DE112019002788T5

DE112019002788T5 - Filamentanordnung

Info

Publication number: DE112019002788T5
Application number: DE112019002788.3T
Authority: DE
Inventors: Alastair Booth; Alvin CHUA; Carl Chen; Marcus Dawber; Enchen Guo; Dennis Ong; Richard Tyldesley-Worster
Original assignee: Micromass UK Ltd
Current assignee: Micromass UK Ltd
Priority date: 2018-06-01
Filing date: 2019-05-31
Publication date: 2021-03-04
Also published as: GB202013843D0; US11972937B2; WO2019229447A1; GB2575547B; CN112368800B; SG10201904997TA; GB2585158B; GB201907758D0; GB2585158A; GB2575547A; US20210210324A1; CN112368800A

Abstract

Filamentanordnung zur Befestigung an einer Quellenanordnung eines Massenspektrometers, wobei die Filamentanordnung einen Körper aufweist, der entweder eine Öffnung zur Aufnahme eines entsprechenden Zapfens, der von einer Quellenanordnung bereitgestellt wird, oder einen Zapfen aufweist, der in einer entsprechenden Öffnung an einer Quellenanordnung aufgenommen wird.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Filamentanordnung für eine Quellenanordnung eines Massenspektrometers und zugehörige Komponenten einschließlich eines Filamentelements. Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Quellenanordnung und ein Filament.
Gaschromatographie (GC) ist eine bekannte analytische Trenntechnik. Eine Säule mit einer stationären Phase wird in einem GC-Ofen angeordnet. Eine Probe wird zusammen mit einer mobilen Phase (Trägergas) in die Säule eingebracht und durch den GC-Ofen erhitzt. Die Probe interagiert mit der stationären Phase in der Säule und die Komponenten der Probe eluieren vom Ende der Säule mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten je nach ihren chemischen und physikalischen Eigenschaften und ihrer Affinität zur stationären Phase. Die mobile Phase kann z.B. ein inertes oder nicht reaktives Gas wie Helium oder Stickstoff umfassen.
Es ist bekannt, den GC-Ofen mit einem Massenspektrometer (MS) zu einer so genannten GC/MS-Systemanordnung zu verbinden, um die abgeschiedenen Komponenten der Probe zu analysieren.
Allgemein ausgedrückt, umfasst ein Massenspektrometer eine Ionenquelle, einen Massenanalysator und einen Detektor. Es gibt verschiedene Arten von Ionenquellen. Die Ionenquelle eines Massenspektrometers des Typs, auf den sich die vorliegende Spezifikation bezieht, beinhaltet eine Innenquellenanordnung und eine Außenquellenanordnung. Die eingehenden Komponenten (GC-Eluent) der Probe aus der GC werden zunächst in die Innenquellenanordnung geleitet. Hier werden sie von einer Ionenquelle beim Kollidieren mit von einem oder mehreren Filamenten emittierten Elektronen ionisiert und dann zur Außenquellenanordnung hin emittiert, die die Ionen durch eine Reihe von lonenlinsen (Extraktionslinsenstapel) zu einem Analysator und Detektor des Massenspektrometers leitet. Der Extraktionslinsenstapel ist normalerweise am Analysatorgehäuse befestigt. Beim Gebrauch wird die Innenquellenanordnung mit der Außenquellenanordnung gepaart.
Die Innenquelle kann einen von mehreren Ionenquellentypen verwenden, einschließlich Elektronenionisierung (EI) und chemischer Ionisierung (CI). Die Probe tritt in die Ionenquelle von der Gaschromatographiesäule in ein Volumen eines Innenquellengehäuses neben einem oder mehreren Filamenten ein. Von dem/den Filament(en) emittierte Elektronen interagieren mit den Probenmolekülen, die zu deren Ionisierung dienen. Ein geladener Repeller stößt dann die Ionen in Richtung des Linsenstapels der Außenquellenanordnung ab.
Aspekte der hierin offenbarten Erfindungen beziehen sich allgemein auf Verbesserungen an den verschiedenen Komponenten der Innenquellenanordnung. Die Begriffe „Innenquelle“ und „Außenquelle“ werden hier in Übereinstimmung mit der obigen allgemeinen Definition benutzt, um die Klarheit zu erhöhen. Nichtsdestotrotz sind die jeweiligen Komponenten der Innen- und Außenquellenanordnungen ebenso Komponenten der Quellenanordnung insgesamt.
Massenspektrometer sind hochempfindliche und genaue Vorrichtungsteile, die regelmäßig gewartet und gereinigt werden müssen, um ihre optimalen Betriebsbedingungen aufrechtzuerhalten. Es ist vorteilhaft, wenn zumindest ein Teil der Wartung von einem Labortechniker vor Ort mit herkömmlichen Werkzeugen (wenn überhaupt) durchgeführt werden kann. Es besteht der Wunsch, die Wartung so einfach wie möglich zu gestalten, um die Fehlermöglichkeiten zu verringern, die Ausfallzeit der Vorrichtung zu minimieren und sicherzustellen, dass das Massenspektrometer nach dem Zusammenbau effektiv funktioniert.
Demgemäß stellt ein Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Filamentanordnung zum Montieren an einer Quellenanordnung eines Massenspektrometers bereit, wobei die Filamentanordnung einen Körper umfasst, der entweder eine Öffnung zum Aufnehmen eines entsprechenden von einer Quellenanordnung bereitgestellten Zapfens oder einen Zapfen zur Aufnahme in einer entsprechenden Öffnung an einer Quellenanordnung aufweist.
In mindestens einer Ausgestaltung weist die Öffnung/der Zapfen mindestens ein Passmerkmal auf.
In mindestens einer Ausgestaltung ist die Öffnung zum Aufnehmen eines entsprechenden Zapfens konfiguriert, oder der Zapfen ist so konfiguriert, dass er in einer entsprechenden Öffnung in einer einzigen Drehkonfiguration aufgenommen werden kann.
In mindestens einer Ausgestaltung hat/haben die Öffnung und/oder der Zapfen keine Symmetrieebenen oder nur eine Symmetrieebene.
In mindestens einer Ausgestaltung hat/haben die Öffnung und/oder der Zapfen einen Querschnitt, der ein abgerundetes Rechteck oder Quadrat umfasst, wobei sich der Radius einer der Ecken des abgerundeten Rechtecks oder Quadrats vom Radius einer gegenüberliegenden Ecke des abgerundeten Rechtecks oder Quadrats unterscheidet.
In mindestens einer Ausgestaltung umfasst die Filamentanordnung ferner eine durch den Körper verlaufende Bohrung, die im Wesentlichen koaxial zu der Öffnung/dem Zapfen ist, wobei die Bohrung zum Durchführen einer Schraube durch den Körper und in die Quellenanordnung dient, um die Filamentanordnung beim Gebrauch an der Quellenanordnung zu befestigen.
In mindestens einer Ausgestaltung ist die Öffnung im Körper so bemessen, dass sie einen entsprechenden von der Quellenanordnung bereitgestellten Zapfen aufnimmt; oder der Zapfen des Körpers ist so bemessen, dass er in einer entsprechenden Öffnung der Quellenanordnung im Wesentlichen mit einem Gleitsitz aufgenommen werden kann.
In mindestens einer Ausgestaltung ist die Filamentanordnung so konfiguriert, dass, wenn die Öffnung in dem Körper einen entsprechenden Zapfen der Quellenanordnung aufnimmt; oder der Zapfen des Körpers in einer entsprechenden Öffnung der Quellenanordnung aufgenommen wird, der Körper im Wesentlichen relativ zu der Quellenanordnung gehalten wird.
In mindestens einer Ausgestaltung umfasst der Körper ferner mindestens zwei elektrische Kontaktflächen, die auf einer Außenfläche vorgesehen sind.
In mindestens einer Ausgestaltung bestehen die elektrischen Kontaktflächen zumindest teilweise aus Gold oder sind vergoldet.
In mindestens einer Ausgestaltung umfasst der Körper ferner eine Filamenthalterung.
In mindestens einer Ausgestaltung umfasst die Filamenthalterung zwei Filamentmontagearme, die sich vom Körper nach außen erstrecken.
In mindestens einer Ausgestaltung bestehen die Filamentmontagearme zumindest teilweise aus Kovar (RTM) oder Gold oder sind vergoldet.
In mindestens einer Ausgestaltung weist der Körper ferner mindestens zwei elektrische Kontaktflächen auf einer Außenfläche auf und jeder der Filamentmontagearme ist elektrisch mit einer jeweiligen der elektrischen Kontaktflächen verbunden.
In mindestens einer Ausgestaltung sind die Arme zueinander abgewinkelt.
In mindestens einer Ausgestaltung liegen die distalen Enden des Arms näher zueinander als seine proximalen Enden.
In mindestens einer Ausgestaltung weist mindestens ein Abschnitt jedes Filamentmontagearms proximal zum distalen Ende mindestens eine Abflachung auf.
In mindestens einer Ausgestaltung weist mindestens ein Abschnitt jedes Filamentmontagearms proximal zum distalen Ende eine erste und eine zweite Abflachung parallel zueinander auf.
In mindestens einer Ausgestaltung hat mindestens ein Abschnitt jedes Filamentmontagearms proximal zum distalen Ende einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt.
In mindestens einer Ausgestaltung umfasst die Filamentanordnung ferner ein Filamentelement, wobei das Filamentelement an jedem Ende jeweils mit dem ersten oder zweiten Arm proximal zu seinen distalen Enden verbunden ist.
In mindestens einer Ausgestaltung ist das Filamentelement an die distalen Enden der Filamentmontagearme gelötet.
In mindestens einer Ausgestaltung umfasst die Filamentanordnung ferner eine Filamentummantelung.
In mindestens einer Ausgestaltung ist die Ummantelung an mindestens einen der Filamentmontagearme punktgeschweißt.
In mindestens einer Ausgestaltung besteht der Körper zumindest teilweise aus Keramik.
In einem anderen Aspekt wird eine Quellenanordnung für ein Massenspektrometer bereitgestellt, wobei die Anordnung Folgendes umfasst: ein Volumengehäuse zum Halten einer Repeller-Anordnung; und
mindestens eine am Volumengehäuse befestigte Filamentanordnung.
In mindestens einer Ausgestaltung umfasst die Quellenanordnung ferner Folgendes:

