Способ развертки спектра масс в гиперболоидном масс- спектрометре

 

Изобретение может быть использовано в приборостроении. Цель изобретения - разработка способа развертки спектра масс в гиперболоидном масс-спектрометре типа трехмерной ловушки , обеспечивающего повышение разрешающей способности и достоверности анализа. Способ заключается а том, что при проведении частотной развертки спектра масс в паузах между изменениями частоты р-раз измеряют амплитуду высокочастотного напряжения от заданного уровня U с шагом uU .n, где п - коэффициент деления частоты задающего генератора. После проведения указанных изменений :восстанавливают исходный уровень амплиуды и осуществляют дальнейшую перестройку частоты задающего генератора . 2 з.л, ф-лы, 1 ил. § (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ПЮ 01) (sg y Н 01 J 49/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ К ЗМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н А ВТОРСКОМУ СВИД:ТЕЛЬСТВУ (21) 4178089/24-21 (22) 09. 01. 87 (46) 23.01.89. Бюл. У 3 (71) Рязанский радиотехнический институт (72} Э.П.Шеретов, E.Â.Ìàìîíòîâ, М.П.Сафонов, А.П.Борисовский, В.И.Ванин и С.А.Чердаков (53) 62!.384(088.8) (56) Веселкин Н.В. Особенности движения заряженных частиц в импульсных электрических полях, создаваемых гиперболоиднымн системами и разработка масс-анализаторов с импульсным пита.нием, Диссертация, Рязань, 1985, .: с. 103.

Шеретов Э.П. и др. ПТЭ, 1973, 9 1, с. 163- 165. (54) СПОСОБ РАЗВЕРТКИ СПЕКТРА МАСС В.

ГИПЕРБОЛОИДНОМ МАСС-СПЕКТРОМЕТРЕ (57) Изобретение может быть использовано в приборостроении. Цель изобретения — разработка способа развертки спектра масс в гиперболоидном масс-спектрометре типа трехмерной ловушки, обеспечивающего повышение разрешающей способности и достоверности анализа. Способ заключается в том, что при проведении частотной развертки спектра масс в паузах между изменениями частоты р-раз измеряют амплитуду высокочастотного напряжения от заданного уровня U с шагом AU

2U /р п, где n - коэффициент деления частоты .задающего генератора.

После проведения указанных. изменений восстанавливают исходный уровень амплиуды и осуществляют дальнейшую перестройку частоты задающего генера" тора. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1453476

Изобретение относится к области . масс-спектрометрии и может быть ис" пользовано при создании гиперболондных масс-спектрометров типа трехмер- 5 ной ловушки.

Цель изобретения — разработка способа развертки спектра масс в гиперболоидном масс-спектрометре типа трехмерной ловушки, обеспечивающего 10 повышение разрешающей способности

;и .достоверности анализа.

При осуществлении изобретения предполагается использование в каче" стве генератора развертки управляемо-15 го делителя частоты f на произволь.ный целочисленный коэффициент п. При, этом частота рабочего сигнала связа наа с f и и соотношением .Е(п) = f /и ° (1) 20

Для гиперболоидного масс-спектроI Метра типа трехмерной ловушки извест ны соотношения

----М.- - Cu/Р..=. С n U >..... ..(2}

R М/aM <, (3) 25

,где С вЂ” коэффициент, определяемый путем численного решения уравнений Хилла, описывающих движение заряженных частиц в скрещенных электрических полях

R — - относительная разрешающая способность;

5Mд- ширина массового пика.

При изменении и на единицу происходит изменение частоты и массового числа на величину ДМ

ДМ„- gl (2n+1) (4)

Поскольку ширина пика

ДМ „= М/R, то для числа точек на пик при частотной развертке получаем соотношение

М, . 1 н - aM/aì

a n R СoU (2п+1) или с учетом (2)

1 п

М

R 2п+1

При изменении амплитуды U на ве- 50 личину ДБ изменяется в соответствии с (2) и М на величину ДМ дм = с aU.

