СПОСОБ АНАЛИЗА ИОНОВ ПО МАССАМ Советский патент 1968 года по МПК H01J49/26 

Изобретение относится к способам массопектрального анализа с Применением накопления ионов регистрируемой массы в колеблющемся пакете.

Известен способ анализа конов по массам, по которому изменение частоты ионизации во

гл

времени осуществляется по закону f ,

где постоянные а и в выбираются при градуировании прибора. При этом число суаммируемых пакетов выбирается строго одинаковым для каждой массы и в пределах линейной зависимости выходного сигнала датчика от числа суммируемых пакетов.

В предложенном способе в последовательность действий вводится новая операция, заключающаяся IB удалении части ионов в процессе каждого колебания, тролорциональной их общему числу. Кроме того изменяется операция суммирования элелтентарных колеблющихся ионов каждой массы. Число суммируемых пакетов выбирается не строго одинаковым для каждой массы, а для каждой массы суммируется любое число пакетов, большее минимальной величины, которая определяется достигаемой точностью количественных измерений.

Применение указанных операций позволяет более простыми методами достичь высокой

точности количественных измерений, снять ограничения на закон изменения частоты ионизации во времени, создать равноправные условия но чувствительности и разрешающей способности для всех масс регистрируемого диапазона.

Способ заключается в следующем. Пусть (у-заряд ионов определенной массы, образующийся в результате отдельного акта ионнзацни, а Л - коэффициент прохождения ионов, т. с. , Показывающее какая часть ионОВ из обш,его количества проходит через анализатор масс при одном колебании. При этом после nepBoio колебания к сигнальному электроду датчика приблизится Kq ионов, после второго () К и т. д. В результате п актов ионизации и сум: 1ирований к сигнальному электроду приблизится уже пакет ионов с зарядом:

Q „ (/(2а q 2п-2 )

/уУ. /./(-/С)

и 1Из полученного выражения видно, что после любого числа колебаний Q,, будет пропорциональным а с точностью до коэффициента, не зависящего от массы ионов. Таким образом, выходные сигналы, индуцируемые на сигнальном электроде анализатора масс после п -

колебании ионов того или иного газа, пропорциональны зарядам ионов отдельных ионизации, т. е. .прспори,иональны .парциальным да влениям соответствующих газов.

В статическом режиме, т. е. при суммировании бесконечного числа элементарных пакетов q, Qn- будет возрастать до тех пор, пока число удаляемых за один период колебаний ионов, не станет равным числу ионов, которое гюстунает .в анализатор масс в результате отдельного акта ионизации. При , Qn будет ассимптотически приближаться 1 своему предельному значению:

Kq

Qoo

l-K

Отсюда видно, что пр.и бесконечно большом числе суммируемых пакетов ионов, выходной сигнал тоже будет прапорциональным заряду ионов отдельного акта ионизации, т. е. в статическом режиме работы массспектрометрического датчика будут соблюдаться количественные соотношения между выходными сигналами и соответствующими ларциональными давлениями.

В динамическом режиме при быстром изменении частоты ионизации для осуществления количественных измерений с точностью е необходимо и достаточно, чтобы было просуммировано для каждой из масс число элементарных пакетов большее «niin , определяемого нз следующего соотнощения:

J Jne

Т ь

При /( 0,95 для достижения погрешности количественных измерений не более 4 %, достаточно, чтобы было просуммировано число элементарных пакетов каждой массы большее

«ш,.

Удаление из колеблющихся пакетов части ионов, пропордиональной их общему количеству, может быть осуществлено рядом известных устройств и Приемов, например постановкой па 1Пути колеблющихся ионов сеток, системы электродов или магнитного поля.

Предмет изобретения

Способ анализа ионов тю массам с накоплением ионов в пакетах, колеблющихся в электрическом поле анализатора масс, и регистрир01ванием на сигнальном электроде переменных напряжений, отличающийся тем, что,

с целью повыщения точности и чувствительности анализа, из колеблющихся пакетов, удаляют, например, с помощью сеток, системы электродов или магнитного поля часть ионов, пропорциональную их общему числу.