DE1296418B - Vorrichtung zur Gewinnung einer elektrischen Spannung als Mass fuer das Verhaeltnis Masse zu Ladung von Ionen - Google Patents
Vorrichtung zur Gewinnung einer elektrischen Spannung als Mass fuer das Verhaeltnis Masse zu Ladung von IonenInfo
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Description
1 2
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ge- . ·!·■«>·. m , ,. , , . , ,
winnung einer elektrischen Spannung als Maß für das JeweihSe Wert von T kann direkt an&zei& werden·
Verhältnis Masse zu Ladung (^) von Ionen, die Die Auswertung der gelieferten Ergebnisse erfordert
0Ve/ somit keine besonderen Spezialkenntnisse oder Er-
mit Hilfe eines homogenen Magnetfeldes nach ihrem 5 fahrungen.
^ getrenntwerden,miteinerHall-Sondezur Messung So^ die Massenzahlen direkt angezeigt werden,
e s ' 6 so wird vorteilhafterweise em Koordmaten-Anzeige-
der Magnetfeldstärke. gerät verwendet, wobei der eine Koordinaten-Eingang
Das Verhältnis der Masse zur Ladung (■*) der f de* A™&%? der ™ehf Hall-Sonde der andere
6 Uj ίο Koordmaten-Emgang an den Ausgang des Ionen-
in den Ionenkollektor eines Massenspektrographen kollektors angeschlossen ist.
eindringenden Ionen kann durch folgende Gleichung In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der
ausgedrückt werden: Erfindung beispielsweise dargestellt. Es zeigt
A b b. 1 ein Blockschaltbild eines Anzeigesystems
— = k·^- (1) 1S und
e γ A b b. 2 ein schematisches Schaltbild einer Detektor-
einheit zur Verwendung im Gerät von A b b. 1.
wobei H die magnetische Feldstärke des Ablenkfeldes, Ein magnetischer Massenspektrograph weist eine
V die Ionenbeschleunigungsspannung und k eine Analysatoreinheit auf, die aus einem Ionenbeschleu-Konstante
ist ao niger 1 mit einer Ionenbeschleunigungsspannung V,
Demgemäß ist zu jedem Zeitpunkt der Wert ^ dnem !^ablenksystem 2 mit einem Magnetfeld H
6 J ^ e sowie einem Ionenkollektor und Verstarker 3 besteht,
der in den Ionenkollektor eindringenden Ionen Eine Detektoreinheit 4 mit zwei Hall-Generatoren 9
umgekehrt proportional der jeweiligen Ionenbeschleu- und 10 ist in dem Spalt zwischen den Magnetpolen,
nigungsspannung und außerdem proportional dem »5 welche das Magnetfeld H erzeugen, angeordnet. Ein
Quadrat der magnetischen Feldstärke. Zur Messung dem Hall-Generator 9 der Detektoreinheit 4 zugeder
jeweiligen Feldstärke sind nun zwei Methoden führter Steuerstrom wird durch einen automatischen
bekannt, einmal eine indirekte Methode, bei welcher Regelkreis 5 gesteuert. Die Ausgangsseite der Detektorder
Erregerstrom gemessen wird, und eine direkte einheit 4 ist mit einer der Koordinaten (beispielsweise
Methode, bei welcher in das Magnetfeld Hall-Sonden 3° der X-Achse) eines Aufzeichnungsgerätes 8 mit
eingesetzt werden. X-F-Koordinatensystem über einen Zähler 6 und ein
^ «- f-Wertes ,er-
weisen beide Methoden den Nachteil auf, daß der bunden. Die andere Koordinate (F) des Aufzeichnungs-
erzielte Meßwert lediglich proportional der Quadrat- 35 gerätes ist mit der Ausgangsseite des Ionenkollektors
™Ze, von i is,. Wenn also eine Maßanalyse *$££££&*&£* des Masten is, so
einer unbekannten Probe durchgeführt wird, so weist ausgebildet, daß die Ausgangsklemmen des primären
die Skalenreihe der Massenzahlen des erzielbaren Hall-Generators 9 mit den Eingangsklemmen des
Massenspektrums keine gleichmäßigen Abstände auf, 4° sekundären Hall-Generators 10 verbunden sind, beidie
Skalenreihe schiebt sich vielmehr mit ansteigender spielsweise wie in A b b. 2 dargestellt. Je nach Erfor-Massenzahl
zusammen. Um ein derartiges Massen- dernis ist ein Verstärkern zwischen einer der Ausspektrum
auswerten zu können, sind deshalb kompli- gangsklemmen des ersten Hall-Generators 9 und der
zierte Verfahren erforderlich, beispielsweise Ver- entsprechenden Eingangsklemme des zweiten Hallgleiche mit bekannten Massenspektren, und außerdem 45 Generators 10 vorgesehen. Der automatische Regelbeträchtliche Erfahrungen und Kenntnisse. kreis 5 ist so ausgebildet, daß er der Eingangsseite des
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Massen- ersten Hall-Generators 9 einen Steuerstrom 7C1 zuführt,
spettrographen » scnanen, de, den We« i an XÜS^
