真空是指在一個指定空間內(nèi)低于一個標準大氣壓力的氣體狀態(tài)，此狀態(tài)下氣體的稀薄程度稱為真空度。通常真空度用百分數(shù)來表示。如真空度為10%，意味著空間的10%的氣體已被抽出。真空度和氣體壓強的關(guān)系為：
真空度=(101323.2-p)/101323.2
式中，p為真空系統(tǒng)內(nèi)的實際壓強，國際單位是帕(Pa)。傳統(tǒng)儀器廠家使用的壓強單位還有托(Torr)或毫巴(mbar)，和帕斯卡(Pa)的換算關(guān)系如下：
1mbar=0.75Torr-100Pa
系統(tǒng)內(nèi)的壓強越低，則真空度越高，表示系統(tǒng)內(nèi)的氣體被抽出得越多。如今，人們已經(jīng)習慣于用真空系統(tǒng)內(nèi)的壓強數(shù)值來表示真空的狀態(tài)。
通常按照空間內(nèi)氣體壓強的范圍，把真空劃分為粗真空、低真空、高真空、超高真空和極高真空見下表
不同真空的壓強范圍
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真空劃分 |
氣體壓強/Pa |
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粗真空 |
1.013×105~1.333×103 |
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低真空 |
1.333×103~1.333×10-1 |
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高真空 |
1.333×10-1~1.333×10-6 |
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超高真空 |
1.333×10-6~1.333×10-10 |
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極高真空 |
＜1.333×10-10 |
質(zhì)譜需要高真空部分有離子源、質(zhì)量分析器、檢測器，前級機械泵提供低真空度，再由擴散泵提供高度真空，通常真空度達到10-6Torr。
質(zhì)譜檢測的是氣相離子，離子從離子源到達檢測器不能偏離正常軌道，為了精確控制離子的運動軌跡，保證離子束有良好的聚焦，得到應(yīng)有的分辨率和靈敏度，就需要限制影響離子運動的各種因素。離子運動除了受電、磁場力的作用外，還和溫度，壓強有關(guān)，當壓強較高時，氣體密度大，離子與氣體分子發(fā)生碰撞的概率高，碰撞會使離子運動方向發(fā)生偏離正常軌道。在較低壓強下，離子運動才會有足夠的平均自由程，相互不會發(fā)生碰撞。
當然除此之外，還有諸多質(zhì)譜需要真空度的理由，真空度對燈絲的保護，降低本底干擾等等，所以真空不僅是質(zhì)譜正常運行的基本條件，也是保證儀器靈敏度的重要因素。
