Устройство для крепления электродов квадрупольного масс- анализатора

Устройство для крепления электродов квадрупольного масс- анализатора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ЕТЕЛЬСТЮУ

Союз Советскнк

Соцналистическнк

«Республик (ii) 868885 (61) Дополнительное к ввт. свид-ву (53)М. Кл з (22) Заявлено 24. 01. 80 (21) 2873621/18-25 с присоединением заявки HP (23) Приоритет

Опубликовано 300981. Бюллетень |49 36

H 01 J 49/42

Государстаеииый коиитет

СССР по делам изобретеиий и открытии (53) УДК 621 384 (088.8) Дата опубликования описания 30. 09. 81 (72) Авторы изобретения

М.А. Бережковский, Р.Н. Галль, А.Ф. Кузьмин

В.Н. Махов и В.А. Павленко

Ордена Трудового Красного Знамени специал ое конструкторское бюро аналитического приборостр

Научно-технического объединения АН ССР (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО дЛЯ КРЕПЛЕНИЯ Элект РОДОВ

КВАДРУПОЛЬНОГО МАСС-АНАЛИЗАТОРА

Изобретение относится к массспектрометрии, а именно, к квадрупольным масс-спектрометрам.

Известен квадрупольный масс-спект- и рометр, в котором устройство для крепления электродов квадрупольного анализатора представляет собой изоляционную обойму, на -цилиндрической внутренней поверхности которой цилиндрические электроды кругового сечения фиксируются последовательно чередующимися с ними цилиндрическими изоляторами, соприкасающимися по образующим с внутренней поверхностью изоляционной обоймы и смежными электродами. Такое устройство крепления позволяет устанавливать электроды квадрупольного анализатора с радиальным допуском примерно 1 мкм и угловым допуском примерно 5 11).

Недостатком такой системы крепления является ее пригодность только для крепления электродов кругового сечения.

Наиболее близким техническим решением является квадрупольный массспектрометр, в котором устройство для крепления электродов с гиперболической рабочей поверхностью представляет собой изоляционную шайбу ЗО с внутренним квадратным прецизионным окном, в углы которого устанавливаются электроды квадрупольного анализатора, имеющие форму длинных прямоугольных металлических брусков, одна грань каждого из которых обработана до получения вдоль всего брус- ° ка гиперболической поверхности.Каждый электрод прижимают двумя взаимно перпендикулярными плоскостями к посадочным поверхностям, которыми являются боковые поверхности квадратного окна изоляционной шайбы.

Такая система крепления позволяет прецизионно установить электроды квадрупольного анализатора с гиперболической рабочей поверхностью (2 ).

Рассмотренная система крепления электродов имеет тот недостаток, что преднаэначена только для крепления электродов, которые имеют прямоугольное сечение в месте их контакта с изоляционной шайбой.

В углы прямоугольного окна рассмотренной системы крепления могут быть установлены электроды кругового сечения, однако полученный таким образом квадрупольный анализатор оказывается неработоспособным. Причина заключается в том, что в таком слу868885 чае между электродами и изолятором образуются протяженные плавно увеличивающиеся зазоры. Если использовать такой анализатор для работы в умерен, ном и тем более в широком диапазоне масс, что является общепринятым для всех современных квадрупольных массспектрометров, то при записи массспектров за пределами наиболее легких масс, когда на электроды анализатора подается высокочастотное напряжение более 1 кВ (обычно максимальные величины этого напряжения составляют 3-5 кВ), в зазорах возникает разряд, загорающийся первоначально в узкой части зазора и распространяющийся вдоль зазора.

Этот процесс приводит к зарядке участков системы крепления, в том чис ле неэкранированных электродами от зоны движения ионов (т.е. к зарядке участков (системы крепления, расположенных между электродами), а в итоге к искажению поля анализатора, нарушению разрешающей способности и чувствительности масс-спектрометра.

Цель изобретения — уменьшение паразитных электромагнитных полей в зазорах элементов крепления.