eine Basis, wobei das Volumengehäuse abnehmbar mit der Basis verbunden werden kann, und zum Halten der Repeller-Anordnung dazwischen.

In mindestens einer Ausgestaltung umfasst die Basis mehrere elektrische Anschlussklemmen und mindestens eine Filamentanordnung weist mehrere elektrische Kontaktflächen zum Anschließen an eine jeweilige der elektrischen Anschlussklemmen auf der Basis auf.
In mindestens einer Ausgestaltung sind die elektrischen Anschlüssklemmen auf der Basis federbelastete Stifte.
In mindestens einer Ausgestaltung ist das Volumengehäuse zwischen einer ersten axialen Position relativ zur Basis, in der die elektrischen Anschlussklemmen nicht an die Kontaktflächen angeschlossen sind, und einer zweiten Position relativ zur Basis beweglich, in der die elektrischen Anschlüssklemmen an die Kontaktflächen angeschlossen sind.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt eine Filamentanordnung zum Montieren an einer Quellenanordnung eines Massenspektrometers bereit, wobei die Filamentanordnung mindestens zwei elektrische Kontaktflächen auf einer Außenfläche aufweist.
In mindestens einer Ausgestaltung bestehen die elektrischen Kontaktflächen zumindest teilweise aus Gold oder sind vergoldet oder mit Gold beschichtet.
In mindestens einer Ausgestaltung sind die elektrischen Kontaktflächen durch Vakuumabscheidung oder Sputtern beschichtet.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt eine Filamentanordnung zum Montieren an einer Quellenanordnung eines Massenspektrometers bereit, die Folgendes umfasst:

einen Körper; und
zwei Filamentmontagearme, die sich von einer Oberfläche des Körpers nach außen erstrecken,
wobei mindestens ein Abschnitt jedes Filamentmontagearms proximal zum distalen Ende eine erste und eine zweite Abflachung parallel zueinander aufweist.

In mindestens einer Ausgestaltung hat mindestens ein Abschnitt jedes Filamentmontagearms proximal zum distalen Ende einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt.
In mindestens einer Ausgestaltung sind die beiden Filamentmontagearme im Wesentlichen identisch miteinander.
In mindestens einer Ausgestaltung bestehen die Filamentmontagearme zumindest teilweise aus Kovar (RTM).
In mindestens einer Ausgestaltung weist der Körper ferner mindestens zwei elektrische Kontaktflächen auf einer Außenfläche auf und jeder der Filamentmontagearme ist elektrisch mit einer jeweiligen der elektrischen Kontaktflächen verbunden.
In mindestens einer Ausgestaltung sind die Arme in Bezug zueinander abgewinkelt.
In mindestens einer Ausgestaltung liegen die distalen Enden der Arme näher zueinander als ihre proximalen Enden.
In mindestens einer Ausgestaltung umfasst die Filamentanordnung ferner ein Filamentelement, wobei das Filamentelement an jedem Ende jeweils mit dem ersten bzw. zweiten Arm proximal zu seinen distalen Enden verbunden ist.
In mindestens einer Ausgestaltung ist das Filamentelement an die distalen Enden der Filamentmontagearme gelötet.
In mindestens einer Ausgestaltung umfasst die Filamentanordnung ferner eine Filamentummantelung.
In mindestens einer Ausgestaltung besteht der Körper zumindest teilweise aus Keramik.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Filamentelement für eine Quelle eines Massenspektrometers bereit, das zumindest teilweise aus einem Metall besteht und zumindest teilweise mit Yttriumoxid und/oder Thoriumdioxid beschichtet ist.
In mindestens einer Ausgestaltung besteht das Filamentelement zumindest teilweise aus mindestens einem aus Rhenium, Platin, Iridium, Molybdän, Tantal und Wolfram.
In mindestens einer Ausgestaltung besteht das Filamentelement aus Rhenium und ist mit Yttriumoxid beschichtet.
In mindestens einer Ausgestaltung besteht das Filamentelement aus einem Gitter.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Filamentelement bereit, das ein Gitter umfasst.
In mindestens einer Ausgestaltung besteht das Gitter zumindest teilweise aus mindestens einem aus Rhenium, Platin, Iridium, Molybdän, Tantal und Wolfram.
In mindestens einer Ausgestaltung besteht das Gitter aus Rhenium und ist mit Yttriumoxid beschichtet.
Figurenliste
Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden nun lediglich an einem nicht einschränkenden Beispiel mit Bezug auf die Figuren beschrieben. Dabei zeigt:

1 eine Filamentanordnung;
2 die Filamentanordnung von 1 aus einem anderen Winkel;
3 die Filamentanordnung von 1 von einer Seite aus gesehen;
4 die Filamentanordnung aus 1 von unten betrachtet;
5 eine teilweise Explosionsdarstellung der Anordnung eines Volumengehäuses auf einer Basis;
6 eine Explosionsdarstellung einer Innenquellenanordnung;
7 einen Querschnitt durch die Anordnung einer Innenquellenanordnung vor dem Einsetzen in ein Massenspektrometergehäuse;
8 eine Filamentanordnung gemäß einer anderen Ausgestaltung;
9 eine Filamentanordnung gemäß einer weiteren Ausgestaltung; und
10 eine Draufsicht auf das Filamentelement von 1 bis 4.

