HU224767B1 - Continuous ion emitting time-of-flight mass spectrometer and method for selective determining ion current of different mass/charge ratio ions - Google Patents
Continuous ion emitting time-of-flight mass spectrometer and method for selective determining ion current of different mass/charge ratio ions Download PDFInfo
- Publication number
- HU224767B1 HU224767B1 HU0201537A HUP0201537A HU224767B1 HU 224767 B1 HU224767 B1 HU 224767B1 HU 0201537 A HU0201537 A HU 0201537A HU P0201537 A HUP0201537 A HU P0201537A HU 224767 B1 HU224767 B1 HU 224767B1
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- output
- ion
- ion beam
- ions
- mass spectrometer
- Prior art date
Links
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 title claims description 53
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 10
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 claims description 27
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims 1
- 230000026683 transduction Effects 0.000 claims 1
- 238000010361 transduction Methods 0.000 claims 1
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000001269 time-of-flight mass spectrometry Methods 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000005040 ion trap Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000001819 mass spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/26—Mass spectrometers or separator tubes
- H01J49/34—Dynamic spectrometers
- H01J49/40—Time-of-flight spectrometers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Abstract
Description
A találmány tárgya olyan folyamatos ionkibocsátású repülésiidő-tömegspektrométer, amely kiküszöböli a korábban ismert legközelebbi technikai megoldás (US 4 707 602) fogyatékosságainak jelentős részét.The present invention relates to a continuous ion emission flight time mass spectrometer which eliminates many of the disadvantages of the prior art closest technical solution (US 4,707,602).
A repülésiidő-tömegspektroszkópia a tömegspektroszkópiai módszereknek egy speciális ága. A tömegspektroszkópia lényege a következő: meg kívánjuk határozni valamely minta vegyi összetételét. A minta lehet gáz-, folyadék- vagy szilárd halmazállapotú. A vizsgálathoz a minta egy kis részét ionizálni kell és a tömegspektrométer vákuumterébe kell juttatni. Ezt követően a tömegspektrométer-berendezés az ionokat tömeg per töltés viszonyuk szerint szétválasztja. Az ionok domináns része egyszeresen töltött, így a kapott spektrumot röviden tömegspektrumnak nevezzük. A szétválasztás történhet helyben, vagyis hogy más tömeg per töltés viszonyú ion máshová érkezik, történhet azonban időben is, vagyis hogy a más tömeg per töltés viszonyú ion más időben érkezik ugyanazon helyre. Jelen találmány esetében éppen ez utóbbi módszer szerepel. Minden tömegspektrométer-berendezés elektromos és/vagy mágneses mezőket használ a kívánt tömegszétválasztás elérésére, ezért szükséges a mintából ionokat generálnunk, mivel ezek töltése képes kölcsönhatni az alkalmazott mezőkkel.Flight time mass spectroscopy is a special branch of mass spectroscopy. The purpose of mass spectroscopy is to determine the chemical composition of a sample. The sample may be in gaseous, liquid or solid form. For the test, a small portion of the sample should be ionized and placed in the vacuum of the mass spectrometer. The mass spectrometer then separates the ions according to their mass per charge ratio. Most of the ions are single charged, so the resulting spectrum is referred to as mass spectrum. Separation may occur locally, i.e., that another mass per charge ion arrives elsewhere, but may also occur in time, i.e., that another mass per charge ion arrive at the same time at another time. It is the latter method which is used in the present invention. Each mass spectrometer uses electric and / or magnetic fields to achieve the desired mass separation, so it is necessary to generate ions from the sample, since their charge can interact with the applied fields.
