Ионный источник масс-спектрометра Советский патент 1991 года по МПК H01J3/04 

Изобретение относится к области масс-спектрометрии и может быть использовано для анализа образцов твердой фазы.

Ионные источники масс-спектрометров для анализа твердых образцов методом поверхностной ионизации рассчитаны обычно на проведение.в процессе опыта анализа лишь одной пробы.

Известны источники ионов для одновременного анализа двух образцов твердой фазы, содержащие поворотный испаритель в виде керамического цилиндра или диска с двумя лентами, поочередно вводимыми в область ионизации.

Источники достаточно сложны из-за необходимости передачи движения в область высокого вакуума. Разборка всей ионной оптики при каждой замене образцов отнимает много времени; каждая разборка источника вносит не(Л

контролируемые изменения геометрии ионной оптики.

В качестве прототипа известен : ионный источник для анализа нескольких образцов, нанесенных на одну

оо лв:нту, закрепленную неподвижно. Источник обеспечивает лишь приблизи05тельное определение изотопного состава анализируемых проб из-за измене-ния эмиссионной способности ионов от различных областей ленты испарителя, имеющих разные потенциалы. Применение .его в серийном масс-спектрометре требует серьезной модернизации электронных схем. Конструкция источника не, позволяет производить замену образца

без разборки ионной оптики.

Цель изобретения - увеличение точности результатов анализа нескольких одновременно вводимых образцов, j poщение конструкции ионного источника и сокращение времени его перезарядки. Для достижения этой цели в предлагаемом источнике для анализа нескольких образцов твердой фазы, содержащем ленту испарителя, закреплен ную неподвижно, узел испарителя выполнен в виде неподвижного керамичес кого цилиндра с закрепленной при помощи нескольких контактных колец одной секционированной по числу проб лентой и независимой электрической коммутацией каждой секции, а сам узел смонтирован на специальных траверзах, установленных на катодных стойках источника. Конструкция испарителя представле на на чертеже. . На керамический цилиндр 1 по числу анализируемых проб напрессованы металлические кольца 2 (например, три). Цилиндр монтируется в серийном ленточном источнике масс-спектрометр параллельно щели вытягивающего элект рода 3 на двух траверзах, обеспечивающих быстрый съем и установку испа рителя через боковые окна стакана ионнооптической системы. Лента 4 из вольфрамовой (танталовой, рениевой) фольги крепится точечной сваркой ко всем кольцам цилиндра, чем осуществляется независимый подогрев каждой из ее частей через аЬ или Ъс. Для ло кализации пробы и предотвращения рас текания ее по ленте в центре каждой секции штампуется полукруглое углубление, как это показано на рисунке. Одновременно такая форма уменьшает температурную деформацию ленты при нагреве и исключает взаимное влияние проб друг на друга при испарении. Металлические кольца 2 обеспечивают достаточный теплосъем с нагреваемой секции, препятствуя разогреву соседних, не работающих в данное время участков. Шлиц 5 служит для точной ориентации испарителя в ионном источ нике j фиксация осуществляется стопор ньм винтом. Извлечение и установка испарителя производится без разборки источника и при наличии запасных испарителей замена проб отнимает несколько секунд. 04 Блок питания ленточного источника масс-спектрометра дополняется щеточным переключателем, коммутирующим поочередной нагрев каждой из секций испарителя. Секционированные ленты на участки с их независимым подогревом позволяет производить анализ более чем одного образца на одноленточном источнике ионов при сохранении равных потенциаЛОВ и, следовательно, неизменной эмиссионной способности каждого из участков. Для оценки эффективности данного источника проводят сравнение результатов определения изотопного состава калия в образцах KNOj с помощью серийного одноленточного источника масс-спектрометра МИ-1305 (источник № 1), источника, аналогичного прототипу (источник № 2) и предлагаемого ионного источника (источник № 3). Данные по параллельньгм измерениям десяти одинаковых образцов приведены в таблице. При многократных измерениях различных по изотопному составу проб, одновременно наносимых на ленту данного источника, взаимного влияния их друг на друга обнаружено не быпо. Время, затраченное на проведение десяти анализ ов, ч Погрешность результата анализа с надежностью 0,95, % 1,5 5:5 0,8-1 Как видно из таблицы, применение данного источника увеличивает точность результатов анализа, а также сокращает время его проведения за счет вакуумной подготовки нескольких образцов одновременно.

ИОННЫЙ ИСТОЧНИК МАСС-СПЕКТРОМЕТРА для одновременного анализа нескольких образцов твердой фазы, содержащий одну ленту испарителя, закрепленную неподвижно, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности результатов анализа, упрощения конструкции источника и сокращения времени замены образцов, узел испарителя выполнен в виде неподвижного керамического цилиндра с закрепленной при помощи нескольких контактных колец секционированной по числу проб лентой и независимой электрической коммутацией каждой секции, а сам узел смонтирован на траверсах, установленных на катодных стойках источника.