Времяпролетный масс-спектрометр
Иллюстрации
Реферат
ОП H(:AH HE
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советсиик
Социалмстичесииа
Реснубпии (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22} ЗаЯвлено1906.73 (21) 1931217/25 (51) М. Кл.
6 01 N 27/62
В 01 D 59/44 с присоединением заявки РЙ
Государственный комитет
ГССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет— (53) УДК621. 384. 8 (088. 8) Опубликовано05.03.79. Бюллетень .% 9
Дата опубликования описания 050379, (72) Авторы изобретения
B.А.Мамырин, В.И.Каратаев и Д.В.Шмикк (7!) Заявитель
Физико-технический институт имени А.Ф.Иоффе (54) ВРЕМЯПРОЛЕТНЫИ МАСС-СПЕКТРОМЕТР
Изобретение относится к области масс-спектрометрии и может быть использовано в научных и практических целях для проведения массспектрометрических исследований различных веществ.
Известен безмагнитный времяпролетный масс-спектрометр с высокой разрешающей способностью (массрефлектрон), содержащий камеру ана- 10 лизатора, в которой размещены: импульсный источник ионов, камера дрейфа, детектор исчов и устройство, компенсирующее разницу во времени пролета ионами разных энергий бесполевого пространства, — отражатель.
Прибор имеет разрешающую способность, доходящую до нескольких тысяч на полувысоте массовых пиков, однако он имеет и недостатки, обусловленные тем, что оси двух участков траектории ионов (от источника до отражателя и от отражателя до детектора) принципиально должны быть наклонены к главной оси сим- 5 метрии прибора, в то время как плоскость ионного пакета должна быть всегда ей перпендикулярна. Эта особенность прибора создает ряд технических трудностей: увеличи- 30 ваются поперечные размеры камеры анализатора; затрудняется использование систем, фокусирующих ионный .пучок; возникают трудности при неизбежно близком расположении импульсного источника и детектора ионов; становится практически невозможным создание приборов с малой длиной дрейфового пространства.
Цель изобретения — увеличение разрешающей способности безмагнитного времяпролетного масс-спектрометра без увеличения длины камеры дрейфа ионов.
Это достигается тем, что за источником в направлении, противоположном направлению на детектор, расположен отражатель,представляктций из себя систему электродов с приложенными постоянными потенциалами, o6ecпечивающими отражение ионов обратно сквозь источник в направлении на детектор. Такая система позволяет осуществить фокусировку второго порядка времени пролета ионов от источника до детектора по энергии, т ° е. обеспечить равенство времени пролета ионами разных энергий (обусловленных различием пу- тей, проходимых ионами в поле ны516 306
U" >Онасис U"" < аннин, Формула изобретения
40
7 6 4 3
2 5
ЦНИИПИ Заказ 875/61 Тираж 1089 Подписное
Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул. Проектная, 4 талкивающего импульса) с точностью до членов второго порядка малости.
В частном случае за источником, в направлении, противоположном направлению на детектор, расположены по крайней мере четыре электрода с приложенными постоянными потенциалами, удовлетворяющими условиям где U" — разность потенциалов между крайним электродом и выходным электродом ионизационной камеры; раэ ность потенциалов между любым промежуточным электродом и выходным электродом иониэационной камеры;
11нин — минимальная энергия ионов; выходящих иэ ионизационной камеры; максимальная энергия ионов, выходящих иэ ионизационной камеры.
С целью увеличения чувствительности эа источником, в направлении, противоположном направлению на детектор, расположен один электрод с постоянным потенциалом, удовлетворякщим условию
0" > Ц"макс °
С целью уменьшения габаритов прибора без уменьшения разрешающей способности установлен одноэаэорный источник и однозаэорный отражатель ионов °
Отражатель может быть выполнен также двухзазорным.
Схема прибора приведена на чертеже °
В камере анализатора размещены ионизационная камера 1 источника, ускоряющие зазоры 2 и 3, участки
4 и 5 бесполевого пространства (дрейфа) 4 и 5, два зазора 6 и 7 отражателя, детектор 8 ионов.
Образование ионов происходит в ионизационной камере 1 источника, иэ которой они выталкиваются прямоугольным импульсом. величиной Ц ускорение ионов происходит в зазоре 3 разностью потенциалов U> после чего ионы проходят участок
4 беслолевого пространства и попадают в двухэаэорный отражатель.
В первом зазоре 6 отражателя происходит торможение ионов разностью потенциалов U . Во втором зазоре 7 отражателя ионы тормозятся до нулевой скорости в электростатическом поле, напряженность которого равна
U d затем в этом же поле ускоряются в обратном направлении и вновь проходят указанные зазоры источника, После ускорения во втором ускоряющем зазоре 2 источника разностью потенциалов U2 ионы проходят второй участок 5 дрейфа и попадают на детек-!
5 тор 8.
Потенциалы на электроды источника подаются в соответствии с вышеприведенными выражениями.
Возможно осуществление нескольких вариантов конструкции импульсного источника и отражателя.
Усложнение конструкции дает возможность создания приборов с большей разрешающей способностью, однако увеличение количества сетчатых электродов ведет к некоторому сниению прозрачности ионна-оптической сис темы.
1. Времяпролетный масс-спектрометр, содержащий камеру анализатора, в которой размещен ионный источник, с одной стороны которого расположены по оси ионно-оптической системы камера дрейфа ионов и детектор ионов, отличающийся тем, что, с целью увеличения разрешающей способности, с другой сто-. роны источника расположены управлякщий электрод и отражатель.
2. Масс-спектрометр по п.1, о тл и ч а ю шийся тем, что отражатель выполнен однозазорным.
3. Масс-спектрометр по п.1, о тл и ч а ю шийся тем, что отражатель выполнен двухэаэорным.