產品專區
- Hiden Analytical
- Residual Gas Analysis
- HAL 201 RC－UHV / XHV 超高真空殘餘氣體分析儀
HAL 201 RC－UHV / XHV 超高真空殘餘氣體分析儀
HAL 201 RC－UHV / XHV 超高真空殘餘氣體分析儀
針對 Beam Line、Particle Accelerator、Synchrotron 與高階 UHV 真空系統所設計
Hiden HAL 201 RC 是一套專為Ultra-High Vacuum（UHV）與 Extreme High Vacuum（XHV）殘餘氣體分析設計的高性能 Residual Gas Analyser。
系統標準配置 Hiden 特殊 Vacuum-Fired Ion Source，透過專有 Vacuum Annealing Process 降低離子源本身的 Hydrogen Outgassing，使 RGA 在極低背景壓力環境中仍能可靠量測微量 Residual Gas Species。
HAL 201 RC 特別適合 Synchrotron、Particle Accelerator、Beam Line、Fusion Research 與其他需要極低 Background、Radiation Resistance 及長時間穩定監測的高階真空系統。
HAL 201 RC 系統概述
針對極低背景 UHV / XHV 環境最佳化的 Residual Gas Mass Spectrometer。
在一般 High Vacuum 系統中，常規 RGA 已可有效進行 Leak Detection、Residual Gas Analysis 與 Vacuum Diagnosis；但當 Total Pressure 進一步進入 10-10 mbar 或更低的 UHV / XHV 區域時，分析器本身的 Outgassing 會逐漸成為量測背景的一部分。
HAL 201 RC 的設計重點即是降低 RGA 自身對真空環境的干擾。Hiden 採用 Vacuum-Fired Ion Source，經專有 Vacuum Annealing Process 處理，以降低 Hydrogen Outgassing。
Hiden 官方目前將 HAL 201 RC 定位於 Total Pressure <5×10-10 mbar 的高要求 UHV Application，可用於觀察 Hydrogen、Water、Nitrogen、Oxygen、Argon、Carbon Monoxide、Carbon Dioxide 與 Hydrocarbon Species 等殘餘氣體。
Vacuum-Fired Ion Source－降低 Hydrogen Outgassing
降低分析器本身造成的背景訊號，是 UHV / XHV RGA 的核心設計要求。
專為極低背景真空分析最佳化
一般 Ion Source 內部材料在真空環境中仍可能持續釋放 Hydrogen、Water 與其他 Adsorbed Species。當 Chamber Pressure 已進入 UHV 或 XHV 範圍時，這些訊號可能接近甚至高於真正來自 Chamber 的背景。
HAL 201 RC 使用經 Hiden 專有 Vacuum Annealing Process 處理的 Vacuum-Fired Ion Source，以降低 Ion Source 本身的 Hydrogen Outgassing。
因此可提高極低 Partial Pressure 下的 Background Measurement Performance，使分析結果更能代表實際 Vacuum Chamber、Beam Line 或 Accelerator Vacuum Environment。
UHV Ion Source 配置選擇
Vacuum-Fired 與 Gold-Plated Ion Source 可依極低背景分析需求進行配置。
Hiden 最新 RGA 技術資料亦提供不同 UHV Ion Source Configuration。
Vacuum-Fired Ion Source 主要目的為降低 Ion Source Hydrogen Outgassing，適合 Hydrogen Background 特別重要的 UHV / XHV Measurement。
Gold-Plated Ion Source 則可降低 Electron Stimulated Desorption（ESD）所產生的 Ion Source Peaks，適合需要進一步控制 Source-Generated Background 的特殊分析。
實際配置應依待測 Species、Base Pressure、Background Requirement 與研究系統進行選擇。
UHV / XHV 高靈敏度 Partial Pressure Analysis
針對極低 Partial Pressure Residual Gas 與 Trace Contamination 分析。
HAL 201 RC 可配置 Dual Faraday / Channeltron Electron Multiplier Detector，使同一套系統兼具較高濃度與極低 Partial Pressure Gas Species 的量測能力。
Hiden 最新公開 RGA Catalogue 列示 HAL UHV 系統最低可偵測 Partial Pressure 可達約 1×10-15 mbar，Maximum Operating Pressure 為 1×10-4 mbar。
這類靈敏度特別適合 Accelerator、Synchrotron、Fusion Research 與 Surface Science System，在 Base Vacuum 建立後進行微量 Gas Species、Outgassing 與 Contamination Monitoring。
Radiation-Resistant 與 Remote RF 配置