Это достигается тем, что в устройстве для крепления электродов квадрупольного масс-анализатора, содержащем изоляционную шайбу с посадочными поверхностями под электроды, выполненными в виде опорных плоских площадок, соединенных винтами с электродами, посадочные поверхности чередуются с цилиндрическими расточками, ось симметрии которых параллельна оси шайбы, а боковые поверхности примыкают к плоским площадкам под углом 90О.

На фиг. 1 и 2 представлена предлагаемая система крепления электродов квадрупольного масс-анализатора.

Устройство содержит изоляционную шайбу 1, опорную прямоугольную площадку 2, цилиндрические расточки 3 и

4, электрод 5 квадрупольного массанализатора. Каждый электрод квадрупольного анализатора прижимают к двум взаимно перпендикулярным площадкам (обычно с помощью винтов че, рез боковой торец изоляционной шыйбы)

В случае крепления гиперболических электодов (фиг.2) в местах прижима электродов к опорным поверхностям зазоры не возникают, что исключает возможность появления разряда и нарушения работы анализатора.

В случае крепления электродов кругового сечения зазоры между электродами и опорной поверхностью хотя и имеют место, но не нарушают работу анализатора. Это определяется двумя факторами: малой протяженностью зазора, обусловленной малыми размерами опорной площадки; резким увеличением зазора в области стыка поверхностей

Формула изобретения

Устройство для крепления электродов квадру масс-анализатора, содержащее изоляционную шайбу с посадочными поверхностями под электроды, выполненными в виде опорных плоских площадок, соединенных винтами с электродами,,о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью уменьшения параэитных электромагнитных полей в зазорах элементов крепления, посаопорных площадок и расточек, что Ifp&дотвращает развитие разряда за пределы рпорных площадок (известно, что разряд не возникает в двух случаях: либо при отсутствии зазора, либо при резком его возрастании).

В случае крепления электродов кругового сечения опорные площадки могут быть выбраны предельно малыми по размерам, а механическая прочность их будет максимальной, если круговой электрод опирается в центр каждой площадки. Это условие выполняется, если оси симметрии опорных пло щадок, параллельные оси шайбы, находятся на расстоянии от углов квадрата (по контуру которого они расположены), равном радиусу кругового электрода анализатора.

Во всех случаях углы, равные

90 + 10О под которыми боковые поверх20 ности расточек примыкают к опорным площадкам, могут быть приняты как оптимальные, так как такие углы с одной стороны обеспечивают резкое нарастание зазора между электродом и по25 верхностью изоляционной шайбы, а с другой стороны обуславливают высокую механическую прочность опорной площадки.

Предлагаемое техническое решение характеризуется рядом преимуществ.

Прежде всего оно позволяет в одном и том же устройстве использовать как электроды кругового сечения, так и электроды с гиперболической рабочей поверхностью, т.е. по сравнению с известным устройством обладает универсальностью, не являясь при этом более дорогостоящим и сложным в изготовлении, сборке и юстировке.При этом независимо от вида примененных

40 электродов обеспечивается требуемая прецизионность сборки и работоспособность масс-анализатора.

Экономический эффект заключается в удешевлении производства квадру45 польного масс-анализатора, где при выпуске более дешевых моделей с электродами кругового сечения и более совершенных, но более дорогостоящих моделей с гиперболическими электродами, вместо двух различных, дорогостоящих устройств, используется одно универсальное.

868885

Составитель И. Некрасов

Техред:M.Рейвес Корректор Г. Решетиик

Редактор П. Макаревич

Тирам 787 Подписное

ВНИНПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва ° X-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 8344/77

Филиал ППП "Патент", г. Уигород, ул. Проектная,4 дочные поверхности чередуются с цйлиндрическими расточками, ось симметрии которых параллельна оси шайбы, а боковые поверхности примыкают к опорным площадкам под углом 90 10 .

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

>.Э

1. Авторское свидетельство СССР

t 285322, кл. Н 01 J 39/34, 1969..

2. Описание и инструкция по эксплуатации масс-спектрометра, Чаriап

ИАТ - 44,. GeIH, ФРГ, 1978.