Масс-спектрометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (||) 851547

К АВТОРСКОМУ СВИДИТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 240378 {21) 2595458/18-25 (51)М. Кл

Н 01 J 39/42. с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР но делам. изобретений и открытий

Опубликовано 300781.. Бюллетень N9 28 (53) УДК б 21. 384 (088.8) Дата опубликования описания . 30D7P 1

A.A. Сысоев, 10.T. Калинин, В.Н. Филатов и, Г.A;" 4àìñîéîâ;, I

h

Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно физический институт (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54 ) МАСС-СПЕКТРОМЕТР

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано для анализа веществ.

Известны масс-спектрометры, предназначенные для работы с пучками ионов, имеющими значительный энергетический разброс, и основанные на разделении ионов в скрещенных электрическом и магнитном полях (1).

Однако эти приборы имеют большие вес и габариты магнитов вследствие громоздкости конструкций электродов, .

Формирующих электрическое поле .

Наиболее близким к предлагаемому является масс-спектрометр,содержащий источник ионов, анализатор со скрещенными электрическим и магнитным полями и детектор. Анализатором прибора является область внутри вакуумной камеры, в которой сформированы электрическое поле при помощи двух групп электродов, симметрично установленных относительно средней плоскости анализатора, и магнитное qpne при помощи электромагнита. Электроды выполнены в виде секторов цилиндров из тонкого проводящего материала, которые концентрично установлены в прорезях керамических траверс, причем одна группа электродов является зеркальным 30 отображением второй, а пространСтво между ними является рабочей областью анализатора(21.

Данный прибор имеет большие габариты и вес, так как использованная. конструкция электродов обуславливает большую величину зазора магнита, что ведет к увеличению размеров магнита и его веса. Кроме того, использование описанной конструкции создает значительные трудности при ее изготовлении (сборке и юстировке прибора) и не обеспечивает высокой точности взаимного расположения электродов °

Цель изобретения - уменьшение габарита и веса прибора.

Указанная цель достигается тем, что в масс- спектрометре электрсдй анализатора выполнены в виде полос пленки из проводящего материала в форме дуг концентрических Ькружнос-. тей, нанесенных аа внутренние поверхности двух плоскопараллельных пластин из диэлектрика, а в промежутках между электродами нанесена пленка из полупроводникового материала.

Диэлектрические пластины располагаются таким образом, чтобы группа электродов, нанесенных на одну плас« тину, являлась зеркальным отображе851547 нием группы электродов, нанесенных на вторую пластину. Пленка, нанесенная в промежутках между электродами, из полупроводящего вещества, имеет большое удельное сопротивление по сравнению с материалом электродов, Выполнение электродов в виде пленок проводящего вещества, нанесенных на диэлектрические пластины, позволяет значительно уменьшить ширину зазора магнита из-за малых толщин как электродов, так и лластин диэлектрика. Нанесение пленок полупроводящего вещества между электродами необходимо для предотвращения накопления электрических зарядов на поверхности диэлектрика и чтобы избежать искажений электрического поля анализатоPcl °

Кроме того, изготовление электродов в виде пленок возможно производить, например, напылением требуемых материалов на пластины из диэлектрика, что существенно упрощает изготовление электродов. Использование при изготовлении электродов, например, фотолитографии значительно увеличивает точность изготовления по сравнению с прототипом.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого масс-спектрометра; на фиг.2 анализатор прибора, разрез.

Масс-спектрометр состоит из источника 1 ионов, диспергирующего магнита 2, устройства 3 для формирования электрического поля, детектора 4, вакуумной камеры 5, блока 6 регистрации и блоков 7 и 8 питания, высоковакуумного 9 и форвакуумного 10 насосоа. Устройство для формирования электрического поля выполнено в виде двух тонких пластин из диэлектрика 11, на внутренние поверхности которых нанесены электроды 12 путем напыления полос пленки металла в форме дуг концентрических окружностей.

В промежутках между электродами 12 поверхность пластин 11 покрыта пленкой полупроводящего вещества 13. Пластины 11 установлены параллельно одна другой, так что электроды на одной пластине являются зеркальным отражением электродов другой пластины. Симметричные электроды поддерживаются под одинаковым электрическим потенциалом. Формирование требуемого электрического поля обеспечивается путем подачи на электроды 12 соответствующих потенциалов от блока 7 питания.

Масс-спектрометр работает следующим образом.

Ионы, образованные в историке 1 ионов, разделяются по величине отношения массы к заряду в анализаторе со скрещенными электрическим и маг-нитным полями. После разделения ионы попадают в детектор 4, сигнал с которого поступает в регистрирующий блок 6.

Использование предлагаемой конструкции электродов позволяет уменьшить зазор магнита не менее чем в два раза, не изменяя при этом ширины рабочей области анализатора, что позволяет существенно уменьшить вес и габариты прибора.

Разработанный с использованием предлагаемой конструкции электродов масс-спектрометр со скрещенными электрическим и магнитным полями, имеет симметричную оптическую схему со следующей геометрией: длины плеч

100 мм, радиус средней траектории

100 мм, угол сектора магнита 90 диапазон измеряемых масс 600 а.е.м., разрешающую способность по массам

600 при ширине щели источника 0,1 мм и энергетическом разбросе ионов

2Ъ, В приборе использован постоянный магнит с зазором 16 мм и напряженностью магнитного поля 5000Э.

Общий вес аналитической части прибора составляет 60 кг, вес магнита

15 кг тогда как вес аналитическои части известного масс-спектрометра

МХ1304 со следующими техническими данными: диапазон масс до 150 а.е.м., разрешение 150-200, радиус средней траектории 100 мм составляет 750 кг, t0

5

Формул а и зобрет е ни я

Масс-спектрометр, содержащий источник ионов, анализатор со скрещенными электрическим и магнитным полями и детектор, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и веса прибора, электроды анализатора выполнены в виде полос пленки из проводящего материала в. форме дуг концентрических окружностей, нанесенных на внутренние поверхности двух плоскопараллельных пластин из диэлектрика, а в промежутках между электродами нанесена пленка из полупроводящего материала.

Источники информации . принятые во внимание при экспертизе

1. Успехи масс-спектрометрии.

Под ред. Дж.Д.Уолдрона, М.,изд"во

"Иностранной литературы", 1963 с. 55-75, 2. Дымович В.И, и др. Физическая электроника . Сборник, вып. 3, М., Атомиздат, 1966, .с, 66-75 (прототип).

851547

PU?. 2

Составитель H . Алимова

Редактор Ю. Ковач Техред М. Рейвес Корректс С. Корниенко

«

Заказ 6374/76 Тираж 784 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .113035, Москва, Ж-35, Раушская неб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4