Квадрупольный трехмерный масс- СпЕКТРОМЕТР и СпОСОб ЕгО изгО-ТОВлЕНия Советский патент 1981 года по МПК H01J49/42 

1

Изобретение относится к масс-спектрометрии и может быть использовано при создании квадрупольных массспектрометров с высокой разрешающей способностью и большим сроком службы.

Известны трехмерные квадрупольные масс-спектрометры, в которых ионизация газа осуществляется электронным потоком, вводимым в рабочий объем датчика 1.

Однако в таких масс-спектрометрах срок службы датчиков ограничивается искажениями поля в их рабочем объеме, возникающими из-за образования диэлектрических углеводородных пленок на электродах при бомбардировке их электронным потоком. Как правило, наибольшее влияние оказывают пленки, образующиеся за-за засеяния электродов датчика вторичными электронами. Для уменьшения вторичного электронного потока в выходном торцовом электроде обычно выполняется отверстие для вывода больщей части первичного потока за пределы рабочего объема датчика.

Известен датчик трехмерного квадрупольного-масс-спектрометра с электродами в виде гиперболоидов, содержащий каналы для ввода и вывода ионизирующего электронного потока 2

Хотя вывод большей части ионизирующего потока за пределы рабочего объема и уменьшает скорость образования пленок на поверхности электродов, все же полностью избавиться от влияния пленок не удается из-за неflсовершенства фокусировки электронного потока. В результате на электродах датчика образуются диэлектрические пленки, причем из-за неравномерного рассеяния вторичного элект5ронного потока пленки образуются на отдельных областях поверхностей электродов в тем местах, на которые приходится наибольшая интенсивность вторичного электронного потока. Та0ким образом, в рабочем состоянии на рабочих поверхностях электродов известного датчика в некоторых местах имеются области, покрытые диэлектрическими пленками углеводородов,

5 образующимися под действием электронного потока. Это обуславливает низкие чувствительность и разрешающую способность масс-спектрометра и, соответственно, малый срок службы датчика.

Цель изобретения - увеличение увствительности, раз решающей ..способности и срока службы масс-спектрометра.

Указанная цель достигается тем, то вся рабочая поверхность электродов датчика покрывается диэлектрическими пленками углеводородов. Эти пленки образуют путем бомбардировки рабочих поверхностей электро-дов датчика электронным потоком в парах углеводородов с энергией электронов 100-150 эВ при плотности 1-3-Ю А/см в течение 2-3 ч при давлении в вакуумной камере 10 мм рт.ст.

Исследование физических свойств пленок и их влияние на срок службы датчика показывают, что срок службы в основном определяется изменетнием работы выхода пленок. Поскольку пленки имеют работу выхода отличную от работы выхода металлов, обычно используемых для электродов датчика, при образовании пленок возникает контактная разностьпотенциалов, и поверхность электрода стано-: вится неэквипотенциальной. Это и приводит к появлению искажений поля и, как следствие этого, к уменьшению и чувствительности, и разрешения прибора. При бомбардировке поверхности нержавеющей стали электрон ным потоком плотностью работа выхода образуемой пленки стабилизируется через 1,5-3 ч. Плотность вторичного потока в датчике на порядок меньше, и это объясняет тот факт, что обычно датчики таких анализаторов имеют срок службы 20-30 ч, после чего требуют проведения чистки электродов.

Если до монтажа датчика рабочие оверхности электродов покрыть такими пленками, то в процессе работы массспектрометра работа выхода мест, бомбардируемых электронным потоком, не изменяется и, таким образом, искажения поля в рабочем объеме минимальны. Другими словами, датчик трехмерного квадрупольного-масс-спектро метра с электродами, вся поверхность которых покрыта пленками углеводородов, образуемыми под действием электронной бомбардировки, обладают большим сроком службы.

Использование .в датчиках трехмерных квадрупольных масс-спектрометров электродов,. вся рабочая поверхность которых покрыта диэлектрическими пленками углеводородов, обраsyeivffiix при бомбардировке поверхностей электронами, позволяет в 20-30 раз увеличить срок службы датчиков таких приборов.

Формула изобретения

1.Квадрупольный трехмерный масс;:пектрометр с электродами в виде гиперболои.цов, отличающ йс я тем, что, с целью увеличения чувствительности, разрешающей способности и срока службы, вся рабочая поверхность э.пектродов покрыта пленками углеводородов.

2.Способ изготовления устройства по п. 1, отличающийс я тем, что пленки наносятся путем бомбардировки рабочих поверхностей электродов электронным потоком в парах углеводородов.

3.Способ По п. 2, отличающийся тем., то рабочие поверхности электродов облучают электронным потоком с энергией 100-150эВ при плотности 1-3-Ю -А/см в течение 2-3 ч при давлении в вакуумной камере рт.ст.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Шеретов Э.П. и др.- Приборы

и техника эксперимента, 1971, № 1.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 25899712,кл.Н 01 J 39/50 1978 (прототип),