СПОСОБ ПИТАНИЯ АНАЛИЗАТОРА ГИПЕРБОЛОИДНОГО МАСС-СПЕКТРОМЕТРА Российский патент 1996 года по МПК H01J49/42 

Описание патента на изобретение RU2068599C1

Изобретение относится к гиперболоидной масс-спектрометрии и может быть использовано при разработке приборов данного вида с высокой чувствительностью и разрешающей способностью.

Известны гиперболоидные масс-спектрометры, в которых реализуется импульсный метод питания электродов анализатора прибора [1] при котором на электроды анализатора подают импульсы разной полярности, но одной и той же длительности (меандр). Этот метод имеет ряд преимуществ, главным из которых является возможность практически мгновенно изменять режим питания, реализуя современные версии алгоритмов работы прибора.

Одним из недостатков такого способа питания является недостаточная чувствительность масс-спектрометра, обусловленная резким нарастанием амплитуды колебаний ионов при смещении фазы их ввода в анализатор от значения, соответствующего оптимальной фазе I-го рода (при которой амплитуда колебаний равна Ro, где Ro координата ввода частицы в поле при начальной скорости равной нулю).

Известен способ питания гиперболоидного масс-спектрометра импульсным сигналом [2] В прототипе для питания электродов анализатора используют импульсный сигнал большой скважности. При этом уменьшается скорость нарастания амплитуды колебаний ионов при отклонении начальной фазы ввода от оптимальной фазы I-го рода. В прототипе, благодаря удлинению одного из импульсов удается увеличить чувствительность в 300 раз.

Основным недостатком прототипе является то, что несмотря на некоторое увеличение чувствительности в нем, радикального увеличения чувствительности не происходит ввиду того, что АФХ (амплитудно-фазовая характеристика) имеет в оптимальной фазе I-го рода минимум (т.к. амплитуды колебаний, равные Ro, имеют бесконечно малое число ионов, поскольку диапазон фаз, соответствующий этому условию, стремится к нулю).

Техническим результатом изобретения является создание способа питания анализатора гиперболоидного масс-спектрометра, при котором радикально увеличивается чувствительность прибора за счет изменения формы АФХ таким образом, чтобы условию равенства амплитуды колебаний ионов Ro соответствовал бы конечный участок начальных фаз ввода.

Указанный результат достигается тем, что на электроды анализатора в течение периода высокочастотного импульсного напряжения по крайней мере один раз подают последовательно импульсные напряжения одной и той же полярности, в паузе между которыми на все электроды анализатора подают один и тот же потенциал.

Как следует из приведенного выше описания предлагаемого способа питания на электродную систему в рабочем режиме подают двухполярный периодический импульсный сигнал. Это эквивалентно подаче на электроды в течение периода последовательности из двух импульсов различной полярности. В отличии от аналога и прототипа в предлагаемом способе структура по крайней мере одного из этих импульсов изменяется: он разделяется на два однополярных импульса, разделенных промежутком времени, в течение которого на все электроды анализатора подают один и тот же потенциал. В этих условиях, в промежутке между этими импульсами в объеме анализатора существует бесполевое пространство и ионы движутся с постоянной скоростью. Такой способ питания приводит к изменению вида АФХ, что и определяет существенное увеличение чувствительности. Область АФХ, соответствующая условию Rмакс Ro при 0 резко расширяется (для прототипа и аналога протяженность этой области равна нулю). Проведенные расчеты показывают, что выигрыш от использования данного изобретения составляет 70 100 раз при разрешении 200 и существенно растет при увеличении разрешения.

На рисунке приведена одна из возможных форм импульсного напряжения, подаваемого на электроды анализатора типа трехмерной ловушки по предлагаемому изобретению. Здесь относительные длительности двух однополярных импульсов 1 и 2 равны 0,1 (от длительности периода To импульсного ВЧ сигнала), а длительность промежутка между ними 0,7. Ниже приведена АФХ (Ro 1, 0, Ro начальная координата иона, начальная скорость) для точки, лежащей вблизи вершины общей диаграммы стабильности. На приведенном рисунке хорошо видно, что длительность промежутка фаз, соответствующего 100% захвату частиц по этой координате, равен длительности временного промежутка между однополярными импульсами по данному изобретению.

Таким образом, использование предлагаемого способа питания анализатора гиперболоидного масс-спектрометра позволяет по сравнению с существующими значительно повысить чувствительность прибора.

