INSTRUMENTACIÓN
sistema de simulacion "rga"

Para la realización de medidas de RGA (Residual Gas Analyzer) en la cámara MARTE en la que la presión es elevada cuando se simula la presión del planeta rojo, necesitamos acoplar el cuadrupolo a un sistema de bombeo diferencial.

Un espectrómetro de masas cuadrupolar consiste básicamente en una fuente de electrones que produce iones por colisiones con las moléculas del gas, un cuadrupolo que produce variaciones en las trayectorias de los iones dependiendo de su relación carga-masa y un detector que mide el número de iones (intensidad).

El principio operativo de los espectrómetros de masas consiste en someter a los iones existentes en un volumen a un campo electromagnético, de manera que sigan diferentes trayectorias de acuerdo a sus diferentes relaciones masa-carga (m/e). El analizador de gases cuadrupolar emplea un cuadrupolo que genera un campo eléctrico variable. Variando la elección de U (voltaje constante) y V (voltaje alterno) podremos elegir diferentes iones y medir el número de iones en cada caso, obteniendo una medida de la corriente de cada uno de los iones. Corriente que puede ser traducida a la presión parcial de los diferentes gases en un entorno determinado. Lo más significativo del cuadrupolo es el sistema separador de iones. Los iones describen espirales en relación a su masa/carga, como consecuencia del campo hiperbólico al que se ven sometidos. Esto es como consecuencia de la combinación entre un campo producido por DC y AC.

La figura muestra un esquema general de instrumentos para medir la composición gaseosa en la cámara MARTE con alta presión. Este completo aparato de medida está formado por los siguientes componentes:

  • Micro cámara de vacío, con cinco puertos en DN40CF.
  • Grupo de vacío TMU 60 de Pfeiffer, formado por una bomba de membrana y una turbo de 60 litros/segundo. Con este grupo de vacío la presión en la cámara RGA sin hornear alcanza una presión de 1∙10E-8mbar, debido a la válvula de control RME005 y a la utilización de bridas KF16.
  • Medidor de vacío combinado Pirani-Penning, Pfeiffer PKR261, con rango de medida entre [1013mbar < P < 5∙10E-9mbar].
  • Cuadrupolo en RF, modelo Prisma QMA200 de Pfeiffer.
  • Válvula automática de regulación de flujo RME005 de Pfeiffer, controlada en modo STD mediante el PKR261 y la electrónica RVC300.

La conexión del RGA con la cámara MARTE se realiza mediante un tubo corrugado de aluminio de 1m de longitud y 16mm de diámetro. La unión es mediante bridas KF16.

En la fotografía vemos el espectrómetro de masas montado sobre una pequeña cámara de vacío. Vemos en la ampliación el efecto del encendido del filamento para la creación de iones que provienen de los gases de la cámara MARTE.
El proyecto WLOM (Water Liquid On Mars) es un proyecto del plan nacional de investigación del MINECO con financiación desde el 30-12-2016 hasta el 29-09-2020. Código de proyecto: FIS2016-77578-R