Non esiste uno spettrometro di massa universale adatto a tutte le applicazioni. Indipendentemente dalla pressione, le condizioni iniziali e gli obiettivi dell'analisi variano.
Prima di selezionare l'apparecchiatura, definire chiaramente l'attività di analisi e l'obiettivo che si intende raggiungere. Considerare i seguenti criteri:
Spettrometri di massa quadripolari
Dispositivi per analizzare le composizioni dei gas
La spettrometria di massa è un metodo analitico ampiamente utilizzato per esaminare la composizione chimica delle sostanze. I nostri dispositivi per l'analisi del gas (rimanente) sono tutti dotati di uno spettrometro di massa quadripolare (QMS).
Componenti base
Rilevatori
A seconda della pressione di esercizio, vengono utilizzati diversi rilevatori: il rilevatore di Faraday (F) funziona a pressioni più elevate rispetto al rilevatore combinato Faraday/C-SEM (M), che richiede una pressione inferiore. Tuttavia, questa differenza influisce sui limiti di riconoscimento. I valori esatti dipendono anche dal tempo di permanenza e dalla sorgente ionica utilizzata.
Sistemi RGA configurabili
Ogni attività di test è unica. Oltre alle nostre soluzioni standard OmniStar e ThermoStar, i nostri esperti utilizzano l'intera gamma di prodotti Pfeiffer per configurare un sistema su misura rispetto alle vostre esigenze. Un esempio è il nostro sistema di verifica del grado di pulizia OmniGrade RGA.
Collegamento dell'apparecchiatura
Per l'integrazione dei nostri dispositivi sono disponibili i seguenti collegamenti dell'apparecchiatura:
- PrismaPro: flangia DN 40 CF
- HiQuad Neo: flangia DN 63 CF
- OmniStar e ThermoStar: tubo capillare o adattatore idoneo (1/4" / DN 16 ISO-KF)
Software e interfacce (Ethernet)
Il software PV Mass Spec è facile da usare e viene fornito con l'acquisto del dispositivo. Gli aggiornamenti sono disponibili online. I nostri spettrometri di massa offrono anche varie interfacce per comunicare direttamente con un PLC.
Spettrometri di massa adatti per varie applicazioni
Velocità di misurazione
La velocità di misurazione può essere regolata in base all'attività di analisi. Ad esempio, con il PrismaPro, varia da un minimo di 1 ms a 16 s. La velocità di misurazione influenza la quantità di rumore sia nel segnale che nello sfondo.
Risoluzione
La risoluzione può essere regolata in base all'area di applicazione, principalmente tramite il software. Influisce sulla separazione e sull'altezza del segnale. Viene comunemente utilizzata una risoluzione standard.
Masse da rilevare
Determinare quali masse sono necessarie per la propria applicazione. Scegliere l'intervallo di massa più piccolo adatto per garantire una migliore sensibilità (segnale).
Limite di riconoscimento
Il limite di riconoscimento è influenzato dalla sensibilità e dalla sovrapposizione dei picchi. La sensibilità varia anche a seconda del rilevatore utilizzato (Faraday vs. Faraday/SEM).
FAQ
Quali tipi di spettrometri di massa esistono?
La differenza principale tra i vari spettrometri di massa risiede nel sistema di separazione. I tipi vengono classificati di conseguenza:
- I dispositivi a campo settoriale utilizzano l'effetto di deflessione di un campo magnetico sui portatori di carica in movimento.
- Gli spettrometri di massa a tempo di volo (TOF) utilizzano le diverse velocità delle particelle con la stessa energia per la separazione.
- Nelle trappole ioniche, le traiettorie delle particelle vengono influenzate da un campo ad alta frequenza.
- Gli spettrometri di massa quadripolari (QMS) sfruttano la risonanza degli ioni in movimento in un campo ad alta frequenza (similmente alle trappole ioniche).
Come funziona uno spettrometro di massa?
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test
- Attraverso il sistema di iniezione, i gas da analizzare vengono immessi nella camera, ad esempio tramite capillari o una valvola di dosaggio, e pompati alla pressione di esercizio utilizzando il sistema per vuoto.
- Le molecole di gas precedentemente neutre vengono ionizzate bombardandole di elettroni tramite la sorgente ionica e separate nel filtro di massa (sistema a barre quadripolari) in base al rapporto massa/carica (m/z).
