Ионный источник масс-спектрометра

 

Изобретение относится к области масс-спектрометрии и может быть использовано при изотопном анализе образцов твердой фазы. Цель изобретения - повышение производительности за счет улучшения вакуумных условий в области ионного источнике и упрощение его конструкции. Источник содержит диск испарителя с N лентами для нанесения образцов, ИЗОЛЯЦИОННУЮ втулку, якорь с N/2 полюсами, намагниченными поочередно разноименно, ось, ионизатор, статор с двумя полюсами, уплотнительные прокладки, съемный фланец, статорные обмотки, питание которых осуществляется с помоцью блока, включающего в сипи состав генератор , три триггера, четыре схемы 2И, два дифференциальных усилителя и два усилителя моцпостн, выходы которых соединены со статорными обмот- , и ками. Центральный угол между ста гор- S2 ными полюсами составляет 360 /N (), где К - любое целое число, определяемое из конструктивных соображений. 1 э.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУЕЛИН (51) 5 H 05 If .1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОсудАРстВенный номитет по изоыРетениям и открытиям пРи п нт ссо. (46) 15.01. 91. Бюл, гг 2 (2!) 4459I86/25 (22) 12.07.88 (72) Л.Л. Чилипенко и В.Д. Сллирнов (53) 533.9(088.8) (56) С. Brunnee et al. "Acomputerized

mass spectrometer for isotopic analyses of solids". Int. Lab., 1978, Матс!1-April, рр. 89-96.

Чилипенко Л.Л. Ионный источник с поверхностной иониэацией шести образцов одновременно для масс-спектрометра MH-120!. ПТЭ, 1982, Р 5, с. !52154 ° (54) ИОННЬ1Й ИСТОЧНИК MACC †СПЕКТРОИЕТРА (57) Изобретение относится к области масс-спектрометрии и может быть использовано при иэотопном анализе образцов твердой фазы. Цсггь изобретения — повышение производительности

Изобретение относится к области масс-спектрометрии и может быть использовайо при иэотопном анализе образцов твердой фазы.

Целью изобретения является повышение производительности эа счет улучшения вакуумных условий в области ионного источника и уг1рощение его конструкции.

На фиг. 1 и 2 приведена конструкция ионного источника; на фиг. 3 структурная схема блока питания статорных обмоток; на фиг. 4 — временные диаграммы работы блока питания °

Диск испарителя 1 с Н лентами 2 (например, 24) для нанесения образцов с помощью изоляционной втулки 3 жест„„SU„„549463 А1 эа счет улуч ше ш1я вакуум1и гх усл ови и в области ионного источника и упрощение егo канструк11111». Источник содержит диск испарителя с N леггтг1лвг для нанесения образцов, и 1оляциоииую втулку, якорь с N/2 полюс<глглг, намаг— ниченныгги поочередно раэиоиглеино, осг, иониэатор, статор с двумя полюсами, уплотиительиые прокладки, съемный флаиец, ста торные обллоткгг, питание которых осущсстгляется с ггогло1Гью блока, включггю1:Гего в свой состав генератор, три триггера, четыре схемы

2И, два дифференциальных усилителя и дв» усилителя моц1,ости, выходы которых соединены со статори11лг1л обмотками. Цеггтраль1ль1й угол л1ежцу статор- Ж с, ными полюсаии составляет 360 /N (2К-1), у где К вЂ” любое глелое п1с 1о, определяемое иэ коиструктив1п1х соображений. (1 э.п. ф-лы, 4 ил.!

