國外對質(zhì)譜計(jì)校準(zhǔn)技術(shù)的研究工作開展的相對比較早，其中美國的質(zhì)譜計(jì)校準(zhǔn)技術(shù)是隨著航天技術(shù)而發(fā)展的，從阿波羅計(jì)劃到火星探測，NASA 在航天器上都搭載了不同的質(zhì)譜計(jì)作為主要測量工具進(jìn)行了多次探測。同時(shí)，美國真空學(xué)會在1993 年提出質(zhì)譜計(jì)的四種校準(zhǔn)方法，并建立了相應(yīng)的校準(zhǔn)裝置。這四種方法分別是直接比對法、壓力衰減法、小孔流導(dǎo)法、原位置校準(zhǔn)法。真空技術(shù)網(wǎng)(http://bjjyhsfdc.com/)就主要分別講述下這四種校準(zhǔn)方法的詳細(xì)內(nèi)容。

　　1、直接比對法是將質(zhì)譜計(jì)讀數(shù)與參考標(biāo)準(zhǔn)規(guī)的讀數(shù)直接進(jìn)行比對，實(shí)現(xiàn)對質(zhì)譜計(jì)的校準(zhǔn)，其校準(zhǔn)裝置的工作原理如圖1 所示。

圖1 直接比對法校準(zhǔn)裝置原理圖

1.分壓力質(zhì)譜計(jì)　2.校準(zhǔn)室　3.微調(diào)閥　4.參考標(biāo)準(zhǔn)規(guī)　5.氣源　6,10.隔斷閥　7,9.機(jī)械泵　8,11.熱傳導(dǎo)規(guī)　12.分子泵

　　通過一個閥門控制氣體流量，單一氣體進(jìn)入校準(zhǔn)室，采用參考標(biāo)準(zhǔn)規(guī)測量氣體壓力，然后和質(zhì)譜計(jì)的讀數(shù)進(jìn)行比對校準(zhǔn)。參考標(biāo)準(zhǔn)規(guī)推薦使用磁懸浮轉(zhuǎn)子規(guī)和電離規(guī)，由于參考標(biāo)準(zhǔn)規(guī)測量的是全壓力，其靈敏度與氣體種類有關(guān)，只能用于單一氣體在質(zhì)譜計(jì)和參考標(biāo)準(zhǔn)規(guī)重疊的測量范圍內(nèi)進(jìn)行校準(zhǔn)。

　　2、壓力衰減法是通過小孔對壓力進(jìn)行衰減，以衰減后的壓力作為標(biāo)準(zhǔn)壓力進(jìn)行校準(zhǔn)，其工作原理如圖2 所示。

圖2 壓力衰減法校準(zhǔn)系統(tǒng)原理圖

　　1.分壓力質(zhì)譜計(jì)　2.微調(diào)閥　3.旁通限流孔　4,5,7,10.隔斷閥　6.參考標(biāo)準(zhǔn)規(guī)　8.校準(zhǔn)室　9.機(jī)械泵　11.熱傳導(dǎo)規(guī)　12.分子泵　13.放氣閥

　　在氣體引入系統(tǒng)和校準(zhǔn)室之間并聯(lián)一個隔斷閥和旁通限流小孔，當(dāng)校準(zhǔn)比較高的壓力時(shí)，可以關(guān)閉割斷閥4 和5，打開隔斷閥7，利用質(zhì)譜計(jì)和參考標(biāo)準(zhǔn)規(guī)進(jìn)行直接比對; 當(dāng)校準(zhǔn)比較低的壓力時(shí)，關(guān)閉隔斷閥4 和7，打開隔斷閥5，由于限流小孔的衰減作用，使得校準(zhǔn)室的壓力比氣體引入系統(tǒng)的壓力低幾個數(shù)量級，測量限流小孔上下端的壓力，計(jì)算得到限流小孔的衰減率，通過測量氣體引入系統(tǒng)的壓力，便可以計(jì)算校準(zhǔn)室中的壓力，然后和校準(zhǔn)室上所接的參考標(biāo)準(zhǔn)規(guī)進(jìn)行比對校準(zhǔn)。這樣在直接測量法的基礎(chǔ)上延伸了校準(zhǔn)下限，但也只能對單一氣體進(jìn)行校準(zhǔn)，不能實(shí)現(xiàn)混合氣體中各組分氣體分壓力的校準(zhǔn)。

　　3、小孔流導(dǎo)法是以小孔流導(dǎo)產(chǎn)生的壓力，作為標(biāo)準(zhǔn)壓力進(jìn)行校準(zhǔn)的，原理如圖3 所示。小孔流導(dǎo)法相對于直接測量法和壓力衰減法來說，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和操作比較復(fù)雜，也只能采用單一氣體對質(zhì)譜計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)。

圖3 小孔流導(dǎo)法校準(zhǔn)系統(tǒng)原理圖

1.分壓力質(zhì)譜計(jì)　2.校準(zhǔn)室　3,6,7,11,14.隔斷閥v4.參考標(biāo)準(zhǔn)規(guī)　5.流量標(biāo)準(zhǔn)　8.流量計(jì)　9.微調(diào)閥　10.氣源v12.氣體引入系統(tǒng)　13.機(jī)械泵　15.熱傳導(dǎo)規(guī)　16.分子泵　17.放氣閥

　　4、原位置校準(zhǔn)方法是質(zhì)譜計(jì)輸出已知?dú)怏w流率的響應(yīng)，這種方法要求校準(zhǔn)時(shí)的抽速與使用時(shí)的抽速相同，這種方法在實(shí)驗(yàn)室中用的較少，主要用于現(xiàn)場的校準(zhǔn)。