Способ юстировки магнитного масс-спектрометра

 

(72) Автор изобретения

B. Ll. Саченко л

| ! с

Институт аналитического приборостроения Научно технического объединения АЯ СССР (7I) Заявитель (54) СПОСОБ ЮСТИРОВКИ МА ГНИТНОГО МАСС-СПЕКТРОМЕТРА

Предлагаемое изобретение отнгснтся к аналитическому приборостроению, в частности к статическим масс-спектрометрам с магнитным анализатором, и может быть применено для точного определения масс ионов при анализе сложных органических соединений в научных исследованиях, в кимической, пищевой промышленности, в области биологии.

Известно, что юстировка масс-спектро«

t0 метра является необкодимым этапом получения заданных параметров как непосредственно после изготовления и сборки, так и в процессе проведения экспериментальных исследований, связанных с переборlj кой отдельных узлов масс-спектрометра.

Необходимость в юстировке вызвана и неизбежной неточностью при изготовлении и сборке узлов масс-спектрометра, à также возможной неадекватностью расчетной .

20 модели реальной ситуации.

Известен способ юстировки масс-спектрометра, основанный на передвижении в продольном и поперечном направлениях ис-.

2 точника и детектора ионов. При этом щель источника совмещается с плоскостью объекта, а щель детектора - с плоскостью изображения fl).

Однако реализация способа требует значительного усложнения вакуумной части прибора.

Наиболее близким текническим решением к предлагаемому является способ юстировки магнитного масс-с:пектрометра с магнитными экранами, основанный на совмещении объекта и изображения с плоскостями щелей источника и детектора ионов. В денном способе осуществляют поворот магнита вокруг оси. Однако это не исключает необкодимости в передвижении источника и детектора, поэтому применяются совместно с юстировочными перемещениями последник, вследствие чего эти способы обладают указанными недостатками, связанными со сложностью конструктивного обеспеченияt 23.

Э 85

Цель изобретения - упрощение технологии юстировки и расширения ее возможностей.

Способ заключается в том, что при юстировке масс-спектрометра с магнитными анализаторами и экранами, основанной на совмещении плоскостей объекта и изобретения с плоскостями щелей источ- ника и детектора ионов; фиксируют положения источника и детектора и независимыми перемещениями магнитных экранов осуществляют повороты и параллельные смещения эффективных границ магнитного поля в соответствии с формулами

Х 2 3 = (di) (Ю) )

С3 -Сх (Ф) бг 4) Л 2 x = \ - x

- = — весй

1 где А, Ь - соответственно, поперечный снос и продольный сдвиг источника (детектора) ионов;

Д вЂ” соответствующее плечо анализатора; — угол наклона соответствующей эффективной границы; г — радиус осевой траектории в магнитном поле; ,Ф вЂ” юстировочные угл пово-. рота (в радианах) и величина параллвльного смещения соответствующей эффективной границы;

Ф" У

С» C>,С - коэффициент пре образованияя перемещений эффективных границ в перемещения фокальных точек соответственно к источнику и приемнику.

На фиг. 1, 2 изображены геометрические построения, поясняющие способ юстировки магнитного масс-спектрометра.

На фиг. 1, 2 обозначены источник 1 ионов, магнитный анализатор 2, приемник

3 ионов, магнитный экран 4, Е„и fg углы наклойа эффективных границ магнитного поля; y. — радиус центральной окружности в магнитном поле; g u Л вЂ” расстояния от эффективных границ до соответствующих плоскостей (объекта 01 и иэображения 0 ); 9 — угол поворота частиц в поле анализатора. Геометрические построения (фиг. 1, 2) основаны на известном правиле Картана, согласно которому точки A„, О,. и А (фиг. 1) лежат

Ч+ Р„ Fg =Z (1) где (0 (О ,й

Как уже указывалось, цель юстировкисовместить выходную щель источника ионов 1 с плоскостью объекта, и прием-!