A szakirodalomban sok publikáció foglalkozik a repülésiidő-tömegspektrometriával. Ezek közül említem: B. A. Mamyrin, Time-of-flight mass spectrometry (concepts, achievements and prospects), International Journal of Mass Spectrometry 206 (2001) 251-266, amely 2001. évben jelent meg, és összefoglaló képet ad a répülésiidő-tömegspektroszkópia méréstechnikájának fejlődéséről. A többi publikáció valamely fontos méréstechnikai részletkérdés diszkussziójával foglalkozik, vagy pedig egy adott vegyészeti alkalmazás kapcsán tárgyalja a módszert. Ilyenek: EP 0 575 778, US 6 198 096, US 4 707 602. Az elsőként említett európai szabadalom egy speciális gerjesztéssel vezérelt ioncsapda-elrendezést tárgyal, a második amerikai szabadalom egy álvéletlen zajjal meghajtott repülésiidő-spektrométert ír le. Ezek csupán tárgyukban hasonlóak, de nem relevánsak. A harmadik amerikai szabadalom ismerteti a technika állásának megfelelő folyamatos ionkibocsátású repülésiidő-tömegspektrométer méréstechnikai eljárását és annak egy megvalósítását.Many publications in the literature address flight time mass spectrometry. Among these are: BA Mamyrin, Time-of-flight Mass Spectrometry (Concepts, Achievements and Prospects), International Journal of Mass Spectrometry 206 (2001) 251-266, published in 2001 and providing a summary of the time-of-flight mass spectroscopy. of measurement technology. Other publications deal with the discussion of an important metrological detail or deal with a particular chemical application. Such as: EP 0 575 778, US 6 198 096, US 4 707 602. The first European patent relates to a special excitation controlled ion trap arrangement, the second US patent describes a pseudorandom noise-driven flight time spectrometer. They are only similar in their subject matter but not relevant. The third US patent describes a prior art continuous ion emission flight time mass spectrometer measurement method and an embodiment thereof.
A technika állása szerint a folyamatos ionkibocsátású repülésiidő-tömegspektrométer a következő módon működik. Az ionok ionforrásban keletkeznek, elektromos mező gyorsításának hatására azonos kinetikus energiára tesznek szert, majd a tömeg per töltés viszonyuk négyzetgyökének reciprokával arányos sebességük miatt egy adott repülési távolságot tömeg per töltés viszonyuk négyzetgyökével arányos időtartam alatt teszik meg. A keresett tömeginformációt tehát a repülés ideje adja. Az ionok keltése időben folyamatos stacionárius, azaz nem impulzus jellegű. A létrehozott ionnyalábot a futási tér elején a kihúzóelektródra (draw-out electrode) adott szinuszos feszültséggel modulálják. A futási tér végén található detektor kapuzóelektródjára (detector gate) kapcsolt azonos szinuszos feszültséggel a detektor kimenőjelét ismételten modulálják. A modulálójel frekvenciáját egyenletes lépésekben növelik. A detektált jelet aluláteresztő erősítést követően Fourier-transzformációnak vetik alá, amelyből a futásiidő-spektrum keletkezik.In the prior art, the continuous ion emission flight time mass spectrometer operates as follows. The ions are produced in an ion source, gain the same kinetic energy by accelerating an electric field, and because of their velocity proportional to the square root of the mass per charge ratio, they travel a given flight distance over a period proportional to the square root of their mass per charge ratio. So the mass information you are looking for is the flight time. The generation of ions is continuous in time, ie it is non-pulsed. The generated ion beam is modulated by the sinusoidal voltage applied to the draw-out electrode at the beginning of the run. The detector output signal is repeatedly modulated with the same sinusoidal voltage applied to the detector gate at the end of the treadmill. The frequency of the modulating signal is increased in increments. Following the low-pass gain, the detected signal is subjected to a Fourier transform, which produces a run-time spectrum.
Az US 4 707 602 számú szabadalmi leírás szerinti repülésiidő-tömegspektrométer méréstechnikai nehézségei és korlátjai döntően a moduláció megvalósításának tökéletlenségéből fakadnak, mivel a modulációt a meglévő impulzusüzemű spektrométeren egyébként más célra szolgáló elektródák (draw-out electrode, detector gate) alkalmazásával valósították meg, nem pedig a célra tervezett eszköz segítségével.The measurement difficulties and limitations of the flight time mass spectrometer of U.S. Pat. No. 4,707,602 are mainly due to imperfections in the implementation of modulation, since modulation was not accomplished on an existing pulsed spectrometer by the use of other-purpose electrodes (detector gates). using a dedicated tool.
