МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО Советский патент 1969 года по МПК G01N27/62 

Предложенное масс-спектрометрическое устройство предназначено для анализа ионов по массам в вакуумных системах.

Известное масс-спектрометрическое устройство фарвитрон, выпускаемое западногерманской фирмой «Лейбольд, обладает малой чувствительностью. В качестве сигнального электрода в фарвитроне используется ограничивающий электрод, выполненный в виде колпачка.

В описываемом устройстве сигнальным электродом служит одна или несколько катушек, соединенных между собой и с другими электродами с помощью разделительных и согласующих фильтрующих элементов. Предложенное масс-спектро.метрическое устройство более чувствительно, так как при расположении сигнального электрода в виде катушки в области наибольших скоростей колеблющихся ионов в соответствии с теоремой Рамо из-за динамического характера наведения сигнала индуцируется больший сигнал, чем на электроде в виде колпачка в фарвитроне. Кроме того, сигналы, индуцируемые в каждом витке катушки, суммируются.

Предложенное устройство (схема его изображена, на фиг. 1) содержит ионный и.сточниК, включающий катод /, модулирующий электрод 2 и анод 3. Ионно-оитическая система анализатора масс образована фокусирующ,им электродом 4, катушками 5 6 для создания электрического поля в пространстве дрейфа ионов и для съема сигналов и ограничиваюц,пм электродом 7. Катушки 5 6 подключены к регистрирующему устройству S, а разделигельные емкости 5 относятся к фильтрующим элементам. Катушки могут быть намотаиы на ферритовые кольца 10, как показано на фиг. 2.

Электроды I, 2, 3 и ионном источнике служат для получеиия ионизирующего электронного луча, .модулируемого по пнтенсивности подачей на электрод 2 высокочастотного наиряжеиля. Потеициалы на электродах выбирают так, чтобы электроиы совершали колебания около анода 3 и ионизировали нейтральный газ. Пакеты ионов, образующиеся в результате модуляции ионизирующего электронного луча, колеблются вдоль оси пространства дрейфа между деталями 1-7 в электрическом поле, которое выбирается близким к параболическому. Пакеты ионов, содержащие ионы одинаковых удельных масс, колебльотся с частотой, зависящей только от массы ионов и распределения электрического поля.

Для выделения регистрируемой массы осуществляют накопление ее ионов в колеблющемся пакете путем сиихронизации частоты ионизации с частотой колебаний этих ионов.

Ионы несинхронных масс нри этом равномерно распределяются в пространстве дрейфа. Накопленные в колеблющемся пакете ионы индуцируют на сигнальных электродах, выполненных в виде катушек, напряжения, которые поступают на регистрирующее устройство 8. Смена регистрируемой массы осуществляется изменением частоты ионизации до синхронизации с частотой колебаний следующей массы.

Ионно-оптическая система описываемого устройства может быть изготовлена из отдельных секций катущек, создающих необходимое постоянное электрическое ноле и включенных так, чтобы сигналы, наведенные в отдельных секциях, суммировались. Для разделения по постоянному току отдельные секции катущек включаются через разделительные емкости. Один конец катущек но высокой частоте заземляется через разделительную емкость, другой конец соединяется с устройством 5 тоже через разделительную емкост, обеспечивающую прохождение высокочастотного сигнала и нрепятствующую прохол дению постоянного тока. С целью исключения возможности щунтирования высокочастотного

сигнала фильтрующими емкостями источника постоянного тока в цень подачи постоянного напряжения целесообразно включить разделительную индуктивность или маломощные фильтры.

Предмет изобретения

1.Масс-спектрометрическое устройство с регистрацией сигнала ионов, колеблющихся в пространстве дрейфа, содержащее ионный источник, ионно-оптическую систему с параболически.м распределением электрического поля вдоль ее оси, сигнальный электрод и регистрирующее устройство, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, центральные электроды ионно-оптической системы выполнены в виде катущек, подключенных к

регистрирующему устройству и соединенных между собой и с другими электродами с помощью разделительных и согласующих фильтрующих элементов.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, -ITO катущки изготовлены с сердечником из

фер ромагнитного материала.

г 3 ft

6 9

//