Устройство питания датчика квад-рупольного macc- спектрометра

Патент 813538

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Союз Советских

Социалистических

Республик iii 8 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-вувЂ” (22) Заявлено 19.06.79 (21) 2781725/18-25 с присоединением заявки МевЂ” (23) ПриоритетвЂ” (51) М. Кл з

НOl J 49/42

G O l N 27/62

Гоеударстеенный камнтет (53) УДК 621.384 (088.8) по делам изобретений и пткрытий

Опубликовано 15.03.81. Бюллетень Хо 10

Дата опубликования описания 25.03.81 (72) А вторы изобретения

В. А. Зенкин, Е. В. Романовский и Г. А. Мог (71) Заявитель (54) УСТРОЛСТВО ПИТАНИЯ ДАТЧИКА

КВАДРУПОЛЬНОГО МАСС-СПЕКТРОМЕТРА

Изобретение относится к квадропульной масс-спектрометрии, а более конкретно, к устройству питания датчика квадрупольного масс-спектрометра и может быть использовано при создании квадрупольных масс-спектрометров с высокой чувствительностью и постоянной разрешающей способностью во всем диапазоне анализируемых масс, применяющихся для измерения парциального состава газа и молекулярных потоков в вакуумных системах.

Известны устройства питания датчиков квадрупольных масс-спектрометров, в которых развертка спектра масс осуществляется изменением величины постоянной составляющей и амплитуды переменного напряжения высокочастотного генератора при сохранении постоянства их отношения.

Такие устройства, как правило, содержат задающий генератор, усилитель формирования выходных напряжений и детекторы постоянной составляющей напряжения (1 I

Недостатком масс-спектрометров, в которых применяются такие устройства питания датчиков, является зависимость разрешаюшей способности и чувствительности от номера анализируемой массы.

Известны также устройства питания датчиков квадрупольных масс-спектрометров, в которых развертка спектра масс осуществляется изменением частоты высокочастотного напряжения, содержащие автогенератор, источник питания и систему перестройки частоты (2) .

Однако эти устройства имеют малый диапазон частот (до 1,5 мгГц), малую амплитуду напряжения и однотактный выход.

Указанные недостатки связаны с трудностями стабилизации выходных параметров напряжения.

Наиболее близким к изобретению является известное устройство питания датчика квадрупольного масс-спектрометра с изменяющейся частотой высокочастотного напряжения генератора, включающее в себя активные элементы автогенератора, соединенные с контурной системой, подключенной к схеме формирования постоянной состав2о ляющей напряжения, систему управления частотой генератора и источник питания.

Такое устройство вырабатывает однополярное синусоидальное напряжение с постоянной составляюшей и применяется для трех813538 мерных квадрупольных и монопольных массспектрометров 13).

Однако создание устройств питания с изменяющейся частотой, имеющих двухтактный выход и применяемых для питания квадрупольных фильтров масс встречает ряд затруднений, связанных с необходимостью симметрирования выходных напряжений и стабилизации их амплитуд.

Цель изобретения вЂ” вЂ” стабилизация величины выходного напряжения и повышение симметричности выходных сигналов устройства питания датчика квадрупольного фильтра масс.

Указанная цель достигается тем, что известное устройство, включающее активные элементы автогенератора, контурную систему., схему формирования постоянной составляющей напряжения, схему управления частотой генератора и источник питания, к которому через цепи питания подключены элементы устройства, дополнительно снабжено управляемыми индуктивностями, которые размещены в цепях питания активных элементов автогенератора,и средствами управления величиной указанных индуктивностей.

Каждая индуктивность выполнена в виде

1О

20 ферровариометра, а средства управления величиной его индуктивности выполнены в виде изменяемого сопротивления, включенного в управляющую обмотку ферровариометра, которая подключена к схеме управления частотой генератора.

Ня чертеже представлен" структурная Зо схема предлагаемого устройства питания датчика квадрупольного масс-спектрометря.