Az elektródával történő modulációval az alapvető probléma az, hogy az ilyen moduláció folyamata lényegében nemlineáris folyamat. Ennek az a következménye, hogy míg a modulációt végrehajtó elektród meghajtása tiszta szinuszos időfüggvény szerint zajlik, addig a modulált nyaláb intenzitása nem tiszta szinuszos időfüggvény lesz. Ennek következtében a Fourier-transzformáció eredményeképpen előálló futásiidő-spektrumban magasabb felharmonikusokból származó további csúcsok jelennek meg, az alapharmonikus idő egész számú többszöröseinél. Ezek a csúcsok nem valóságos ionok futási idejét jelzik, csupán egy káros méréstechnikai effektus eredményei. Ez a hatás erősen zavaró és teljes kiküszöbölése elektródával történő moduláció esetében nem lehetséges.The basic problem with electrode modulation is that the process of such modulation is essentially a non-linear process. The consequence of this is that while the electrode that performs the modulation is driven by a pure sinusoidal function, the intensity of the modulated beam is not a pure sinusoidal function. As a result, additional peaks from higher harmonics appear in the run time spectrum resulting from the Fourier transformation, at integer multiples of the fundamental harmonic time. These peaks indicate the runtime of the non-real ions, only the result of a detrimental measurement effect. This effect is highly disturbing and cannot be completely eliminated by electrode modulation.
A kitűzött cél tehát a magasabb harmonikus csúcsok futásiidő-spektrumban történő megjelenésének megakadályozása.The aim is thus to prevent the appearance of higher harmonic peaks in the run-time spectrum.
A célkitűzés szerinti feladat megoldására szolgáló találmány egyrészt: eljárás különböző tömeg/töltés viszonyú ionok áramának szelektív meghatározására repülésiidő-tömegspektrométerhez. Időben folyamatosan ionokat keltünk, villamos térrel azonos kinetikus energiára gyorsítunk, és így egy ionnyalábot hozunk létre. Az ionnyalábon helyileg közvetlenül az ionkeltés után, időben szinuszos intenzitásmodulációt végzünk, melyhez egy modulálójelet használunk. A modulálójel frekvenciáját időben változtatjuk. Egy adott úthossz befutását követően az ionnyaláb áramát detektáljuk. A detektált áramjel amplitúdóját és a modulálójelhez viszonyított fázishelyzetét regisztráljuk, és Fourier-transzformációt alkalmazunk a különböző töltés/tömeg viszonyú ionok futásiidő-spektrumának előállítására. E találmány szerint az amplitúdó és a relatív fázishelyzet regisztrálásához a nyaláb detektált áramjelét és a modulálójelet analóg módon megszorozzuk.An object of the present invention is to provide a method for selectively determining the flow of different mass / charge ions for a flight time mass spectrometer. In time, we continuously emit ions, accelerate to the same kinetic energy as an electric field, creating an ion beam. A sine intensity modulation is performed locally on the ion beam immediately after ion generation, using a modulating signal. The frequency of the modulating signal is changed over time. After passing a given path length, the current of the ion beam is detected. The amplitude of the detected current signal and its phase position relative to the modulation signal are recorded and a Fourier transform is used to generate run time spectra of the various charge / mass ions. According to the present invention, the detected current signal and the modulating signal of the beam are multiplied analogously to record the amplitude and relative phase position.
A találmány másrészt eljárás különböző tömeg/töltés viszonyú ionok áramának szelektív meghatározására repülésiidő-tömegspektrométerhez. Időben folyamatosan ionokat keltünk, villamos térrel azonos kinetikus energiára gyorsítunk, és így egy ionnyalábot hozunk létre. Az ionnyalábon helyileg közvetlenül az ionkeltés után, időben szinuszos intenzitásmodulációt végzünk, melyhez egy modulálójelet használunk. A modulálójel frekvenciáját időben változtatjuk. Egy adott úthossz befutását követően az ionnyaláb áramát detektáljuk. A detektált áramjel amplitúdóját és a mo2The invention, on the other hand, provides a method for selectively determining the flow of different mass / charge ions for a flight time mass spectrometer. In time, we continuously emit ions, accelerate to the same kinetic energy as an electric field, creating an ion beam. A sine intensity modulation is performed locally on the ion beam immediately after ion generation, using a modulating signal. The frequency of the modulating signal is changed over time. After passing a given path length, the current of the ion beam is detected. The amplitude of the detected current signal and the mo2
HU 224 767 Β1 dulálójelhez viszonyított fázishelyzetét regisztráljuk, és Fourier-transzformációt alkalmazunk a különböző töltés/tömeg viszonyú ionok futásiidő-spektrumának előállítására. E találmány szerint viszont az amplitúdó és a relatív fázishelyzet regisztrálásához az ionnyaláb intenzitását a detektálást megelőzően ugyanazon modulálójellel ismételten moduláljuk.The phase position relative to the dulling signal is recorded and a Fourier transform is used to generate the run-time spectrum of the various charge / mass ions. In accordance with the present invention, however, to record the amplitude and relative phase position, the intensity of the ion beam is repeatedly modulated with the same modulating signal prior to detection.
