Прибор ЭМГ-20-9 – времяпролетный масс-спектрометр

Прибор ЭМГ-20-9 – времяпролетный масс-спектрометр для
обнаружения следовых примесей в особо чистых газах.
А.А.Зорин1, А.В.Козловский1, С.Н.Марковский1, А.Н.Можаев1, И.И.Пилюгин1,2
1) ЗАО «МЕТТЕК», Санкт-Петербург, [email protected]
2) ФТИ им. А.Ф.Иоффе РАН, Санкт-Петербург
Потребности современных технологий требуют точного и оперативного измерения
содержания компонент технологических газов и примесей на уровне до 0.1 ppm.
Например, для создания газонаполненных панелей требуется получать особо чистый Ne в
концентрации 99.9999%. Другой задачей этой же технологии является разделение
изотопов 20Ne и 22Ne с высокой степенью разделения. Существующие технологии анализа
примесного состава, основанные на хроматографическом анализе, не позволяют
определять примеси He в Ne [1]. Предлагаемой альтернативой является массспектрометрический метод анализа.
ЗАО «МЕТТЕК» (www.mettek.ru) на протяжении более 10 лет разрабатывает и
выпускает экспрессные многокомпонентные газоанализаторы на основе времяпролетных
масс-спектрометров типа масс-рефлектрон для контроля и управления технологическими
процессами, протекающими в газовой фазе.
В 2005 году ЗАО «МЕТТЕК» создал газоанализатор ЭМГ-20-9, способный
обнаруживать примесные компоненты в газовой фазе на уровне 0.1 ppm за 6 секунд.
Рисунок 1. Внешний вид прибора ЭМГ-20-9 с открытой дверцей
1
При разработке использовался времяпролетный масс-анализатор ЭМГ-20-1,
разрешающая способность которого составляет не менее 150. Вакуумная система была
разработана на базе оборудования фирмы BOC EDWARDS. Для «безмасляной» откачки
использовался спиральный насос XDS 10 с производительностью 5 л/сек и
турбомолекулярный насос EXT255H CF100 со скоростью откачки 250 л/сек с предельным
вакуумом ~10-8 Па.
В процессе разработки получены остаточные масс-спектры вакуумной камеры в
диапазоне до 60 а.е.м. с пределом обнаружения до 0.1 ppm за 6 секунд.
Рисунок 2. Остаточный масс-спектр вакуумной камеры прибора ЭМГ-20-9
Оптимизирован режим работы турбомолекулярного насоса под задачу регистрации
микропримесей. Разработана методика анализа микропримесей и сопутствующее
программное обеспечение.
Система полностью автоматизирована для непрерывного анализа газов в
производстве газов особой чистоты для заказчика – ООО «АйсБлик», Одесса, Украина.
В процессе измерений проведена градуировка прибора по двум поверочным
газовым смесям:
1) Ne особой чистоты – 99.9999%
2) 20 ppm He в Ne особой чистоты,
и получен график непрерывного измерения содержания He в воздухе в течение 30 минут.
2
Рисунок 3. График непрерывного изменения содержания He за 30 минут
Литература:
1. В.Л.Бондаренко, Ю.А.Чех, В.Н.Рура. Контроль газового состава в производстве неона
высокой чистоты. – «Технические газы», №1, (2005), стр. 46-52.
3