四极质谱计的计量特性研究(4)

　　由表2可知，4台质谱计间的稳定性存在较大差异。质谱计D对Ar灵敏度的标准偏差是A的2倍，并且D对Ar的灵敏度最大偏差的绝对值高达43％。四极质谱计的稳定性受很多因素影响：如控制电路、离子源参数、温度、污染和使用历史及仪器本身等。实验在23℃下进行,温度的波动不超过0.5℃，温度对稳定性影响很小。实验前对装置和仪器进行了彻底烘烤除气，因此质谱计间稳定性的差异与仪器本身有关。除此之外，稳定性还与电子能量相关。质谱计D的电子能量为40eV，其它3台质谱计的电子能量为100eV，根据图4电离几率曲线可知，在100eV时，电离几率随电子能量的变化较小，在40eV时，电离几率处在较不稳定的区域，受电子能量的影响比较大，电子能量的波动引起电离几率的变化比在100eV大。

　　这就是影响四极质谱计稳定性的另一个原因。

　　由表2可知，即使同一台质谱计对3种气体表现出不同的稳定性，A、B、C质谱计对Ar的稳定性最差，其次是N2，对He的稳定性均优于其他2种气体；而D质谱计对Ar的稳定性最好，其次是N2和He。主要原因是电子能量的影响。A、B、C质谱计的电子能量为100eV，此时He的电离几率随电子能量的变化最小，Ar的电离几率随电子能量的变化最大，而且3种气体的电离几率在100eV时随电子能量的变化都很小。质谱计D电子能量为40eV，此时He的电离几率随电子能量变化大于Ar、N₂，因此仪器对Ar、N₂的稳定性优于对He的稳定性。如果实验结果与理论的吻合不是巧合，说明通过合理设置电子能量能够提高质谱计的稳定性。

图3  质谱计相对于平均灵敏度的实验偏差

3．4 、短期稳定性

　　短期稳定性也是在10^－4Pa压力下，分别用N₂、Ar、He3种气体作为实验气体，对每种气体连续36h进行实验，使质谱计扫描与磁悬浮转子规的读数同步进行，通过计算机软件对仪器进行读数，并将灵敏度的平均值作为测量结果。灵敏度的相对标准偏差及最大偏差如表3所列。

表3   短期稳定性实验数据