迅速・高感度測定をめざしたガス分析装置の開発と質量スペクトルの整形

Development of gas analyzer to aim for speed and high sensitivity and shaping of mass spectrum

秦野 歳久; 平塚 一 ; 阿部 哲也 

Hatano, Toshihisa; Hiratsuka, Hajime; Abe, Tetsuya

高精度なガス分析を行うとき、圧力や温度などの測定環境を一定常状態にしなければならない技術課題を要することがある。真空排気装置では圧力-排気曲線が排気時定数によって一義的に決定されるということに着目し、排気過程で得られる測定質量スペクトルを圧力一定の場合に対応するように整形することが可能である。本研究はその整形質量スペクトルを分析用質量スペクトルとして用いることの可否について検討評価した。測定は、試料ガスを1回だけ間欠注入して質量分析計で測定する。そのときの試料ガス圧が指数関数に則って低下するため、測定質量スペクトルは数学的処理により初期の試料ガス圧で一定にした場合に相当するように整形することができる。窒素,酸素,アルゴン,二酸化炭素を測定した場合の整形質量スペクトルとアメリカ国立標準技術研究所(NIST)の質量スペクトルのデータベースとの比較を行い、整形質量スペクトルがガス分析用質量スペクトルとして十分使用できることを確認した。

This study focused on more reproducible pumping time constant of vacuum devices. The mass spectrum measured in non-steady state was corrected with a mathematical technique corresponding to constant pressure in steady state. The correction mass spectrum was evaluated from the viewpoint of the gas analysis. In measuring the sample gas was a pulse gas injection. After injection the gas pressure decreases exponentially. Here was confirmed reproducible pumping time constant by pulsing gas injection and investigated influence of the pumping time constant to the correction mass spectrum. N, O, Ar, CO were measured the above method and analyzed. The correction mass spectrum showed use from the comparison with mass spectrum in The National Institute of Standards and Technology (NIST) mass spectra library as for the analysis enough.