Opal lutego 1962 r. s HilF ^ Urzedu roleflewegoj POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 45465 KI. 42 1, 4/12 Przemyslowy Instytut Elektroniki4) Warszawa, Polska Rezonansowy analizator gazów fypu omegatron Paitent trwa od dnia 22 maja 1961 r.Przedmiotem wynalazku jest analizator ga¬ zów itypu omegatron, pracujacy na zasadzie re¬ zonansu jonowego w stalym polu magnetycz¬ nym i prostopadlym do niego zmiennym polu elektrycznym.Znane dotychczas omegatromy typu Hipplea, zaopatrzone w zespól pierscieni, których za¬ daniem jest polepszenie jednorodnosci pola elektrycznego, posiadaja te zasadnicza wade, ze uzyskanie niezbednego, idealnie równolegle¬ go ustawienia poszczególnych pierscieni zwia¬ zane jest z koniecznoscia zastosowania smacz¬ nej ilosci elementów wsporczych, co z kolei w$lywa na bledy pomiaru spowodowane „wply¬ wem tla". Ponadto wytwarzanie omegatronów tego typu jest bardzo skomplikowane tech¬ nologicznie, a zatem kosztowne.W celu usuniecia tych wad zastosowano pro¬ stsza konstrukcje omegatronu typu AUperta, *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze twórca wynalazku jest mgr inz. Boguslaw Maska. którego istotnym elementem jest komora rezo¬ nansowa w ksztalcie szescianu, jednak wada dotychczasowych rozwiazan tego typu urzadzen jest ich duza bezwladnosc spowodowana utrud¬ niona dyfuzja gazu do komory rezonansowej.Wady tej nie ma analizator rezonansowy wedlug wynalazku, dzieki temu, ze scianki je¬ go komory rezonansowej sa zaopatrzone w uklad otworów, umozliwiajacy swobodna dy¬ fuzje gazów splywajacych do omegatronu. Po*- nadto, w odróznieniu od znanych dotychczas rozwiazan, w kJtórych elektrody sa polaczone z korpusem lampy, omegatron wedlug wyna¬ lazku ma wszystkie elektrody zwiazane za po¬ moca ukladu izolatorów uchwytów i wsporni¬ ków z komora rezonansowa, co ma te zalete, ze zapobiega odksztalceniom wzajemnego po¬ lozenia tych elementów w czasie produkcji i eksploatacji urzadzenia.Analizator rezonansowy wedlug wynalazku jest uwidoczniony na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia schemat komory rezonati-sowej analizatora, fig,~2 — schematyczny prze¬ krój przez analizator, fig. 3 14 — widok per¬ spektywiczny analizatora, a fig. 5 — przykla¬ dowy spektrogram, wykonany za pomoca ana¬ lizatora.Podstawowym elementem analizatora wedlug wynalazku jest komora rezonansowa majaca postac szesciennego pudelka, którego cztery sciany boczne 1, 2, 3, 4 sa ze soba polaczone, natomiast scianka dolna 5 1 górna 6, otacza¬ jace elektrody sa z nimi zwiazane za pomoca uchwytów 17' i izolatorów 16 (fig. 3) z zacho¬ waniem odpowiedniego odstepu. W sciankach 2 i 4 znajduja sie male otwory 7, przez które przeplywa strumien ,elektronów, emitowany przez katode 8 i powodujacy jonizacje gazu, zawartego wewnatrz komory. W celu uzyska¬ nia wlasciwego przeplywu gazu przez komore, jej naprzeciwlegle sciany 1 i 3 sa zaopatrzone w uklad otworów 9.Doswiadczenie wykazalo, ze najmniejsza de¬ formacje pola elektrycznego wytworzonego przez potencjal imiennej czestotliwosci przy¬ lozony do elektrod 5 i 6 uzyskuje sie przy ukladzie czterech otworów, których osie leza na osiach glównych scian 113 komory rezo¬ nansowej w jednakowych odleglosciach od pun¬ ktu symetrii tych