Похожие патенты RU2068599C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ АНАЛИЗА ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ (ИОНОВ) В ГИПЕРБОЛОИДНЫХ МАСС-СПЕКТРОМЕТРАХ 2013
  • Шеретов Эрнст Пантелеймонович
  • Карнав Татьяна Борисовна
  • Иванов Владимир Васильевич
  • Петров Владимир Васильевич
  • Шеретов Андрей Эрнстович
RU2557010C2
СПОСОБ ПИТАНИЯ ГИПЕРБОЛОИДНОГО МАСС-СПЕКТРОМЕТРА 1998
  • Шеретов Э.П.
  • Карнав Т.Б.
RU2211503C2
СПОСОБ ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОДНЫХ СИСТЕМ ГИПЕРБОЛОИДНОГО МАСС-СПЕКТРОМЕТРА 1998
  • Шеретов Э.П.
  • Колотилин Б.И.
  • Гуров В.С.
  • Брыков А.В.
RU2203517C2
СПОСОБ ПИТАНИЯ АНАЛИЗАТОРА ГИПЕРБОЛОИДНОГО МАСС-СПЕКТРОМЕТРА И ГИПЕРБОЛОИДНЫЙ МАСС-СПЕКТРОМЕТР 1991
  • Шеретов Эрнст Пантелеймонович
  • Мамонтов Евгений Васильевич
RU2010392C1
СПОСОБ АНАЛИЗА ИОНОВ ПО УДЕЛЬНЫМ ЗАРЯДАМ В КВАДРУПОЛЬНЫХ МАСС-СПЕКТРОМЕТРАХ ПРОЛЕТНОГО ТИПА (МОНОПОЛЬ, ТРИПОЛЬ И ФИЛЬТР МАСС) 2009
  • Шеретов Эрнст Пантелеймонович
  • Викулов Валерий Викторович
  • Карнав Татьяна Борисовна
  • Иванов Владимир Васильевич
  • Петров Владимир Васильевич
  • Шеретов Андрей Эрнстович
RU2399985C1
СПОСОБ АНАЛИЗА ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ В ГИПЕРБОЛОИДНОМ МАСС-СПЕКТРОМЕТРЕ 1998
  • Шеретов Э.П.
  • Карнав Т.Б.
RU2199793C2
СПОСОБ АНАЛИЗА ИОНОВ ПО УДЕЛЬНЫМ ЗАРЯДАМ В ГИПЕРБОЛОИДНОМ МАСС- СПЕКТРОМЕТРЕ ТИПА "ТРЕХМЕРНАЯ ЛОВУШКА" С ВВОДОМ АНАЛИЗИРУЕМЫХ ИОНОВ ИЗВНЕ 2001
  • Шеретов Эрнст Пантелеймонович
  • Иванов Владимир Васильевич
  • Карнав Татьяна Борисовна
  • Филиппов Игорь Владимирович
RU2269180C2
СПОСОБ АНАЛИЗА ИОНОВ ПО УДЕЛЬНЫМ ЗАРЯДАМ В ГИПЕРБОЛОИДНОМ МАСС-СПЕКТРОМЕТРЕ ТИПА "ТРЕХМЕРНАЯ ЛОВУШКА" С ВВОДОМ АНАЛИЗИРУЕМЫХ ИОНОВ ИЗВНЕ 2001
  • Шеретов Эрнст Пантелеймонович
  • Иванов Владимир Васильевич
  • Карнав Татьяна Борисовна
  • Филиппов Игорь Владимирович
RU2269179C2
СПОСОБ ВВОДА АНАЛИЗИРУЕМЫХ ИОНОВ В РАБОЧИЙ ОБЪЕМ АНАЛИЗАТОРА ГИПЕРБОЛОИДНОГО МАСС-СПЕКТРОМЕТРА ТИПА ТРЕХМЕРНОЙ ЛОВУШКИ 1997
  • Шеретов Э.П.
  • Шеретов А.Э.
RU2133519C1
СПОСОБ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОГО АНАЛИЗА В ГИПЕРБОЛОИДНОМ МАСС-СПЕКТРОМЕТРЕ ТИПА ИОННОЙ ЛОВУШКИ 1992
  • Шеретов Э.П.
  • Рожков О.В.
RU2019887C1

Реферат патента 1996 года СПОСОБ ПИТАНИЯ АНАЛИЗАТОРА ГИПЕРБОЛОИДНОГО МАСС-СПЕКТРОМЕТРА

Способ питания анализатора гиперболоидного масс-спектрометра относится к масс-спектрометрии и может быть использован при создании гиперболоидных масс-спектрометров с высокой разрешающей способностью и чувствительностью. Сущность изобретения: в течение периода высокочастотного напряжения, подаваемого на электроды анализатора, по крайней мере один раз подают друг за другом импульсные напряжения одной и той же полярности, разделенные временным промежутком. В промежуток между этими импульсами на все электроды анализатора подают один и тот же потенциал. Это позволит значительно увеличить чувствительность прибора за счет изменения формы амплитудно-фазовой характеристики. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 068 599 C1

Способ питания анализатора гиперболоидного масс-спектрометра, включающий подачу на электроды анализатора периодического двухполярного импульсного высокочастотного напряжения, отличающийся тем, что в течение периода высокочастотного напряжения по крайней мере один раз подают последовательно импульсные напряжения одной и той же полярности, в паузе между которыми на все электроды анализатора подают одинаковый потенциал.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1996 года RU2068599C1

Шеретов Э.П
и др
Генератор ВЧ-напряжения для масс-спектрометра
- ПТЭ, N 4, 1989, с.171 - 174
Способ питания датчиков квадрупольных масс-спектрометров 1979
  • Шеретов Эрнст Пантелеймонович
  • Веселкин Николай Викторович
  • Сафонов Михаил Петрович
SU1088090A1
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1

RU 2 068 599 C1

Авторы

Шеретов Эрнст Пантелеймонович

Даты

1996-10-27Публикация

1994-06-22Подача