Gas- und Restgasanalyse mit dem Quadrupol-Massenspektrometer

Passend für jede Anwendung

Für Quadrupol-Massenspektrometer (QMS) gibt es verschiedene Konfigurationen und unterschiedliche Peripheriegeräte, die sich entsprechend der Anforderung gezielt passend zum Einsatzgebiet auswählen lassen.

Grundsätzlich werden mit einem Massenspektrometer, auch kurz RGA genannt, Partialdrücke ermittelt, während Vakuum-Messröhren zur Messung von Totaldruck eingesetzt werden. Möglich ist ausschließlich die Messung von Gasen - was die Analyse von festen oder flüssigen Substanzen einschließt, wenn diese zuvor verdampft worden sind.

Für die Geräteauswahl wichtige Entscheidungskriterien sind:

• Der Druckbereich, und damit einhergehend die Bauweise

• Analytische Performance (dazu gehören zu detektierende Massen, Auflösung, Nachweisgrenze, Messgeschwindigkeit)

Einfluss des Druckbereichs auf die Bauweise

Das zu untersuchende Gas wird in einer Vakuumkammer durch Abpumpen auf einen niedrigen Druck reduziert und durch Elektronenstoß ionisiert. Die so erzeugten Ionen werden in einem Massenfilter nach dem Verhältnis Masse zu Ladung getrennt. Für diese Vorgänge ist ein Hochvakuum zwingend Voraussetzung. Dementsprechend gibt der Druckbereich, in dem das Gas analysiert werden soll, meist auch die Bauweise vor.

Analytische Performance

Es gibt nicht das eine Universal-Massenspektrometer, das alle möglichen Anwendungsfälle abdeckt. Auch unabhängig vom Druck variieren die Ausgangsbedingungen und das Ziel der Analyse. Daher ist es sinnvoll, sich vor der Auswahl des Equipments darüber klar zu werden, welche Analyseaufgabe gelöst werden soll, und zu definieren, welches Ziel man mit der Ausrüstung erreichen möchte. Zu den zu berücksichtigenden Anforderungen gehören vor allem die nachfolgenden Kriterien.

• Messgeschwindigkeit

• Auflösung

• Zu detektierende Massen

• Nachweisgrenze

Betrachten wir den Einfluss der einzelnen Komponenten auf die analytische Performance. Generell gilt auch in der Massenspektrometrie: Die Präzision verläuft proportional zum Preis. In einigen Anwendungsfällen sind kritische Faktoren zu beachten, die spezifische Maßnahmen erfordern oder besondere Aufmerksamkeit erfordern.

Die Kriterien im Detail

Detektoren

Je nach Betriebsdruck werden auch unterschiedliche Detektoren eingesetzt:

Für den Faraday-Detektor (F) muss der Betriebsdruck nicht so niedrig sein wie für den kombinierten Farady/C-SEM-Detektor (M). Allerdings wirkt sich dies direkt auf die Nachweisgrenzen aus. Die genauen Zahlen hängen unter anderem von der Verweilzeit und der eingesetzten Ionenquelle ab, die unseren Broschüren entnommen werden können.

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