5 ную щель приемника ионов 3 - с плоскостью изображения, так чтобы центры этих щелей совпали соответственно с точками

0 и О, Предлагаемый способ юстировки связан с независимыми перемещениями точек 0 и 0,1 при фиксированном положении щелей источника и детектора. Найдем соотношения между величинами изменения положения эффективных границ и перемещениями соответствующих фокальных точек 0 и 0 Поскольку рассмотрения в области объекта и в области иэображения будут идентичны, то достаточно рассмотреть процесс лишь в одной из этих областей. Рассмотрим сначала результат поворота эффективной границы на угол (фиг. 2а).

Из (2) получаем (нижние индексы опустим)

4- Е Р (т

Поворот границы на угол М вызовет смещение фокуса на некоторую величину Ь г-

„, (4 )» ttqgp

4- ь Я- ь (а+я}

Иэ (3), (4), находим ах= (9} г1 Р.setf.-вес(+4}Фп -0 (5).

Из (5) можно получить приближенную формулу для оценки величины смещения фокуса (ь)

50 х= еЬ Р/r

Аналогичным образом исследуя результат параллельного смещения эффективной границы (фиг. 2), на некоторое расстояние 0" 1 находим, что это смещение вызы» вает смещение фокуса в продольном направлении Ь и смешение фокуса в поперечном направлении а

8148 4 на одной прямой, при этом А К и А К °% нормали к соответствующим эффективн м границам; точки О, О - ортогональные проекции точек А„и А2 на осевую линию.

Аналитически это правило можно записать в виде равенства н / Ю х и -сХсх с )» 9 >

=ь„c„ )= ..

С„. с „

Ск " 21(Е) ес(:,Сх = — sec Å

Рай ФВ н — ABC, с

Ау =ФС > (;, в — ест

t (, ) X

f .%

Таким образом, если центр щели нсточ

--Ф ника (детектора) оказался в точке 0 (Ой) не совпадающей с 0„(0<), для совмещения

О с О достаточно повернуть соответствующуюю эффективную границу на угол Ф и сместить ее на величинусКфиг. 1) где д,,h. - соответственно, поперечный снос и продольный сдвиг фокуса источника (детектора) ионов; — соответствующее плечо анализаторе;

- угол наклона соответствующей эффективной границы. — радиус осевой траектории в магнитном поле3 ),о= - юстировочные угол поворота (s радианах) и величина параллельного смещения соответствующей эффективной границы;

"х, .Х - --ффиц-- ре р""ния перемещений - эффективных границ в перемещение фокальных точек соот ветственно к источнику и приемнику.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Масс-спектрометр МИ-1320, Тех3$ ническое описание и инструкция цо эксплуатации. . 2. Масс-спектрометр МИ-ЗЗО4. Техническое описание и инструкции по эксплуатации..а, «Ч к М >v

=,й с

° Ск

Использование предлагаемого способа юстировки цо сравнению с существующим способом позволит существенно упростить конструкцию и стоимость устройства юстировки, а, слецовательио, снизит и общую стоимость масс-cneKtpoMetpa„ снизить жесткие требования на изготовление отдельных элементов, что также приведет к снижению стоимости масс-спектрометра в целом н расширит возможности юстировки. 25

Формула изобретения

Способ юстировки магнитного массспектрометра с магнитными экранами, основанный на совмещении объекта и иэображения с плоскостями щелей источника и детектора ионов, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения технологии юстнровки и расширения ее возможностей, фиксируют положения источника и детектора н независимыми переЬВМ48 6 (+) 1 (+J g „, ют поворот н параллельное смещение еффекнснгХ н g =g тНфВ)66СВ, тинных расин магнитного попа согпасно (Ф9 (о") формулам

858I48

Составитель И. Некрасов

Редактор Н. Пушненкова Техред И.Асталов Корректор С. Шекмар

Заказ 7260/87 Тираж 784 Подиисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-ÇS, Раушская наб., g. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4