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在線過程質(zhì)譜儀作為一種先進的分析儀器，其磁扇掃描原理是實現(xiàn)精準分析的核心。這一原理基于離子在磁場中的運動特性，通過巧妙的設計和精確的控制，能夠?qū)碗s混合物中的成分進行快速、準確的定性和定量分析。
樣品在離子源中被電離成正離子或負離子。常見的離子源有電子轟擊源等，電子轟擊源通過加熱燈絲產(chǎn)生熱電子，這些熱電子與樣品分子碰撞，使樣品分子電離。電離后的離子進入加速電場，在電場力的作用下獲得動能，沿著直線方向運動。加速電壓的大小決定了離子獲得的動能大小。具有一定動能的正離子進入垂直于離子速度方向的均勻磁場區(qū)域。在磁場中，離子受到洛倫茲力的作用，發(fā)生偏轉并做圓周運動。根據(jù)左手定則，正離子將向左偏轉。經(jīng)過磁扇區(qū)分離后的離子依次到達檢測器。檢測器將離子流轉化為電信號，進而通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)得到質(zhì)譜圖，實現(xiàn)對樣品成分的分析。
在線過程質(zhì)譜儀由RMS多流路快速進樣系統(tǒng)導入氣體分子樣品；經(jīng)過離子源將該樣品轉為離子態(tài)片段或氣體離子，然后按照樣品離子的質(zhì)荷比不同，對經(jīng)過磁扇區(qū)進行分離，分離過程遵循如下基本物理公式：
M/e=(β²·r²)/2V
其中：
r為離子運動的軌道半徑；
M是粒子的質(zhì)量；
V是加速電壓（1KV）；
β是磁場強度；
e是離子的電子電荷。
只有在一定的V及β的條件下，具有特定質(zhì)荷比M/e的正離力才能通過運動半徑為r的軌道進入檢測器。當V、r固定，M/e與β²成正比，連續(xù)改變掃描磁場強度，就可使具有不同的M/e離子順序到達離子檢測器。被選定的離子進入檢測器后形成微弱的電流信號，檢測器的輸出信號經(jīng)過板載微處理器轉換，最終輸出的信號表征樣氣中各個組分的濃度。
在整個分析過程中，質(zhì)譜儀工作在真空狀態(tài)。該真空系統(tǒng)，由兩部分組成：由選裝機械泵提供的初級真空和由渦輪分子泵提供的高度真空。
在線過程質(zhì)譜儀的磁扇掃描原理是基于離子在磁場中的運動特性，通過精確控制加速電場和連續(xù)改變磁場強度來實現(xiàn)對不同質(zhì)荷比離子的分離和檢測。該原理具有高分辨率、高精度、可靠性強等優(yōu)點，使得設備在工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境監(jiān)測、科學研究等領域得到了廣泛應用。隨著技術的不斷發(fā)展和完善，在線過程質(zhì)譜儀的性能和應用前景將更加廣闊。
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