Времяпролетная масс-спектрометрическая установка

 

Изобретение относится к области измерения параметров масс-спектров по времени пролета и может быть использовано для анализа рабочих смесей газов в вакуумных системах. Целью изобретения является повышение быстродействия, точности и надежности измерений. Времяпролетная масс-спектрометрическая установка содержит задающий генератор 1, источник 3 ионов, блок 2 питания, пространство 4 дрейфа, вторичный электронный умножитель 5, регистрирующий распределение ионов по массам, импульсный широкополосный усилитель 6, блок 7 задержки строб-сигналов, клапан 8, соединенный с интегратором 9 и индикатором 10, ждущий генератор 11 прямоугольных импульсов, расширители 12 и 13 импульсов, схему 14 сравнения. Предложенная установка позволяет повысить быстродествие и надежность измерений при значительном сокращении блоков функциональной схемы. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 Н О1 J 49/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 времени пролета и может быть использовано для анализа рабочих смесей газов в вакуумных системах. Целью изобретения является повышение быстродействия, точности и надежности измерений, Времяпролетная масс-спектрометрическая установка содержит задающий генератор 1, источник 3 ионов, блок 2 питания, пространство 4 дрейфа, вторичный электронный умножитель 5, регистрирующий распределение ионов по массам, импульсный широкополосный усилитель 6 блок 7 задержки строб-сигна j лов, клапан 8, соединенный с интегратором 9 и индикатором 10, ждущий генератор 11 прямоугольных импульсов, расширители 12 и 13 импульсов, схему 14 сравнения. Предложенная установка позволяет повысить быстродействие и надежность измерений при эна" чительном сокращении блоков функциональной схемы. 2 ил.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4184721/24-21 (22) 26.01.87 (46) 07,12.89. Бюл. 1Р 45 (71) Специализированное конструкторское технологическое бюро Ворошиловградского машиностроительного института (72) Н.Г.Черников и Ю.И.1цербаков (53) 621.384 ° 6(088.8) (56) Сталте, Майерхольц и др ° Система управления и сбора данных для времяпролетной масс-спектрометрии ° — Приборы научных исследований. 1985, У 12, с.77-85.

Сысоев А.А., Чупахин М.С, Введение в масс-спектрометрию. — М.: Атомиэдат, 1977, с, 109-112. (54) ВРЕМЯПРОЛЕТНАЯ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА (57) Изобретение относится к области измерения параметров масс-спектров по

„„Я0„„1527677 А1

1527677

Изобретение относится к области измерения параметров масс-спектров по времени пролета и может применять" ся для анализа рабочих смесей газов в вакуумных системах.

Целью изобретения является повышение быстродействия, точности и надежности измерений.

На фиг.1 представлена функциональная схема времяпролетной.массспектрометрической установки; на фиг,2эпюры напряжений в разных точках схе™ мы формирования стробирующего импульса ° 15

Установка содержит задающий генератор 1, управляющий работой блока 2 питания, источника 3 ионов и определяющий момент формирования, пачек ионов, пространство 4 дрейфа, вторич- 2р ный электронный умножитель 5, регистрирующий распределение ионов по массам, импульсный широкополосный усилитель 6 ° блок 7 задержки стробирующего сигнала, позволяющий устанавли- 25 вать строб-импульс на необходимом участке спектра, клапан 8, на вход которого подается массовый спектр, а на синхровход — стробирующий сигнал, В качестве клапана можно использовать синхронный фильтр, синхронную линейную схему пропускания и т.п. Выход клапана соединяется с интегратором 9 и индикатором 10 (осциллограф, вольтметр, самописец и т.п.), работа которых также управляется стробирующим импульсом, Между задающим генератором 1 и бЮоком 7 задержки сигнала включена схема формирования стробирующего сигна- 40 ла, включающая ждущий генератор 11 прямоугольных импульсов, расширителя

1 2 и 13 импульсов и схему 14 сравнения °

Установка работает следующим

45 образом.

