SU198034A1 - Времяпролетный масс-спектрометр - Google Patents

Description

Описываемое устройство относитс  к области масс-спектрометрии, в которой анализ массового состава производитс  при помощи безмагнитных приборов с разделением ионов разных масс вследствие разности времени пролета ионными пакетами онределенного рассто ни . Разрешающа  способность при этом определ етс  степенью сфокусированности пакетов у приемника. Вследствие наличи  начальных энергий у ионов и разных мест возникновени  ионов в источнике (что также эквивалентно разбросу по энерги м) ионные пакеты к концу дрейфа расплываютс , максимально достижима  разрешающа  способность у приборов с м не превышает 200-300.

Известные врем пролетные масс-спектрометры содержат импульсный ионный источник с трем  электродами, дрейфовое бесполевое пространство и приемник ионов.

Описываемый масс-спектрометр отличаетс  от известных тем, что в конце дрейфового пространства установлено последовательно два сетчатых конденсатора с тормоз щими электрическими пол ми, а в ионном источнике имеетс  четвертый электрод, установленный непараллельно по отношению к остальным электродам. Это позвол ет значительно (до нескольких тыс ч) увеличить разрешающую способность масс-спектрометра и исключить

попадание на приемник рассе нных ионов, вторичных электронов и ионов.

На фиг. 1 и 2 изображен описываемый массспектрометр .

Он состоит из ионного источника 1 с электродами 2-5, пространства дрейфа 6, сетчатых конденсаторов 7, 8 vi детектора 9 (плоский умножитель).

Конденсаторы с зазорами dr и d к создают тормоз щие напр жени  UT и UK. Врем  пролета в пространстве дрейфа и зазоре ат тем меньше, чем больше скорость иона. Врем  нролета в отражающем поле с зазором к, наоборот, при увеличении энергии ионов

увеличиваетс , так как врем  движени  до остановки иона из закона измененн  количества

движени  mV dt будет , где

т - масса иона; q - зар д иона; V - его скорость . Полное врем  движени  в конденсаторе dK будет 2 t.

Такнм образом, при онределенном соотношении параметров системы молсно изменение

времени пролета иона на пути L+dr при изменении его энергии скомпенсировать противоположным изменением времени пролета в отражающем ионе конденсатора

второго пор дка малости) необходимо иметь два зазора с двум  независимо регулируемыми пол ми.

Таким образом, при выходе из области электрических полей ионный пакет может иметь практически ту же длительность, какую оп имел в начале дрейфа. Прием пакетов про 1зводитс  на плоский ириемпик-умпожитель 9.

Так как ири такой траектории ионов требуетс , чтобы угол между плоскостью иопиого накета и вектором скорости ионов Vnomi. был отличен от 90°, то обычный импульсный ионный источник не приемлем.

В предлагаемой конструкции ионного источника с трем  зазорами зазор dg позвол ет осуществить пространственную временную фокусировку ионов ири выходе ионов из источника . Наклонное положение электрода 5 отношению к остальным электродам позвол ет получить изменение угла между плоскостью пакета и вектором Vnom. па величину а. Измен   соотношение нанр жений LJ-, можно измен ть угол а (нри Уз 0, а 0).

Предмет изобретени 

1.Врем пролетный масс-спектрометр, содержаш ,ий импульсиый ионный источнике трем  электродами, дрейфовое беснолевое пространство и приемник ионов, отличающийс  тем, что, с нелью повышени  разрешаюндей снособпости, в конце дрейфового пространства параллельно пакету ионов установлено последовательно два сетчатых конденсатора с тормоз ш,нми электрическими пол ми.

2.Масс-спектрометр но п. 1, отличающийс  тем, что, с целью получеии  узких плоских ионных пакетов в начале дрейфа с вектором скорости ионов, не нерпендикул рным плоскости пакета, в ионном источнике имеетс  четвертый электрод, установленный непараллельно по отношению к остальным электродам.

Г

/-ь

1Л.

Hh

ft-N и-Ц

п ,

-I

Г V

6/

Фиг.