질량 분석기는 가장 인기 있는 분석 방법 중 하나입니다. 질 량 분석기는 진공 상태의 분압 측정에 의하여 화학 물질의 구 성을 분석합니다.
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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 6.2는 질량 분석기 시스템의 일반적인 구성품을 보여 줍니다.
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그림 6.2: 질량 분석기의 구성품
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.