- Dietro il sistema di separazione, un rilevatore misura la corrente ionica. La corrente ionica è una misura della pressione parziale del rispettivo componente del gas o di frammenti della stessa massa generati nella sorgente ionica.
- La sorgente ionica, il filtro di massa e il rilevatore insieme formano l'analizzatore vero e proprio.
- Viene sempre considerato un solo intervallo di massa per intervallo di tempo, il che significa che diverse masse vengono analizzate in sequenza, non simultaneamente.
Come funziona il sistema QMS?
Quattro barre parallele disposte in un modulo quadrato formano il sistema di filtraggio. Tra di esse si trova un cerchio con il cosiddetto raggio di campo r0. Due barre opposte sono collegate, con una coppia caricata positivamente e l'altra caricata negativamente. Tra le due coppie di barre viene applicata una tensione elettrica, composta da una tensione continua e da una componente di tensione alternata, che produce la tensione di deflessione del quadripolo Uquad = U + V · cos ωt. Gli ioni di diverse masse vengono iniettati assialmente nel sistema a barre con approssimativamente la stessa energia. Il campo quadripolare deflette gli ioni nelle direzioni x e y, filtrandoli in base alla massa. Se la deflessione è inferiore a r0, gli ioni raggiungono il rilevatore, altrimenti no. Lo si può vedere chiaramente nel video:
Qual è lo spettrometro di massa più adatto alla mia applicazione?
Gli spettrometri di massa, noti anche come RGA, determinano le pressioni parziali, mentre il tubo di misurazione del vuoto viene utilizzato per misurare la pressione totale. È possibile solo la misurazione del gas, che include l'analisi di sostanze solide o liquide una volta evaporate.
Criteri decisionali importanti per la scelta del dispositivo sono:
- L'intervallo della pressione e il relativo dimensionamento
- Prestazioni analitiche, incluse le masse da rilevare, la risoluzione, il limite di riconoscimento e la velocità di misurazione
Come posso configurare rapidamente il PrismaPro?
Guida di configurazione rapida
Scoprite lo spettrometro di massa PrismaPro con la nostra guida di configurazione rapida. Questa guida fornisce istruzioni chiare e concise per aiutarvi a mettere in funzione rapidamente il vostro PrismaPro. Con le istruzioni dettagliate imparerete a collegare, configurare e utilizzare il dispositivo in modo efficiente. Il PrismaPro è progettato per un'elevata sensibilità e tassi di misura rapidi, ideale per applicazioni come la rivelazione di perdite e l'analisi del gas. Migliorate le vostre capacità analitiche con facilità utilizzando la guida di configurazione rapida di PrismaPro.
Qual è l'influenza dell'intervallo della pressione sulla struttura di un sistema per vuoto?
I gas in una camera che è stata messa in vuoto vengono preparati per l'analisi ionizzando gli elettroni. Gli ioni così generati vengono separati in un filtro di massa in base al loro rapporto massa-carica. L'alto vuoto è un requisito obbligatorio per questi processi. Di conseguenza, l'intervallo della pressione in cui il gas deve essere analizzato di solito determina anche il dimensionamento.
Struttura
Per l'analisi del gas rimanente nel sistema per vuoto, in genere non sono necessarie pompe aggiuntive per ridurre la pressione a < 5 ∙ 10−4 hPa (mbar). Pertanto, vengono utilizzati componenti indipendenti, costituiti essenzialmente dallo spettrometro di massa stesso.
I sistemi completi vengono utilizzati quando la pressione del gas esistente necessaria per l'analisi deve essere ulteriormente ridotta mediante pompaggio tramite un sistema di iniezione del gas.
Campi di applicazione
Se è già presente una bassa pressione e quindi un flusso molecolare, potrebbe non essere necessario ridurre ulteriormente la pressione, a seconda della precisione richiesta. Ciò è noto come analisi del gas rimanente nel sistema per vuoto. Ad esempio, se il gas da esaminare è a pressione atmosferica, sono necessari componenti per ridurre la pressione. Si tratta dell'analisi del gas alla pressione atmosferica.
Gli spettrometri di massa sono soluzioni complete pronte all'uso o dispositivi singoli?
Nella pratica, vengono scelti componenti diversi per soddisfare vari tipi di attività di misurazione. Dalle soluzioni complete pronte all'uso come OmniStar ai singoli dispositivi come lo spettrometro di massa quadripolare compatto PrismaPro, esiste una soluzione adatta per ogni applicazione.