Масс-спектрометрический газоанализатор

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

0Ц645224

Союз Советскии

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.05.77 (21) 2486479/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.01.79. Бюллетень № 4 (45) Дата опубликования описания 30,01.79 (51) М. Кл.

Н OIJ 39/50

G 01N 27/62

В 01D 59/44

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.384 (088.8) (72) Авторы изобретения Г. И. Слободенюк, И. Г. Блинов, В. И. Ивашкин и В. С. Воронин,(71) Заявитель (54) МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКИ и ГАЗОАНАЛИЗАТОР

;1

Предлагаемый масс-спектрометрический газоанализатор относится к устройствам для определения состава парогазовых смесей.

Известен вакуумный стенд для определе- 5 ния величины и состава газовыделения, содержащий рабочую камеру с вакуумной откачной системой, в которой установлен масс-спектрометр, вспомогательную камеру с анализируемым газом и микронатекатель, 10 с помощью которого анализируемый газ из вспомогательной камеры подается в рабочую камеру.

Недостатком вакуумного стенда является то, что газ заполняет всю рабочую камеру, 15 не образуя пучка молекул и создавая переменный газовый фон (1).

Известен также масс-спектрометрический газоанализатор, содержащий рабочую камеру с вакуумной откачной системой, в ко- 20 торой установлен масс-спектрометрический датчик с ионным источником, источник пучка молекул анализируемого газа, устройство сбора пучка молекул анализируемого газа (2). 25

Известные устройства обладают следующими недостатками: невозможность или большая трудность проведения непрерывного определения динамики изменения состава анализируемого газа, содержащего хи- 30 мически активные вещества и пары, конденсирующиеся при окружающей температуре, так как молекулы таких веществ при многократных соударениях со стенками промежуточной камеры, трубопроводов, вентилей и натекателя либо вступают в химические реакции с материалом стенок, либо конденсируются на них; трудность определения состава анализируемого газа в течение длительного времени, так как с ростом слоя сконденсированного и сорбированного газа на охлаждаемой поверхности кр ион асоса изменяется поглощательная способность этой поверхности, что приводит к увеличению и нестабильности фона, искажающим показания масс-спектрометра.

Целью изобретения является улучшение аналитических характеристик масс-спектрометрического газоанализатора.

Поставленная задача решается тем, что источник пучка молекул анализируемого газа выполнен со сквозным прямоточным каналом, устройство сбора пучка молекул анализируемого газа снабжено основным экраном типа жалюзи, пластины которого ориентированы в направлении пучка молекул анализируемого газа, дополнительным экраном типа жалюзи, пластины которого расположены под углом к пластинам основного экрана и сублиматором геттера, рас645224 положенным между экранами и создающим обновляемую пленку геттера на охлаждаемых поверхностях корпуса и экранов.

Натекатель, ионный источник масс-спектрометра и устройство сбора пучка молекул анализируемого газа установлены так, что часть пучка молекул со входа анализируемого газа через натекатель и ионный источник масс-спектрометра проходят на охлаждаемую обновляемую пленку геттера без соударений со стенками. Оптическая прозрачность натекателя достигается путем выбора конусности иглы и седла, а также длины и диаметра прямоточного канала таким образом, чтобы расходящийся конусный пучок молекул анализируемого газа, выходящий из зазора между иглой и седлом, находился внутри канала на всей его длине.

Такое техническое решение позволяет проводить непрерывное определение динамики изменения состава анализируемого газа, содержаЩего химически активные вещества и пары, конденсирующиеся при окружающей температуре, так как часть пучка молекул со входа анализируемого газа попадает в ионный источник масс-спектрометра без взаимодействия со стенками, повторяя динамику изменения первоначального исходного состава анализируемого газа с задержкой, практически равной времени пролета молекул с тепловой скоростью от входа анализируемого газа до ионного источника масс-сйектрометра; а также позволяет проводить определение состава анализируемого газа в течение длительного времени без искажений, вызванных увеличением и нестабильностью фона остаточных газов, так как обновляемая пленка геттера, поглощающая пучок молекул ана лизируемого газа, сохраняет свою поглощательную способность неизменной в течение всего времени работы устройства сбора молекул. Применение обновляемой пленки геттера исключает необходимость охлаждать устройство сбора молекул до криогенных температур и увеличивает эффективную скорость откачки вакуумной откачной системы. Применение натекателя со сквозным прямоточным каналом позволяет отказаться от использования промежуточной камеры с автономной вакуумной системой.

4

На чертеже показана схема предлагаемого масс-спектраметрического газоанализатора.

Он содержит камеру 1 с анализируемым газом, натекатель 2, обеспечивающий вход анализируемого газа, масс-спектрометр 3, охлаждаемый корпус 4 устройства сбора молекул, вакуумную откачнув систему 5, иглу. b натекателя, седло 7 натекателя, ионный источник 8 масс-спектрометра, основной охлаждаемый экран 9 устроиства сбора молекул, сублиматор 10 геттера, дополнительный охлаждаемый экран 11 устройства сбора молекул.

Пучки молекул из камеры 1 через зазор между иглой 6 и седлом 7 по сквозному прямоточному каналу натекателя 2 попадают в ионный источник 8 и далее через жалюзи основного экрана 9 на охлаждаемую поверхность корпуса 4 с наносимой из сублиматора 10 ооновляемой пленкой геттера, где поглощаются этой пленкой или через жалюзи допОлнительного экрана 11 откачиваются вакуумной откачной системой 5. В предлагаемом устройстве в качестве геттера может применяться титан.

Формула изобретения

Масс-спектрометрический газоанализатор, содержащий источник пучка молекул анализируемого газа, масс-спектрометр с ионным источником, устройство сбора молекул анализируемого газа и вакуумную откачную систему, отличающийся тем, что, с целью улучшения аналитических характеристик газоанализатора, источник пучка молекул анализируемого газа выполнен со сквозным прямоточным каналом, а устройство сбора пучка молекул анализируемого газа снабжено основным экраном типа жалюзи, пластины которого ориентированы в направлении оси натекателя, дополнительным экраном типа жалюзи, пластины которого расположены под углом к пластинам основного экрана и сублиматором геттер а, р асположенным между экр ан ам и.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .

1. Авторское свидетельство СССР № 497412, кл, F 04В 37/14, 1974.

2. Патент Франции № 2254877, кл. H01J

39/50, 1976, 645224

Составитель Н. Алимова

Техред А. Камышникова

Корректор И, Поздняковская

Редактор Н. Коляда

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2626/14 Изд. Мв 140 Тираж 922 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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