RU2005104476A

RU2005104476A - Спектрометр ионной подвижности

Info

Publication number: RU2005104476A
Application number: RU2005104476/28A
Authority: RU
Original assignee: Капустин Владимир Иванович (RU); Капустин Владимир Иванович
Priority date: 2005-02-21
Filing date: 2005-02-21
Publication date: 2006-08-10
Also published as: RU2293977C2

Claims

1. Спектрометр ионной подвижности, включающий последовательно расположенные вдоль аксиальной оси симметрии спектрометра источник ионов, например, с радиоизотопной, лазерной или поверхностной ионизацией органических молекул, поступающих в спектрометр в составе анализируемого потока воздуха, электрически изолированную ионную линзу, имеющую центральный канал диаметром d, сообщающийся с полостью источника ионов, устройство для разделения ионов по параметрам их дрейфовой подвижности на воздухе, выполненное в виде дрейфового пространства, образованного зазором между внутренней цилиндрической поверхностью диаметром D₁ внешнего и внешней цилиндрической частью поверхности диаметром D₃<D₁ внутреннего электродов устройства, причем зазор между электродами устройства сообщается с центральным каналом ионной линзы, и блок коллектора ионов, соединенный с устройством для разделения ионов через электрические изоляторы, при этом сторона ионной линзы, совмещенная с центральным каналом и обращенная в сторону устройства для разделения ионов, выполнена в виде расширяющегося канала, диаметр которого монотонно увеличивается от значения d до значения D₁ и который на расстоянии L₅ от его начала совмещен через первый электрический изолятор, имеющий внутреннюю цилиндрическую поверхность диаметром D₁, с внутренней цилиндрической поверхностью внешнего электрода устройства для разделения ионов, при этом торец внутреннего электрода устройства для разделения ионов, обращенный в сторону ионной линзы, выполнен в виде выпуклой аксиально-симметричной поверхности, плоскость совмещения которой с цилиндрической частью поверхности внутреннего электрода отстоит от начала расширяющегося канала ионной линзы на расстояние L<L₅, а вершина которой смещена от начала расширяющегося канала ионной линзы на расстояние 0<L₂<L, при этом внешняя поверхность внутреннего электрода устройства для разделения ионов совместно с внутренней поверхностью расширяющегося канала ионной линзы образуют второй зазор, имеющий переменную площадь сечения зазора, отличающийся тем, что ионную линзу выполняют в виде по крайней мере двух аксиально-симметричных электрически изолированных электродов, а второй зазор между электродами спектрометра выполняют таким образом, что величина площади его сечения имеет по крайней мере один локальный максимум.

2. Спектрометр по п.1, отличающийся тем, что величина площади сечения второго зазора имеет один локальный максимум, равный S₂=(16÷40)·πd²/4, при этом диаметры цилиндрических участков поверхности внешнего и внутреннего электродов устройства для разделения ионов выбирают из условий D₁=(1,10÷1,25)·D₃ и π(D₁ ²-D₃ ²)/4=(8÷15)·πd²/4.

3. Спектрометр по п.2, отличающийся тем, что расширяющийся канал ионной линзы выполняют в виде первого усеченного конуса высотой L₄<L, переходящего во второй цилиндрический канал ионной линзы диаметром D₁, сопряженный по внутреннему диаметру с первым электрическим изолятором, выпуклую часть поверхности внутреннего электрода устройства для разделения ионов выполняют в виде двух сопряженных по диаметру D₄<D₃ первого конуса, обращенного вершиной в сторону центрального канала ионной линзы, и второго усеченного конуса, сопряженного по большему диаметру D₃ с цилиндрической частью поверхности внутреннего электрода устройства для разделения ионов, а плоскость сопряжения первого конуса и второго усеченного конуса отстоит от начала расширяющегося канала ионной линзы на расстоянии L₁<L₄, при этом угол между образующими первого конуса меньше угла между образующими первого усеченного конуса, а угол между образующими второго усеченного конуса больше угла между образующими первого усеченного конуса, причем величины L₁ и D₃ выбирают из условия, что сечение S₂ локального максимума площади сечения второго зазора совпадает с усеченной конусной поверхностью, проведенной во втором зазоре таким образом, что ее образующие сопряжены с линией сопряжения первого конуса и второго усеченного конуса внутреннего электрода устройства для разделения ионов.

4. Спектрометр ионной подвижности по п.2, отличающийся тем, что величина площади сечения второго зазора имеет второй локальный максимум, равный S₁=(5,5÷15)*πd²/4 и лежащий в плоскости сечения второго зазора по конусной поверхности, проведенной в зазоре таким образом, что вершина этой конусной поверхности совмещена с вершиной выпуклой поверхности торца внутреннего электрода устройства для разделения ионов, при этом вершина первого конуса внутреннего электрода выполнена в виде выпуклой шаровой поверхности, сопряженной по касательным с образующими первого конуса внутреннего электрода на расстоянии L₃ от начала расширяющегося канала ионной линзы, причем L₂<L₃<L₁.

5. Спектрометр по п.4, отличающийся тем, что величину L₃ выбирают из условия, что величина площади сечения S₃ второго зазора по усеченной конусной поверхности, проведенной во втором зазоре таким образом, что ее образующие перпендикулярны образующим первого усеченного конуса и сопряжены с линией сопряжения шаровой и конусной поверхностей внутреннего электрода устройства для разделения ионов, лежит в интервале S₃=(1÷5)·πd²/4.