EP2939255B1 - Spectromètre de masse compact - Google Patents
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- EP2939255B1 EP2939255B1 EP12813735.3A EP12813735A EP2939255B1 EP 2939255 B1 EP2939255 B1 EP 2939255B1 EP 12813735 A EP12813735 A EP 12813735A EP 2939255 B1 EP2939255 B1 EP 2939255B1
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Classifications
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- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
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- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/02—Details
- H01J49/24—Vacuum systems, e.g. maintaining desired pressures
Claims (17)
- Spectromètre de masse (100), comprenant :une source d'ions (102) ;un piège à ions (104) qui comporte des électrodes susceptibles d'être couplées pour être alimentées en tension par une source de tension (106), le piège à ions et la tension étant configurés pour faire circuler des ions piégés au sein du piège à ions à une pression de gaz comprise entre 1,3 kPa (10 Torr) et 13 kPa (100 Torr) ; un détecteur d'ions à cylindre de Faraday (118) ; etun système de régulation de pression de gaz (120), lequel système de régulation de pression de gaz comprend une seule pompe à gaz mécanique configurée pour commander la pression de gaz dans chaque élément parmi la source d'ions (102), le piège à ions (104) et le détecteur d'ions (118),durant le fonctionnement du spectromètre de masse (110) :le système de régulation de pression de gaz étant configuré pour maintenir une pression de gaz comprise entre 1,3 kPa (10 Torr) et 13 kPa (100 Torr) dans chaque élément parmi la source d'ions (102), le piège à ions (104) et le détecteur d'ions (118) ;le système de régulation de pression de gaz étant configuré pour maintenir des pressions de gaz dans la source d'ions (102), le piège à ions (104) et le détecteur d'ions (118) qui diffèrent d'une quantité inférieure à 1,3 Pa (10 mTorr) ; etle détecteur d'ions (118) étant configuré pour détecter des ions générés par la source d'ions (102) selon un rapport masse/charge des ions.
- Spectromètre de masse selon la revendication 1, dans lequel la pompe à gaz est une pompe à spirales.
- Spectromètre de masse (100) selon la revendication 1, comprenant en outre :un chemin de gaz (128), la source d'ions (102), le piège à ions (104) et le détecteur d'ions (118) étant raccordés au chemin de gaz (128) ; etune admission de gaz raccordée au chemin de gaz (128) et configurée de telle sorte que, durant le fonctionnement :des particules de gaz à analyser soient introduites dans le chemin de gaz (128) par l'admission de gaz; etla pression des particules de gaz à analyser dans le chemin de gaz (128) soit comprise entre 1,3 kPa (10 Torr) et 13 kPa (100 Torr),l'admission de gaz étant configurée de telle sorte que, durant le fonctionnement, un mélange de particules de gaz comprenant les particules de gaz à analyser et des particules de gaz atmosphériques soit aspiré dans l'admission de gaz, et le mélange de particules de gaz n'étant pas filtré pour éliminer les particules de gaz atmosphériques avant son introduction dans le chemin de gaz (128).
- Spectromètre de masse (100) selon la revendication 1, dans lequel la source d'ions (102) et le piège à ions (104) sont confinés dans une enceinte (122) comprenant une première pluralité d'électrodes, et lequel spectromètre de masse (100) comprend en outre un socle support comprenant une deuxième pluralité d'électrodes configurée pour coopérer de manière séparable avec la première pluralité d'électrodes de telle sorte que l'enceinte (122) puisse être attachée et détachée du socle support de façon répétée.
- Spectromètre de masse (100) selon la revendication 4, comprenant en outre un mécanisme de fixation configuré pour assujettir l'enceinte (122) au socle support lorsque la première pluralité d'électrodes coopère avec la deuxième pluralité d'électrodes.
- Spectromètre de masse (100) selon la revendication 4, dans lequel le détecteur d'ions (118) est confiné dans l'enceinte (122).
- Spectromètre de masse (100) selon la revendication 1, dans lequel une unité de commande (108) est configurée pour ajuster le pouvoir de résolution du spectromètre en ajustant des valeurs de paramètres de fonctionnement multiples, et pour déterminer un ordre dans lequel les valeurs sont ajustées en fonction d'informations relatives à des variations de consommation d'énergie associées à l'ajustement de chacun des paramètres de fonctionnement.
- Spectromètre de masse (100) selon la revendication 4, dans lequel l'unité de commande (108) est configurée pour mesurer une augmentation de consommation d'énergie associée à chacune des actions, et est apte à sélectionner un ordre d'actions en fonction des valeurs de consommation d'énergie mesurées.