1Яей ко связан с якорем 4. Якорь имеет (Д

N — (напрглглер, 12) полюсов, намагничен- @"

HbJx поочередно раэиоимешго. Узел ис-,@„ парнтеля вращается иа оси 5 так, что р в рабочем положении одна иэ его лент устанавливается параллельно ленте иониэатора 6. Два статориьlx ио1гюсa 7 с помощью уплотнительш 1х (иаг1р1лллер, фторопластовых) прокладок 8 t>aêyóìíoплотно смонтированы на верхнем, съемном фланце 9 ионного источ11ика, причем их нижние части, обращеиш.1е к якорю, профилироваиы по ширине его полюсов, а централ ьш,гй угг:1 между статорнылж полгюсаллг1 соста1гляе T

O (2К 1) (напри1гер, 45 ири К =- 2), 1э49463 вход схемьг 2И 15, с инверсного выхода триггера 13 И д — на первый вход схемы 2И 16, с прямого выхода триггера .14 П», — на вход вхемы 2И 17, с инверсного выхода триггера !4 У» на вход схемы 2И 18. На вторые входы схем 2И 15, 16,. !7, 18 поступают выходные импульсы генератора 11 U» .

Выходные сигналы схем 2И !5, 16 Ug, Urr поступают соответственно на прямой и инверсный входы дифференциального усилителя 19, а входные сигналы схем

2И 17, 18 U„, UQ поступают» соответсТВрННо на прямой H инверсный входы усилителя 20, Выходные сигналы усилителя 19, 20 U9, U»p представляющие собой последовательности IronBpHo чередующихся импульсов напряжения положительной и отрицательной полярностей, сдвинутые на один период выходного сигнала генератора 11, поступают на входьr усилителей 21, 22. Выходные сигналы усилителей 21, 22, являющиеся усиленными по мощности сигналами усилителей 19, ?0> поступают на обмотки 23> 24 статора. Пусть в начальный момент положение якоря 4 (фиг. 1). таково, что один из

его "южных полюсов находится против статорного полюса I, при этом статорный полюс Т1 окаэЫпается ровно посередине между двумя другиии полюсами якоря. Если теперь на обмотку гголюса

1 податг напряжение положительной полярности, а на г>бмотку полюса II отрицательной (фиг. 2), то соответственно этому иервыи приобретет намагниченностг> 8 и стремится вытолкнуть иэ поля вэаимодейстшгя ">аж>н.гй полюс якоря, н то время как статорный по- . люс II, приобретя намаг нич< нность И, притягивает к себе ближайший "южный" полюс якоря. В результате якорь с испарителсм повора гиваетсл на один шаг (в данном случае на 15 ) по часовой стрелке. Против статорного полюса II встает теперь "южный" полюс якоря, а статорный полюс I окаэывается между якорными полюсами. Через 1-3 с, не" обходимые для осуществл> ния поворота, напряжение с обмоток снимается и ион" ный источник находится в этом состоянии до прихода слег>у»гагк импульсов за счет сцепления магнитного полюса

5 якоря с ближайппгм (полюс II) ферромаг- нитным полюсом ствт>;>а, к тому же сохраняющим остаточную намагниченность. где 1(— любое целое число, определяемое иэ конструктивных соображений. На верхних частях статорных полюсов, находящихся ва пределами области высокого вакуума, размещены обмотки 10.

Структурная схема блока питания статорных обмоток представлена на фиг. 3.

Выход генератора 11 импульсов сое- !0 . динен с входом первого триггера 12, прямой выход которого соединен с входом второго триггера 13, .а инверсныйс входом третьего триггера 14..Прямые и инверснъ е выходы второго и третьего !5 триггеров соединены с первыми входами схем 2И 15,16,17 и 18, вторые входы которых соединены с выходом генератора 11. Выходы схем 2И 15 и 16 соединены с первым и вторым входами диф-20 ференциального усилителя 19 соответственно, а выходы схем 2И 17 и 18 сое,пинены соответственно с первым и вторым в::одами второго дифференциального усилителя 20. Выходы дифференггиальюrx 25 усилителей 19 и 20 соединены с входами соответствующих усилителей 21 и 22 мощности, к выходам которых подг(лючены начала обмоток 23 и 24 статора.

