§ 7.1.1. Методы измерения

Измерители парциальных давлений, как и измерители общих Давлений, характеризуются нижним и верхним пределами измеряемых парциальных давлений, чувствительностью, а также свойственным только им параметром — разрешающей способностью.

В зависимости от типа прибора во всем диапазоне изменения массовых чисел могут оставаться постоянными значения р_м, М_е/р_м или М_ер_м- Экспериментально разрешающую способность определяют по масс-спектру. Ширина пика АМ_е измеряется на уровне 10 или 50% высоты пика.

Измерение парциальных давлений в вакуумных системах в настоящее время проводят двумя методами: ионизационным и сорбционным.

Ионизационный метод основан на ионизации и разделении положительных ионов в зависимости от отношения массы иона к его заряду. Можно одновременно или поочередно измерять составляющие ионного тока, соответствующие парциальным давлениям различных газов, присутствующих в вакуумной системе.

Для разделения ионного тока на составляющие используется различие скоростей движения ионов различных газов, прошедших одинаковую разность потенциалов, т. е. обладающих одинаковой энергией: mv2/2=Uq, откуда следует выражение для скорости иона

Скорость иона определяется отношением t_n/q. В большинстве случаев при ионизации газов медленными электронами образуются ионы, имеющие один элементарный положительный заряд, вследствие чего (с приемлемой для большинства измерений точностью) можно считать, что скорости ионов в электрическом поле обратно пропорциональны корню из молекулярной массы газа.

Отношение М_е=М/п_д называют массовым числом иона. Здесь М — молекулярная масса, выраженная в атомных единицах массы (а.е. м.); п_д — число элементарных зарядов; 1 а.е. м. равна V_i6 массы основного изотопа кислорода ¹⁶О. Для однозарядных ионов массовое число совпадает с молекулярной массой иона. Например, для однозарядного иона СО_г+ М_е = 44 а.е. м. В результате измерений ионных токов, соответствующих различным массовым числам, получается масс-спектр (рис. 7.1).