1.9.3.2. Датчики давления

Датчики давления в масс-спектрометрах используются для контроля и измерения давления на форвакууме и высоком вакууме в аналитической части прибора и в системах напуска исследуемых проб.

Для контроля форвакуума обычно используются металлические термоэлектрические датчики с пределом измерения давления для воздуха 1∙10^-3 ÷ 1∙10^-1 мм.рт.ст.

Для точности измерений давления анализируемого газа в системах напуска используются мембранные микроманометры, обеспечивающие точное измерение давления в пределах от 10^-2 до 10 мм.рт.ст. непосредственно в баллоне напуска. Погрешность таких манометров составляет ± 1% и не зависит от рода газа.

Давление в высоковакуумной части измеряется при помощи магнитно-ионизационных (электроразрядных) датчиков, МИД, которые имеют существенные преимущества по сравнению с ионизационными датчиками в отношении срока службы, поскольку здесь используется цельнометаллическая конструкция. Высокая чувствительность датчика и отсутствие в нем элементов с ограниченным сроком службы обеспечивают также возможность его использования в качестве защитного элемента вакуумной системы, т.е. в вакуумной блокировке.

1.9.3.3. Вентили

Вентили служат для разделения частей вакуумных систем и плавного, точного регулирования газовых потоков. Они делятся на запорные и регулирующие и к ним предъявляются повышенные требования по герметичности при многократных перекрытиях в условиях периодического прогрева до 250 ÷ 300°C. Все вентили сильфонного типа.

В отечественных масс-спектрометрах используются унифицированные запорные вентили типа ДУ (дроссель универсальный). Цифровое обозначение, например ДУ-8, означает диаметр перекрываемого канала в мм.

В регулирующих вентилях рабочий орган выполнен в виде иглы, который плавно перекрывает канал малого сечения, обычно диаметр канала 2 мм.

Регулирующие или игольчатые вентили используются в системах напуска, как при изотопном, так и при молекулярном анализе проб. Газовый поток через такой вентиль при давлении на входе 50 мм.рт.ст. регулируется в пределах 10^-3 ÷ 10^-7 мм.рт.ст.л/с.

В тех случаях, когда необходимо дистанционное или автоматическое управление коммутацией газовых потоков, в масс-спектрометрах используют электромагнитные клапаны, управляемые с панели прибора.

1.9.3.4. Разъемные вакуумные соединения

Они используются в масс-спектрометрах для обеспечения периодической сборки и разборки вакуумных систем с целью очистки внутренних поверхностей всех узлов и коммуникаций, замены сменных и вышедших из строя деталей и облегчают монтаж прибора. К разъемным соединениям предъявляются высокие требования по герметичности в условиях многократной сборки и разборки и периодических прогревов.

Обычно применяется три вида разъемных соединений:

• Соединения с канавочно-клиновым профилем с металлическими прокладками.

• Конусные соединения с металлическими прокладками и накидной гайкой.

• Соединение с канавочно-шпоночным профилем с мягкими неметаллическими прокладками.

Первые два типа соединений применяются в высоковакуумных узлах, прогреваемых до высоких температур, порядка 250 ÷ 300°C. В качестве металлических прокладок здесь используют отожженную медь или алюминий. Такие соединения обеспечивают давления 10^-7 ÷ 10^-8 мм.рт.ст.

Канавочно-шпоночные соединения с мягкими прокладками из резины или тефлона используют на форвакууме и частично на высоком вакууме, где не требуется прогрев вакуумных систем, и обеспечивают рабочее давление до 5∙10^-5 мм.рт.ст.