па⋅м3/с);J rev . - measured gas flow through the membrane 10 (Pa⋅m 3 / s);

Jнат - натекание газа в камеру регистрации газа (Па⋅м3/с);J nat - gas leakage into the gas registration chamber (Pa⋅m 3 / s);

J - калиброванный поток газа (Па⋅м3/с).J - calibrated gas flow (Pa⋅m 3 / s).

В камере напуска 1 есть газ и Р1>>Р2 в течение всего времени измерений, поток газа через мембрану 10 отсутствует (Jизм=0), а высоковакуумные вентили 3 (VT1 и VT2) находятся в открытом положении:There is gas in the inlet chamber 1 and P 1 >> P 2 during the entire measurement time, there is no gas flow through the membrane 10 (J ISM = 0), and the high-vacuum valves 3 (VT1 and VT2) are in the open position:

Figure 00000027
Figure 00000027

и закрытом положении:and closed position:

Figure 00000028
Figure 00000028

Поток газа в камеру регистрации 2 обусловлен только дегазацией камеры и калиброванным потоком газа через калиброванную течь 4. Закрыв откачку газа в камере регистрации 2 (S=0) и измеряя увеличение давления (натекаете) газа в камере регистрации 2 с открытыми и закрытыми высоковакуумными вентилями 3 (VT1 и VT2), получим разность

Figure 00000029
Т.е. калиброванный поток газа J 11 равен разности угловых коэффициентов кривых натекания газа
Figure 00000030
и
Figure 00000031
.The gas flow into the registration chamber 2 is caused only by the degassing of the chamber and the calibrated gas flow through the calibrated leak 4. Closing the gas pumping in the registration chamber 2 (S = 0) and measuring the pressure increase (leak) of the gas in the registration chamber 2 with open and closed high-vacuum valves 3 (VT1 and VT2), we get the difference
Figure 00000029
Those. calibrated gas flow J 11 is equal to the difference of the angular coefficients of the curves of gas leakage
Figure 00000030
and
Figure 00000031
.

Таким образом, из выражения J=Smi⋅(Р12), где Smi (л/с) - проводимость калиброванной течи 4 по этому газу, а Р1 и Р2 - давления газа в камере напуска 1 и камере регистрации потока газа 2 соответственно, учитывая, что (

Figure 00000032
и Р2<<P1), получим выражение для определения проводимости калиброванной течи 4:Thus, from the expression J = S mi ⋅ (P 1 -P 2 ), where S mi (l / s) is the conductivity of the calibrated leak 4 through this gas, and P 1 and P 2 are the gas pressures in the inlet chamber 1 and the chamber registration of gas flow 2, respectively, given that (
Figure 00000032
and P 2 << P 1 ), we obtain an expression for determining the conductivity of a calibrated leak 4:

Figure 00000033
Figure 00000033

Основной источник погрешности при определении проводимости калиброванной течи 4 по газу - точность при измерении давлений (P1 и Р2), а также погрешность в определении объема. В рассматриваемом случае значение проводимости калиброванной течи 4 по газу (D2), определенное по выражению выше, составило SD2=(2,123±0,012)⋅10-4 (л/с).The main source of error in determining the conductivity of a calibrated leak 4 by gas is the accuracy in measuring pressure (P 1 and P 2 ), as well as the error in determining the volume. In the case under consideration, the conductivity value of the calibrated gas leak 4 (D 2 ), determined by the expression above, was S D2 = (2.123 ± 0.012) ⋅ 10 -4 (l / s).

Таким образом, заявленное устройство позволяет проводить калибровку масс-спектрометрометрического устройства по любым рабочим газам в процессе эксперимента и создавать калиброванные потоки газа в широком диапазоне (3 порядка и более) с получением количественных значений газового потока (для каждой регистрируемой массы - изотопного состава газовой смеси) практически для любых вакуумных схем с минимальным набором дополнительных вакуумных компонентов и измерительных устройств.Thus, the claimed device allows you to calibrate the mass spectrometric device for any working gases during the experiment and create calibrated gas flows in a wide range (3 orders or more) to obtain quantitative values of the gas flow (for each recorded mass is the isotopic composition of the gas mixture) for almost any vacuum circuit with a minimum set of additional vacuum components and measuring devices.

Claims (2)