Концьг обмоток соедипены с общей шиной 30

Иошплй источник работает следующим образом.

Генератор 11 вырабатывает импульсы ."..апряжения положительной полярности с частотой следования, определяемой частотой поворота якоря (т.е. частотой смены образцов при анализе) . В случае необходимости эти импульсы могут задаваться оператором и вручную от кнопки управления. Временные диа40 граммы работы блока питания представлены на фиг. 4. Длительность вь1ходных импульсов генератора 11 U определяемая временем, необходимо для поворота якоря, равна 1-3 с. Выходные импульсы генератора 11 поступают на счетньгй вход первого триггера 12. Вы" ходные сигналы первого триггера с прямого.;выхода Ur », и с инверсного выхода

U>r.>r поступают соответственно на счетные входы второго и третьего тригге50 ров 13 и 14. При этом на прямых и инверсньи выходах триггеров 13,14 формируются одинаковые сигналы, сдвинутые по времени относительна друг дру" га на один период выходных импульсов генератора.

Выходной сигнал r прямого выхода триггера 13 1,,поступает на первый

1 изобретения

Формула

1. Ионный источник масс-спектромет-30 ра, содержащий ленточный ионизатор, поворотный испаритель с N лентами для нанесения образцов, и устройство для поворота испарителя, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью З5 повышения производительности за счет улучшения вакуумных условий в области источника и упрощения его конструкцни, устройство для поворота испарителя выполнено в виде жестко связанного с 4р испарителем якоря с N/2 полюсами, наI

5 15494

При следующем шаге на обе обмотки поступают положительные импульсы, оба статорных полюса получают намагниченность Б, полюс II выталкивает

"южный" полюс якоря, полюс I притягивает ближайший "северный", якорь еще раэ поворачивается по часовой стрелке на 15 и т.д. до выполнения полного оборота якоря, т.е. до эавер- 1р шенин цикла анализа всех образцов.

Применение данного ионного источника дает возможность существенно повысить производительность работы при масс-спектрометрическом анализе об- 15 разцов твердой фазы как за счет сокращения времени выхода прибора на высокий вакуум, так и благодаря возможности одновременного ввода большого количества проб, поскольку позволнет легко реализовать практически любое число положений испарителя, определяемое только числом полюсов якоря.

Простота конструкции узла привода обеспечивает надежность работы всего масс-спектрометра в целом.

63 магниченными поочередно разноименно, двух статорных полюсов, установленных по окружности якоря, при этом центральный угол между ними равен 3607N>

x(2K-1), где К - любое целое число, причем концы полюсов, обращенные к якорю, расположены непосредственно в области источника, а противоположные концы полюсов вакуумно-плотно выведены эа era пределы, двух обмоток, размещенных на этих частях статоркых полюсов и блока питания обмоток.

2. Источник по п.1, о т л и ч а юшийся тем, .что, блок питания обмоток содержит генератор импульсов, три триггера, четыре элемента 21f, два дифференциальных усилителя и два усилителя мощности, причем к выходу генератора подключены вторые входы всех элементов 2И и счетный вход первого триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены со счетными . входами второго н третьего триггеров соответственно, прямой выход второго триггера подключен к первому входу первого элемента 2И, инверсный — к первому входу второго элемента 2И, прямой и инверсный выходы третьего триггера соединены с первыми входами третьего и четвертого элементов 2И соответственно, выходы первого и второго элементов 2И подключены к входам первого дифференциального усилителя, третьего и четвертого — к входам второго дифференциального усилителя, выходы дифференциальных усилителей через соответствующие усилители мощ,— ности подключены к статоржам обмоткам, вторые выводы которых соединены с общей:.шиной.

1549463

1549463

ulg

Составитель А. Ястребов

Техред М.Дидык Корректор Т. Малец

Редактор. Т. Юрчикова

Заказ 675 Тираж 482 Подлисное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при Гr,!1Т CCC."

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул, Гагарина, 1"t