Устройство содержит активные элементы явтсненераторя 1, персстраив; мук> контурнук> систему 2, vtctt> »II;« I>It t;I!I>Is, >, схему

35 формирования постоянных составляющих напряжений 4, дросселп 5 II 6 с перестраиваемой ин;ц ктивьч>с гьк>, схе у управления частотой генератора 7, потенциометры 8 и 9 для регулировки тока в дросселях 5 и 6, выходные напряжения снимаются с выходных клемм 10 и 11.

Устройство работает следующим образом.

Лвтогенератор, собранный по двухтактной схеме (на лампах ГУ-50) с двойными обратными связями, вырабатывает симметричное противофазное синусов >;tльпое няпря 45 жение, частота которого изменяется перестройкой ип. уктивности контура 2, которая представляет собой ферровариометр (ня чертеже не показан) . Выходные напряжения детектируются схемой формирования постоянной сосг;.пл>нощей 4 и получаемое постоянное няпря>кение смешивается с выходными синусоидяльными напряжениями, формируя сигнал ви 1а +- ((JI> + Utsin wt).

Стаби, изация амплитуды осуществляется путем подачи продетекти рова нного выходного напряжения автогенератора на управляю ий элемент стабилизатора источника пи> чия 3. Таким образом, уменьшение амплитуды выходного сигнала компенсируется изменением напряжения питания автогенератора. Изменение индуктивности ферровариометра осуществляется подачей тока пилообразной формы в управляющую обмотку ферровариометра со схемы управления частотой гснератора.

Напряжение с источника питания 3 на активные элементы 1 автогенератора подается через дроссели 5 и 6: представляющие собой перестраиваемые ферровариометры, изменение индуктивностей которых соответствует изменению индуктивности контура.

Изменение индуктивностей дросселей осуществляется пилообразным током со схемы управления частотой генератора, подаваемым в управляющие обмотки дросселей через потенциометры.

Применение дросселей с переменной индуктивностью позволяет уменьшить габариты дросселей, сохранить постоянство отношения индуктивностей контура и дросселей, уменьшить паразитные параметры схемы и тем самым повысить стабильность амплитудно-частотной характеристики и для двухтактных устройств питания повысить симметрию выходHblx напряжений. Дополнительно симметрировать выходные напряжения можно потенциометрами в цепи питания управляющих обмоток дросселей, подбирая необходимые токи подмагничивания.

Предлагаемое устройство питания стержней датчика квадрупольного фильтра масс имеет амплитуду высокочастотного напряжения 600 В, диапазон изменения частоты

0,3 вЂ” 3,5 мгГц, нестабильность амплитудночастотной характеристики меньше 1 /0, разность напряжений выходя меньше 0.1%.

Применение устройства питания стержней для квадрупольных масс-спектрометров позволяет увеличить чувствительность, обеспечить постоянство разрешающей способности, увеличивает динамический диапазон и создает предпосылки для проведения количественны. измерений.

Форлула изобретения

1. Устройство питания датчика квадрупольного масс-спектрометра, содержащее активные элементы автогенератора, соединенные с контурной системой, подключенной к схеме формирования постоянной составляющей напряжения, схему управления частотой генератора и источник питания, отличающееся тем, что, с целью стабилизации величины выходного напряжения и повышения симметричности выходных сигналов,. устройство дополнительно снабжено управляемыми индуктивностями, которые размещены в цепях питания активных элементов автогенератора, и средствами управления величиной указанных индуктивностей.

813538

Составитель Н. Алимова

Техред А. Бойкас Корректор Ю. Макаренко

Тираж 784 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор М. Петрова

Заказ 342/67

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что индуктивность выполнена в виде ферровариометра, а средства управления величиной его инлуктивности выполнены в виде изменяемого сопротивления, включенного в управляюшую цепь обмотки ферровариометра, которая подключена к схеме управления частотой генератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Слободенюк Г. И. Квадрупольные масс спектрометры. М., Атомиздат, 1974, с. 69вЂ”

173.

2. Окунь Е. Л. Радиопередаюшие устройства. Л., «Судостроение», 1967.

3. Шеретов Э. П., Могильченко Г. А., Зенкин В. А. и Весенкин Н. В. Генератор трехмерного масс-спектрометра со скоростной разверткой спектра масс. ПТЭ, 1974, Хв 2, с. 155 вЂ” 156.