"датчик трехмерного квадрупольного масс-спектрометра

"датчик трехмерного квадрупольного масс-спектрометра

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Ой ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

1i i! 694%6

Йаюэ Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 31.05.78 (21) 2622113/18-25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.10.79. Ьюллетень . а 40 (45) Дата опубликования описания 30.10.79 (51) М. Кл. -

Н 01J 39, 36

Государстееииый комитет по делам изобретеиий и открытий (53) УДК 621.384 (088.8) (72) Авторы изобретения

Э. П. Шеретов и М. П. Сафонов

Рязанский радиотехнический институт (71) Заявитель (54) ДАТЧИК ТРЕХМЕРНОГО КВАДРУПОЛЬНОГО

МАСС-С П ЕКТРОМЕТРА

15 где К=

Изобретение относится к области массспектрометрии и может быть использовано при создании трехмерных квадрупольных масс-спектрометров с высокими чувствительностью и разрешающей способностью.

Известен датчик трехмерного квадрупольного м асс-спектрометра, электродная система которого состоит из двух торцовых и одного кольцевого электродов, выполненных в виде соосно расположенных гиперболоидов вращения (1).

Известен также датчик трехмерного квадрупольного масс-спектрометра, электродная система которого состоит из двух торцовых и одного кольцевого электродов, выполненных в виде эллиптических гиперболоидов (2).

Недостатком таких датчиков является то, что их разрешающая способность и чувствительность ограничены влиянием искажения поля внутри датчика, вызванным наличием краевых областей. Появление краевых областей связано с тем, что при конструировании датчиков квадрупольных масс-спектрометров теоретически бесконечные в пространстве электроды ограничивают на определенном уровне.

Цель изобретения — устранение влияния краевых полей на распределение поля внутри датчика и, как следствие этого, уве.1пче ие чувствительности, разрешающей способности и улучшение формы массовоГо пика.

Указанная цель достигается тем, что расстояния от центра системы до плоскостей огра 1ичения рабочих поверхностей кольцевого 2„ и тоРцовых электРодов 2„"рРазличны и определены соотношением

z u z — расстояния от центра системы гр гр до плоскостей ограничения рабочих поверхностей кольцевого и TopUoBblx электродов соответственно; х„g„d — минимальные расстояния от центра датчика до электродов по коорди25 натам х, у, 2 соответственно.

Наиболее оптимальной конструкцией датчика будет такая, в которой на внутренних поверхностях кольцевого и торцовых электродов будут сосредоточены одинако30 вые поверхностные заряды, что обеспечи694916

clCТ II311 1СПЬШИС ИСКаж! HII51 СИЛОВЫ, .1Н! нй внугрп дат н1ка.

15 аспр сдсс! ение потенциала и1утр и датчика за! Нсывается в виде (2), / (х, у, =-) а,+г,.х + у +х,z, (2) где а„а,, а„, а, — постоянные коэфсзициенты.

Поверхностный заряд в таком поле на поверхности S определяется интегралом

) " "- " г!* "" иь g! а5,У

1й где интегрирование ведется «о х и z.

Уштывая «оэффпциснты а„а, Qyr а, в выражении (2), iio формуле (3) можно найти поверхностный заряд огг, сосредоточенный на кольцевом электроде, и поверХНОСтНЫй ЗаРЯД а„СОСРСДОтО»1СННЫй! На торцовыгх электродах. 2(!

Учитывая, что or=о можно полу пить уравнение (1), связывающее между собой уровни ограничения кольцевого и торцовых электродов.

Обозначения в уравнении (1) показаны 2б на фиг. la.

Уравнен!!С (1) описывает зависимость уровня ограничения кольцевого электрода

Е от уровня ограничения торцовых Ю

Уа т электродов гр для датчика трехмсргг ного квадрупольного масс-спектрометра, электроды которого выполнены в виде эллпптичсски:» гиперболоидов, причем иска>кения поля внутри датчика при этом минимальныее.

Для датчика, электроды которого выполнены в виде гиперболоидов вращения, яв- l0 лгпощегося частным случаем датчика, электроды которого выполнены в виде эллиптических гиперболоидов, уравнение (1) можно запнсать в виде г

+ 2. (4)

Обозначения в уравнении (4) приведены па фпг. lu.

На фиг. 2 приведена зависимость сред- бб ней ошибки е в распределении поля, рассчитанной по отношению к идеальному квадрупольш>му полю вблизи центра дат ill!»1i, О l РОВ!!Я ОГРЫНпг!ОНИ!1 КО;IЬЦСВОГО .Е э,!С1»т13одг! П11Н постоянном уровнс и ограничения "1 =- 1,56, =: у

Пунктиром на фиг. 2 показан уровень огРаипг1ЕНИЯ, РаССЧИтаННЫй ПО УРаВНЕнию (4). 1 аким образом, устройство датчика трехмерного квадрупольного масс-спектрометра с конфигурацией краевой области, определяемой llo соотношению (1), позволяет устранить I<;»15»

СЛСДСтВИЕ, 11ОВЫСИтЬ г!УВСтВ1Г1ЕЛЬНОСтЬ И разрсшающую способность трехмерного квадрупольного масс-спектрометра, или роз«о снизить габариты дат шка при сохранении разрешающей способности и чувствительности за счет уменьшения размеров

«расвых областей.

Формула изобретения

Датчик трехмерного квадрупольного масс-спс«тромстра, состоящий из двух торцовых и одноги «ольцевого электродов, выполненных в виде гиперболоидов, о T;I ич а ю щи и с я тем, что, с целью увеличения чувствительности, разрешающей способности !I улучшс!1ия формы пика, расстояния

Ор цс1«тра системы до плоскостей ограничеIll!51 р а бо ч11х гр торцовых электродов г" различны и опрегр

ДСЛСНЫ СОО1НОШСНИЕМ (:"(;)f" )l=

-"к,"," - () где К=х

x„g„d — минимальные расстояния от центра датчика до электродов по координатам х, у, г соответственно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 357939, кл. Н01 J

39/Зб, 1970.

2. Авторское свидетс1bcTBo Ilo заявке

¹ 2369138/25, кл. Н 01J 39/Зб, 1977.