德國聯(lián)邦物理研究院(PTB)的質(zhì)譜計校準技術(shù)

　　德國的PTB 研制出了基于中紅外激光吸收光譜法的分壓力校準系統，利用氣體分子發(fā)出的光譜強度來(lái)測量混合氣體分壓力的大小，質(zhì)譜計校準系統工作原理如圖4 所示。

圖4 德國PTB 建立的質(zhì)譜計校準系統原理圖

　　1.激光控制器　2.單色器　3.出光裝置　4.斬波器　5.HERRIOTT 腔　6.干涉儀距離測量裝置　7.鏡片移動(dòng)裝置　8.粗抽機械泵　9.渦輪分子泵　10.隔斷閥　11.一氧化碳氣瓶　12.氮氣氣瓶　13.濺射離子泵　14.電容薄膜規　15.磁懸浮轉子規　16.電離規　17.四極質(zhì)譜計　18.溫度計　19.光敏感器　20.工控機

　　這套系統的校準方法是，由激光系統產(chǎn)生的激光通過(guò)濾波器和一組反射鏡進(jìn)入校準室，激光和校準室中的氣體分子相互作用，生成干涉光譜，再從校準室中引出到信息接收與處理系統，在校準室中總壓力已知的條件下，便可以通過(guò)計算得到混合氣體中各個(gè)氣體成分的分壓力。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于測量過(guò)程中不會(huì )產(chǎn)生額外的雜質(zhì)分子，從而避免了測量過(guò)程中產(chǎn)生雜質(zhì)對原有殘余氣體成分測量的影響，具有無(wú)干擾的特點(diǎn)，適合于精度要求比較高，而且殘余氣體成分已知情況下的分壓力測量。

　　這套質(zhì)譜計校準裝置的測量范圍相當大，真空度從10³ ～ 10^-5 Pa 都可以準確的測量，不確定度約3%。但缺點(diǎn)也是很明顯，第一這套系統只能測量一些已知光譜的氣體分壓力，比如一氧化碳、二氧化碳和水，對于其他的氣體則無(wú)法測量。第二在氣體和激光相互作用的校準室的兩個(gè)反射球面很難制造。第三兩個(gè)鏡片之間的距離要求很高，設計難度較大。第四實(shí)驗場(chǎng)所的要求高，實(shí)驗場(chǎng)所不能有震動(dòng)。第五在進(jìn)行分壓力測量時(shí)要受到總壓力大小的影響。