Mindkét fenti találmány esetében előnyös, ha az ionnyalábot intenzitásban oly módon moduláljuk, hogy azt először a nyalábra merőleges irányban eltérítjük, majd az eredeti nyaláb vonalába helyezett centrális apertúrán átvezetjük.In both of the above inventions, it is advantageous to modulate the ion beam at intensity by first deflecting it in a direction perpendicular to the beam and then passing it through a central aperture positioned in the line of the original beam.
A találmány harmadrészt folyamatos ionkibocsátású repülésiidő-tömegspektrométer. Tartalmaz egy vákuumkamrában elhelyezkedő ionforrást és ionoptikai elemeket, amelyek egy ionnyalábot állítanak elő. Továbbá energiaszűrőt vagy nyalábkésleltető elektrosztatikus reflektort, detektort és 1-100 MHz modulációs frekvenciájú modulátort. Az ionnyaláb a modulátoron halad keresztül. A modulátor egy teljesítményerősítő kimenetével van összekötve. A teljesítményerősítő bemenete egy programozott frekvenciájú oszcillátor kimenetére csatlakozik. A programozott frekvenciájú oszcillátor frekvenciavezérlő bemenete pedig egy számítógép kimenetével van összekötve. A detektor kimenete egy előerősítő bemenetével van összekötve.Thirdly, the invention provides a continuous ion emission flight time mass spectrometer. It contains an ion source located in a vacuum chamber and ion optical elements that produce an ion beam. In addition, an energy filter or beam delay electrostatic reflector, detector and modulator with a modulation frequency of 1-100 MHz. The ion beam passes through the modulator. The modulator is connected to the output of a power amplifier. The power amplifier input is connected to the output of a programmed frequency oscillator. The frequency control input of the programmed frequency oscillator is connected to the output of a computer. The output of the detector is connected to a pre-amplifier input.
E találmány szerint az előerősítő sávszélessége megegyezik az alkalmazott maximális modulációs frekvenciával. Az előerősítő kimenete egy analóg szorzó egyik bemenetére kapcsolódik, amelynek másik bemenete a programozott frekvenciájú oszcillátor kimenetére csatlakozik. Az analóg szorzó kimenete pedig egy aluláteresztő szűrőn keresztül a 10 számítógép adatgyűjtő bemenetére kapcsolódik.According to the present invention, the bandwidth of the preamplifier is equal to the maximum modulation frequency used. The output of the preamplifier is connected to one of the inputs of an analog multiplier whose other input is connected to the output of a programmed frequency oscillator. The output of the analog multiplier is connected to the data acquisition input of the computer 10 via a low pass filter.
A találmány negyedrészt folyamatos ionkibocsátású repülésiidő-tömegspektrométer. Tartalmaz egy vákuumkamrában elhelyezkedő ionforrást és ionoptikai elemeket, amelyek egy ionnyalábot állítanak elő. Tartalmaz továbbá energiaszűrőt vagy nyalábkésleltető elektrosztatikus reflektort, detektort, 1-100 MHz modulációs frekvenciájú két darab modulátort. Az ionnyaláb a modulátorokon halad keresztül. A modulátorok egy teljesítményerősítő kimenetével vannak összekötve. A teljesítményerősítő bemenete egy programozott frekvenciájú oszcillátor kimenetére csatlakozik. A programozott frekvenciájú oszcillátor frekvenciavezérlő bemenete pedig egy számítógép kimenetével van összekötve. E találmány esetében a detektor kimenete egy előerősítő bemenetére csatlakozik, melynek kimenete egy aluláteresztő szűrőn keresztül a számítógép adatgyűjtő bemenetére kapcsolódik. A modulátor az ionok áramlási irányát tekintve a detektor előtt helyezkedik el.Fourthly, the invention provides a continuous ion emission flight time mass spectrometer. It contains an ion source located in a vacuum chamber and ion optical elements that produce an ion beam. It also includes an energy filter or beam delay electrostatic reflector, detector, two modulators with a modulation frequency of 1-100 MHz. The ion beam passes through the modulators. The modulators are connected to the output of a power amplifier. The power amplifier input is connected to the output of a programmed frequency oscillator. The frequency control input of the programmed frequency oscillator is connected to the output of a computer. In the present invention, the output of the detector is connected to an input of a preamplifier, the output of which is connected to a data acquisition input of a computer through a low pass filter. The modulator is located in front of the detector in the direction of ion flow.
