ISO/TS 20175:2018 真空技術—真空計—部分圧力測定用の四重極質量分析計の特性評価

ISO/TS20175:2018の規格概要

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Vacuum technology — Vacuum gauges — Characterization of quadrupole mass spectrometers for partial pressure measurement

この文書では、電子衝撃イオン化のイオン源を備え、原子質量対電荷比m/z < 300 の測定用に設計された四重極質量分析計 (QMS) の特性を評価する手順について説明します。

この文書は、化学イオン化、光イオン化、電界イオン化源などの他のイオン源を備えた QMS や、主に有機材料を特定するために使用されるより高いm/zの測定には適用されません。

四重極質量分析計の計測学的特性に関する公表された研究から、分圧の表示が装置の設定、全圧、混合ガスの組成に大きく依存することはよく知られています。このため、考えられるすべての用途に合わせて四重極質量分析計を校正することは不可能です。この文書で説明されている特性評価手順は、真空システムの連続リーク監視、トレーサーガスによるリーク率測定、残留ガス分析、ガス放出率測定のアプリケーションをカバーしています。ユーザーは、自分のニーズに最も適した特性評価手順を選択できます。これらの特性評価手順は、他のアプリケーションにも役立ちます。

また、四重極質量分析計のいくつかのパラメーターの安定性、特に感度がかなり低いこともよく知られています。したがって、パラメータが校正されている場合、精度が必要な場合は頻繁に再校正する必要があります。実際的な理由により、これは現場での校正によってのみ実現できます。この目的を達成するために、この文書では、システム インターナショナル (SI) への直接のトレーサビリティを備えた校正研究所または国立計量研究所によって四重極質量分析計を校正する方法だけでなく、校正されたパラメータをその場で頻繁にチェックして維持する方法についても説明します。

物理的原理により、四重極質量分析計は装置内に高真空を必要とします。寸法を小さくしたり、差動ポンプと組み合わせた特別なイオン源を使用したりすることで、動作範囲を大気圧までの高圧まで拡張できます。ただし、この文書には差動ポンプ技術を備えた四重極質量分析計は含まれていません。したがって、四重極質量分析計の入口フランジ上の 1 Pa を超える圧力はカバーされません。

この文書には、四重極質量分析計の初期調整が製造業者または製造業者からの注文を受けたサービスによってどのように行われるべきかについては記載されていません。このような初期調整の目的は主に、正しいm/zスケール、一定の質量分解能、または一定の透過率を提供することであり、機器に非常に固有のものです。代わりに、この文書では、ユーザーが現場で実行できるメーカーの再調整手順が存在することを前提としています。この手順は、四重極質量分析計が特性評価のために明確に定義された状態にあることを確認することを目的としています。

この文書の目的は、ユーザーが四重極質量分析計から可能な限り最高の計測品質を得ることができるようにすることです。調査によると、ほとんどの場合、これはいわゆる「スキャン モード」で達成できることがわかっています。棒グラフは、四重極質量分析計によって取得されたデータの評価に使用されるソフトウェアによっては、適切な品質のものになる場合もあります。ただし、トレンド モードには、質量スケール上のピーク値の位置のシフトがイオン電流のシフトを引き起こすという追加の不確実性が伴うことがよくあります。このため、本書のほとんどの測定手順ではスキャン モードが推奨されます。

記載されているすべてのパラメーターが各四重極質量分析計に対して決定されることは、この文書の目的ではありません。ただし、この文書で取り上げられているパラメータの値は、(たとえば検査テスト用に) 与えられるか測定される場合には、この文書に記載されている手順に従って決定されることが意図されています。

この文書では、出願人が四重極質量分析計の操作と高真空および超高真空技術の両方に精通していることを前提としています。

※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。