1. Стенд для калибровки устройства масс-спектрометрического измерения газовых потоков, содержащего камеру напуска газа, соединенную с датчиком давления, не чувствительным к роду газа, камеру регистрации газового потока, соединенную с масс-спектрометром и комбинированным полнодиапазонным датчиком давления газа, системы вакуумной откачки камер, камеры напуска газа и регистрации газового потока соединены магистралью с вентилем, при этом на конце магистрали, введенном в камеру напуска газа, установлена газопроницаемая мембрана, кроме того, камеры напуска газа и регистрации газового потока соединены по крайней мере одной магистралью с двумя вентилями, между которыми установлена калиброванная течь, проходное сечение d которой обеспечивает молекулярный режим течения газового потока.1. Stand for calibrating a mass spectrometric measurement device for gas flows, comprising a gas inlet chamber connected to a pressure sensor insensitive to the gas genus, a gas flow recording chamber connected to a mass spectrometer and a combined full-range gas pressure sensor, vacuum chamber evacuation systems , the gas inlet and gas flow recording chambers are connected by a line with a valve, and at the end of the line introduced into the gas inlet chamber, a gas-permeable membrane is installed, except , The gas inlet chamber and registration of the gas flow are connected to at least one manifold with the two valves, between which a calibrated leak orifice d which provides a molecular flow regime of the gas stream. 2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что число магистралей с калиброванными течами равно n, при этом dn/dn-1 лежит в диапазоне 10-30.2. The stand according to claim 1, characterized in that the number of highways with calibrated leaks is n, while d n / d n-1 is in the range of 10-30.
RU2015156993A 2015-12-30 2015-12-30 Stand for calibrating device of mass-spectrometric gas flow measurements RU2616927C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015156993A RU2616927C1 (en) 2015-12-30 2015-12-30 Stand for calibrating device of mass-spectrometric gas flow measurements

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015156993A RU2616927C1 (en) 2015-12-30 2015-12-30 Stand for calibrating device of mass-spectrometric gas flow measurements

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2616927C1 true RU2616927C1 (en) 2017-04-18

Family

ID=58642704

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015156993A RU2616927C1 (en) 2015-12-30 2015-12-30 Stand for calibrating device of mass-spectrometric gas flow measurements

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2616927C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000352562A (en) * 1999-06-10 2000-12-19 Kyodo Oxygen Co Ltd Method for measuring concentration of helium in neon gas
RU81442U1 (en) * 2008-10-20 2009-03-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" DEVICE FOR CALIBRATING A MASS SPECTROMETER
RU2367939C1 (en) * 2008-01-28 2009-09-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственный заказчик - Федеральное агентство по атомной энергии Method for performance of quantitative mass-spectrometric analysis of gas mixture composition
RU110541U1 (en) * 2011-05-17 2011-11-20 Александр Иосифович Лившиц DEVICE FOR MASS-SPECTROMETRIC ANALYSIS OF HYDROGEN PURITY AND QUANTITATIVE COMPOSITION OF GAS IMPURITIES

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000352562A (en) * 1999-06-10 2000-12-19 Kyodo Oxygen Co Ltd Method for measuring concentration of helium in neon gas
RU2367939C1 (en) * 2008-01-28 2009-09-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственный заказчик - Федеральное агентство по атомной энергии Method for performance of quantitative mass-spectrometric analysis of gas mixture composition
RU81442U1 (en) * 2008-10-20 2009-03-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" DEVICE FOR CALIBRATING A MASS SPECTROMETER
RU110541U1 (en) * 2011-05-17 2011-11-20 Александр Иосифович Лившиц DEVICE FOR MASS-SPECTROMETRIC ANALYSIS OF HYDROGEN PURITY AND QUANTITATIVE COMPOSITION OF GAS IMPURITIES

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20100223979A1 (en) Systems and Methods for Measurement of Gas Permeation Through Polymer Films
CN110376272B (en) On-line measuring device and method for gas partial pressure
US11874199B2 (en) Device and process for determining the size of a leak hole in a sample
WO2008030710A1 (en) Fluid permeation testing method employing mass spectrometry
CN105136389B (en) 10‑9The vacuum partial pressure calibrating installation and calibration factor acquisition methods of Pa magnitudes
Jousten et al. A precision gas flowmeter for vacuum metrology
Mabry et al. High-precision helium isotope measurements in air
CN107991020A (en) A kind of new Calibration System of Mass Spectrometers for Partial Pressure and method
CN103759906B (en) Device and method based on static expanding method vacuum standard calibration vacuum leak
CN102928172A (en) System and method capable of extending lower limit of gas micro-flow calibration to 10&lt;-14&gt; Pam&lt;3&gt;/s
US9874513B2 (en) Method of measuring isotope ratio
CN101470101B (en) Relative sensitivity calibration system for quadrupole mass spectrometer
Yoshida et al. Newly developed standard conductance element for in situ calibration of high vacuum gauges
CN104006929A (en) Mass spectrometry single point leak detection system and method based on voltage limiting-shunting method in atmospheric environment
CN103592206B (en) A kind of hydrogen in metal diffusion or permeance property method of testing and special purpose device thereof
Tyroller et al. Negligible fractionation of Kr and Xe isotopes by molecular diffusion in water
RU2616927C1 (en) Stand for calibrating device of mass-spectrometric gas flow measurements
CN112964834A (en) Calibration method of dynamic calibrator for fixed pollution source
CN201152868Y (en) Relative response calibration system for four polar mass spectra gauge
Nier et al. Recording mass spectrometer for process analysis
CN108982021A (en) A kind of lower limit is 10-10Pam3The PRESSURE LEAK CALIBRATION System and method for of/s
CN202853862U (en) System for extending lower limit of gas micro-flow calibration to 10&lt;-14&gt;Pam&lt;3&gt;/s
CN210293526U (en) On-line measuring device for gas partial pressure
WO2019144923A1 (en) Gas path flow monitoring apparatus and method for ion mobility spectrometer
JP2011203164A (en) Gas analyzer and method of analyzing gas