RU2623729C2 - Времяпролетный масс-спектрометр с нелинейным источником ионов - Google Patents
Времяпролетный масс-спектрометр с нелинейным источником ионов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2623729C2 RU2623729C2 RU2015122340A RU2015122340A RU2623729C2 RU 2623729 C2 RU2623729 C2 RU 2623729C2 RU 2015122340 A RU2015122340 A RU 2015122340A RU 2015122340 A RU2015122340 A RU 2015122340A RU 2623729 C2 RU2623729 C2 RU 2623729C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ion
- ion source
- mass spectrometer
- time
- flight mass
- Prior art date
Links
Images
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
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области масс-спектрометрии, преимущественно для космических исследований и для применения в других областях при условиях жестких ограничений массы и габаритов. Времяпролетный масс-спектрометр снабжен ионным источником с нелинейным ускоряющим промежутком, выполненным в виде набора кольцевых электродов, приемником и источником ионов. Изобретение позволяет повысить разрешающую способность прибора за счет уменьшения временной дисперсии ионных пакетов в плоскости приемника. 1 ил.
Description
Изобретение относится к приборостроению, средствам автоматизации и системам управления, а именно к области космических исследований.
Известен времяпролетный масс-спектрометр, содержащий мишень, ускоряющие сетки выталкивающего промежутка, электростатический линейный отражатель, приемник ионов (статья: Мамырин Б.А., Шмикк Д.В. Линейный масс-рефлектрон. - ЖЭТФ, 1979, т. 76, в. 5, с. 1500-1505). За счет использования линейно изменяющегося электрического поля в масс-рефлектроне достигается более высокое значение разрешающей способности по сравнению с классической схемой масс-спектрометра при тех же габаритах и потенциале ускоряющего промежутка.
Недостатками прибора являются низкая разрешающая способность и малый диапазон измеряемых масс.
Известен масс-спектрометр с нелинейным по продольной оси электрическим полем, содержащий сеточную сборку источника ионов, выполненную в виде кольца, внутренний диаметр которого больше или равен диаметру детектора, трубку, в которой установлена коаксиальная цилиндрическая система, внутренний и внешний диаметр которой соответственно равен внутреннему и внешнему диаметру сеточной сборки источника ионов, обладающий более высокой чувствительностью (патент РФ: №1651327, H01J 49/40, опубл. БИ №19, 23.05.91 г.).
Недостатком данной конструкции является сложность точного формирования напряжений на элементах коаксиальной цилиндрической системы, которые авторы предлагают подбирать экспериментально.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому масс-спектрометру является выбранный в качестве прототипа времяпролетный масс-спектрометр, содержащий коаксиально расположенные источник ионов, приемник ионов, трубку дрейфа и отражатель ионов, выполненный в виде сплошной резистивной пленки с нелинейным осевым распределением потенциала электростатического поля, нанесенной на диэлектрическое основание (патент РФ: №2239910, 7 H01J 49/40, опубл. бюл. №31, 10.11.2004 г.).
Недостатком прототипа является невозможность компенсировать временной разброс ионов, вызванный их начальным разбросом по координате внутри пространства ионизации.
В основу изобретения положена задача повышения разрешающей способности устройств для анализа нейтрального газа при минимизации массогабаритных характеристик.
Поставленная задача достигается тем, что во времяпролетном масс-спектрометре, содержащем коаксиально расположенные источник ионов, приемник ионов, трубку дрейфа и отражатель ионов, выполненный в виде сплошной резистивной пленки с нелинейным осевым распределением потенциала электростатического поля, нанесенной на диэлектрическое основание, согласно изобретению ускоряющий промежуток источника ионов содержит кольцевые электроды, образующие нелинейный участок ускорения и ограничивающие его сетки, подключенные к резистивному делителю.
Сущность устройства поясняется чертежом, где изображена схема времяпролетного масс-спектрометра с нелинейным ускоряющим промежутком.
Времяпролетный масс-спектрометр содержит трубку дрейфа 1, источник ионов 2, кольцевые электроды 3, образующие нелинейный участок ускорения, ограничивающие его сетки 4 и 5, управляемый источник импульсного напряжения 6, подключенный к резистивному делителю 7, заземленные сетки 8, нелинейный отражатель 9, источник тока и напряжения 10, подключенный к резистивному делителю 11, приемник ионов в виде микроканальной пластины 12, устройство управления 13 и аналого-цифровой преобразователь 14.
Источник тока и напряжения 10 подключен к нелинейному отражателю через резистивный делитель 11, источник изменяемого во времени импульсного напряжения 6 подключен к ограничивающим нелинейный участок ускорения сеткам 4 и 5 и к кольцевым электродам через резистивный делитель 7, устройство управления 13 формирует управляющие сигналы для источника тока и напряжения 10 и управляемого источника импульсного напряжения 6, аналого-цифровой преобразователь 14 преобразует сигналы с приемника ионов 12 в цифровую форму для обработки в устройстве управления 13, трубка дрейфа 1 и сетки 8 заземлены.
Особенностью устройства является то, что напряжение на кольцевых пластинах 3 подбирается таким образом, чтобы внутри нелинейного участка ускоряющего промежутка реализовалось оптимальное распределение потенциала согласно выражению:
где d - расстояние между сетками 5 и 8, ϕ1 - ускорение на линейном ускоряющем промежутке, t(x0) - время пролета иона с нулевой энергией, стартовавшего от сетки 5.
