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

Предлагаемьш способ относится к области масс-снектрометр.ического анализа. Известный Способ анализа ионов по массам с регистрацией сигнальных напряжений, индуцированных колеблющимися ионами на сигнальном электроде в пространстве дрейфа, обладаег рядом существенных недостатков, возникающих в результате наличия значительного фона несинхронных и кратных масс.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что на управляющем электроде поддерживают напряжение того же порядка, что и потенциал катода, кото-рое в момент подхода к управляющему электроду регистрируемых ионов изменяют до напряжения, равного потенциалу на противоположном конце пространства дрейфа. Это позволяет увеличить разрешающую способность анализа и исключить наличие эффекта кратных масс и шумового фона ионов несинхронных масс.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства для осуществления описываемого способа; на фиг. 2 - симметрично-е распределение потенциала в пространстве дрейфа; на фиг. 3 - несимметричное раснределе«ие.

Разделение ионов по массам в предлагаемом способе нроисходит следующим образом. Несимметричное распределение потенциала в пространстве дрейфа периодически поддерживают симметричным путем подачи на управляющий электрод 3 прямоугольных положительных импульсов. Ионизирующие электроны во время отсутствия положительных импульсов в зависимости от степени рассиметризации потенциала могут и не проникать в пространство дрейфа.

При подаче на управляющий электрод 3 симметризующего положительного импульса электроны попадают в пространство дрейфа

и образовавшиеся при этом ионы в своем движении в симметричном распределении потенциала подходят вплотную к электроду 5. После исчезновения симметризующего импульса возвращающиеся ионы высаживаются на

электрод 3, так как при движении от электрода 5 к электроду 4 они проходят больщую разность потенциалов, чем тормозящая разность (потенциалов между электродами 4 н 3. Для регистрации определенной массы т на

электрод 3 подают короткие симметризующиз импульсы с частотой следования, равной частоте колебаний ионов регистрируемой массы

где и - потенциал на центральном электроде; с - константа, определяемая геометрией

пространства дрейфа; (7 -заряд иона.

Ионы синхронной регистрируемой массы индуцируют на электроде 5 переменное напряжение, которое, как и в известном фарвитронпом способе, с целью регистрации усиливается широкополосным усилителем. Для регистрации ионов другой массы изменяют частоту следования симметризующих импульсов до синхронизации с частотой колебаний ионов этой массы. несинхронных масс при этом через одно или несколько колебаний высаживаются на электрод 3, как только они попадают при своем движении от электрода 5 к электроду 3 в несимметричное распределение потенциала. Таким образом, ионы несинхронных масс автоматически удаляются из пространства дрейфа и не индуцируют на сигнальном электроде 5 шумового сигнала, ограничивающего регистрацию малых сигнальных напряжений.

С целью увеличения чувствительности в предлагаемо способе, по аналогии с фарвитронным может применяться накопление ионов регистрируемой массы в колеблющемся пакете. Для этого электроны, эмиттированные катодом 1, модулируют с помощью электрода 2 с частотой колебаний регистрируемой синхронной массы. Образовавшиеся в результате отдельных актов ионизации заряды ионов синхронной массы суммируются, и амплитуда индуцированного ими сигнала возрастает пропорционально их суммарному заряду.

Наконление ионов синхронной массы в колеблющемся цакете по предлагаемому способу, в отличие от фарвитронного, используется только для повышения чувствительности, но не для разделения ионо-в по массам. По предлагаемому способу выделение регистрируемой массы происходит и в случае, если однократно в пространство дрейфа в момент симметричного распределения потенциала ввести пакет ионов различных масс.

Предмет изобретения

Способ анализа ионов по массам с регистрацией сигнальных напряжений, индуцированных колеблющимися ионами на сигнальноМ

электроде пространства дрейфа, образованного системой электродов с управляющим электродом, отличающийся тем, что, с целью увеличения разрешающей способности, ликвидации эффекта кратных масс и устранения шумового фона нонов несинхронных масс, на управляющем электроде поддерживают напряжение того же порядка, что и потенциал катода, которое в момент подхода к управляющему электроду регистрируемых ионов

изменяют до напряжения равного потенциалу на противоположном конце пространства дрейфа.