- Spectromètre de masse (100) selon la revendication 4, dans lequel le socle support comprend :une source de tension (106) couplée à la deuxième pluralité de contacts électriques ; etune unité de commande (108) raccordée à la source de tension, l'unité de commande (108) étant raccordée en outre à la source d'ions (102) et au piège à ions (104) lorsque l'enceinte est attachée au socle support.
- Spectromètre de masse (100) selon la revendication 9, dans lequel l'unité de commande (108) est configurée pour appliquer de façon répétée, au moyen de la source de tension (106), un potentiel électrique à une électrode centrale du piège à ions (104) dans le but d'éjecter des ions du piège, les applications répétées du potentiel électrique à l'électrode centrale définissant une fréquence de répétition du potentiel électrique, et pour ajuster la résolution du spectromètre de masse (100) en modifiant la fréquence de répétition du potentiel électrique, une augmentation de la fréquence de répétition du potentiel électrique entraînant une augmentation de la résolution.
- Spectromètre de masse (100) selon la revendication 10, dans lequel l'unité de commande (108) est configurée pour ajuster la résolution du spectromètre de masse (100) en modifiant une amplitude maximale d'un potentiel électrique appliqué à une électrode centrale du piège à ions (104) par la source de tension.
- Spectromètre de masse (100) selon la revendication 10, dans lequel l'unité de commande (108) est configurée
pour appliquer de façon répétée une différence de potentiel électrique entre des électrodes de la source d'ions (102) au moyen de la source de tension (106) dans le but de générer des ions, les applications répétées du potentiel électrique définissant une fréquence de répétition de la source d'ions (102), et
pour ajuster la résolution du spectromètre de masse (100) en modifiant la fréquence de répétition de la source d'ions (102),
l'unité de commande (108) étant configurée pour synchroniser la fréquence de répétition de la source d'ions (102) et une fréquence de répétition du potentiel électrique appliqué à l'électrode centrale du piège à ions (104). - Spectromètre de masse (100) selon la revendication 10, dans lequel l'unité de commande (108) est configurée pour :appliquer de façon répétée une différence de potentiel électrique entre des électrodes de la source d'ions (102) au moyen de la source de tension, les applications répétées du potentiel électrique définissant une période de répétition de la source d'ions (102) et la période de répétition comportant un premier intervalle de temps durant lequel la différence de potentiel électrique est appliquée entre les électrodes de la source d'ions (102) et un deuxième intervalle de temps durant lequel la différence de potentiel électrique n'est pas appliquée entre les électrodes de la source d'ions (102) ; etajuster la résolution en ajustant un rapport cyclique de la source d'ions (102), le rapport cyclique correspondant à un rapport du premier intervalle de temps sur la période de répétition.
- Spectromètre de masse (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un volume interne du spectromètre de masse est inférieur ou égal à 10 cm3 et, éventuellement, inférieur ou égal à 7 cm3, inférieur ou égal à 5 cm3 ou inférieur ou égal à 4 cm3, le volume interne du spectromètre de masse comportant des volumes internes de la source d'ions, du piège à ions, du détecteur et de régions les séparant.
- Procédé, comprenant :le maintien, au moyen d'une seule pompe mécanique, d'une pression de gaz comprise entre 1,3 kPa (10 Torr) et 13 kPa (100 Torr) dans chaque élément parmi une source d'ions (102), un piège à ions (104) et un détecteur d'ions à cylindre de Faraday (118) d'un spectromètre de masse (100), les pressions de gaz dans la source d'ions (102), le piège à ions (104) et le détecteur d'ions (118) différant d'une quantité inférieure à 1,3 Pa (10 mTorr), le piège à ions comportant des électrodes susceptibles d'être couplées pour être alimentées en tension par une source de tension (106), le piège à ions et la tension étant configurés pour faire circuler des ions piégés au sein du piège à ions à une pression de gaz comprise entre 1,3 kPa (10 Torr) et 13 kPa (100 Torr) ; etla détection d'ions générés par la source d'ions (102) selon un rapport masse/charge des ions.
- Procédé selon la revendication 15, comprenant en outre l'ajustement de la puissance de résolution du spectromètre de masse (100) par ajustement de valeurs de paramètres de fonctionnement multiples, et la détermination d'un ordre dans lequel les valeurs sont ajustées en fonction d'informations relatives à des variations de consommation d'énergie associées à l'ajustement de chacun des paramètres de fonctionnement.
- Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 à 16, dans lequel le spectromètre de masse est le spectromètre de masse (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 14.
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