Ausführliche Beschreibung von Ausgestaltungen der Erfindung
In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Filamentanordnung 22 zum Montieren an einer Quellenanordnung 1 eines Massenspektrometers bereitgestellt. Die Filamentanordnung 22 umfasst einen Körper 300. In den in den Figuren gezeigten Ausgestaltungen hat der Körper 300 eine erste Öffnung 301, die beim Gebrauch einen entsprechenden an der Quellenanordnung 1 vorgesehenen Zapfen 302 aufnimmt (siehe 5). Die erste Öffnung 301 erstreckt sich um eine vorbestimmte Tiefe in den Körper 300. In mindestens einer Ausgestaltung, wie in 7 gezeigt, erstreckt sich die erste Öffnung 301 etwa ein Drittel des Weges durch den Körper 300.
In mindestens einer Ausgestaltung sind die erste Öffnung 301 und der entsprechende Zapfen 302 mit jeweiligen Passmerkmalen, zum Beispiel mit mindestens einer Passfläche versehen.
In mindestens einer Ausgestaltung hat die erste Öffnung 301 eine einzige Symmetrieebene. In der dargestellten Ausgestaltung, am besten in 3 zu sehen, hat die erste Öffnung 301 einen Querschnitt 35, der ein abgerundetes Quadrat umfasst. In einer anderen Ausgestaltung kann die erste Öffnung 301 ein abgerundetes Rechteck sein. In einer anderen Ausgestaltung kann die erste Öffnung 301 andere Formen mit einer einzigen Symmetrieebene haben. Alternativ kann die erste Öffnung 301 einen Querschnitt ohne Symmetrieebene haben.
In mindestens einer Ausgestaltung kann die erste Öffnung 301 einen entsprechenden Zapfen 302 in nur einer einzigen Orientierung aufnehmen. Eine solche Anordnung verhindert, dass sich die Filamentanordnung 22 in Bezug auf den Zapfen 302, auf dem sie montiert ist, dreht, so dass beim Gebrauch eine korrekte Ausrichtung zwischen der Filamentanordnung 22 und der Ionisierungskammer 30 gewährleistet ist. In mindestens einer Ausgestaltung, in 3 dargestellt, unterscheidet sich der Radius von einer der Ecken 305 des abgerundeten Quadrats der ersten Öffnung 301 vom Radius der gegenüberliegenden Ecke 306 des abgerundeten Quadrats der ersten Öffnung 301.
In mindestens einer Ausgestaltung weist die Filamentanordnung 22 ferner eine durch den Körper 300 verlaufende Bohrung 307 auf, die im Wesentlichen koaxial zur ersten Öffnung 301 sein kann. Die Bohrung 307 dient zum Durchführen einer Schraube 309 (siehe 5) durch den Körper 300 und in die Quellenanordnung 1, um die Filamentanordnung 22 an der Quellenanordnung 1 zu befestigen.
In mindestens einer Ausgestaltung kann der Körper 300 der Filamentanordnung 22 ferner eine zweite Öffnung 308 aufweisen, die sich von der Seite gegenüber der in der ersten Öffnung 301 vorgesehenen Seite in den Körper 300 erstreckt. Die Bohrung 307 erstreckt sich zwischen der ersten Öffnung 301 und der zweiten Öffnung 308. Die erste Öffnung 301, die Bohrung 307 und die zweite Öffnung 308 sind im Querschnitt in 7 dargestellt. In der gezeigten Ausgestaltung ist die zweite Öffnung 308 im Wesentlichen kreisförmig. In mindestens einer Ausgestaltung kann der Durchmesser der zweiten Öffnung 308 größer sein als der der Bohrung 307. In mindestens einer Ausgestaltung sind die Abmessungen (Durchmesser und Tiefe) der zweiten Öffnung 308 zum Aufnehmen des Kopfes einer Schraube 309 darin bemessen. Folglich kann das distale Ende des Kopfs der Schraube 309 bei Aufnahme der Schraube 309 in der zweiten Öffnung 308 durch die Bohrung 307 und in die Quellenanordnung 1 im Wesentlichen bündig mit der Außenfläche des Körpers 300 sein, in dem die zweite Öffnung 308 vorgesehen ist.
In der gezeigten Ausgestaltung ist die Bohrung 307 zwar allgemein koaxial mit der ersten Öffnung 301, aber dies ist nicht wesentlich. In einer anderen Ausgestaltung (nicht gezeigt) kann eine Bohrung parallel zur Achse der ersten Öffnung 301 vorgesehen werden, so dass eine entsprechende Schraube überhaupt nicht durch die erste Öffnung 301 oder den Zapfen 302 passt.
In mindestens einer Ausgestaltung ist die erste Öffnung 301 des Körpers 300 zum Aufnehmen des von der Quellenanordnung 1 bereitgestellten entsprechenden Zapfens 302 im Wesentlichen im Gleitsitz bemessen. In mindestens einer Ausgestaltung kann im Wesentlichen ein Presssitz vorliegen.
In mindestens einer Ausgestaltung, in der der Querschnitt und die Abmessungen der ersten Öffnung 301 so bemessen sind, dass sie allgemein denen des entsprechenden Zapfens 302 entsprechen (z.B. mit Gleit- oder Presssitz), dient die Anordnung dazu, die Filamentanordnung 22 beim Zusammenbauen zumindest lose auf dem Zapfen 302 zu halten. Damit ist ein im Wesentlichen einhändiger Zusammenbau möglich, wobei ein Bediener die Filamentanordnung 22 zunächst auf den Zapfen 302 setzen kann, bevor er sie befestigt (z.B. mit der Schraube 309). Die entsprechende Passung der ersten Öffnung 301 und des Zapfens 302 dient dazu, die Filamentanordnung 22 zumindest lose an der Quellenanordnung 1 zu halten.
In mindestens einer Ausgestaltung weist der Körper 300 ferner mindestens zwei elektrische Kontaktflächen 315a, 315b auf, die auf einer Außenfläche des Körpers 300 vorgesehen sind. In der gezeigten Ausgestaltung haben die elektrischen Kontaktflächen 315a, 315b eine im Wesentlichen rechteckige Form. Die Kanten des Rechtecks können abgerundet sein. Der Oberflächenbereich der elektrischen Kontaktflächen 315a, 315b kann so bemessen sein, dass etwas Fehlausrichtung der elektrischen Kontaktflächen 315a, 315b relativ zu den elektrischen Anschlussklemmen 95 möglich, aber elektrischer Kontakt zwischen ihnen dennoch gewährleistet ist. Die elektrischen Anschlussklemmen 95 können elastische Stifte aufweisen.
Das elastische Element (z.B. Feder) im Inneren des elastischen Stifts bewirkt, dass das Ende des Stifts beim Gebrauch eine Kraft auf die elektrischen Kontaktflächen 315a, 315b aufbringt, um einen guten elektrischen Kontakt zu gewährleisten. In mindestens einer Ausgestaltung sind die elastischen Stifte Pogo-Stifte. Die Spitze der/s elektrischen Anschlussklemme/Stiftes kann kuppelförmig, flach oder anders geformt sein. Die Form der elektrischen Kontaktflächen 315a, 315b und/oder der elektrischen Anschlussklemmen 95 kann so konfiguriert werden, dass sichergestellt wird, dass der Kontaktwiderstand dazwischen innerhalb vorbestimmter Parameter liegt. In mindestens einer Ausgestaltung beträgt der Kontaktwiderstand weniger als 0,1 Ohm.
In mindestens einer Ausgestaltung können die elektrischen Kontaktflächen 315a, 315b jeweils eine Vertiefung aufweisen, die so positioniert ist, dass sie beim Gebrauch die Spitze der/s elektrischen Anschlussklemme/Stiftes aufnimmt. Die Form der Vertiefung kann so konfiguriert sein, dass sie im Wesentlichen die gleiche ist wie die der Spitze der/s elektrischen Anschlussklemme/Stifts, um die Kontaktfläche zu vergrößern und so den Kontaktwiderstand zu verringern.
Die elektrischen Kontaktflächen 315a, 315b und/oder elektrischen Anschlussklemmen 95 können zumindest teilweise aus Gold bestehen oder vergoldet oder mit Gold beschichtet sein. Sie können durch Vakuumabscheidung beschichtet werden. Sie können durch Goldsputtern beschichtet werden.
Die Ebene der Oberfläche der ersten 315a und zweiten 315b elektrischen Kontaktflächen liegt im Wesentlichen parallel zur zentralen Längsachse der ersten Öffnung 301 und des entsprechenden Zapfens 302.
In mindestens einer Ausgestaltung umfasst die Filamentanordnung 22 ferner eine Filamenthalterung 320. Die Filamenthalterung umfasst zwei Filamentmontagearme 321a, 321b, die sich vom Körper 300 nach außen erstrecken. Die Filamentmontagearme 321a, 321b können zumindest teilweise aus Kovar (RTM) bestehen. Alternativ können die Filamentmontagearme 321a, 321b zumindest teilweise aus Gold bestehen oder vergoldet oder mit Gold beschichtet sein.
