SU917237A1 - Устройство питани квадрупольного масс-анализатора - Google Patents

Устройство питани квадрупольного масс-анализатора Download PDF

Info

Publication number
SU917237A1
SU917237A1 SU792807867A SU2807867A SU917237A1 SU 917237 A1 SU917237 A1 SU 917237A1 SU 792807867 A SU792807867 A SU 792807867A SU 2807867 A SU2807867 A SU 2807867A SU 917237 A1 SU917237 A1 SU 917237A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
voltage
amplifier
constant
voltages
electrodes
Prior art date
Application number
SU792807867A
Other languages
English (en)
Inventor
Ростислав Николаевич Галль
Александр Федорович Кузьмин
Анатолий Семенович Мелешкин
Евгений Яковлевич Мельничук
Олег Николаевич Яковлев
Original Assignee
Специальное Конструкторское Бюро Аналитического Приборостроения Научно-Технического Объединения Ан Ссср
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Специальное Конструкторское Бюро Аналитического Приборостроения Научно-Технического Объединения Ан Ссср filed Critical Специальное Конструкторское Бюро Аналитического Приборостроения Научно-Технического Объединения Ан Ссср
Priority to SU792807867A priority Critical patent/SU917237A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU917237A1 publication Critical patent/SU917237A1/ru

Links

Landscapes

  • Electron Tubes For Measurement (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)

Description

(5) УСТРОЙСТВО ПИТАНИЯ КВАДРУПОЛЬНОГО МАСС-АНАЛИЗАТОРА

Claims (3)

