Коллекторное устройство масс-спектрометра Советский патент 1981 года по МПК H01J49/26 

I

Изобретение относится к технике масс-спектрометрии и может быть ис, Пользовано для автоматического регулирования, фокусировки и центрирования потока заряженных частиц в системах корпускулярной оптики.

Известны коллекторные устройства масс-спеКтрометров, где ионный луч автоматически удерживается на приемной щели коллектора путем регулирования ускоряющего ионы напряжения, для чего используется сигнал управления, поступающий с коллекторного устройства. Положение геометрической оси приемной щели коллектора при этом не изменяется. Сигнал управления может быть получен либо с дополнительных коллекторных устройств, либо по методу глодуляции ускоряющего (ИОНЫ напряжения и определения сигнала ошибки, возникакхдего в результате .периодического перемещения ионного луча по приемной щели коллектора либо с использованием дополнительных коллекторов и метода модуляции одно- временно f ij

Все известные системы автоматического удержания ионного луча на приемной щели коллектора с использованием сигнала управления требуют,

помимо создайия специальных коллекторных устройств, изготовления электронных систем реЛ1Страции и усиления г ионных токов, устройств обработки результатов и регулирования ускоряющего ионы напряжения, а также четкого их взаимодействия. .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уст10ройство фиксации максимума ионного тока масс-спектрометра с исполь зованием дифференциальной схемы, где перед основным колллектором ионов помещен дополнительный разрезной кол15лектор, -две половины которого образуют щель, меньшую, чем приемная щель входной диаграммы коллекторного устройства. Попадающие на обе стороны разрезного коллектора ионы

20 создают токи, которые усиливаются дифференциальным усилителем. Последний питает зеркальный гальванометр с фотозлектрической усилительной схемой, управляющей ускорянкцим напряжением ГзЗ

25

В данной системе точность фиксации максимума ионного тока на приемной щели коллектора зависит от стабильности, работы дифференциального усилителя и также необходимо примене-

30 ние специальных электронных и кинема тических устройств. Цель изобретения - повыгиение точности и надежности измерений за счет упрощения системы автоматического ,удержания максимума ионного тока на оси приемной щели, образуемой исполнительными коллекторгиии ионов. Указанная цель достигается тем, что в известном коллекторном устройстве масс-спектрометра, содержащем диафрагму с входной щелью, основной коллектор и два дополнительных, расположенных перед ним и образующих приемную щель, меньшую, чем входная, введено два элемента, обладающих эл«ктрострикционными свойствами, каж дый из которых электрически и механически жестко соединен с одним из дополнительных коллекторов, например пьезокристаллами. Пьезокристаллы выбраны и уставовлены таким образом, чтобы прикладываемое к ним электрическое поле умен шало их геоидахрические размеры в нап равлении поперек приемной щели коллекторного устройства. На фиг, 1 изображен вид предлагае мого коллекторного устройства со сто роны ионного луча; на фиг. 2 - его разрез по линии А-А. Коллекторное устройство имеет входную диафрагму со щелью 1, два дополнительных, коллектора 2 и трически и механически жестко соединенных, например приклеенных с пьезо кристаллами 4 и 5, а также основной коллектор 6. Автоматическое слежение за ионным лучом приемной щелью, образуемой дополнительными коллекторами, осуществ ляется следующим образом. В нормальном режиме работы ширина приекшой , ограничиваемая электродами дополнительных коллекторов 2 и 3, устанавливается таким образом, чтобы поток ионов, попаданяцих на основной коллектор б, значительно превышал поток ионов на дополнительные коллекторы. При этом добиваются совпадения оси приемной щели, образуемой дополнительными коллекторами с максимумом ионного тока. Если в силу цаких-Либо причин произойдет смещение максимума ионного тока с оси указанной щели, например, в сторону коллектора 2, то поток ионов на колле,ктор 2 увеличивается, а на коллектор 3 умеЕ1Ьшаетс;я. Соогветствею1о увеличится электрическое по.ие ма пьезокристалле 4 и умоныаития на пьезокристалле 5. Тогда, вследствие Обратного пьезозФфекта, геометрические размеры в направлении поперек приемной щели пьезокристалла 4 уменьшатся, а пьезокристалла 5 увеличатся и геометрическая ось приемной щели, образуемой дополнительными коллекторами сместится в сторону максимума ионного потока. Если подобрать размеры и характеристики элементов предлагаемого устройства соответствующим образом, то можно добиться автоматического слежения приемной щели, образуемой дополнительными коллекторами, коллек тора ионов за смещением максимума ионного тока. Использование предлагаемого коллекторного устройства позволяет осуществлять автоматическое удержание ионного луча на приемной щели коллектора без применения дополнительных электронных систем регистрации и усиления ионных токов, устройств обработки результатов, регулирования ускоряющего ирны напряжения и др., что также повышает надежность работы и точность измерений на масс-спектрометрах. Формула изобретения Коллекторное устройство массспектрометра, содержащее диафрагму с входной щелью, основной коллектор и два дополнительных, расположенных перед ним и образующих приемную щель, меньшую чем входная, отличающееся тем, что, с целью повьниения точности и надежности измерений, оно снабжено двумя элементами, обладающими электрострикционными свойствами, каждый из которых электрически и механически жестко соединен с одним из дополнительных коллекторов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.ABTtopcKoe свидетельство СССР № 157835, кл. G 01 N 27/62, 1962, 2.Алексеевский Н.Е. и др. Автоматическая фиксация максимума ионного тока масс-спектрометра. - Приборы и техника эксперимента, 1956, № 2 (прототип).

Li

т