小型四极质谱计的设计方案探讨

　　一、绪言

　　真空设备上配备一台小型四极质谱计，用作残气分析、检漏和气氛监控，无疑是一项得益举措。这种真空四极质潜计，理应受到普及推广，但从60年代初推出第一台商品四极质　　谱计以来，普及应用的量并没有达到人们原先的乐观估计—象真空计那样普及。主要原因可归纳为:l)价格贵，即使简易的法拉第筒接收的小型四极质谱计，国外机要六千至一万美　　元，国产机要3一4万元人民币。还须配备质谱图记录仪表或显示器，有的还要配取样真空系统，质谱计减压真空系统和微机才能工作。这些配件的价格往往超过单机的价格。2)性能　　限制，远未达到象真空计那样使用方便和可靠。3)宣传和技术教育不够，质i普计的“得益”还未为一般用户理解和接受。

　　促进质谱计质量的提高，造价的降低，是普及的基础，也是摆脱当前我国质谱仪器生产和研究困境的关键。对一个用户，价格的概念不仅只是质谱计自身(单机)价格，而且应考虑　　质谱计用户配套的辅助设备在内。制造者应关心用户在应用时能简化或节省辅助设备的可能性，也就是说，制造者应关心用户的综合投资。

　　这是“既要好，又要省”的原则，既要涉及各种各样的具体应用条件，又要保持质谱计本身的相对稳定性，是值得研究的。本文将提出一些具体构思，供讨论。

　　二、设计方案的探讨

　　现今市售四极质谱计，均以通用方案出现，即质谱管由等压离子源+四极分析器+离子检测器(法拉第筒或电子倍增器接收系统)三部分组成，质谱管按超高真空性能设计。这里的　　等压离子源意指离化室压强与其它部分相同。通用的控制仪器仅由上述三部分的基本工作电路组成。用这种单机去进行质谱分析，用户难以结合具体应用简化或省去有关辅助设备，　　造成了高投资应用。例如，一台溅射真空镀膜机，若用现行单机进行气氛监控，就要配备进样系统、差压抽气系统、记录仪、微机控制系统才能实现。这些辅助设备的价格与单机的价约为2，即辅助设备价格大于质谱计本身的一倍.这样，应用国产机的总投资约要8~10万元。如果我们改变单机的设计思想，正如下面我们设计的方案，无须配置辅助设备，且单机本身也可以更为便宜、实用，总投资不超过3万元.

　　l、质谱管按超高真空和高真空要求分开设计

　　目前的通用方案均为超高真空结构设计，即陶瓷芯柱，金属超高真空法兰等。但我们认为，质谱计市场潜力和气氛分析的迫切性处在高、中、低真空设备中.目前我国偏重超高真空设备的应用状况主要是这些用户有较高的价格接受能力和理解能力造成的。如应用橡皮圈作密封的非高温烘烤型质谱管芯柱和管壳材料，单此生产成本就可降低约2千元(相对于南　　京分析仪器厂52系列而言，下同)，并可省去用户装拆质谱管时金属密封圈的损耗。