  1. Изобретение относитс  к массспектрометрии , а именно к квадрупольным масс-спектрометрам. В современных квадрупольных массспектрометрах на электроды масс-анализаторов прикладываетс  напр жение, высокочастотна  составл юща  которого обычно имеет частоту, равную нескольким меглгерцам и максимальную амплитуду 3-5 кВ при максимальной величине посто нной составл ющей ±(500-850)8. К этим напр жени м предъ вл ютс  крайне жесткие требовани : нестабильность частоты не более 10-10, нестабильность амплитуды высокочастотной составл ющей не более 10 10, синхронность изменени  посто нной и переменной составл ющих напр жени  не хуже 10-10 равенство по модулю напр жений положительной и отрицательной пол рности не хуже 10. Известно устройство дл  стабилизации напр жений на электродах квадрупольного масс-анализатора, содержащее источники управл ющих напр жений , операционный усилитель, высокочастотный генератор с симметричным выходом, нагруженный на электроды квадрупольного масс-анализатора,операционные сопротивлени , сопротивление регулировки разрешающей способности масс-спектрометра, разв зывающие дроссели, детектор обратной св зи и детекторы формировани  напр жений посто нного тока положительной и отрицательной пол рности,  вл ющихс  посто нными составл ющими напр - , жени , прикладываемого к электродам масс-анализатора tl. Недостатком этого устройства  вл етс  низка  стабильность получаемых таким образом посто нных составл ющих напр жени , так как указанные детекторы не охвачены отрицательной обратной св зью, вследствие чего на стабильность посто нных составл ющих напр жени  сильно вли ет 39 расстройка контура, дрейф детекторов и т.п. Известно также устройство дл  стабилизации напр жений на электродах квадрупольного масс-анализатора содержащее источник управл ющего напр жени , операционный усилитель, двухтактный высокочастотный генератор с симметричным выходом, нагруженный на электроды квадрупольного масс анализатора, операционные сопротивлени , сопротивлени  дл  регулировки отношени  посто нных составл ющих к переменной, разв зывающие высокочастотные дроссели и детектор . Недостатком этого устройства  вл  етс  недостаточна  стабильность отно шений посто нных напр жений к переменному , вызванна  тем, что положительна  составл юща  напр жени  подаетс  на электроды масс-анализатора непосредственно от источника управл ющего напр жени , а отрицательна  составл юща  - с выхода детектора . Дрейф детектора вызывает изменени  отношений посто нных напр жений к переменному на электродах квадрупольного масс-анализатора. Кроме того , схема устройства не позвол ет сканировать напр жени  в любом участ ке их рабочего интервала (т.е. не поз вол ет сканировать масс-спектр в любом заданном участке массовых чисел) а также затрудн ет ее стыковку с ЭВМ, так как при управлении работой этого устройства от ЭВМ требуетс  большое напр жение (до 500-800 В), равное посто нной составл ющей напр жени  на электродах масс-анализато ра, в то врем  как ЭВМ не обеспечивает таких уровней управл ющего напр жени , вследствие чего в цепи управлени  требуетс  применение дополнительных усилительных устройств. Наиболее близко , к предлагаемому устройство дл  стабилизации напр жений на Электродах квадрупольного масс-анализатора, содержащее источни ки посто нного и пилообразного напр жений , операционные.у.силители.двух тактный высокочастотный генератор с симметричным выходом, нагрузкой которого  вл ютс  электроды квадруполь ного масс-анализатора, операционные сопротивлени  и сопротивление регулировки ртношеии  посто нных составл ющих к переменной (т.е. регулировки разрешающей способности масс-спек 74 рометра), разв зывающие дроссели и детектор 3. Недостатками устройства  вл ютс  недостаточные симметри  и стабильность отношени  посто нных напр жений к переменным масс-анализатора вследствие применени  в схеме этого устройства операционного усилител , создающего напр жение посто нного тока отрицательной пол рности. Причина заключаетс  в том, что усилитель  вл етс  неинвертирующим, это значит, что диапазон синфазных входных напр жений не может превышать 10В, т.е. на его вход может быть подана лишь крайне мала  часть напр жени  с выхода детектора. На вход усилител  может быть подано любое по величине напр жение . В св зи с тем, что динамический диапазон усилителей должен составл ть 1000 с целью перекрыти  полного диапазона регистрируемых масс, входной сигнал должен измен тьс  от 10 В до 10 мВ, А это означает,что уровень дрейфа и шумов усилителей не должен превышать 1-0,1 мкВ, так как требуема  нестабильность напр жений должна составл ть 10 во всем интервале рабочих напр жений, т.е. и при рабочих напр жени х, равных 10 мВ. В рассматриваемом устройстве сигнал, снимаемый с сопротивлени ,  вл етс  опорным дл  усилителей, поэтому допустимое максимальное значение этого сигнала лимитируетс  возможност ми усилител . При столь малых значени х входного напр жени  велика роль реально существующих дрейфа и шумов этих усилителей, а также других помех на стабильность получаемых посто нных составл ющих напр жени , а следовательно, на симметрию и стабильность отношени  посто нных напр жений к переменным. Следует добавить, что к усилител м предъ вл ютс  жесткие требовани  по быстродействию, они должны обеспечивать нарастание напр жений от минимального до максимального значений , т.е. в 10 раз за «Т мс. Это требование еще более затрудн ет получение низкого уровн  шумов этих усилителей. Цель изобретени  - повышение стаильности и симметричности питающих напр жений. Поставленна  цель достигаетс  тем, то в устройстве питани  квадрупольогв масс-анализатора, содержащем ге5 нератор напр жени  высокой частоты, выход которого подключен к электрода масс-анализатора и к детектору с заземленным катодом, усилитель, подключенный к управл ющему входу генератора, инвертирующий усилитель вход которого подключен к детектору, а выход - к одной паре электродов анализатора, источник опорного напр жени  и генератор пилообразного напр жени , подключе 1ные через операционные сопротивлени  ко входу усилител , выход детектора подключен непосредственно к второй паре электродов масс-анализатора. На чертеже приведена предлагаема  схема устройства. Устройство содержит источники 1 и 2 регулируемого посто нного и пилообразного напр жений, операционный усилитель 3, высокочастотный генератор k с симметричным выходом, руженный на электродь 5 квадрупольного масс-анализатора, операционные сопротивлени  6-8, сопротивление 9 регулировки посто нных напр жений к переменному, разв зывающие дроссели 10 и 11, детектор 12, операционное сопротивление 13 и инвертирующий операционный усилитель Н. Устройство работает следующим образом . На вход усилител  3 в зависимости от рода работы (ручна  развертка,автоматическа  циклическа , программна  от ЭеМ) через соответствующие операционные сопротивлени  подаетс  управл ющее напр жение. Усилитель 3 представл ет собой суммирующий усилитель , обеспечивающий работу как от одного , так и от нескольких источников управл ющих напр жений.Усилитель 3, генератор k и детектор 12 представл ют собой систему стабилизации амплитуды высокочастотного напр жени , охваченную отрицательной обратной св зью. Высокочастотное напр жение с выхода генератора через емкостный делитель подаетс  на вход детектора 12. Напр жение посто нного тока отрицательной пол рности с Выхода детектора 12, пропорциональное амплитуде высокочастотного напр жени , подаетс  на вход усилител  3 через операционное сопротив ление 8 и сравниваетс  с опорным напр жением, подаваемым от источников управл ющих напр жений. Разность между опорным напр жением и напр же76 нием обратной св зи, усиленна  усилителем 3, воздействует на вход генератора Ц таким образом, чтобы свести разность этих напр жений к минимуму с требуемой точностью. Посто нна  составл юща  отрицательной пол рности, снимаема  с большей части сопротивлени  9 цепи детектора 12 системы стабилизации амплитуды высокочастотного напр жени ,подаетс  через разв зывающий дроссель 11 на одну пару электродов 5 массанализатора , а посто нна  составл юща  положительной пол рности, формируема  инвертирующим усилителем , - через разв зывающий дроссель 10 на другую пару электродов 5 массанализатора . Отношение посто нных, составл ющих напр жений к амплитуде переменного напр жени  регулируетс  переменным сопротивлением 9. Положительный эффект достигаетс  тем, что в предлагаемом устройстве на вход усилител  1 подаетс  практически все напр жение, подаваемое на электроды 5 анализатора (при максимальной амплитуде высокочастотного напр жени  5 кВ это составл ет 850 В). При требуемом перекрытии 1о минимальное напр жение на входе этого усилител  составл ет 0,85 В, т.е. примерно в 100 раз больше, чем в известном устройстве где оно составл ет 10 мВ. Таким образом, резко улучшаетс  отношение сигнал/шум в канале формировани  посто нного напр жени  положительной пол рности. Посто нна  составл юща  отрицательной пол рности снимаетс  практически с полного сопротивлени  9, так как диапазон регулировки отнойюни  посто нной составл ющей к амплитуде переменной составл ющей составл ет всего 0,160-0,168.0 Так как токовой нагрузкой цепей каналов формировани  посто нного положительного и отрицательного напр жений  вл ютс  ионные крайне малые токи (10 ), возникающие из-за попадани  раздел емых ионов на электроды 5 анализатора, а коэффициент передачи усилител  1Л выбираетс  равным 1 с наперед заданной точностью, то в каналах формировани  посто нного положительного и отрицательного напр жений симметри  этих напр жений может быть получена с требуемой наперед заданной точностью. Вли ние дрейфа детектора 12 однаково сказываетс  на величину напр жений посто нного тока как положительной, так и отрицательной пол рности, вследствие чего исключаетс -нарушение симметри отношени  посто нных составл ющих напр жени  к амплитуде высокочастот ной составл ющей. Таким образом, за счет существен ного повышени  рабочих напр жений на выходе усилител  Ц достигаетс  повышение симметрии м стабильности прецизионного отношени  посто нных составл ющих напр жени  к амплитуде переменной составл ющей. Формула изобретени  Устройство питани  квадрупольног масс-анализатора, содержащее генератор напр жени  высокой частоты, выход которого подключен к электродам масс-анализатора и к детектору с заземленным катодом усилитель. подключенный к управл ющему входу генератора, инвертирующий усилитель, вход которого подключен к детектору, а выход - к одной паре электродов анализатора, источник опорного напр жени  и генератор пилообразного напр жени , подключенные через операционные сопротивлени  к входу усилител , отличающеес  тем, что, с целью повышени  стабильности и симметричности питающих напр жений , выход детектора подключен непосредственно к второй паре электродов масс-анализатора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Описание масс-спектрометра, QSi-156-600 фирмы Riber, Франци , 977.
  2. 2.Авторское свидетельство СССР Н 363029, кл. Н 01 J .
  3. 3.Описание масс-спектрометра Quad 250В фирмы Varian, США, 1972.
    -D
    fn
    - Ч
SU792807867A 1979-08-10 1979-08-10 Устройство питани квадрупольного масс-анализатора SU917237A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792807867A SU917237A1 (ru) 1979-08-10 1979-08-10 Устройство питани квадрупольного масс-анализатора