scian. W otworze górnej plytki umieszczony jest odizolowany od niej kolektor 10 jonów, polaczony przepustem li, ekranowanym za pomoca cylindrycznego ekranu 12 (fig. 3) ze wzmacniaczem pradu stalego.Miedzy katoda 8 polaczona przepustami 13 z ukladem zarzenia a sciana 2 komory rezonan¬ sowej jest ponadto umieszczona plyta ognisku¬ jaca 14, polaczona przepustem 15 ze zródlem napiecia stalego, przy czym zarówno przepusty 13 katody, przepust 15 plyty ogniskujacej jak i sama plyta 14 sa polaczone ze sciana 2 ko¬ mory rezonansowej za pomoca izolatorów 16 i uchwytów 17. Po przeciwnej stronie komo¬ ry rezonansowej u wylotu otworu 7 w scia¬ nie 4 umieszczony jest kolektor elektronów 18, polaczony z ta sciana za pomoca izolatorów 16 i uchwytów 17.Obudowe analizatora stanowi oslona próz- nio-szczelna w postaci banki szklanej 19, w której dolnej stopce 20 wtopione sa przepusty elektrod, a w górnej — przepust 11 kolektora 10 jonów. Do bocznej sciany obudowy 19 przy- topiona jest rurka 21 (fig. 2) odprowadzajaca gaz z umieszczona wewnatrz niej rurka do¬ prowadzajaca 22, której wylot 23 jest skie¬ rowany na otwory 9 komory rezonansowej.W polozeniu roboczym omegatron jest umiesz¬ czony miedzy biegunami magnesu wytwarzaja¬ cego jednorodne pole magnetyczne.Dzialanie rezonansowego analizatora gazów wedlug wynalazku opisano ponizej.Badany gaz doprowadzony do omegaitronu rurka 22, a nastepnie otworem 9 do wnetrza komory rezonansowej, zostaje w niej zjonizo- wany; strumieniem elektronów emitowanych przez katode .& który jest ogniskowany przez plyte 14 i równoleglle do istrumienia pole ma¬ gnetyczne wytworzone przez nieuwidoczniony na rysunku magnes. Utworzone wewnatrz komory jony gazu znajdujace sie pod wplywem pola ma¬ gnetycznego i prostopadlego do niego zmiennego sinusoidalnie pola elektrycznego regulowanej czestotliwosci, wyltworzonego miedzy scianami 5 i 6 komory — zostaja wprawione w ruch w plaszczyznie prostopadlej do pola magne¬ tycznego, przy czym te sposród jonów (rezo¬ nansowe), których pulsacja wlasna magnetycz¬ na flr okreslona równaniem e • B Qr = _, m gdzie e — ladunek jonu m — masa jonu B — indukcja pola magnetycznego równa jest czestotliwosci poda elektrycznego poruszaja sie po torze spiralnym i uderzaja w kolektor jonów 10, pozostawiajac na nim swoje ladunki elektryczne. Inne natomiast jo¬ ny (nierezonansowe) nie dochodza do kolekto¬ ra. Wartosc otrzymanego w ten sposób pradu jonowego przeplywajacego przez kolektor jest miara cisnienia czastkowego gazu, spelniaja¬ cego warunek rezonansu.Zmieniajac w sposób ciagly czestotliwosc po¬ la elektrycznego uzyskuje sie spektrogram, w którym wysokosc szczytów pradu jonowego (fig. 5) jest miara cisnienia czastkowego sklad¬ ników gazu w komorze rezonansowej. Zanali¬ zowany gaz przeplywa z komory rezonansowej przez otwory 9 w sciance 3 do wnetrza obu¬ dowy 19 skad jest odprowadzany rurka 21.Dzieki zastosowaniu ukladu przewodów do^ prowadzajacego 22 i odprowadzajacego 21 oraz otworów 9 w sciankach 113 komory uzyskuje sie moznosc ciaglego przeplywu gazu przez ana¬ lizator i zmniejszenie bezwladnosci pomiaru.Analizator wedlug wynalazku znajduje zastosowanie do analizy gazów o masach mniejszych od 100 J. M. A. w zakresie cisnien od 10-4 do 10-10 Tr. PL