Az alábbiakban összefoglalom a továbbfejlesztett folyamatos ionkeltéssel működő repülésiidő-tömegspektrométer előnyös tulajdonságait, a mellékelt ábrákra hivatkozva az 1. ábra folytonos ionkibocsátás alkalmazásával működő repülésiidő-tömegspektrométer blokkvázlata. A detektált ionáram amplitúdójának és fázishelyzetének regisztrálása 12 analóg szorzó alkalmazásával történik, a 2. ábra Folytonos ionkibocsátás alkalmazásával működő repülésiidő-tömegspektrométer blokkvázlata. A detektált ionáram amplitúdójának és fázishelyzetének regisztrálása a 7 ionnyaláb detektálását közvetlenül megelőző második modulációval történik. A 12 analóg szorzó alkalmazása révén megakadályozható, hogy fellépjenek a nemlineáris moduláció következtében egyébként létrejövő magasabb felharmonikus csúcsok, így a mért futásiidő-spektrumban minden csúcs valós ionáramot reprezentál, amely elengedhetetlen feltétele az analitikai alkalmazásnak (1. ábra, 1. és 4. ip.).The following is a summary of the advantageous properties of an improved continuous ion generation flight time mass spectrometer with reference to the accompanying drawings, a block diagram of the flight time mass spectrometer operating with continuous ion emission. The amplitude and phase position of the detected ion current are recorded using 12 analog multipliers, a block diagram of a flight time mass spectrometer operating with continuous ion emission in Figure 2. The amplitude and phase position of the detected ion current is recorded by a second modulation immediately prior to the detection of the ion beam 7. The use of analogue multipliers 12 prevents the occurrence of higher harmonics peaks due to nonlinear modulation, so that each peak in the measured run-time spectrum represents a real ion current, which is a prerequisite for analytical applications (Figs. 1, 1 and 4). ).
A technika állása szerinti a (US 4 707 602) szabadalmi leírásnak megfelelő berendezésben használatos detektor szükséges sávszélessége igen magas, 100 MHz lehet. A 2. igénypont szerinti eljárás és az 5. igénypont szerinti berendezés (2. ábra) esetében második 6 modulátor a 4 detektor előtt helyezkedik el, és így a jelet alapsávba visszakeveri, aminek következtében a detektálandó jel sávszélessége lecsökken a 10 kHz körüli tartományba, amely nagyban egyszerűsíti a méréstechnikai feladatot, vagyis lassú 4 detektor használata is lehetségessé válik.In the prior art, the required bandwidth of a detector used in an apparatus according to U.S. Patent No. 4,707,602 can be very high, 100 MHz. In the method according to claim 2 and in the apparatus according to claim 5 (Fig. 2), a second modulator 6 is located in front of the detector 4, thereby returning the signal to a baseband, resulting in a bandwidth of the signal to be detected. greatly simplifies the measurement technique, making it possible to use a slow 4 detector.
Alább matematikailag bizonyítom, hogy a magasabb harmonikusoktól mentes működés szükséges és elégséges feltétele legalább az egyik modulátor tiszta szinuszos működése. Az analóg szorzó integrált áramkör olcsón beszerezhető, és a detektor után alkalmazva megoldja a problémát, mivel linearitása sokkal jobb, mint az elektródmodulációnak.Below I demonstrate mathematically that the pure and sinusoidal operation of at least one modulator is a necessary and sufficient condition for operation without higher harmonics. The analog multiplier integrated circuit is inexpensive and applied after the detector solves the problem because its linearity is much better than that of the electrode modulation.
A teljes ionáram több különböző tömeg per töltés viszonyú ionáramának összege ltorh+Í2+· ~+in+· Az ezekhez tartozó futási idők rendre τντ2...τη...The total ion current of several different mass per charge ratios ionáramának ltorh t2 + + + n + i · ~ · The running times associated respectively τ ν τ 2 ... τ η ...
