四極質(zhì)譜計(jì)基本參數(shù)設(shè)計(jì)依據(jù)儀器指標(biāo)要求，根據(jù)加工條件和電子元器件進(jìn)行折衷設(shè)計(jì)。以真空測量用的小型四極質(zhì)譜計(jì)為例，設(shè)計(jì)指標(biāo)設(shè)定為：質(zhì)量范圍1u～50u;分辨本領(lǐng)為M/AM=50;z*小可檢分壓力為10-9Pa;響應(yīng)時(shí)間為O.1s。
(1)高頻頻率及桿長度的計(jì)算
按公式(12 - 62)計(jì)算，離子在高頻場經(jīng)歷的高頻周期數(shù)應(yīng)為
離子在四極場軸向運(yùn)動為勻速運(yùn)動，其速度是由離子的初速度vo決定的。n是由三個(gè)因素——高頻電壓頻率，、離子進(jìn)入分析場的能量Ui和分析場的長度L決定的，其關(guān)系可表達(dá)為
(2)不同高頻頻率下場半徑(r0)對應(yīng)的z*大高頻電壓幅值(Vmax)的計(jì)算
從表12-3中，利用公式(12 - 56)計(jì)算對應(yīng)每個(gè)高頻頻率下一組場半徑(r0)和z*大高頻電壓幅值(V max)見表12—4、表12-5。
(3)高頻功率(P)與高頻頻率(f)、場半徑(r0)關(guān)系的計(jì)算
如果考慮c/q≈1，根據(jù)公式(12-58)可計(jì)算出不同高頻功率(P)下，高頻頻率(f)、場半徑(ro)對應(yīng)值(表12—6)。
(4)基本參數(shù)的確定
根據(jù)上述計(jì)算數(shù)據(jù)，可以繪制出一組不同桿長(L)下，對應(yīng)的/、細(xì)、V.一和P的曲線。從實(shí)際電路元器件可能達(dá)到的max和P來考慮，對于分辨本領(lǐng)M/AM=50，選擇桿長L- 4cm和L= Scm比較合理，對應(yīng)的參數(shù)為：
L = 4cm；f=3.8MHz； r0=3mm;V一=460V;P=10W
L= Scm；f=3.OMH；ro=3mm；V一=292 V；P=5W
(5)其它參數(shù)的選擇
離子入口孔徑可采用公式(12-52)計(jì)算結(jié)果作參考設(shè)計(jì);根據(jù)z*小可檢分壓力10^-9Pa要求，采用電子倍增器為離子收集，倍增器增益大于104，可同軸或偏軸安裝。離子入口膜片到四極桿之間距離應(yīng)考慮邊緣場影響，z*佳過渡場應(yīng)保證質(zhì)量數(shù)為處于質(zhì)量范圍中間的離子在過渡場經(jīng)歷2個(gè)高頻周期數(shù)。
