Ионно-электронный преобразователь для масс-спектрометра Советский патент 1975 года по МПК B01D59/44 G01N27/62 

1

Изобретение относится к регистраторам интенсивности загрязненных частиц, в частности к ионно-электронным преобразователям (НЭП), применяемым в аналитической массспектрометрии.

Известен ИЭП, представляющий собой ячейку плоского параллельного конденсатора, в котором одна обкладка с приложенным к ней потенциалом 25-40 кв является мишенью для падающего пучка ионов из анализатора масс-спектрометра, а другая, заземленная, - сцинтиллирующей пластмассой с нанесенной на нее тонкой пленкой алюминия. Под действием пучка первичных ионов из мищени выбиваются вторичные электроны р, которые, ускоряясь до кэв, попадают на сцинтиллятор и вызывают его свечение. Световые вспышки сцинтиллятора регистрируются фотоэлектронным умножителем (ФЭУ), находящимся вне вакуумной камеры ИЭП.

Недостатком известного преобразователя является высокий уровень шума как от ФЭУ, так и от автоэлектронов разрядов, возникающих в камере ИЭП на высоковольтном вводе. С целью снижения уровня шумов и повышения точности регистрации масс-спектра в предложенном преобразователе осуществляется регистрация вторичных электронов р одновременно с вторичным электромагнитным излучением Y, возникающим на мишени ИЭП, а

также применяется быстро-медленная схема совпадений-антисовпадений.

В результате значительно увеличивается отношение сигнал-фон, что дает возможность

регистрировать присутствие слабых линий масс-спектра в режиме счета отдельных частиц.

На фиг. 1 схематично показана конструкция предложенного преобразователя; на

фиг. 2 - его блок-схема.

ИЭП содержит камеру 1 с мишенью 2, цилиндрический вакуумный канал 3 с патрубком 4, оканчивающимся съемным фланцевым устройством 5, на котором смонтированы сцинтиллятор 6, призменный световод 7 и два фотоумножителя 8, 9. Прямой участок вакуумного канала также оканчивается съемным фланцевым устройством 10, на котором крепится счетчик 11, представляющий собой полупроводниковый детектор или сцинтиллятор

с ФЭУ. В канале 3 установлен электромагнит

12 для выделения и анализа электронов по

энергиям.

Электрическая часть ИЭП включает в себя

фотоумножитель 13 для регистрации фоновых излучений, световой диод 14 для проверки и настройки всего тракта, дискриминаторы, формирователи времени на туннельном диоде ДФВ1 - ДФВ4; усилители У - У4; одноканальные анализаторы амплитуды (OAj-ОА),

многоканальный анализатор амплитуды (МА), линию задержки на время т; быструю схему совпадения времени (БССВ); схему аптисовпадений (САС); медленную схему совпадений (МСС); пересчетные схемы (ПС). На блок-схеме не показаны генератор для питания светового диода, высоковольтные стабилизаторы для ФЭУ и блок питания схемы.

ИЭП работает следующим образом. Первичный пучок ионов, выходящий из анализатора масс-спектрометра, попадает на мишень ИЭП. Выбитые вторичные электроны, ускоренные до энергии 25-40 кэв, направляются в камеру анализатора вторичных электронов и под действием магнитного поля электромагнита 12 выводятся на сцинтиллятор 6 и регистрируются фотоумножителями 8 и 9. Сигналы ФЭУ 8 и 9 через ДФВз, ДФВ4 поступают на БССВ. На эту же схему через линию задержки поступает сформированный ДФВх сигнал от счетчика 11. Сигнал, полученный с БССВ, поступает на САС, на которую поступает сигнал с ФЭУ 13 через ДФВз, регистрирующего посторонние фоновые излучения и помехи. Благодаря такому включению улучщается OT idineHne сигнал-фон. Далее сигнал может поступать на регистрирующее устройство или на блок памяти, где происходит накопление информации.

Блок-схема позволяет наряду с анализом процесса по времени производить анализ в каждом канале по энергии (амплитуде сигнала). Сигнал вначале усиливается усилителями У - У4, а затем анализируется одноканальными анализаторами OAi - ОА4. Полученные сигналы поступают на МСС, на которую поступают также сигналы со схемы САС, и далее на регистрацию. Такие многократные

совпадения еще больше повышают отношение сигнал-фон.

Анализ электромагнитного .излучения может производиться многоканальным анализатором, который управляется сигналами со

схем совпадения, что обеспечивает дополнительный анализ. Кроме того, в МА может производиться и накопление .информации. Питание схемы производится от стабилизированного блока питания. Высоковольтные стабилизаторы осуществляют питание ФЭУ с оптимальным подбором режима по минимальному шуму, который осуществляется световым диодам. Световой диод служит также для проверки и настройки всего тракта.

гт

Предмет изобретения

Ионно-электронный преобразователь для масс-спектрометра, содержащий мишень, камеру и детектор вторичных электронов, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения точности измерения масс-спектра, он снабжен анализирующим магнитом, расположенным на пути траектории вторичных электронов, вакуумным каналом с патрубком для канализации

вторичных электронов и рентгеновского излучения и детектором рентгеновского излучения, причем детекторы вторичных электронов и рентгеновского излучения подвключены к схеме совпадений.

Пучок ионоб

US, t

t1

Риг.2