Датчик квадрупольного фильтра масс

 

. Э. П. Йеретов М. П. Сафонов, Б И. Колотилин и В. А. Зеккии (72) Авторы изобретеиия

Ъ. (71) Заявитель

Рязанский радиотехнический институт (54) ДАТЧИК КВАДРУПОЛЬНОГО ФИЛЬТРА МАСС

Изобпетение относится к масс-опектрометрии и может быть использовано при создании квадрупольных масс -спектрометров с высокой разрешающей способностью и чувствительностью.

Известен датчик квадрупольного фильтра масс, в котором направленные наружу поверхности стержней имеют круговое поперечное сечение, радиус кривиз= ны которого соответствует кривизне внутренних поверхностей керамических пилиндров, которые служат для креппения стержней 513 .

Недостатком такого устройства яв ляется то, что с одной стороны возникают существенные трудности осуществле. ния точной ориентации стержней в прост ранстве, а с другой — трудности изготовления оправки и стержней со слож- 20 ным профилем и с высокими допусками.

Известен датчик квадрупольного ,фильтра масс, состоящий из четырех стержней и устройства для крепления

2 стержней с посадочными гнездами, расположенного в обойме (2 )

Посадочные поверхности представляют собой цилиндрические поверхности, с радиусом, равным радиусу стержней.

Характерной особенностью устройства . является то, что в нем точно фиксируется положение стержней относительно

I поверхностей, лежащих вне рабочего объема датчика. При этом неточности в изготовлении стержней приводит к эквивалентному изменению в расстояниях от центра датчика до стержней (Го), следовательно, к такому же искажению поля в рабочем объеме датчика.

Бель изобретения — уменьшение искажений поля в рабочем объеме датчика при уменьшении требований, предъявляемых к точности изготовления стержней анализатора, т.е. увеличение чувствительности и разрешающей способнос ти масо-спектрометра.

Указанная цель достигается тем, что в датчике квадрупольного фильтра масс, разрешение. датчика в соответствии с известным полуэмпирическим соотношением

У. Г-„-„где 6 „— относительная ошибка в изго0 товлении датчика, т.е. в случае

45

3 9896 состоящем из четырех стержней, и устройства для крепления стержней с посадочными гнездами, расположенного в обойме, устррйство для крепления стержней расположено в центре обоймы, а стержни закреплены в посадочных гнездах по внешнему периметру устройства для крепления стержней.

При таком способе крепления стержней допуск на не зависит от допуска о на диаметр стержней, а определяется лишь точностью изготовления посадочных поверхностей. В том, случае, когда посадочные поверхности расположены с внешней стороны датчика, неточности в изготовлении диаметра стержней датчика приводят к такому же изменению величины и, что особенно существенно, к появлению разной асимметрии в распределении поля даже при незначительном 2О разбросе в диаметрах стержня.

Известно, что для нормальной работы квадрупольного фильтра масс требуется высокая точность изготовления и сборки электродов из датчиков, вторая на прак- 25 тике часто достигает одного микрона.

Суммарная ошибка в изготовлении датчика складывается из ошибок в изготовлении посадочных поверхностей крепеж ной керамики и ошибок в изготовлении 30 самих стержней (разброс по диаметрам стержней, уход диаметра стержня по его длине). В конечном итоге суммарная ошибка проявляется в изменении расстояний от центра датчика Ао стержней (?-о ) у

hr

Велйчина 0 ограничивает предельное

15 4

На чертеже показан предлагаемый способ крепления стержней, когда посадочные поверхности расположены со стороны рабочего объема датчика. В этом случае допуск на радиус стержней не входит в суммарную ошибку изменения

Го которая определяется здесь только точностью изготовления посадочной поверхности крепежной керамики, т.е. по сравнению со способом крепления в прототипе максимальное разрешение возрастает до 1000.

В таблице приведены результаты расчета средней по абсолютной величине ошибки в распределении потенциала в рабочем объеме датчика от величины разброса диаметров стержня, рассчитанной при различных способах крепления, причем диаметры двух противоположно расположенных стержней выбраны из соотношения г /го =1,16,а диаметры двух других стержней меняются. За идеальный вариант принята система, в которой диаметры всех стержней равны.

Отклонения в диаметрах стержней ctree заданы в процентах. Ошибка определялась по всему рабочему объему датчика.

Видно, что при расположении посадочных поверхностей со стороны рабочего объема датчика средняя ошибка в распределении потенциала уменьшается в десятки раз.

Предлагаемый. датчик квадрупольного фильтра масс позволяет, таким образом, резко снизить искажения в распределении потенциала в рабочем объеме датчика, связанные с неточностью и изготовлении диаметра стержней, либо при сохранении той же ошибки значительно умень шить требования к точности изготовления их, что приводит с одной стороны к увеличению чувствительности и разрешающей способности масс-спектрометра, а с другой — к резкому уменьшению стоимости изготовления датчиков.

Внутреннее 0,0009 6

Внешнее 0,009001

0 0,000134 0,000346

0 0,009 121 0,019872

3 9S9815 4

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я но в центре обоймы. а стержни закреплены в посадочных гнездах по внешнему

Датчик квадрупольного филера масс, периметру устройства для apeenesaa состоящий иэ четырех стержней и уст стержней. ройства для крепления стержней, с по- Источники ииформапви, садочными гнездами, расположенного в принятые во внимание при экспертизе обойме, отличающийся тем, 1. Патент США 34 3553451, что, с нелью увеличения чувствительноо. кл. Н 01 J 39/38, 1968. ти и разрешаюшей способности, ycrpoO- 2. Technical 8rochee34 239 Е ство для крепления стержней расположе- фирмы R 1 BEE

/

l

l

l

/ б

Составитель Н, Алимова

Редактор А. Долинич Техред И.Гайду Корректор С. Шекмар

Заказ 11138/71 Тираж 701 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий 113035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4