Селектор ионов

 

О П И С А Н И Е 368674

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ссмз Соеетскиз

Социалистические

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

M. Кл. Н 0lj 27/О 0

Заявлено 12.1Ч.1969 (№ 1324709/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 26.1.1973. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 26.Ш.1973

Комитет по делам изобретений и открытий при Сосете Министрое

СССР

УДК 621.387.424(088.8) Авторы изс бретения

В. П. Реута, Н. Н. Комаров и Т. П. Савельева

Заявитель

Казанский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт

СЕЛЕКТОР ИОНОВ

Устройство относится к ионной технике, которая применяется в физике атмосферы, метеорологии, медицине и др.

В ионометрии большое значение имеет знание спектра ионов. Но .пока не созданы эффективные устройства, которые позволяли бы селектировать ионы, содержащиеся в газовых потоках и аэрозолях.

В предложенном устройстве повышена эффективность разделения заряженных частиц за счет формирования в селекторе бегущих волн электрического поля, перераспределяющих ионы в пространстве (в пределах волны) в соответствии с их подвижностью.

На фиг. 1 схематично локазан предложенный селектор, содержащий изолированные друг от друга и от корпуса 1 кольца 2, формирователь 3 бегущей волны электрического поля, ионный фильтр 4, синхронизатор 5 включения ионного фильтра.

Принцип действия селектора состоит в следующем. Если на вход селектора подан сгусток ионов, перемещаемый в корпусе потоком газа со скоростью ос, то, воздействуя на этог сгусток бегущей волной электрического поля, движущейся со скоростью и, можно заставить ионы двигаться со скоростью движения волны, Условие захвата иона волной:

u=v +kE, где E — мгновенная напряженность электрического поля в месте нахождения иона с подвижностью /г.

Поскольку различные ионы обладают различной подвижностью, то они могут быть

10 распределены в пространстве в пределах волны, причем в различных частях волны будут находиться ионы с различной подвижностью.

Из перераспределенного таким образом сгустка ионов при выходе его из селектора с по15 мощью ионного фильтра пропускают ионы, находящиеся в определенном слое и обладающие определенной .подвижностью.

Работает селектор следующим образом.

В момент поступления на вход селектора сгустка ионов на кольца 2 от формирователя

8 подается бегущая волна потенциалов р, например, в виде изображенного на фиг. 2 для фиксированного момента времени распределения ср по кольцам с номерами Л (верхняя часть) и соответствующего ему распределения напряженности электрического поля Е (нижняя часть). В этом распределении максимальная амплитуда напряженности поля

ЗО Ез(Ез), созданная первой полуволной элект368674

k+ + P мин— >

Е, к.— < о ймин—

Ез

Ионы, подвижность которых k(kM» ни на одном из участков волны ДК не смогут приобрести скорости, равной скорости движения волны. Волна обгонит такие ионы, и они попадут в зону действия волны АД. Поскольку максимальная напряженность поля внутри этой волны выше,,нежели в первой волне, то часть ионов, для которых справедливо неравенство

LL — Vp

tt — Vp

) k,„k), (2)

Е4

Ез рических потенциалов, меньше максимальной амплитуды напряженности поля Е (Е ), созданной второй полуволной электрических потенциалов. Если электрическая волна движется слева направо, то на участке и — К будут собираться отрицательные ионы, а на участке E — Ж вЂ” положительные, причем на вершинах правой полуволны соберутся ионы, подвижность которых осядут на участках а — b и с — d соответственно. И чем меньше разница между Е1 и Е2 или

Ез и Е, тем меньше величина Ak, тем выше разрешающая способность селектора. Пере5 распределенный сгусток ионов выносится волной к выходу из селектора. Синхронизатор о открывает и закрывает в определенные моменты времени фильтр 4, например, при подходе к нему точки Д волны открывается, а

10 после прохождения точки А волны — закрывается. Тогда на выходе получают сгусток ионов с подвижностями йм,„— Лй и сгусток

+ ионов с подвижностями k «ЛК т. е. сгусток отрицательных и сгусток, положительных ионов, разделенных в пространстве.

Предмет изобретения

Селектор ионов, состоящий из корпуса, 20 формирователя бегущей волны электрического поля, ионного фильтра и синхронизатора, включения ионного фильтра, отлича(ощийся тем, что, с целью, повышения эффективности разделения заряженных частиц с разной под25 вижностью из потоков газа или аэрозолей, в корпусе расположен ряд изолированных друг от друга и от корпуса металлических колец, присоединенных к выводам формирователя бегущей волны, а на выходе из корпуса по30 мещен ионный фильтр, подключенный к синхронизатору.

3.68674 фиг 2

Корректоры; Е. Михеева и А. Дзесова

Редактор T. Орловская

Заказ 614/9 Изд. № 181 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Мшшстров СССР

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, и р. Сапунова, 2

О

Е

Е, Ег

Составитель В. Ким

Техред Т. Курилко