При этом нелинейный отражатель 9 компенсирует возникший вследствие неравномерного ускорения ионов энергетический разброс и фокусирует ионы в плоскости приемника ионов 12.
Расстояние между кольцевыми электродами ускоряющего промежутка, как и их внутренний диаметр, должно быть выбрано достаточно малым для возможности точного восстановления нелинейного распределения потенциала. Отражающий потенциал на нелинейном отражателе 9 для отражения ионов должен превышать потенциал на сетке 4.
Claims (1)
- Времяпролетный масс-спектрометр с нелинейным источником ионов, содержащий коаксиально расположенные источник ионов, приемник ионов, трубку дрейфа и отражатель ионов, выполненный в виде сплошной резистивной пленки с нелинейным осевым распределением потенциала электростатического поля, нанесенной на диэлектрическое основание, отличающийся тем, что ускоряющий промежуток источника ионов содержит кольцевые электроды, образующие нелинейный участок ускорения и ограничивающие его сетки, подключенные к резистивному делителю.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015122340A RU2623729C2 (ru) | 2015-06-10 | 2015-06-10 | Времяпролетный масс-спектрометр с нелинейным источником ионов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015122340A RU2623729C2 (ru) | 2015-06-10 | 2015-06-10 | Времяпролетный масс-спектрометр с нелинейным источником ионов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015122340A RU2015122340A (ru) | 2016-12-27 |
RU2623729C2 true RU2623729C2 (ru) | 2017-06-29 |
Family
ID=57759271
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015122340A RU2623729C2 (ru) | 2015-06-10 | 2015-06-10 | Времяпролетный масс-спектрометр с нелинейным источником ионов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2623729C2 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1651327A1 (ru) * | 1987-12-28 | 1991-05-23 | Институт космических исследований АН СССР | Врем пролетный масс-спектрометр |
RU112788U1 (ru) * | 2010-12-20 | 2012-01-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" | Устройство сопряжения |
WO2013052318A1 (en) * | 2011-09-25 | 2013-04-11 | Theranos, Inc. | Systems and methods for multi-analysis |
RU2504045C2 (ru) * | 2012-04-11 | 2014-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Времяпролетный масс-спектрометр с нелинейным отражателем |
-
2015
- 2015-06-10 RU RU2015122340A patent/RU2623729C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1651327A1 (ru) * | 1987-12-28 | 1991-05-23 | Институт космических исследований АН СССР | Врем пролетный масс-спектрометр |
RU112788U1 (ru) * | 2010-12-20 | 2012-01-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" | Устройство сопряжения |
WO2013052318A1 (en) * | 2011-09-25 | 2013-04-11 | Theranos, Inc. | Systems and methods for multi-analysis |
RU2504045C2 (ru) * | 2012-04-11 | 2014-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Времяпролетный масс-спектрометр с нелинейным отражателем |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015122340A (ru) | 2016-12-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9209005B2 (en) | Method and apparatus for mass spectrometry | |
US9373490B1 (en) | Time-of-flight mass spectrometer | |
AU2013374169B2 (en) | Multi-reflection high-resolution time of flight mass spectrometer | |
EP2720251A2 (en) | MCP unit, MCP detector, and time-of-flight mass spectrometer | |
US20140084155A1 (en) | Spatial focusing ion gate assembly and spatial focusing ion mobility spectrometer | |
US9362098B2 (en) | Ion optical element | |
RU2504045C2 (ru) | Времяпролетный масс-спектрометр с нелинейным отражателем | |
RU2623729C2 (ru) | Времяпролетный масс-спектрометр с нелинейным источником ионов | |
RU170979U1 (ru) | Времяпролетный масс-спектрометр с автоматической настройкой нелинейного отражателя | |
CN105702558B (zh) | 一种消除飞行时间质谱仪离子初始位置分散的方法 | |
US10128098B2 (en) | System and methodology for expressing ion path in a time-of-flight mass spectrometer | |
Kurnin et al. | Bradbury-Nielsen gate electrode potential switching modes optimizing the ion packet time width in an ion mobility spectrometer | |
RU2239910C2 (ru) | Времяпролетный масс-спектрометр | |
RU136237U1 (ru) | Анализатор энергий и масс заряженных частиц | |
GB2534892A8 (en) | An ion mirror, an ion mirror assembly and an ion trap | |
RU120512U1 (ru) | Электростатический анализатор энергии заряженных частиц | |
RU2616930C2 (ru) | Пучковый монитор | |
Yan et al. | Monte Carlo simulation of electron transport in low-light-level image intensifier | |
US6791079B2 (en) | Mass spectrometer based on the use of quadrupole lenses with angular gradient of the electrostatic field | |
Bimurzaev | A TOF mass spectrometer with higher resolution and sensitivity via elimination of chromatic TOF aberrations of higher orders | |
Harting | A combined energy and angle analyzer for scattered electrons | |
RU2769377C1 (ru) | Времяпролетный масс-спектрометр | |
RU2504044C2 (ru) | Циклический масс-спектрометр газовых частиц | |
Chakraborty et al. | A ToF-MS with a Highly Efficient Electrostatic Ion Guide for Characterization of Ionic Liquid Electrospray Sources | |
RU2547456C2 (ru) | Электронный умножитель |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180611 |