Analyseurs de gaz résiduels sous vide

Choisissez d’abord en fonction de la plage de masses, puis des exigences de commande et d’intégration au procédé. La famille RGA100 couvre 1–100, 1–200 ou 1–300 amu et communique via RS-232C, avec Ethernet disponible au moyen d’un adaptateur externe. La famille RGA120 couvre 1–120, 1–220 ou 1–320 amu et ajoute l’USB, un port Ethernet 10/100 intégré, des E/S analogiques, des connexions pour relais, GPIO, Pt100 RTD et déclenchement. Elle prend également en charge le réglage automatique des pics et des balayages analogiques jusqu’à 260,4 amu/s à 10 points par amu. Pour les nouveaux équipements automatisés, le RGA120 offre des possibilités d’intégration plus étendues, tandis que le RGA100 reste adapté lorsque sa plage de masses et son architecture de commande série correspondent à une conception existante.

Spécifiez le multiplicateur d’électrons lorsque les pressions partielles visées passent sous la plage pratique de la coupelle de Faraday standard ou lorsque des mesures de faibles niveaux exigent des temps d’acquisition plus courts. La coupelle de Faraday présente une pression partielle minimale détectable de 5 × 10⁻¹¹ Torr, tandis que le multiplicateur étend cette limite à 5 × 10⁻¹⁴ Torr dans les conditions de mesure de l’azote indiquées. La plage de pression de chambre applicable diffère également : la coupelle de Faraday peut fonctionner à partir de 10⁻⁴ Torr vers l’ultra-vide, alors que le fonctionnement avec multiplicateur commence à 10⁻⁶ Torr. La mesure de la pression totale est associée aux mesures du courant ionique avec la coupelle de Faraday. Les conceptions utilisant le multiplicateur doivent donc intégrer un interverrouillage de pression adapté, un étalonnage du gain et un moyen de revenir à la coupelle de Faraday lorsque la pression de la chambre augmente.

La sonde se monte sur une bride CF de 2.75 in et nécessite un orifice de vide avec un diamètre intérieur minimal de 1.375 in. L’insertion de la sonde est de 2.0 in, la distance entre la face de la bride et le sommet de l’ioniseur est de 8.75 in, et un dégagement d’environ 2.5 in dans la chambre est requis autour de la zone exposée de l’ioniseur. L’unité de commande électronique mesure 9.1 × 4.1 × 3.1 in et peut être séparée de la sonde avant dégazage thermique. La sonde peut supporter jusqu’à 300 °C sans l’unité de commande, bien que 200 °C soit la température de dégazage thermique recommandée avec la gaine chauffante compatible. Le fonctionnement normal est limité à 70 °C ; la planification de l’installation doit donc tenir compte de la chaleur du procédé, de la ventilation et de l’accès pour la maintenance.

La série RGA120 fournit les connexions nécessaires pour interagir directement avec de nombreux systèmes de contrôle du procédé. Sa sortie analogique peut être configurée en 0–20 V ou 4–20 mA et associée à des variables telles que la pression totale, le courant ionique de masse, la température ou le courant d’émission. L’entrée analogique accepte 0–10 V, 4–20 mA ou 4–20 mA avec alimentation de boucle, tandis que le relais DPDT est donné pour jusqu’à 60 W, 75 VA, 125 VDC, 150 VAC ou 2 A. Un GPIO 0–3.3 V, une entrée de déclenchement et une entrée Pt100 RTD sont également inclus. La série RGA100 repose quant à elle sur des commandes RS-232C, avec un contrôle réseau possible via l’adaptateur Ethernet externe ; un matériel de commande supplémentaire peut donc être nécessaire pour une intégration directe à un automate PLC.

Les mesures quantitatives exigent des facteurs de sensibilité spécifiques au gaz et des données de fragmentation adaptées, plutôt que de s’appuyer uniquement sur un spectre de bibliothèque. Un gaz d’étalonnage pur est normalement introduit à une pression connue, généralement autour de 10⁻⁶ Torr, et son pic de masse principal est mesuré à l’aide de la coupelle de Faraday. Le facteur de sensibilité est calculé à partir de la variation de la hauteur du pic de courant ionique divisée par la variation correspondante de la pression partielle. L’énergie des électrons, l’énergie ionique, le courant d’émission, la largeur de pic, le type de détecteur et les autres paramètres de fonctionnement doivent rester cohérents entre l’étalonnage et les mesures ultérieures. Si le multiplicateur d’électrons est utilisé, son gain doit être traité comme un facteur de correction distinct afin que les variations de gain du multiplicateur ne soient pas confondues avec des variations de la sensibilité intrinsèque de la tête d’analyse.

Cette spécification de résolution signifie que des pics séparés par une unité de masse atomique nominale peuvent normalement être distingués lorsque l’instrument est correctement réglé. Elle est définie à 10 % de la hauteur du pic conformément à la norme AVS 2.3, et la largeur du pic peut être maintenue constante sur toute la plage de masses sélectionnée. Cela convient à l’identification de nombreuses espèces courantes sous vide et de leurs fragments, notamment l’hydrogène, l’eau, l’azote, l’oxygène, l’argon et le dioxyde de carbone. En revanche, cela ne permet pas de séparer différentes espèces qui produisent des ions avec exactement le même rapport masse/charge, comme l’azote et le monoxyde de carbone à la masse 28. Dans ces cas, il faut s’appuyer sur l’examen de pics de fragments supplémentaires, des rapports isotopiques, de l’historique du procédé et de schémas de fragmentation étalonnés.

Les deux séries utilisent un filament double en iridium thorié, avec protection par micrologiciel et conception remplaçable sur site. Le RGA100 surveille les surpressions à 675 Hz pendant le fonctionnement, tandis que le RGA120 vérifie la pression du procédé avant d’activer le filament et signale les erreurs liées à la pression via son système d’état. Une fonction de dégazage programmable applique une rampe de puissance contrôlée de 1 à 10 W sur la série RGA100 ou de 1 à 8 W sur la série RGA120 afin de réduire la contamination associée à la source d’ions. L’unité de commande électronique doit être retirée avant tout dégazage thermique à haute température de la sonde ou toute intervention sur la sonde. La maintenance doit suivre des procédures de vide propres, car les empreintes digitales, la poussière, les outils inadaptés ou les pièces de rechange contaminées peuvent augmenter les signaux de fond et compromettre l’analyse des gaz par la suite.

Les applications Windows fournies prennent en charge les spectres analogiques, les balayages en histogramme, la surveillance de la pression en fonction du temps, les tests de fuite et l’acquisition planifiée. Les résultats peuvent être affichés avec des échelles linéaires ou logarithmiques et des unités de pression incluant le Torr, le bar et le pascal, tandis que des alarmes et des étiquettes de gaz peuvent être configurées pour les espèces surveillées. Les données peuvent être exportées au format CSV et les graphiques peuvent être enregistrés dans des formats d’image et de document courants pour l’analyse ou le reporting. Plusieurs têtes d’analyse peuvent fonctionner simultanément via des instances logicielles distinctes, dans la limite des ressources disponibles de l’ordinateur hôte. Pour les systèmes automatisés, le RGA120 prend en charge la commande SCPI via USB, Ethernet ou RS-232C, tandis que le RGA100 utilise son jeu de commandes série de haut niveau et peut être mis en réseau via l’adaptateur Ethernet externe.