In mindestens einer Ausgestaltung ist jeder der Filamentmontagearme 321a, 321b physisch und elektrisch mit jeweils einer der elektrischen Kontaktflächen 315a, 315b verbunden. In einer Ausgestaltung wird die Verbindung zwischen den Filamentmontagearmen und den elektrischen Kontaktflächen durch Laserschweißen hergestellt. Nach dem Laserschweißen kann die Anordnung dann vergoldet und in den Körper 300 der Filamentanordnung 22 eingesetzt werden.
In mindestens einer Ausgestaltung erstrecken sich die Filamentmontagearme 321a, 321b von einer Oberfläche des Körpers 300, und die elektrischen Kontaktflächen 315a, 315b sind auf einer gegenüberliegenden Oberfläche des Körpers 300 vorgesehen.
In mindestens einer Ausgestaltung sind die Filamentmontagearme 321a, 321b in einem Winkel zueinander angeordnet. Mit anderen Worten, sie sind nicht parallel. In der in 3 am besten dargestellten Ausgestaltung liegen die distalen Enden der Filamentmontagearme 321a, 321b näher zueinander als an den proximalen Enden (neben dem Körper 300).
In mindestens einer Ausgestaltung ist jeder Filamentmontagearm 321a, 321b allgemein zylindrisch. Mindestens ein Abschnitt jedes Filamentmontagearms 321a, 321b proximal zum distalen Ende weist mindestens eine Abflachung 322a, 322b, 323a, 323b auf. In der dargestellten Ausgestaltung, am besten in 10 zu sehen, weist mindestens ein Abschnitt jedes Filamentmontagearms 321a, 321b erste 322a, 322b und zweite 323a, 323b Abflachungen parallel zueinander auf. Folglich hat mindestens ein Abschnitt jedes Filamentmontagearms 321a, 321b proximal zum distalen Ende einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt. In mindestens einer Ausgestaltung sind die Filamentmontagearme 321a, 321b im Wesentlichen identisch miteinander.
In mindestens einer Ausgestaltung, wie in 10 zu sehen, umfasst die Filamentanordnung 22 ferner ein Filamentelement 325. Das Filamentelement 325 kann eine zentrale Spirale 327 und einen Filamentschenkel 326 an seinen beiden Enden umfassen. Das Filamentelement 325 ist in mindestens einer Ausgestaltung an jedem Ende jeweils mit dem ersten 321a oder zweiten 321b Arm proximal zu dessen distalen Enden verbunden. Ein erster Filamentelementschenkel 326 ist elektrisch mit einer der Abflachungen 322a, 323a des ersten Filamentmontagearms 321a verbunden (z.B. verlötet). Der andere Filamentelementschenkel 326 ist elektrisch mit einer Abflachung 322b, 323b des anderen der Filamentmontagearme 321b verbunden (z.B. verlötet). In der in 3 und 10 gezeigten Ausgestaltung ist der Schenkel 326 des Filamentelements 325 an der ersten flachen Fläche 322a des ersten Filamentmontageschenkels 321 und an der zweiten flachen Fläche 323b des zweiten Filamentmontagearms 321b befestigt.
Das Filamentelement 325 kann an die Filamentmontagearme 321a, 321b gelötet werden. Das Filamentelement kann zumindest teilweise aus mindestens einem aus Rhenium, Platin, Iridium, Molybdän, Tantal und Wolfram bestehen.
In mindestens einer Ausgestaltung umfasst die Filamentanordnung 22 ferner eine Filamentummantelung 330, um die Arme 321a, 321b und das Filamentelement 325 zumindest teilweise abzuschirmen und/oder Elektronen abzustoßen.
Die Filamentummantelung 330 kann aus Blechen wie z.B. aus Aluminiumlegierungen oder rostfreiem Stahl gefertigt sein. In mindestens einer Ausgestaltung ist die Filamentummantelung 330 an einen der Arme 321a oder 321b punktgeschweißt, je nachdem, welcher Arm während des Filamentbetriebs eine negativere Spannung aufweist. Infolgedessen ist die Ummantelung selbst elektrisch mit dem Arm verbunden und ist auf einem negativeren elektrischen Potential relativ zu den vom Filament emittierten Elektronen, was dazu beiträgt, die Elektronen abzustoßen und in Richtung der Ionenkammer umzulenken.
In mindestens einer Ausgestaltung besteht der Körper 300 der Filamentanordnung 22 zumindest teilweise aus Keramik.
In mindestens einer Ausgestaltung ist die Filamentanordnung 22 an einer Quellenanordnung 1 montiert. In mindestens einigen Ausgestaltungen sind zwei Filamentanordnungen 22 auf einer einzigen Quellenanordnung 1 vorgesehen.
Die Filamentanordnung 22 kann andere Formen als die in 1 bis 4 dargestellten annehmen.
8 zeigt eine Filamentanordnung 1022 mit Filamentmontagearmen 1321a, 1321b, die eine andere Form haben als die in 1 bis 4 dargestellten Filamentmontagearme 321a, 321b. Bei der in 8 dargestellten Filamentanordnung 1022 sind die Filamentmontagearme 1321a, 1321b nicht gerade. Stattdessen sind die Filamentmontagearme 1321a, 1321b allgemein „Z-förmig“. Jeder Filamentmontagearm 1321a, 1321b hat ein lineares proximales Ende, das sich vom Körper 1300 der Filamentanordnung 1022 erstreckt. Jeder Filamentmontagearm 1321a, 1321b hat ferner eine mittlere Sektion, die lotrecht zur proximalen Sektion verläuft. Schließlich haben die Filamentmontagearme 1321a, 1321b eine distale Sektion, die lotrecht zur mittleren Sektion verläuft. Folglich sind die proximalen distalen Endsektionen der Filamentmontagearme 1321a, 1321b parallel zueinander. Ferner sind die distalen Sektionen jedes der Filamentmontagearme 1321a, 1321b parallel zueinander. Dadurch können die Schenkel 326 des Filamentelements 325 parallel zu den distalen Enden jedes der Filamentmontagearme 1321a, 1321b verlaufen, was eine gute elektrische Verbindung (z.B. durch Löten) zwischen den Schenkeln 326 des Filamentelements 325 und den distalen Enden jedes der Filamentmontagearme 1321a, 1321b gewährleisten kann. Die Filamentmontagearme 1321a, 1321b können auch mindestens eine Abflachung 1322a, 1323b an ihrem distalen Ende aufweisen. Wie bei der in 3 dargestellten Ausgestaltung weisen die Abflachungen 1322a, 1323b der in 8 dargestellten Filamentanordnung 1022 in verschiedene Richtungen.
9 zeigt eine weitere die vorliegende Erfindung ausgestaltende Filamentanordnung 2022, bei der die Filamentmontagearme 2321a, 2321b eine andere Form als die in 1 bis 4 und 8 dargestellten haben. Die Filamentmontagearme 2321a, 2321b der Filamentanordnung 2022 weisen über ihre Länge eine rechtwinklige Krümmung auf, so dass die distalen Sektionen jedes der Filamentmontagearme 2321a, 2321b einander allgemein zugewandt und parallel (mit einem Versatz) zueinander sind. Das Filamentelement 2325 zur Verwendung mit der in 9 gezeigten Filamentanordnung 2022 weist zwei Filamentelementschenkel 2326a, 2326b auf, die sich in entgegengesetzte Richtungen erstrecken. Wie angezeigt, ist ein Schenkel 2326a des Filamentelements 2325 parallel zur Achse des distalen Endes des ersten Filamentmontagearms 2321a und der zweite Schenkel 2326b parallel zur Mittelachse des distalen Endes des zweiten Filamentmontagearms 2321b angeordnet. Der Abstand (Versatz) zwischen distalen Enden der Filamentmontagearme 2321a, 2321b ist gleich dem Abstand (Versatz) zwischen den Filamentelementschenkeln 2326a, 2326b.
Wie in den anderen Ausgestaltungen 22, 1022, kann die Filamentanordnung 2022 mindestens eine Abflachung 2322a, 2322b an einem distalen Ende der Filamentmontagearme 2321a, 2321b aufweisen.
Die in 5 und 6 dargestellte Innenquellenanordnung 1 umfasst allgemein ein Volumengehäuse 10, eine Ionisierungskammer 30, eine Repeller-Anordnung 50, ein elastisches Element 69, eine Ionisierungskammerbasis 70, eine Verdrahtungsanordnung 90 und eine Dichtungsplatte 120.
