Анализатор гиперболоидного масс-спектрометра типа трехмерной ловушки Советский патент 1988 года по МПК H01J49/42 

4ib СС

;

Изобретение относится к области масс-спектрометрии и может быть использовано при создании простых в изготовлении гиперболоидных масс- спектрометров типа трехмерной ловушки.

Целью изобретения является упрощение процесса сборки и юстировки поле образующих электродов, а также упро- щение изготовления анализатора гипер болоидного масс-спектрометра типа трехмерной ловушки.

На фиг. 1 приведено схематическое изображение предпагаемого устройства анализатораi на фиг. 2 - профили кольцевого и торцового электродов анализатора.

Ниже приведены распределение потенциалов вдоль оси Z и его отклоне- ние от идеального дпя данного анализатора.

Продолжение таблицы

На фиг. 1 изображено устройство, содержащее торцовые электроды 1, детекторы 2 ионов, кольцевой электрод 3, выполненный в виде цилиндра, ионизирующий электронный поток 4, каналы 5 в торцовом электроде 1 для вывода ионов на детекторы 2, ионы 6, образующиеся в рабочем объеме анализатора путем ионизации молекул остаточного газа, и канал 7 в кольцевом электроде 3 для ввода ионизирующего электронно1 о потока 4, источник 8 ионизирующего электронного потока 4.

На фиг. 2 обозначено: 30 t-m - радиус кольцевого электрода; 2d 28,5 мм - расстояние между торцовыми электродами,- D( 9 мм, D 30 мм, DI 42 мм, Dj 56 мм - ди- .аметры оснований первого и второго усеченных конусов соответственно} h 3,68 мм, h 4 мм - их высоты соответственно.

Устройство по фиг. 1 работает следующим образом.

Через канал 7 в рабочий объем анализатора импульсно от источника 8 - электронов вводится ионизирующий электронный поток 4. Молекулы оста- точного газа ионизируются, полученные таким образом ионы 6 сортируются в высокочастотном с постоянной составляющей поле, которое получается в в рабочем объеме при подаче на кольцевой электрод 3 относительно торцовых электродов 1 напряжения U + cos (л) t. После сортировки ионы 6 выводятся через каналы 5 вывода в торцовых электродах 1 в сто- -рону детекторов 2 ионов.

В предлагаемом устройстве анализатора кольцевой электрод выполнен в виде цилиндра. Он не имеет плоскости симметрии, перпендикулярной оси Z, и поэтому снимается задача выставления плоскостей симметрии кольцево- го и торцовых электродов. Одновременно резко уменьшаются трудности изготовления кольцевого электрода. Но использование кольцевого электрода в виде цилиндра приводит к появлению значительных искажений поля в рабочем объеме анализатора. Для ком- пенсации этих искажений необходимо подбирать профили торцовых электродов. Расчеты показывают, что наимень шие искажения в распределении потенциала в рабочем объеме анализатора будут тогда, когда торцовые электроды вьтолнены в виде системы из двух соосных усеченных конусов, геометрические размеры которых определяются соотношениями

:Di:h:h :d 0,63:2,11:2,95:3,91:0,26:0,28:1,

где D, D, Dj, диаметры оснований первого и второго конусов соответственно;

h и h - их высоты соответственно.

Причем применение для аппроксимации числа конусов, больше двух, приводит лишь к усложнению конструкции торцовых электродов без улучшения качества поля в рабочем объеме анализатора.

По данному изобретению значительно упрощается юстировка полезадающих электродов анализатора, так как цилиндрический электрод не имеет оси симметрии, проходящей перпендикулярно оси Z. Это позволяет в 2-3 раза снизить затраты рабочего времени на .

- ю

14379384

сборку прибора. В совокупности в 4-6 ,раз уменьшаются трудности изготовления анализаторов гиперболоидных масс-спектрометров типа трехмерной ловушки без существенного ухудшения аналитических характеристик прибора.

5

Формула изобретения

Анализатор гиперболоидного масс- спектрометра типа трехмерной ловушки, содержащий один кольцевой И два торцовых полезадающих электрода, в которых вьтолнены каналы для ввода иони-- зирующего электронного потока и вывода ионов, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса сборки и юстировки электродной систе0 мы 3. также упрощения ее изготовления, кольцевой электрод выполнен в виде цилиндра, а торцовые электроды вьтолнены в виде системы из двух соосных усеченных конусов, обращенных

5 вершинами к центру электродной системы анализатора, геоме трические размеры которых связаны соотношением

D, , :D; :h:h :d 0,63:2,11:2,95:3,91:0,26:0,28:1,

0

где D

I

г

D M D; 5

h и

2d

диаметры оснований конусов, из которых вьтолнены торцовые электро хы, м,

высоты конусов,MJ

расстояние между торцовыми электродами, м.

- - Ur GKdrt

Изобретение может быть использовано при создании гиперболоидньк масс-спектро1. Цель изобретения упрощение процесса сборки и юстировки полеобразующих электродов, а также зшрощение изготовления анализатора. Кольцевой электрод выполняют в виде цилиндра. Торцовые электроды вьшолняют в виде системы из двух со- осных усеченных конусов, обращенных вершинами к центру электродной системы анализатора. Геометрические размеры последних описываются соотношениями: D, :D,:D;:D{:h:h :d 0,63:2,11: :2,95:3,91:0,26:0,28:1, где D, , D, D,, D - диаметры оснований конусов, из которых вьшолнены торцовые электт родЫ h и h - высоты конусов; 2d - расстояние между торцовыми электродами. 2 ил., 1 табл. (Л