Az ionnyaláb elején és a végén a modulálófüggvények a következők rendre:At the beginning and end of the ion beam, the modulating functions are as follows:
A ((ü)mod (at)... és... B(a)Mod(«>t) ahol mod(ojt) és Mod(cot) 2íi/co-ban periodikus függvények, Α(ω) és Β(ω) ezek amplitúdói a moduláló-körfrekvencia függvényében. Közvetlenül az első modulálást követően A nyaláb áramának időfüggvénye a következő:A ((ü) mod (at) ... and ... B (a) Mod («> t) where mod (ojt) and Mod (cot) in 2i / co are periodic functions, Α (ω) and Β (ω) their amplitudes as a function of modulating-loop frequency Immediately after the first modulation, the time curve of the beam current is as follows:
h (ί)=(ί·\+'2+· · ·+'π+· · · )A(ro)mod(rof)h (ί) = (ί · \ + '2 + · · · + ' π + · · ·) A (ro) mod (rof)
A repülési hossz befutása után:After the flight length has passed:
mod^(f-T1)]+...+/n πηοό[ω(ϊ_τη)]+...}mod ^ (fT 1 )] + ... + / n πηοό [ω (ϊ_τ η )] + ...}
A második modulálást követően az ionáram időfüggvénye a következő:After the second modulation, the time function of the ion current is as follows:
l3(t)=A((£>)B(a>){^iil<mod[a(t-Tk)]Mod((i)t)}l 3 (t) = A ((£>) B (a>) {^ i i l < mod [a (tT k )] Mod ((i) t)}
Á = 1Á = 1
A továbbiakban a modulálófüggvényeket koszinuszos Fourier-sorukkal tekintjük:In what follows, we consider the modulating functions with their cosine Fourier series:
mod/ia(í-T^)]=a0+ a1cos/cü(f-T/í)]+a2cos[2ro(f-T/()]+ +a3cos[3cö(f-Tk)]+...mod / y (t-T ^)] = a 0 + a 1 cos / Cu (fT / L)] + a 2 cos [2ro (fT / ()] + 3 cos [3CO (fT k)] + ...
Mod(a>t)=b0+b^cos a>t+b2cos2at+...Mod (a> t) = b 0 + b ^ cos a> t + b 2 cos 2 at + ...
Két sor szorzásakor minden tagot minden taggal meg kell szorozni. Az alkalmazott aluláteresztő szűrésWhen multiplying two rows, each member must be multiplied by each member. The low-pass filtration used
HU 224 767 Β1 következtében csak az időfüggetlen DC komponensek maradnak meg. Ezek az azonos frekvenciájú Fourier-komponensek amplitúdói szorzatának fele nagyságúak. Itt felhasználtuk az alábbi trigonometrikus azonosságot: 1 5 cosacosp=-[cos(a+p)+cos(a-p)jAs a result, only time-independent DC components are retained. These are half the product of the amplitudes of the Fourier components of the same frequency. Here we used the following trigonometric identity: 1 5 cosacosp = - [cos (a + p) + cos (a-p) j
A második modulációt követően tehát az ionnyaláb áramának időátlaga:Thus, after the second modulation, the average time of the ion beam current is:
Κ(ω)=^Μ^(ω) £z;/a0ó0+a1ő1cos(WTA)+ k=1 +a2b2cos(2axk)+...+ anbncos(n<üxk)+...]Κ (ω) = ^ Μ ^ (ω) £ z; / a 0 0 0 + a 1 1 1 cos ( W T A ) + k = 1 + a 2 b 2 cos (2ax k ) + ... + a n b n cos (n <üx k ) + ...]
Itt látható a bizonyítandó állítás. Ha mindkét modu- 15 látornak vannak felharmonikusai, akkor a keletkező kimenőjelben megjelennek ezek páronkénti szorzatai, és vele megjelennek a szellemcsúcsok (xk, 2tk, 3tk...nxk) a futásiidő-spektrumban.Here is the statement to prove. If both modulators have harmonics, the resulting output signal displays their product in pairs, and with it the ghost peaks (x k , 2t k , 3t k ... nx k ) appear in the run time spectrum.