針對 Synchrotron、Accelerator、Fusion Facility 等高輻射環境設計。
將敏感電子元件移離 Radiation Zone
Particle Accelerator、Synchrotron、Beam Line 與部分 Fusion Research Facility 可能存在較高 Radiation Environment，一般電子設備若長期安裝於鄰近區域，可靠度可能受到影響。
HAL 201 RC 採用 Radiation-Resistant RF Electronics，並可配置 Remote RF Head，使部分 RF Electronics 能安裝於距離真空分析位置較遠的區域。
此設計可提高 RGA 在高能物理與大型科學設施中的長時間運轉可靠性。
EPICS 控制系統整合
適合大型光源、Particle Accelerator 與 Distributed Control System。
EPICS（Experimental Physics and Industrial Control System）廣泛應用於 Synchrotron Light Source、Particle Accelerator 與大型科學設施的分散式設備控制。
Hiden HAL 系統可與 EPICS Software Drivers 整合，使 RGA Partial Pressure Data、Instrument Status 與 Vacuum Diagnostic Information 能納入 Facility-Wide Control System。
對需要同時監測大量 Vacuum Sections、Beam Line Components 與實驗站的設施而言，此整合能力可讓 HAL 201 RC 不只是獨立 RGA，也能作為整體 Vacuum Monitoring Network 的一部分。
UHV 真空診斷流程
從 Pump-Down、Bakeout 到穩態 UHV Operation，持續掌握殘餘氣體組成。
Pump-Down
監測 H₂O、N₂、O₂、CO₂ 與 Hydrocarbon 等 Species，觀察真空系統抽氣狀態。
Bakeout / Conditioning
持續追蹤 Water、Hydrogen、CO、CO₂ 等 Outgassing Species 隨時間的變化。
UHV Operation
於 Base Vacuum 穩定後持續量測極低 Partial Pressure，偵測 Leak、Contamination 與異常 Outgassing。
HAL 201 RC 主要特色
低放氣離子源、高靈敏度偵測、Radiation Resistance 與大型科學設施控制整合。
- 專為 UHV / XHV Residual Gas Analysis 設計
- Vacuum-Fired Ion Source
- 降低 Hydrogen Outgassing
- Gold-Plated UHV Ion Source 配置選擇
- Electron Impact Ionisation
- Twin Oxide-Coated Iridium Filaments
- Dual Faraday / Channeltron Electron Multiplier Detector
- 最低 Partial Pressure 可達約 1×10-15 mbar
- Maximum Operating Pressure 1×10-4 mbar
- Radiation-Resistant RF Electronics
- Remote RF Head Option
- EPICS Software Driver Compatibility
HAL 201 RC 系統重點規格
依 Hiden Analytical 現行 HAL 201 RC 官方資料與最新 RGA Catalogue 整理。
| System Type | UHV / XHV Residual Gas Analyser |
|---|---|
| Primary Application | Critical Residual Gas Analysis in Ultra-High Vacuum Systems |
| Recommended UHV Environment | Total Pressure <5×10-10 mbar |
| Ion Source | Vacuum-Fired UHV Ion Source |
| Optional Source | Gold-Plated Ion Source for Reduced ESD-Generated Peaks |
| Ionisation | Electron Impact Ionisation |
| Filaments | Twin Oxide-Coated Iridium Filaments |
| Detector | Dual Faraday / Channeltron Electron Multiplier |
| Minimum Detectable Partial Pressure | 最新原廠資料列示可達約 1×10-15 mbar |
| Maximum Operating Pressure | 1×10-4 mbar |
| Mass Range | 100 / 200 / 300 amu Configuration Options |
| Radiation Environment | Radiation-Resistant Configuration / Remote RF Option |
| Facility Control | EPICS Software Driver Compatible |
| Software | Hiden MASsoft Professional |
| Instrument Control | USB 2.0 / RS232 / Ethernet |
HAL 201 RC 典型應用