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792807867A SU917237A1 (ru) 1979-08-10 1979-08-10 Устройство питани квадрупольного масс-анализатора

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU917237A1 true SU917237A1 (ru) 1982-03-30

Family

ID=20845564

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792807867A SU917237A1 (ru) 1979-08-10 1979-08-10 Устройство питани квадрупольного масс-анализатора

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU917237A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5354988A (en) * 1991-10-24 1994-10-11 Fisons Plc Power supply for multipolar mass filter

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5354988A (en) * 1991-10-24 1994-10-11 Fisons Plc Power supply for multipolar mass filter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4766312A (en) Methods and apparatus for detecting negative ions from a mass spectrometer
US2714136A (en) Stabilized direct-coupled amplifier
US4221964A (en) Control system for mass spectrometer
US20210391869A1 (en) Precision high voltage power supply with dual feedback loop
SU917237A1 (ru) Устройство питани квадрупольного масс-анализатора
JPS59116556A (ja) 粒子ゾンデによる信号経過の測定の際に擾乱を抑制するための方法および装置
JPH0972883A (ja) 四重極質量分析計の制御方法及びこの方法を実施するための制御回路装置
US5001416A (en) Apparatus and method for detecting and measuring changes in linear relationships between a number of high frequency signals
DE102012211598B4 (de) Stabilisierte Elektronenvervielfacher-Anode für Massenspektrometrie-Anwendungen und ein Verfahren zu deren Betrieb
JPH0294242A (ja) 四重極質量分析装置
EP0463880A1 (en) Amplifier
US5177359A (en) Quadrupole mass spectrometer having plural stable regions
US4662748A (en) Apparatus for measuring luminescence lifetime
US4686466A (en) Method for automatically setting the voltage resolution in particle beam measuring devices and apparatus for implementation thereof
Roberto Aiello et al. Log‐ratio technique for beam position monitor systems
SU457482A1 (ru) Устройство дл стабилизации напр жений на стержн х квадрупольного массспектрометра
KR950004762B1 (ko) 방전가공장치
SU813538A1 (ru) Устройство питани датчика квад-РупОльНОгО MACC-СпЕКТРОМЕТРА
GB957084A (en) Improvements relating to mass spectrometers
Caldwell A New Balanced Electrometer Circuit
SU824406A1 (ru) Усилительное устройство
SU1190374A1 (ru) Высоковольтный стабилизированный источник посто нного напр жени
SU1457016A1 (ru) Устройство питани квадрупольного масс-анализатора
JPS61170652A (ja) 質量分析法
RU2018189C1 (ru) Устройство питания анализатора квадрупольного масс-спектрометра