С развитием вакуумной техники и повышением требований к вакуумным системам все более ясной становится необходи­мость анализа остаточных газов в системах. Как правило, эту задачу решают при помощи масс-спектрометра того или ино­го вида, позволяющего определять парциальные давления всех присутствующих в системе газов и паров от 10~⁴ до 10~¹⁰ тор и ниже.

Подсоединение масс-спетрометра к системе не должно заметным образом изменять парциальные давления остаточных газов в ней. Масс-спектрометр можно рассматривать как иони­зационный манометр, в котором ионизация производится элек­тронным ударом, и ионы разделяются по массе, так что интен­сивность всякой компоненты можно измерять раздельно. Однако, строго говоря, ни один из известных масс-спектрометров не дает истинного состава газа вследствие присущих им некоторых недостатков.

1.  Эти приборы дают масс-спектр ионов, но не спектр ком­понент газа. Например, такие газы, как азот, окись углерода и этилен, всегда дают наиболее интенсивный сигнал, соответ­ствующий одной и той же массе 28 (по шкале масс 0=16). У многих крупных органических молекул спектр носит сложный характер, что затрудняет его расшифровку (см., например, фиг. 83, где изображен масс-спектр бутана, сравнительно про­стого углеводорода).

2.  Чувствительность, как и у всех ионизационных маномет­ров, неодинакова по отношению к различным газам, а относи­тельная чувствительность, к сожалению, зависит от конструкции прибора и рабочего режима.

3.    Разрешение (часто неполное) ограничивается только областью малых масс. Как правило, улучшение разрешающей способности того или иного прибора сопровождается снижением его чувствительности.

Так как в литературе опубликовано много разновидностей масс-спектрометров для анализа остаточных газов, целесооб­разно тщательно проанализировать достоинства и недостатки приборов всех типов.

Все приборы, предназначающиеся для анализа остаточных газов, основаны на одном из следующих принципов действия.

• Магнитное отклонение. Траектории положительных ионов в магнитном поле зависят от массы иона.
• Резонанс. Резонансная частота ионов в переменном электри­ческом поле зависит от массы иона.
• Время пролета. Время, необходимое для пролета положи­тельного иона между двумя точками, зависит от его массы.