Das Volumengehäuse 10 kann abnehmbar mit der Basis 70 verbunden werden und hält beim Gebrauch eine Repeller-Anordnung 50 und die Ionisierungskammer 30 dazwischen. In mindestens einer Ausgestaltung ist das Volumengehäuse 10 nicht starr mit der Basis 70 verbunden, sondern ist in Bezug dazu selektiv beweglich, wie im Folgenden beschrieben wird.
Tatsächlich ist das Volumengehäuse 10 ein Halteelement, um die Repeller-Anordnung 50 und die Ionisierungskammer 30 an der Basis 70 zu halten und als Halterung für die Filamentanordnung(en) 22 zu dienen.
Das Volumengehäuse 10 umfasst einen allgemein ebenen Körper 11 mit zwei sich longitudinal erstreckenden Armen 12, die sich lotrecht davon erstrecken. Der ebene Körper 11 des Volumengehäuses 10 weist zwei diametral gegenüberliegende Flügel 13 auf, die beim Gebrauch mit einem erhitzten Quellenblock einer Außenquellenanordnung in Kontakt sind. Die beiden Flügel 13 definieren zwischen sich Filamentmontagebuchten 14, die beim Gebrauch zwei Filamentanordnungen 22 aufnehmen (siehe 5). Das abgebildete Volumengehäuse 10 ist für eine El-Quelle bestimmt, die zwei Filamentanordnungen 22 benötigt. Ein Volumengehäuse zur Verwendung mit einer CI-Quelle (nicht gezeigt) kann nur eine einzige Montagebucht 14 für eine einzige Filamentanordnung 22 haben. Alternativ dazu kann ein Volumengehäuse zur Verwendung mit einer CI-Quelle zwei Filamentmontagebuchten haben, aber es ist möglicherweise nur eine einzige Filamentanordnung 22 installiert.
Mit Bezug auf 6 und 7, es wird eine Innenquellenanordnung 1 für ein Massenspektrometer 200 mit einer Basis 70 und einem Volumengehäuse 10 bereitgestellt. Die Basis 70 weist mehrere elektrische Anschlussklemmen 95 auf. Das Volumengehäuse 10 wird beweglich an der Basis 70 gehalten, um eine Repeller-Anordnung 50 und die Ionisierungskammer 30 dazwischen zu halten. Das Volumengehäuse 10 ist zwischen einer ersten axialen Position relativ zur Basis 70, in der die jeweiligen elektrischen Anschlussklemmen 95 nicht elektrisch mit den elektrischen Kontaktflächen 315a, 315b (in 7 gezeigt) verbunden sind, und einer zweiten Position relativ zur Basis 70 beweglich, in der die jeweiligen elektrischen Anschlussklemmen 95 elektrisch mit den elektrischen Kontaktflächen 315a, 315b verbunden sind. Ferner umfasst die Innenquellenbaugruppe 1 ein Vorspannelement 69, das das Volumengehäuse 10 in die erste Position (d.h. von der zweiten Position weg) drängt.
Ein Vorteil dieser Anordnung ist, dass, wenn die Innenquellenanordnung 1 nicht in einem Massenspektrometergehäuse 200 installiert und daran befestigt ist, die Anschlussklemmen 95, 25 nicht mit der Basis 70 und dem Volumengehäuse 10 verbunden sind. In einer Ausgestaltung, in der die Anschlussklemmen 95 elastische Stifte aufweisen, dient dies dazu, Schäden/Ermüdung der Federn der elastischen Stifte zu vermeiden. In mindestens einer Ausgestaltung ist die Distanz des axialen Wegs zwischen der ersten und zweiten axialen Position des Volumengehäuses 10 relativ zur Basis 70 größer als der maximale Weg der elastischen Stifte, so dass, wenn das Volumengehäuse 10 durch das Vorspannelement 69 in die erste Position gedrängt wird, das Volumengehäuse 10 keinen Kontakt mit den distalen Enden der elastischen Stifte hat.
In den dargestellten Ausgestaltungen umfasst die Filamentanordnung 22 einen Filamentkörper 300, elektrische Kontaktflächen 315a, 315b, Filamentmontagearme 321a, 321b, ein Filamentelement 325 und eine Filamentummantelung 330. Es ist nicht wesentlich, dass die Filamentbaugruppe 22 alle diese Merkmale aufweist.
Demgemäß wird in einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Filamentanordnung 22 zum Montieren an einer Quellenanordnung 1 eines Massenspektrometers bereitgestellt, wobei die Filamentanordnung 22 mindestens zwei elektrische Kontaktflächen 315a, 315b auf einer Außenfläche aufweist. Die elektrischen Kontaktflächen 315a, 315b können beliebige der oben offenbarten Merkmale aufweisen, zum Beispiel die Form, andere physische Merkmale, Materialien und/oder Herstellungsverfahren der elektrischen Kontaktflächen 315a, 315b.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Filamentanordnung zum Montieren an einer Quellenanordnung eines Massenspektrometers bereitgestellt, die Folgendes umfasst: einen Körper; und zwei Filamentmontagearme, die sich von einer Oberfläche des Körpers nach außen erstrecken, wobei mindestens ein Abschnitt jedes Filamentmontagearms proximal zum distalen Ende eine erste und eine zweite Abflachung parallel zueinander aufweist.
Der erste und zweite Filamentmontagearm 321a und 321b können beliebige der oben erörterten Merkmale aufweisen.
In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird Folgendes bereitgestellt: ein Filamentelement für eine Quelle eines Massenspektrometers, das zumindest teilweise aus einem Metall besteht und zumindest teilweise mit Yttriumoxid und/oder Thoriumdioxid beschichtet ist.
In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung nimmt das Filamentelement 325 nicht die Form einer Spirale an, sondern besteht aus einem Gitter aus geeigneten Metallen oder Metalllegierungen (nicht gezeigt). Das Filamentelement kann ein Gitter umfassen, das zumindest teilweise aus mindestens einem aus Rhenium, Platin, Iridium, Molybdän, Tantal und Wolfram besteht.
In mindestens einer Ausgestaltung kann das Filamentelement 325 an die distalen Enden (z.B. die Abflachungen) des Filamentmontagearms 321a, 321b punktgeschweißt oder gelötet sein.
Ein Vorteil eines ein Gitter umfassenden Filamentelements ist, dass es im Vergleich zu einem herkömmlichen Filamentelement eine bessere Empfindlichkeit bieten kann, da die Elektronen davon über eine größere Fläche verteilt werden (z.B. entlang einer 2D-Ebene statt einer 1D-Linie). Folglich kann dies für einen gegebenen Emissionsstrom die gegenseitige Selbstabstoßung der Elektronen (Raumladungseffekt) verringern, was dazu führt, dass mehr Elektronen in die Ionisierungskammer gelangen. Die Erfinder fanden heraus, dass ein Gitterdrahtelement mechanisch schwächer sein kann als ein Draht (z.B. ein spiralförmiges Drahtelement). Um also eine übermäßige Wärmebelastung des Gitterelements zu reduzieren, kann das Gitterelement mit Yttriumoxid beschichtet werden. Dies kann den Effekt haben, dass die Arbeitsfunktion auf dem Gitter vermindert wird, d.h. der Gitterdraht muss nicht so heiß werden, um das gleiche Emissionsniveau zu erreichen.
Die in der vorliegenden Spezifikation und in den Ansprüchen benutzten Begriffe „umfasst“ und „umfassend“ und deren Varianten bedeuten, dass die spezifizierten Merkmale, Schritte oder ganzen Zahlen eingeschlossen sind. Die Begriffe sind nicht so auszulegen, dass sie das Vorhandensein anderer Merkmale, Schritte oder Komponenten ausschließen.
Die in der vorstehenden Beschreibung oder den folgenden Ansprüchen oder den beigefügten Zeichnungen offenbarten Merkmale, ausgedrückt in ihren spezifischen Formen oder in Form eines Mittels zum Ausführen der offenbarten Funktion oder eines Verfahrens oder Prozesses zur Erzielung des offenbartes Ergebnisses können, je nach Fall, einzeln oder in jeder Kombination solcher Merkmale, zum Umsetzen der Erfindung in verschiedenen Formen verwendet werden.
REPRÄSENTATIVE MERKMALE
Filamentanordnung
A1. Eine Filamentanordnung zum Montieren an einer Quellenanordnung eines Massenspektrometers, wobei die Filamentanordnung einen Körper mit einem der Folgenden umfasst:

einer Öffnung zum Aufnehmen eines von einer Quellenanordnung bereitgestellten entsprechenden Zapfens; oder
einem Zapfen zur Aufnahme in einer entsprechenden Öffnung an einer Quellenanordnung.

A2. Eine Filamentanordnung gemäß Klausel A1, wobei die Öffnung/der Zapfen mindestens ein Passmerkmal aufweist.
A3. Eine Filamentanordnung gemäß einer der Klauseln A1 bis A2, wobei die Öffnung zum Aufnehmen eines entsprechenden Zapfens konfiguriert ist oder der Zapfen zur Aufnahme in einer einzigen Drehkonfiguration in einer entsprechenden Öffnung konfiguriert ist.
A4. Eine Filamentanordnung gemäß einer der Klauseln A1 bis A3, wobei die Öffnung und/oder der Zapfen keine Symmetrieebenen oder nur eine Symmetrieebene aufweist.
A5. Eine Filamentanordnung gemäß einer der Klauseln A1 bis A4, wobei die Öffnung und/oder der Zapfen einen Querschnitt hat, der ein abgerundetes Rechteck oder Quadrat umfasst, wobei sich der Radius von einer der Ecken des abgerundeten Rechtecks oder Quadrats von dem Radius einer gegenüberliegenden Ecke des abgerundeten Rechtecks oder Quadrats unterscheidet.
A6. Eine Filamentanordnung gemäß einer der Klauseln A1 bis A5, wobei die Filamentanordnung ferner eine durch den Körper verlaufende Bohrung aufweist, die im Wesentlichen koaxial zu der Öffnung/dem Zapfen ist, wobei die Bohrung zum Durchführen einer Schraube durch den Körper und in die Quellenanordnung dient, um die Filamentanordnung beim Gebrauch an der Quellenanordnung zu befestigen.
A7. Eine Filamentanordnung gemäß einer der Klauseln A1 bis A6, wobei die Öffnung in dem Körper so bemessen ist, dass sie einen von der Quellenanordnung bereitgestellten entsprechenden Zapfen aufnimmt; oder der Zapfen des Körpers zur Aufnahme in einer entsprechenden Öffnung der Quellenanordnung im Wesentlichen im Gleitsitz bemessen ist.
A8. Eine Filamentanordnung gemäß einer der Klauseln A1 bis A7, so konfiguriert, dass, wenn die Öffnung im Körper einen entsprechenden Zapfen der Quellenanordnung aufnimmt; oder der Zapfen des Körpers in einer entsprechenden Öffnung der Quellenanordnung aufgenommen wird, der Körper relativ zur Quellenanordnung im Wesentlichen gehalten wird.
A9. Eine Filamentanordnung gemäß einer der Klauseln A1 bis A8, wobei der Körper ferner mindestens zwei elektrische Kontaktflächen aufweist, die auf einer Außenfläche vorgesehen sind.
A10. Eine Filamentanordnung gemäß einer der Klauseln A1 bis A9, wobei die elektrischen Kontaktflächen zumindest teilweise aus Gold bestehen oder vergoldet sind.
A11. Eine Filamentanordnung gemäß einer der Klauseln A1 bis A10, wobei der Körper ferner eine Filamenthalterung aufweist.
A12. Eine Filamentanordnung gemäß Klausel A11, wobei die Filamenthalterung zwei Filamentmontagearme aufweist, die sich von dem Körper nach außen erstrecken.
A13. Eine Filamentanordnung gemäß Klausel A12, wobei die Filamentmontagearme zumindest teilweise aus Kovar (RTM) oder Gold bestehen oder vergoldet sind.
A14. Eine Filamentanordnung gemäß einer der Klauseln A12 bis A13, wobei der Körper ferner mindestens zwei elektrische Kontaktflächen auf einer Außenfläche aufweist und jeder der Filamentmontagearme elektrisch mit einer jeweiligen der elektrischen Kontaktflächen verbunden ist.
A15. Eine Filamentanordnung gemäß einer der Klauseln A12 bis A14, wobei die Arme in einem Winkel zueinander angeordnet sind.
A16. Eine Filamentanordnung gemäß einer der Klauseln A12 bis A15, wobei die distalen Enden des Arms näher zueinander liegen als seine proximalen Enden.
A17. Eine Filamentanordnung gemäß einer der Klauseln A12 bis A16, wobei mindestens ein Abschnitt jedes Filamentmontagearms proximal zum distalen Ende mindestens eine Abflachung aufweist.
A18. Eine Filamentanordnung gemäß einer der Klauseln A12 bis A17, wobei mindestens ein Abschnitt jedes Filamentmontagearms proximal zum distalen Ende eine erste und eine zweite Abflachung parallel zueinander aufweist.
A19. Eine Filamentanordnung gemäß einer der Klauseln A12 bis A18, wobei mindestens ein Abschnitt jedes Filamentmontagearms proximal zum distalen Ende einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist.
A20. Eine Filamentanordnung gemäß einer der Klauseln A12 bis A19, wobei die Filamentanordnung ferner ein Filamentelement aufweist, wobei das Filamentelement an jedem Ende jeweils mit dem ersten bzw. zweiten Arm proximal zu dessen distalen Enden verbunden ist.
A21. Eine Filamentanordnung gemäß einer der Klauseln A12 bis A20, wobei das Filamentelement an die distalen Enden der Filamentmontagearme gelötet ist.
A22. Eine Filamentanordnung gemäß einer der Klauseln A12 bis A21, die ferner eine Filamentummantelung aufweist.
A23. Eine Filamentanordnung gemäß Klausel A22, wobei die Ummantelung an mindestens einen der Filamentmontagearme punktgeschweißt ist.
A24. Eine Filamentanordnung gemäß einer der Klauseln A1 bis A23, wobei der Körper zumindest teilweise aus Keramik besteht.
A25. Eine Quellenanordnung für ein Massenspektrometer, wobei die Anordnung Folgendes umfasst:

ein Volumengehäuse zum Halten einer Repeller-Anordnung; und
mindestens eine Filamentanordnung gemäß einer der Klauseln A1 bis A24, die am Volumengehäuse befestigt ist.

A26. Eine Quellenanordnung gemäß Klausel A25, die ferner Folgendes umfasst:

A27. Eine Quellenanordnung gemäß Klausel A26, wobei die Basis mehrere elektrische Anschlussklemmen umfasst und mindestens eine Filamentanordnung mehrere elektrische Kontaktflächen zum Verbinden mit einer jeweiligen der elektrischen Anschlussklemmen an der Basis umfasst.
A28. Eine Innenquellenanordnung gemäß Klausel A27, wobei die elektrischen Anschlussklemmen an der Basis federbelastete Stifte sind.
A29. Eine Innenquellenanordnung gemäß Klausel A27 oder A28, wobei das Volumengehäuse zwischen einer ersten axialen Position relativ zu der Basis, in der die elektrischen Anschlussklemmen nicht mit den Kontaktflächen verbunden sind, und einer zweiten Position relativ zu der Basis beweglich ist, in der die elektrischen Anschlussklemmen mit den Kontaktflächen verbunden sind.
A30. Eine Filamentanordnung gemäß einer der Klauseln A1 bis 24, die ferner beliebige der Merkmale von beliebigen der Klauseln B1 bis B4, C1 bis C12, D1 bis D4 oder E1 bis E3 aufweist.
B Filamentanordnung mit Kontaktflächen
B1 Eine Filamentanordnung zum Montieren an einer Quellenanordnung eines Massenspektrometers, wobei die Filamentanordnung mindestens zwei elektrische Kontaktflächen auf einer Außenfläche aufweist.
B2. Eine Filamentanordnung gemäß Klausel B2, wobei die elektrischen Kontaktflächen zumindest teilweise aus Gold bestehen oder vergoldet oder mit Gold beschichtet sind.
B3. Eine Filamentanordnung gemäß Klausel B2, wobei die elektrischen Kontaktflächen durch Vakuumabscheidung oder Sputtern beschichtet sind.
B4. Eine Filamentanordnung gemäß einer der Klauseln B1 bis B3, die ferner beliebige der Merkmale der Klauseln A1 bis 29, C1 bis C12, D1 bis D4 oder E1 bis E3 aufweist.
C Filamentmontagearme
C1. Eine Filamentanordnung zum Montieren an einer Quellenanordnung eines Massenspektrometers, die Folgendes umfasst:

C2. Eine Filamentanordnung gemäß Klausel C1, wobei mindestens ein Abschnitt jedes Filamentmontagearms proximal zum distalen Ende einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt hat.
C3. Eine Filamentanordnung gemäß einer der Klauseln C1 und C2, wobei die beiden Filamentmontagearme im Wesentlichen identisch miteinander sind.
C4. Eine Filamentanordnung gemäß einer der Klauseln C1 bis C3, wobei die Filamentmontagearme zumindest teilweise aus Kovar (RTM) bestehen.
C5. Eine Filamentanordnung gemäß einer der Klauseln C1 bis C4, wobei der Körper ferner mindestens zwei elektrische Kontaktflächen auf einer Außenfläche aufweist und jeder der Filamentmontagearme elektrisch mit einer jeweiligen der elektrischen Kontaktflächen verbunden ist.
C6. Eine Filamentanordnung gemäß einer der Klauseln C1 bis C5, wobei die Arme in einem Winkel zueinander angeordnet sind.
C7. Eine Filamentanordnung gemäß einer der Klauseln C1 bis C5, wobei die distalen Enden der Arme näher zueinander liegen als ihre proximalen Enden.
C8. Eine Filamentanordnung gemäß einer der Klauseln C1 bis C7, wobei die Filamentanordnung ferner ein Filamentelement aufweist, wobei das Filamentelement an jedem Ende jeweils mit dem ersten bzw. zweiten Arm proximal zu seinen distalen Enden verbunden ist.
C9. Eine Filamentanordnung gemäß einer der Klauseln C1 bis C8, wobei das Filamentelement an die distalen Enden der Filamentmontagearme gelötet ist.
C10. Eine Filamentanordnung gemäß einer der Klauseln C1 bis C9, die ferner eine Filamentummantelung umfasst.
C11. Eine Filamentanordnung gemäß einer der Klauseln C1 bis C1, wobei der Körper zumindest teilweise aus Keramik besteht.
C12. Eine Filamentanordnung gemäß einer der Klauseln C1 bis C11, die ferner beliebige der Merkmale der Klauseln A1 bis A29 und B1 bis B4, D1 bis D4 oder E1 bis E3 aufweist.
D Filamentelement
D1. Ein Filamentelement für eine Quelle eines Massenspektrometers, das mindestens teilweise aus einem Metall besteht und mindestens teilweise mit Yttriumoxid und/oder Thoriumdioxid beschichtet ist.
D2. Ein Filamentelement gemäß Klausel D1, wobei das Filamentelement mindestens teilweise aus mindestens einem aus Rhenium, Platin, Iridium, Molybdän, Tantal und Wolfram besteht.
D3. Ein Filamentelement gemäß Klausel D1, wobei das Filamentelement aus Rhenium besteht und mit Yttriumoxid beschichtet ist.
D4. Ein Filamentelement gemäß einer der Klauseln D1 bis D3, wobei das Filamentelement ein Gitter umfasst.
D5. Ein Filamentelement gemäß einer der Klauseln D1 bis D4, das ferner beliebige der Merkmale der Klauseln A1 bis A29, B1 bis B4, C1 bis C12 oder E1 bis E3 aufweist.
Gitterfilament
E1. Ein Filamentelement, das ein Gitter umfasst.
E2. Ein Filamentelement gemäß Klausel E1, wobei das Gitter zumindest teilweise aus mindestens einem aus Rhenium, Platin, Iridium, Molybdän, Tantal und Wolfram gefertigt ist.
E3. Ein Filamentelement gemäß Klausel E1, wobei das Gitter aus Rhenium besteht und mit Yttriumoxid beschichtet ist.
E4. Ein Filamentelement gemäß einer der Klauseln E1 bis E3, das ferner beliebige der Merkmale der Klauseln A1 bis A29, B1 bis B4, C1 bis C12 oder D1 bis D4 aufweist.

