真空是指在一個(gè)指定空間內(nèi)低于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力的氣體狀態(tài)，此狀態(tài)下氣體的稀薄程度稱為真空度。通常真空度用百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。如真空度為10%，意味著空間的10%的氣體已被抽出。真空度和氣體壓強(qiáng)的關(guān)系為：
真空度=(101323.2-p)/101323.2
式中，p為真空系統(tǒng)內(nèi)的實(shí)際壓強(qiáng)，國(guó)際單位是帕(Pa)。傳統(tǒng)儀器廠家使用的壓強(qiáng)單位還有托(Torr)或毫巴(mbar)，和帕斯卡(Pa)的換算關(guān)系如下：
1mbar=0.75Torr-100Pa
系統(tǒng)內(nèi)的壓強(qiáng)越低，則真空度越高，表示系統(tǒng)內(nèi)的氣體被抽出得越多。如今，人們已經(jīng)習(xí)慣于用真空系統(tǒng)內(nèi)的壓強(qiáng)數(shù)值來(lái)表示真空的狀態(tài)。
通常按照空間內(nèi)氣體壓強(qiáng)的范圍，把真空劃分為粗真空、低真空、高真空、超高真空和極高真空見(jiàn)下表
不同真空的壓強(qiáng)范圍
|
真空劃分 |
氣體壓強(qiáng)/Pa |
|
粗真空 |
1.013×105~1.333×103 |
|
低真空 |
1.333×103~1.333×10-1 |
|
高真空 |
1.333×10-1~1.333×10-6 |
|
超高真空 |
1.333×10-6~1.333×10-10 |
|
極高真空 |
＜1.333×10-10 |
質(zhì)譜需要高真空部分有離子源、質(zhì)量分析器、檢測(cè)器，前級(jí)機(jī)械泵提供低真空度，再由擴(kuò)散泵提供高度真空，通常真空度達(dá)到10-6Torr。
質(zhì)譜檢測(cè)的是氣相離子，離子從離子源到達(dá)檢測(cè)器不能偏離正常軌道，為了精確控制離子的運(yùn)動(dòng)軌跡，保證離子束有良好的聚焦，得到應(yīng)有的分辨率和靈敏度，就需要限制影響離子運(yùn)動(dòng)的各種因素。離子運(yùn)動(dòng)除了受電、磁場(chǎng)力的作用外，還和溫度，壓強(qiáng)有關(guān)，當(dāng)壓強(qiáng)較高時(shí)，氣體密度大，離子與氣體分子發(fā)生碰撞的概率高，碰撞會(huì)使離子運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生偏離正常軌道。在較低壓強(qiáng)下，離子運(yùn)動(dòng)才會(huì)有足夠的平均自由程，相互不會(huì)發(fā)生碰撞。
當(dāng)然除此之外，還有諸多質(zhì)譜需要真空度的理由，真空度對(duì)燈絲的保護(hù)，降低本底干擾等等，所以真空不僅是質(zhì)譜正常運(yùn)行的基本條件，也是保證儀器靈敏度的重要因素。
