Quadrupol-Massenspektrometer

Die Messgeschwindigkeit kann je nach Analyseaufgabe angepasst werden. Zum Beispiel reicht sie beim PrismaPro von mindestens 1 ms bis maximal 16 s. Die Messgeschwindigkeit hat Auswirkungen auf den Anteil des Rauschens – sowohl des Signals als auch des Untergrunds.

Die Auflösung kann je nach Anwendungsgebiet vor allem über die Software angepasst werden. Sie beeinflusst Trennung und Signalhöhe. Üblicherweise wird eine Einheitsauflösung verwendet.

Bestimmen Sie, welche Massen für Ihre Anwendung erforderlich sind. Wählen Sie den kleinsten geeigneten Massenbereich, um eine bessere Empfindlichkeit (Signal) zu gewährleisten.

Die Nachweisgrenze wird durch die Empfindlichkeit und die Peaküberlagerung beeinflusst. Die Empfindlichkeit variiert zudem je nach verwendetem Detektor (Faraday vs. Faraday/SEM).

Der Hauptunterschied zwischen den verschiedenen Massenspektrometern liegt im Trennsystem. Entsprechend wird zwischen folgenden Typen unterschieden:

In der Vakuumtechnik sind Sektorfeld- und QMS-Geräte am weitesten verbreitet.

Vier parallele, in einem Quadrat angeordnete Stäbe bilden das Filtersystem. Dazwischen liegt ein Kreis mit dem sogenannten Feldradius r0. Zwei gegenüberliegende Stäbe sind miteinander verbunden, wobei ein Paar positiv und das andere negativ geladen ist. Zwischen den beiden Stabpaaren wird eine elektrische Spannung angelegt, die aus einer Gleichspannungs- und einer Wechselspannungskomponente besteht. Dadurch entsteht die Quadrupol-Ablenkspannung Uquad = U + V · cos ωt. Ionen unterschiedlicher Massen werden mit ungefähr gleicher Energie axial in das Stabsystem geschossen. Das Quadrupolfeld lenkt die Ionen in x- und y-Richtung ab und filtert sie so nach Masse. Nur wenn die Ablenkung geringer als r0 ist, gelangen die Ionen zum Detektor. Dies ist im Video deutlich zu sehen:

Massenspektrometer, auch kurz RGA genannt, bestimmen Partialdrücke, während Vakuummessröhren zur Messung des Totaldrucks verwendet werden. Es ist ausschließlich die Messung von Gasen möglich. Dies umfasst auch die Analyse fester oder flüssiger Substanzen nach der Verdampfung.

Wichtige Entscheidungskriterien für die Geräteauswahl sind:

Anleitung zur Schnelleinrichtung

Entdecken Sie das PrismaPro Massenspektrometer mit unserer Anleitung zur Schnelleinrichtung. Diese Anleitung enthält klare und genaue Anweisungen, mit denen Sie Ihr PrismaPro schnell in Betrieb nehmen können. Mit Schritt-für-Schritt-Vorgaben lernen Sie, wie Sie das Gerät effizient anschließen, konfigurieren und bedienen. Das PrismaPro wurde für hohe Empfindlichkeit und schnelle Messraten entwickelt und eignet sich damit ideal für Anwendungen wie die Lecksuche und Gasanalyse. Erweitern Sie Ihre analytischen Möglichkeiten mithilfe der Anleitung zur Schnelleinrichtung des PrismaPro.

Die Gase werden in einer auf niedrigen Druck evakuierten Kammer durch Ionisierung der Elektronen für die Analyse vorbereitet. Die so erzeugten Ionen werden in einem Massenfilter entsprechend ihrem Masse-Ladungsverhältnis getrennt. Hochvakuum ist für diese Prozesse zwingend erforderlich. Dementsprechend bestimmt der Druckbereich, in dem das Gas analysiert werden soll, in der Regel auch die Auslegung.

Bauweise

Für die Restgasanalyse im Vakuumsystem sind in der Regel keine zusätzlichen Pumpen erforderlich, um den Druck auf < 5 ∙ 10−4 mbar zu reduzieren. Daher kommen sogenannte Stand-Alone-Komponenten zum Einsatz, die im Wesentlichen aus dem Massenspektrometer selbst bestehen. Komplettsysteme werden verwendet, wenn der für die Analyse erforderliche, vorliegende Gasdruck durch Pumpen über ein Gaseinlasssystem weiter reduziert werden muss.

Anwendungsbereiche

Liegt bereits niedriger Druck und damit molekulare Strömung vor, muss der Druck je nach erforderlicher Genauigkeit möglicherweise gar nicht weiter reduziert werden. Dies wird als Restgasanalyse im Vakuumsystem bezeichnet. Liegt das zu untersuchende Gas zum Beispiel bei Atmosphärendruck vor, sind Komponenten zur Druckreduzierung erforderlich. Dann spricht man vonGasanalyse bei Atmosphärendruck.

In der Praxis werden verschiedene Komponenten zum Erfüllen unterschiedlicher Messaufgaben ausgewählt. Von fertigen Komplettlösungen wie dem OmniStar bis hin zu Einzelgeräten wie dem kompakten Quadrupol-Massenspektrometer PrismaPro: Es gibt für jede Anwendung die passende Lösung.