Анализ остаточных газов, присутствующих в вакуумных камерах, основанный на различиях в их теплотах адсорбции, называется термодесорбционной масс-спектрометрией.

Для проведения анализа в камеру с исследуемым газом, имеющую обычный манометрический преобразователь, необходимо поместить прогреваемую прямым пропусканием электрического тока вольфрамовую нить, которая перед началом работы обезгаживает-ся прогревом до 2500 К. После охлаждения на поверхности нити адсорбируются молекулы остаточных газов. Степень покрытия поверхности молекулами остаточных газов, согласно (2.38), при 0о=О можно рассчитать по формуле

где p_t — парциальное давление i-газа; /_а — время установления адсорбционного равновесия;

среднее время нахождения молекулы в адсорбированном состоянии; Qa/ — теплота адсорбции i-газа.

Время i_a выбирают достаточным для того, чтобы экспонентой в выражении (7.14) можно было пренебречь.

Минимально необходимое время определяют экспериментально. При увеличении i_a выходной сигнал сначала линейно возрастает, а затем при /_а>4,6/Д принимает постоянное значение. В этом случае формулу (7.14) можно упростить: 0_< = &₁р,/(1-г^1Р<).

При нагревании нити происходит десорбция поглощенных газов. При этом в камере, внутри которой находятся нить и манометрический преобразователь, давление повысится на величину

где А — поверхность нити; a_mi— число молекул, необходимых для образования мономолекулярного слоя i-газа; V — объем камеры.

Повышение давления Др, для газов с различной теплотой адсорбции происходит при различных температурах нити, что и используется для определения состава и количества остаточных газов.

Если адсорбирующую поверхность предварительно охладить до температуры жидкого азота, то можно провести анализ газов, имеющих малое значение теплоты адсорбции. На рис. 7.10 представлен пример масс-спектра, полученного термодесорбционным масс-спектрометром, Там же показано изменение температуры

нити Т. Существенное отличие этого масс-спектра от получаемых на ионизационных газоанализаторах состоит в том, что пики располагаются не в последовательности возрастания массовых чисел, а в порядке увеличения теплот адсорбции. Этим прибором хорошо разрешаются пики газов N₂ и СО, имеющих одинаковое массовое число.

При расшифровке масс-спектров смеси газов следует учитывать наличие на поверхности адсорбционных центров с различной теплотой десорбции. При этом каждый газ может иметь несколько термосорбционных пиков Для повышения чувствительности прибора следует увеличивать адсорбирующую поверхность, например путем нанесения активных адсорбентов или травления.