Ha azonban a második modulátor lineáris üzemben 20 működik, akkorHowever, if the second modulator is in linear operation 20 then
Mod(<£>t)=b0+ cosat vagyis b2=b3=...bn=0Mod (<£> t) = b 0 + cosat ie b 2 = b 3 = ... b n = 0
Κ(ω)=^ J /*/aoóo+a1 by cos/ωτ*)] 25 Κ ( ω ) = ^ J / * / a o ó o + a 1 by cos / ωτ *)] 25
Itt bevezetjük az R(oj) függvényt, amely a lineárisnak tekintett mérőrendszer frekvenciafüggő amplitúdóátvitelét jellemzi:Here we introduce the function R (oj), which describes the frequency-dependent amplitude transfer of a linear measuring system:
r((ű)=«í£) r ((û) = «í £)
Ezzelwith this
Κ(ω)=/?(ω)^ 'k/ao^o+ai by cos(<s>xk}}Κ (ω) = /? (Ω) ^ ' k / ao ^ o + a i by cos (<s> x k }}
K(a)=R(a){a0b0ltot+ayby[iyCOs(mx1)+i2cos((ox2)+...K (a) = R (a) {a 0 b 0 l tot + ayby [iyCOs (mx 1 ) + i 2 cos ((ox 2 ) + ...
...+/nCOS(ü)Tn)]}... + / n COS (ü) T n )]}
Hanyagoljuk el a frekvenciától független tagot: K((a)=R(a)ayby[iy COSfüH y )+/2cos(<ai 2)+...+/nCOS(CŰTn)]Let us neglect the frequency-independent term: K ((a) = R (a) ayby [iy COSfüH y) + / 2 cos (<ai 2 ) + ... + / n COS (CYT n )]
A mérőrendszer R(co) amplitúdókarakterisztikája a fenti jelből kalibráció segítségével kiküszöbölhető. Ehhez egy olyan mérésre van szükség, amikor tudjuk, hogy csak egyfajta tömeg per töltés viszonyú ion van a spektrométerben. Ennek futási ideje legyenThe amplitude characteristic of the measuring system R (co) can be eliminated from the above signal by calibration. This requires a measurement when we know that there is only one kind of mass per charge ion in the spectrometer. It should have run time
K((ü)=R(a)aybyiyCOS((>)x1)K ((ü) = R (a) aybyiyCOS ((>) x 1 )
Ez egy frekvenciában csökkenő amplitúdójú koszinuszfüggvény, amely amplitúdóját egy frekvenciafüggő kalibrálófüggvénnyel konstansra felszorozzuk. Az így korrigált jel már nem fogja tartalmazni a mérőrendszer amplitúdókarakterisztikájának zavaró hatását. A továbbiakban a kalibrált függvénnyel foglalkozunk.This is a cosine function of frequency decreasing amplitude, the amplitude of which is multiplied by a frequency dependent calibration function constant. The signal corrected in this way will no longer contain the disturbance of the amplitude characteristics of the measuring system. In the following, we will deal with the calibrated function.
K’((ü)=ÍyCOS((OX1)+Í2COS(u>X2)+..-+ÍnC0S(()>Xn)K '((ü) = ÍyCOS ((OX 1 ) + Í 2 COS (u> X 2 ) + ..- + ÍnC0S (()> X n )
K'(f)=iy cos(2nfxj)+i2cos(2Kfx2)+...+zncos(2n/tn)K '(f) = iy cos (2nfxj) + i 2 cos (2Kfx 2 ) + ... + z n cos (2n / t n )
Ezt f frekvencia szerint Fourier-transzformálva a különböző tömeg per töltés viszonyú ionok intenzitásait kapjuk a nekik megfelelő futási időknél. A Fourier-transzformáció végrehajtásához számítógépes gyors Fourier-transzformációt (FFT) használunk.This is transformed by Fourier transform into frequency f to obtain the intensities of the various mass per charge ions at their respective run times. Computer Fourier Transform (FFT) is used to perform the Fourier transformation.
