Времяпролетный масс-спектрометр

Авторы патента:

H01J49/26 - масс-спектрометры или разделительные трубки (разделение изотопов с использованием таких трубок B01D 59/44;масс-спектрометры, специально предназначенные для колоночной хроматографии G01N 30/72)

G01N27/70 - и измерением тока или напряжения

G01N27/60 - путем исследования электростатических переменных величин (путем измерения электрической емкости G01N 27/22)

О П И С А Н И Е l98034

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 421, 3/09

Заявлено 14.1.1966 (№ 1050879/26-25) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 09.Ч1,1967. Бюллетень ¹ 13

Дата опубликования описания 14Х1П.1967

МПК 6 01п

УДК 621.384.8(088.8) Комитет ло делам иаобретений и открытий лри Совете Министров

СССР

Автор изобретения

Б. А. Мамырин

Физико-технический институт им. Иоффе АН СССР

3 аявитель

ВРЕМЯПРОЛЕТНЫЙ МАСС-СПЕКТРОМЕТР

Описываемое устройство относится к области масс-спектрометрии, в которой анализ массового состава производится при помощи безмагнитных приборов с разделением ионов разных масс вследствие разности времени пролета ионными пакетами определенного расстояния. Разрешающая способность при этом определяется степенью сфокусированности пакетов у приемника. Вследствие наличия начальных энергий у ионов и разных мест возникновения ионов в источнике (что также эквивалентно разбросу по энергиям) ионные пакеты к концу дрейфа расплываются, максимально достижимая разрешающая способность у приборов с L

200 вЂ 3.

Известные времяпролетные масс-спектрометры содержат импульсный ионный источник с тремя электродами, дрейфовое бесполевое пространство и приемник ионов.

Описываемый масс-спектрометр отличается от известных тем, что в конце дрейфового пространства установлено последовательно два сетчатых конденсатора с тормозящими электрическими полями, а в ионном источнике имеется четвертый электрод, установленный непараллельно по отношению к остальным электродам. Зто позволяет значительно (до нескольких тысяч) увеличить разрешающую способность масс-спектрометра и исключить попадание на приемник рассеянных попов, вторичных электронов и ионов.

На фиг. 1 и 2 изображен описываемый массспектрометр.

5 Он состоит из ионного источника 1 с электродами 2 вЂ” 5, пространства дрейфа О, сетчатых конденсаторов 7, 8 и детектора 9 (плоский умножитель).

Конденсаторы с зазорами дт и d к созда10 ют тормозящие напряжения Ут и Ук. Время пролета в пространстве дрейфа и зазоре с/т тем меньше, чем больше скорость иона.

Время пролета в отражающем поле с зазором

di<, наоборот, при увеличении энергии ионов

15 увеличивается, так как время движения до остановки иона пз закона изменения количества /к " к движения mV= dt будет t= V, где

"к @UK

20 т вЂ” масса иона; q вЂ” заряд иона; V вЂ” его скорость. Полное время движения в конденсаторе

dz будет 2 t.

Таким образом, при определенном соотношенип параметров системы можно изменение

25 времени пролета иона на пути L+dz при изменении его энергии скомпенсировать противоположным изменением времени пролета в отражающем ионе конденсатора дк .

Расчеты показывают, что для более широ30 кой области компенсации (вплоть до членов

198034 второго порядка малости) необходимо иметь два зазора с двумя независимо регулируемыми полями.

Таким образом, при выходе из области электрических полей ионный пакет может иметь практически ту же длительность, какую он имел в начале дрейфа. Прием пакетов производится на плоский приемник-умножитель 9.

Так как при такой траектории ионов требуется, чтобы угол между плоскостью ион ого пакета и вектором скорости ионов V„o„,. был отличен от 90, то обычный импульсный ионный источник пе приемлем.

В предлагаемой конструкции ионного источника с тремя зазорами зазор d позволяет осуществить пространственную временную фокусировку ионов при выходе ионов из источника. Наклонное положение электрода 5 по отношению к остальным электродам позволяет получить изменение угла между плоскостью пакета и вектором V„„„„„. на величину а. Изменяя соотношение напряжений U и U, можно изменять угол а (при U4=0, и=О).

5 Предмет изобретения

1. Времяпролетный масс-спектрометр, содержащий импульсный ионный источник с тремя электродами, дрейфовое бесполевое пространство и приемник ионов, отличагощийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности, в конце дрейфового пространства параллельно пакету ионов установлено последовательно два сетчатых конденсатора с тормозящими электрическими полями, 2. Масс-спектрометр по п. 1, от.гичающийся тем, что, с целью получения узких плоских ионных пакетов в начале дрейфа с вектором скорости ионов, не перпендикулярным плоскости пакета, в ионном источнике имеется четвсртый электрод, установленный непараллельно по отношению к остальным электродам.

498034 и (ог)

/т поли.(по

Составитель Н. В. Катинова

Редактор H. Дм(арагетти Техред Т. П. Курилко Корректоры: Н. И. Быстрова и Л. В. Наделяеьа

За(аз 2504!5 Тираж 535 Подписнос

Ш-4ИИПИ Комитета по делам изобретений и огкрыгпй прп Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Тинография, пр. Сапупова, 2