從 Synchrotron Beam Line 到 Fusion Research 與 Advanced UHV Surface Science。
Synchrotron Light Sources
用於同步輻射光源 Storage Ring、Beam Line 與 Experimental Station 的 UHV Residual Gas Monitoring。
Particle Accelerators
監測 Accelerator Vacuum System 中的 Hydrogen、Water、CO、CO₂ 與其他極低 Partial Pressure Gas Species。
Beam Lines
對長距離 UHV Beam Line 進行 Vacuum Fingerprinting、Leak Detection、Outgassing 與 Contamination Diagnosis。
Fusion Research
適合 Tokamak、Torus 與相關 Fusion Facility 的高真空背景氣體與 Vacuum Condition Monitoring。
UHV Surface Science
用於 XPS、AES、SIMS、MBE 與其他 UHV Surface Analysis Chamber 的 Base Vacuum Characterisation。
UHV Leak Detection
利用 Helium 或其他 Tracer Gas 進行極低背景條件下的 Leak Detection 與 Vacuum Troubleshooting。
Outgassing Studies
研究 Vacuum Materials、Components、Bakeout 與 Surface Treatment 對殘餘氣體與極限真空的影響。
Large Research Facilities
利用 EPICS Integration 將多組 RGA 納入大型科學設施的集中式 Vacuum Monitoring Network。
MASsoft Professional 與真空監測軟體
完整 Mass Spectrum、Partial Pressure Trend、Leak Detection 與外部設備整合。
HAL 201 RC 搭配 Hiden MASsoft Professional，可進行 Mass Spectrum Acquisition、Multiple Ion Monitoring、Trend Analysis、Long-Term Data Logging 與 External I/O Integration。
MASsoft Professional 支援 Windows 10 / Windows 11，並可透過 USB 2.0、RS232 或 Ethernet 控制儀器。
對 Routine Vacuum Monitoring，Hiden 亦提供 iRGA 工作流程，可自動顯示 Hydrogen、Helium、Water、Nitrogen、Oxygen、Argon 與使用者指定 Gas 的 Partial Pressure，並提供 Trend、Scan、Leak Detection、Maintenance 與 Alarm 功能。
- Residual Gas Mass Spectrum
- Multiple Ion Monitoring
- Partial Pressure Trend Analysis
- Vacuum Fingerprint Analysis
- Leak Detection
- Long-Term Data Logging
- External I/O Integration
- USB 2.0 / RS232 / Ethernet Communication
- EPICS Control Integration
何時適合選擇 HAL 201 RC？
當「RGA 自身背景」已可能影響量測結果時，就需要專為 UHV / XHV 設計的分析器。
一般 Vacuum Chamber 若工作在 High Vacuum Range，HALO RGA 或標準 RGA Series 通常已可滿足 Vacuum Fingerprint、Leak Detection 與 Contamination Analysis。
當系統進入 10-9、10-10 mbar 甚至更低的 UHV / XHV 區域時，Ion Source Outgassing、Electron Stimulated Desorption 與分析器材料本身產生的 Background 會逐漸變得不可忽略。
若研究同時涉及 Synchrotron、Particle Accelerator、Radiation Environment、Beam Line 或 EPICS Control Infrastructure，HAL 201 RC 的 Vacuum-Fired Source、Radiation-Resistant RF 與 Remote RF Configuration 更具有明顯優勢。
恩詠有限公司－Hiden HAL 201 RC UHV / XHV RGA 技術選型與系統整合
HAL 201 RC 的實際配置需依 Base Pressure、Target Partial Pressure、Mass Range、UHV Chamber Geometry、Radiation Environment、Remote RF Distance、EPICS Integration 與待測 Residual Gas Species 進行評估。
恩詠有限公司可依客戶的Synchrotron、Particle Accelerator、Beam Line、Fusion Research、UHV Surface Science、Base Pressure、Hydrogen Background、Leak Detection、Mass Range、Radiation Requirement、Remote RF 與 EPICS Control需求，協助評估適合的 Hiden HAL 201 RC 系統配置。