Claims (5)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HU0201537A HU224767B1 (en) | 2002-05-08 | 2002-05-08 | Continuous ion emitting time-of-flight mass spectrometer and method for selective determining ion current of different mass/charge ratio ions |
| PCT/HU2003/000037 WO2003096374A1 (en) | 2002-05-08 | 2003-05-08 | Time-of-flight mass spectrometer with an ion source emitting continuously |
| AU2003230043A AU2003230043A1 (en) | 2002-05-08 | 2003-05-08 | Time-of-flight mass spectrometer with an ion source emitting continuously |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HU0201537A HU224767B1 (en) | 2002-05-08 | 2002-05-08 | Continuous ion emitting time-of-flight mass spectrometer and method for selective determining ion current of different mass/charge ratio ions |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HU0201537D0 HU0201537D0 (en) | 2002-07-29 |
| HUP0201537A2 HUP0201537A2 (en) | 2003-12-29 |
| HU224767B1 true HU224767B1 (en) | 2006-02-28 |
Family
ID=89980408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU0201537A HU224767B1 (en) | 2002-05-08 | 2002-05-08 | Continuous ion emitting time-of-flight mass spectrometer and method for selective determining ion current of different mass/charge ratio ions |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU2003230043A1 (en) |
| HU (1) | HU224767B1 (en) |
| WO (1) | WO2003096374A1 (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4707602A (en) * | 1985-04-08 | 1987-11-17 | Surface Science Laboratories, Inc. | Fourier transform time of flight mass spectrometer |
| GB9617312D0 (en) * | 1996-08-17 | 1996-09-25 | Millbrook Instr Limited | Charged particle velocity analyser |
-
2002
- 2002-05-08 HU HU0201537A patent/HU224767B1/en not_active IP Right Cessation
-
2003
- 2003-05-08 AU AU2003230043A patent/AU2003230043A1/en not_active Abandoned
- 2003-05-08 WO PCT/HU2003/000037 patent/WO2003096374A1/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| HUP0201537A2 (en) | 2003-12-29 |
| HU0201537D0 (en) | 2002-07-29 |
| WO2003096374A8 (en) | 2004-02-12 |
| AU2003230043A1 (en) | 2003-11-11 |
| WO2003096374A1 (en) | 2003-11-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6870157B1 (en) | Time-of-flight mass spectrometer system | |
| EP0425658B1 (en) | Method and apparatus for producing an arbitrary excitation spectrum for fourier transform mass spectrometry | |
| US6300626B1 (en) | Time-of-flight mass spectrometer and ion analysis | |
| EP0575778B1 (en) | Method and apparatus for providing tailored exitation as in Fourier transform mass spectrometry | |
| US5015848A (en) | Mass spectroscopic apparatus and method | |
| Taylor | Resolution and sensitivity considerations of an Auger electron spectrometer based on display LEED optics | |
| US4761545A (en) | Tailored excitation for trapped ion mass spectrometry | |
| US8304717B2 (en) | Measurement of ion mobility spectra | |
| WO1990009637A1 (en) | Method and means for parallel frequency acquisition in frequency domain fluorometry | |
| US4707602A (en) | Fourier transform time of flight mass spectrometer | |
| EP0919067B1 (en) | Charged particle velocity analyser | |
| JPH03504765A (en) | Picosecond multiharmonic Fourier fluorometer | |
| Natarajan et al. | Classical squeezing of an oscillator for subthermal noise operation | |
| CN105185685B (en) | The method for being gathered in fourier transform mass spectrometer and assessing mass spectrogram | |
| US8198584B2 (en) | Measurement of ion mobility spectra with analog modulation | |
| US6580068B1 (en) | Method and apparatus for time dispersive spectroscopy | |
| Fernández et al. | Effect of sequence length, sequence frequency, and data acquisition rate on the performance of a Hadamard transform time-of-flight mass spectrometer | |
| Skoutnev et al. | Fast sweeping probe system for characterization of spokes in E× B discharges | |
| HU224767B1 (en) | Continuous ion emitting time-of-flight mass spectrometer and method for selective determining ion current of different mass/charge ratio ions | |
| JPS6160374B2 (en) | ||
| JPH04212255A (en) | Linear predictive ion cyclotron resonance spectromer device and method | |
| Hars et al. | Time-of-flight (TOF) mass spectrometer without pulses of any kind, with continuous ion introduction | |
| Knorr et al. | Fourier transform time-of-flight mass spectrometry | |
| Wolf | Fast sweep experiments in microwave spectroscopy | |
| Zerega et al. | A new operating mode of a quadrupole ion trap in mass spectrometry: part 2. Multichannel recording and treatment of the ion times of flight |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of definitive patent protection due to non-payment of fees |