jedem Punkt des erzielten Massenspektrums direkt 50 Demgemäß weist die Ausgangsspannung Ej11 des
anzeigt und ein lineares Massenspektrum liefert. ersten Hall-Generators 9 die folgenden Abhängig-Gemäß
der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch keiten auf:
eine Stromquelle, die an die Hall-Sonde einen zur jj
Ionenbeschleunigungsspannung umgekehrt propor- Ehl ~ /C1 · H ~ — (2)
tionalen Erregerstrom liefert und durch eine zweite, 55 V
im gleichen Magnetfeld angeordnete Hall-Sonde,
im gleichen Magnetfeld angeordnete Hall-Sonde,
deren Eingang mit dem Ausgang der ersten Hall- Auf Grund dieser Anordnung der Detektoreinheit 4,
Sonde verbunden ist und an deren Ausgang sich eine bei welcher die Ausgangsspannung Eh1 des ersten
den, VerhäUnh i proportional Spannung einstei,,. fc SgSHtaEÄtaLi£zS,H*
Auf diese Weise wird nämlich erreicht, daß die Hall- Generators 10 geführt wird, so daß durch diesen ein
Spannung der zweiten Hall-Sonde umgekehrt propor- Steuerstrom /ca proportional der Spannung Ua1 fließt,
tional der Beschleunigungsspannung und proportional weist die Ausgangsspannung E^ des zweiten HaIl-
dem Quadrat der Feldstärke ist, damit aber direkt Generators 10 die folgenden Abhängigkeiten auf:
proportional dem gesuchten Wert —. Somit fallen 5
e
ff2
alle obenerwähnten Schwierigkeiten weg, d. h., es Eh ~ ICi· H ~ Eh · H ~ —- (3)
wird ein lineares Massenspektrum erzielt, und der 2 ' V
Damit ist aber die Ausgangsspannung E^ bezüglich
ihres Betrages direkt proportional dem Wert —.
Die Ausgangsspannung bzw. das Ausgangssignal wird dann durch den Zähler 6 geleitet oder durch einen geeigneten
Verstärker verstärkt und darauf in das Anzeigegerät 7 eingegeben, in welchem das Signal den Betrag
von —, welcher der obigen Gleichung (1) zu jedem Zeitpunkt genügt, anzeigt. Das die Anzeige des
Betrages — hervorrufende Signal wird dann zur
.Y-Achse des Aufzeichnungsgerätes 8 mit Z-7-Koordinatensystem
geführt, während andererseits der Ionenkollektor und der Verstärker 3 als Eingang für die
r-Achse verwendet werden. Damit wird ein Massenspektrum mit gleichmäßiger Massenzahlskala erzeugt.
Claims (3)
1. Vorrichtung zur Gewinnung einer elektrischen Spannung als Maß für das Verhältnis Masse zu
(tft \
—J von Ionen, die mit Hilfe eines homogenen Magnetfeldes nach ihrem — getrennt werden,
—J von Ionen, die mit Hilfe eines homogenen Magnetfeldes nach ihrem — getrennt werden,
mit einer Hall-Sonde zur Messung der Magnetfeldstärke, gekennzeichnet durch eine
Stromquelle (S), die an die Hall-Sonde (9) einen zur Ionenbeschleunigungsspannung umgekehrt proportionalen
Erregerstrom liefert, und durch eine zweite, im gleichen Magnetfeld angeordnete Hall-Sonde
(10), deren Eingang mit dem Ausgang der ersten Hall-Sonde (9) verbunden ist, und an deren
Ausgang sich eine dem Verhältnis — proportionale
Spannung einstellt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der zweiten Hall-Sonde
(10) an die eine Koordinate eines Koordinaten-Anzeigegerätes gelegt ist, an dessen anderer
Koordinate der Ausgang des Ionenkollektors liegt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die erste (9) und die
zweite (10) Hall-Sonde ein Verstärker (11) zwischengeschaltet ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
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JP3655562 | 1962-08-25 |
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DE1296418C2 DE1296418C2 (de) | 1974-06-20 |
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ID=12472989
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE1963K0050644 Expired DE1296418C2 (de) | 1962-08-25 | 1963-08-26 | Vorrichtung zur Gewinnung einer elektrischen Spannung als Mass fuer das Verhaeltnis Masse zu Ladung von Ionen |
Country Status (2)
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-
1963
- 1963-08-23 US US304041A patent/US3244876A/en not_active Expired - Lifetime
- 1963-08-26 DE DE1963K0050644 patent/DE1296418C2/de not_active Expired
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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US3244876A (en) | 1966-04-05 |
DE1296418C2 (de) | 1974-06-20 |
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