Claims

Filamentanordnung zum Montieren an einer Quellenanordnung eines Massenspektrometers, wobei die Filamentanordnung einen Körper mit einem der folgenden umfasst: einer Öffnung zum Aufnehmen eines von einer Quellenanordnung bereitgestellten entsprechenden Zapfens; oder einem Zapfen zur Aufnahme in einer entsprechenden Öffnung an einer Quellenanordnung.
Filamentanordnung nach Anspruch 1, wobei die Öffnung/der Zapfen mindestens ein Passmerkmal aufweist.
Filamentanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die Öffnung zum Aufnehmen eines entsprechenden Zapfens konfiguriert ist oder der Zapfen zur Aufnahme in einer einzigen Drehkonfiguration in einer entsprechenden Öffnung konfiguriert ist.
Filamentanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Apertur und/oder der Zapfen keine Symmetrieebenen oder nur eine Symmetrieebene hat/haben.
Filamentanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Öffnung und/oder der Zapfen einen Querschnitt hat, der ein abgerundetes Rechteck oder Quadrat umfasst, wobei sich der Radius von einer der Ecken des abgerundeten Rechtecks oder Quadrats von dem Radius einer gegenüberliegenden Ecke des abgerundeten Rechtecks oder Quadrats unterscheidet.
Filamentanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Filamentanordnung ferner eine durch den Körper verlaufende Bohrung aufweist, die im Wesentlichen koaxial zu der Öffnung/dem Zapfen ist, wobei die Bohrung zum Durchführen einer Schraube durch den Körper und in die Quellenanordnung dient, um die Filamentanordnung beim Gebrauch an der Quellenanordnung zu befestigen.
Filamentanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Öffnung im Körper zum Aufnehmen eines von der genannten Quellenanordnung bereitgestellten entsprechenden Zapfens bemessen ist; oder der Zapfen des Körpers zur Aufnahme in einer entsprechenden Öffnung der genannten Quellenanordnung im Wesentlichen im Gleitsitz bemessen ist.
Filamentanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, so konfiguriert, dass, wenn die Öffnung im Körper einen entsprechenden Zapfen der Quellenanordnung aufnimmt; oder der Zapfen des Körpers in einer entsprechenden Öffnung der Quellenanordnung aufgenommen wird, der Körper relativ zur Quellenanordnung im Wesentlichen gehalten wird.
Filamentanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Körper ferner mindestens zwei auf einer Außenfläche vorgesehene elektrische Kontaktflächen aufweist.
Filamentanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Körper ferner eine Filamenthalterung umfasst, wobei die Filamenthalterung zwei Filamentmontagearme umfasst, die sich von dem Körper nach außen erstrecken.
Filamentanordnung nach Anspruch 10, wobei der Körper ferner mindestens zwei elektrische Kontaktflächen auf einer Außenfläche aufweist und jeder der Filamentmontagearme elektrisch mit einer jeweiligen der elektrischen Kontaktflächen verbunden ist.
Filamentanordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 11, wobei die distalen Enden des Arms näher zueinander liegen als seine proximalen Enden.
Filamentanordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei mindestens ein Abschnitt jedes Filamentmontagearms proximal zum distalen Ende mindestens eine Abflachung aufweist.
Filamentanordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei mindestens ein Abschnitt jedes Filamentmontagearms proximal zum distalen Ende eine erste und eine zweite Abflachung parallel zueinander aufweist.
Filamentanordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei die Filamentanordnung ferner ein Filamentelement aufweist, wobei das Filamentelement an jedem Ende mit jeweils dem ersten bzw. zweiten Arm proximal zu seinen distalen Enden verbunden ist.
Filamentanordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, die ferner eine Filamentummantelung aufweist, die an mindestens einem der Filamentmontagearme angebracht ist.
Quellenanordnung für ein Massenspektrometer, wobei die Anordnung Folgendes umfasst: ein Volumengehäuse zum Halten einer Repeller-Anordnung; und mindestens eine Filamentanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, die am Volumengehäuse befestigt ist.
Quellenanordnung nach Anspruch 17, die ferner Folgendes umfasst: eine Basis, wobei das Volumengehäuse abnehmbar mit der Basis verbunden werden kann, und zum Halten der Repeller-Anordnung dazwischen, wobei die Basis mehrere elektrische Anschlussklemmen aufweist und mindestens eine Filamentanordnung mehrere elektrische Kontaktflächen zum Verbinden mit einer jeweiligen der elektrischen Anschlussklemmen an der Basis aufweist.
Innenquellenanordnung nach Anspruch 18, wobei die elektrischen Anschlussklemmen an der Basis federbelastete Stifte sind.
Innenquellenanordnung nach Anspruch 18 oder 19, wobei das Volumengehäuse zwischen einer ersten axialen Position relativ zu der Basis, in der die elektrischen Anschlussklemmen nicht mit den Kontaktflächen verbunden sind, und einer zweiten Position relativ zur Basis beweglich ist, in der die elektrischen Anschlussklemmen mit den Kontaktflächen verbunden sind.
Filamentanordnung zum Montieren an einer Quellenanordnung eines Massenspektrometers, wobei die Filamentanordnung mindestens zwei elektrische Kontaktflächen auf einer Außenfläche aufweist.
Filamentanordnung nach Anspruch 21, wobei die elektrischen Kontaktflächen zumindest teilweise aus Gold bestehen oder vergoldet oder mit Gold beschichtet sind.
Filamentanordnung nach Anspruch 22, wobei die elektrischen Kontaktflächen durch Vakuumabscheidung oder Sputtern beschichtet sind.
Filamentanordnung zum Montieren auf einer Quellenanordnung eines Massenspektrometers, die Folgendes umfasst: einen Körper; und zwei Filamentmontagearme, die sich von einer Oberfläche des Körpers nach außen erstrecken, wobei mindestens ein Abschnitt jedes Filamentmontagearms proximal zum distalen Ende eine erste und eine zweite Abflachung parallel zueinander aufweist.
Filamentanordnung nach Anspruch 24, wobei mindestens ein Abschnitt jedes Filamentmontagearms proximal zum distalen Ende im Wesentlichen einen rechteckigen Querschnitt hat.
Filamentanordnung nach einem der Ansprüche 24 und 25, wobei die beiden Filamentmontagearme im Wesentlichen identisch miteinander sind.
Filamentanordnung nach einem der Ansprüche 24 bis 26, wobei die Filamentmontagearme zumindest teilweise aus Kovar (RTM) bestehen.
Filamentanordnung nach einem der Ansprüche 24 bis 27, wobei der Körper ferner mindestens zwei elektrische Kontaktflächen auf einer Außenfläche aufweist und jeder der Filamentmontagearme elektrisch mit einer jeweiligen der elektrischen Kontaktflächen verbunden ist.
Filamentanordnung nach einem der Ansprüche 24 bis 28, wobei die Arme in einem Winkel zueinander angeordnet sind.
Filamentanordnung nach einem der Ansprüche 24 bis 29, wobei die distalen Enden der Arme näher zueinander liegen als ihre proximalen Enden.
Filamentanordnung nach einem der Ansprüche 24 bis 30, wobei die Filamentanordnung ferner ein Filamentelement umfasst, wobei das Filamentelement an jedem Ende jeweils mit dem ersten bzw. zweiten Arm proximal zu seinen distalen Enden verbunden ist.
Filamentanordnung nach einem der Ansprüche 24 bis 31, wobei das Filamentelement an die distalen Enden der Filamentmontagearme gelötet ist.
Filamentanordnung nach einem der Ansprüche 24 bis 32, die ferner eine Filamentummantelung aufweist.
Filamentanordnung nach einem der Ansprüche 24 bis 33, wobei der Körper zumindest teilweise aus Keramik besteht.
Filamentanordnung nach einem der Ansprüche 24 bis 34, die ferner eines der Merkmale der Ansprüche 1 bis 23 aufweist.
Filamentelement für eine Quelle eines Massenspektrometers, das mindestens teilweise aus einem Metall besteht und mindestens teilweise mit Yttriumoxid und/oder Thoriumdioxid beschichtet ist.
Filamentelement nach Anspruch 36, wobei das Filamentelement mindestens teilweise aus mindestens einem aus Rhenium, Platin, Iridium, Molybdän, Tantal und Wolfram besteht.
Filamentelement nach Anspruch 36, wobei das Filamentelement aus Rhenium besteht und mit Yttriumoxid beschichtet ist.
Filamentelement nach einem der Ansprüche 36 bis 38, wobei das Filamentelement ein Gitter umfasst.
Filamentelement, das ein Gitter umfasst.
Filamentelement nach Anspruch 40, wobei das Gitter mindestens teilweise aus mindestens einem aus Rhenium, Platin, Iridium, Molybdän, Tantal und Wolfram oder Rhenium besteht und mit Yttriumoxid beschichtet ist.