6.1 소개, 작동 원리
질량 분석기는 가장 인기 있는 분석 방법 중 하나입니다. 질 량 분석기는 진공 상태의 분압 측정에 의하여 화학 물질의 구 성을 분석합니다.
그림 6.1: 전체 및 부분 압력 측정
분석은 일반적으로 연구 개발 분야에서 그리고 일상 생활에 서 사용되는 제품의 생산에서 수행됩니다.
- 연구 개발
- 촉매 작용 연구
- 신약 개발
- 신 물질의 개발
- 생산 공정 모니터링
- 금속 공학의
- 화학적 합성의
- 반도체 생산의
- 표면 기술의
- 트랙 및 환경 분석
- 에어로졸과 오염 모니터링
- 도핑 테스트
- 법의학적 분석
- 기원을 알아내기 위한 동위 원소 분석
- 다음 분야에서의 제품 분석
- 화학 산업
- 고순도 기체 생산
- 제약
- 자동화(공급) 산업(누출 감지)
- 식품의 품질 보장
질량 분석기는 기체 분석에 사용됩니다. 고체 또는 액체 물질 들은 업스트림 유입 시스템에서 증발될 경우 분석될 수도 있 습니다. 기체는 진공실에서 낮은 압력(분자 흐름 범위)으로 펌프 다운하고 전자 충격을 통하여 이온화함으로써 희석됩 니다. 생성되는 이온은 전하 대 질량 비에 따라 매스 필터에 서 분리됩니다.
그림 6.2: 질량 분석기의 구성품
그림 6.2는 질량 분석기 시스템의 일반적인 구성품을 보여 줍니다.
- 예를 들어 분석될 물질은 모세관 밸브 또는 미터링 밸브를 경유하여 유입 시스템을 통하여 유입되고, 그런 다음
- 시스템의 작동 압력에 따라 진공 시스템을 사용하여 펌프 다운됩니다.
실제 분석기는 진공 상태에 위치하며 다음 구성품으로 구성 됩니다.
- 이온 소스가 중성 기체 입자를 이온화하며, 중성 기체 입 자는
- 질량 대 전하 비 m/e를 기초로 하여 매스 필터에서 분리됩 니다.
- 이온 전류는 Faraday 감지기 또는 이온이 분리 시스템을 떠난 후 2차 전자 증배기(SEM)를 사용하여 측정됩니다. 전류는 각 기체 분자의 분압 단위 또는 이온 소스에서 생 성되었을지도 모르는 성분의 단위입니다.
- 데이터 분석 시스템은 감지기의 도움을 받아 측정된 이온 전류를 처리하고 이 전류들을 다양한 형태로 보여줍니다. 오늘날 데이터 분석 소프트웨어 프로그램은 사용자의 질 량 스펙트럼 해석을 지원할 수 있습니다.
질량 분석기는 사용 가능한 광범위한 버전이 나와 있습니다. 주요한 차이는 분리 시스템입니다. 다음 네 가지 유형의 매스 필터가 현재 광범위하게 사용되고 있습니다.
- 섹터 필드 질량 분석기는 이동 전하 운반기에 자기장의 편 향 효과를 사용합니다.
- 비행 시간형 질량 분석기(TOF)는 분리를 목적으로 동일한 에너지 분자의 다른 속도를 사용합니다.
- 이온 트랩에서 이온의 궤적은 고주파 필드의 영향을 받습 니다.
- 4중극자 질량 분석기는 고주파 필드(이온 트랩과 유사)에 서 이동하는 이온의 공명을 이용합니다.
우리의 논의는 섹터 필드 질량 분석기와 4중극자 질량 분석 기로 제한됩니다. 왜냐하면 이것들은 진공 기술 분야에서 가 장 널리 사용되는 질량 분석기이기 때문입니다.