Задающий генератор 1 в начальный момент времени вырабатывает прямоугольные импульсы, управляющие питанием электронный пушки в блоке 2 питания. Поток электронов, попадая в ионизирующую камеру 3 источника ионов, ионизирует рабочую смесь. Через

15 мкс с второго выхода задающего генератора 1 на выталкивающий электрод.

>5 источника 3 ионов поступают импульсы малой длительности и большой амплитуды. В ионизационной камере формирун тся пачки ионов, состоящие из ионов разных масс, и затем выталкиваются в пространство 4 дрейфа, где через время

2ц Ц где S — длина дрейфового пространства, заряд ионов;

U — ускоряющее (выталкивающее) напряжение;

m — масса ионов, регистрируются вторичным электронным умножителем 5. В момент формирования

t, пачек ионов часть напряжения генератора 1 запускает генератор ll вырабатывающий синхронизированный с моментом запуска сигнал Ч (фиг,2а) и ис задержанный относительно момента запуска на время t сигнал V«, (фиг.2б), Величина времени t определяется длиной дрейфового пространства и рассчитывается по (1) для

m ю )

Ш где m, — атомная единица массы, т,е,.для начальной массы спектра.

Фактически t является временем пролета массы

1 шь и определяет наЧало развертки массспектра (фиг,2,, момент t ). С выходов генератора 11 сдвинутые во времени один относительно другого прямоугольные импульсы V,„с и V <„О подаются на расширители 12 и 13 соответственно. длительность сигнала Ч < (фиг,2г) устанавливается равной

t; y t - t и определяется значением максимальной регистрируемой массы, а также параметрами масс-спектрометра, Длительность сигнала в расширителе 12 регулируется и устанавливается в зависимости от режима работы установки (фиг,2в) к t3 °

Задний фронт импульса Ч, и определяет длительность стробирующего им" пульса (фиг,2е) Г= t — t °

Э 2

Установка может работать в нескольких режимах: регистрация всего массспектра; регистрация быстрого иэмЕ1527677

Ф о р м ул а и s о б р е т е н и я

Ьс

Ф

Vg

Vy

4 4 е

Фщ1

Составитель С.Шитов

P=pàêIoð И.Шулла Техред M,Õoäàíè÷ Корректор Т.Малец

Заказ 7516/55 Тираж 696 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 пения величины пика данной массы; регистрация изменения во времени амплитуды группы пиков.

С выхода схемы 14 сравнения сформированный строб-импульс подается на блок 7 задержкие где задается время задержки стробирующего сигнала, а затем на вход клапанного устройства 8, в котором из общего масс-спектра выделяется исследуемый участок или конкретные компоненты масс-спектра. В случае одновременной регистрации массспектрометрической ус-ановкой изменения во времени группы и пиков блок задержки выполняется в виде и одинаковых каналов с соответствующей комму= тацией. Далее полученный масс-спектр регистрируется индикатором 10. Интегратор 9 используется для измерения амплитуды пиков.

Использование предлагаемой массспектрометрической установки позволяет повысить быстродействие и надежность измерений при значительном со" кращении блоков функциональной схемы.

При этом уменьшается ошибка определения положения пика в масс-спектре, а следовательно,.повышается точность измерения. Кроме того, воэможность работы установки в нескольких режимах позволяет применять ее как универсальное средство для масс-спектрометрического анализа газовых веществ, что позволяет снизить расходы на разра, ботку дополнительных средств массспектрометрического анализа.

Времяпролетная масс-спектрометрическая установка, содержащая задающий генератор, блок питания, источник ионов, пространство дрейфа, вторичный электронный умножитель, импульсный широкополосный усилитель,. блок задержки клапан, интеграторы, индикатор, отличающаяся тем, что, с целью повышения быстродей20 ствия, точности и надежности измерений, введены ждущий генератор прямоугольных импульсов, два расширителя импульсов и схема сравнения, при этом вход ждущего генератора пря25 моугольных импульсов подключен к выходу задающего генератора,а два его выхода подключены к входам расширителей импульсов, выходы которых подключены к входам схемы сравнения, подключен30 ной своим выходом к блоку задержки строба,