Введем коэффициент умножения числа точек за счет доразвертки р и

55 ре ДМп/ДМ = „С,Ц (2п+1) /С„п Д0;

; ри .= ЖЙ1 ) ((2п+1) (и ) .

Тогда общее число точек на пнк

1 n U (2n+1) и N .р

° ----В оыц " о R 2n+1 aU» n

И = U»/RДи.

Как правило, предпочтителен режим постоянства N„ = Б и Р„ = Р ° В этом случае происходит изменение разрешения по диапазону масс и величины

au/U

До = U (2n+1) /р,п 2U /р,п;(6)

Задача получения ДБ» состоит в делении U в соответствующее число раз.

Увеличение достоверности анализа достигается повышением стабильности

U . При осуществлении развертки по предлагаемому способу формирование

U осуществляется путем подмешивания к постоянному напряжению на кольцевом электроде напряжения Д U

Повышение достигаемой стабильности амплитуд питающих напряжений достигается sa счет того, что во всех питающих -блоках стабилизируется не изменяющаяся во времени амплитуда ВЧсигнала (стабилизация мгновенного значении напряжения), а постоянная величина. При этом в цепи стабилизации исключается ряд элементов (пйковый детектор, быстродействующий реI гулятор и т.д.), которые в значительной степени определяют коэффициент стабилизации всего устройства. Еще одним положительным качеством предлагаемого способа питания масс-спектрометра является возможность сократить время анализа за счет исключения потерь на перестройку параметров поля в анализаторе.

При построении задающего генератора пд данному способу появляется воэможность гибко изменять условия эксперимента с целью получения наиболее полной и объективной информации о составе пробы, что в конечном итоге и ОПределяет достоверность анализа.

Абсолютная разрешающая способность при этом становится равномерной по всему диапазону масс.

На чертеже показан закон изменения частоты и амплитуды переменного напряжения.

Примером технической реализации предлаГаемого способа, является ги3

14534 перболоидный масс-спектрометр типа трехмерной ловушки. Развертка спектра масс в таком приборе осуществляется изменением частоты. В паузах между изменениями частоты производят изменение величины AU и 5U. Генератор развертки строится по схеме: кварцевый задающий генератор — управляемый делитель частоты - выходной 10 усилитель — торцевые электроды датчика. Формирование напряжений 6U» и

hU производится двумя ЦАП, аналоговым ключом, двумя схемами сдвига уровня. Смешивание hU D U» и U 15 производится на кольцевом электроде датчика.

Управление делителем частоты и двумя ЦАП осуществляется от мини-ЭВМ со стандартным интерфейсом. Эта же .2р

ЭВМ производит прием информации о массовом составе пробы.

Предлагаемый способ позволяет повысить разрешающую способность в рраз. Число р определяется разряднос- 26 тью и диапазоном напряжений ЦАП. Серийно выпускаемые ЦАП дают возможность довести разрешающую способность до величины 6М = 0,01.

Еще одним положительным технико- З0 зкономическим эффектом является возможность снижения исходной частоты

Е4 с 200 до 50 мГц. Это приводит к существенному упрощению схемы задающего генератора, позволяет применить более дешевые и экономичные микросхемы (вместо м.с. серий ЭСЛ - м.с. серий ТТЛ, которые потребляют в 2-3 раза меньшую мощность в расчете на один элемент).

Формула изобретения.

1. Способ развертки спектра масс в гнперболоидном масс-спектрометре. 4> типа трехмерной ловушки путем ступен

76

4 чатого изменения частоты высокочастотного напряжения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения разрешающей способности прибора и достоверности анализа, в паузах между изменениями частоты р раз изменяют амп лидуту высокочастотного напряжения от заданного уровня И (b) с шагом

М (b)

ДУ» 2U /рп где n — коэффициент деления частоты задающего генератора, °

4 а после р изменений амплитуды восстанавлйюают исходный уровень V после чего осуществляют перестройку частоты задающего генератора.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что длительность

Т (с) ступеньки по частоте выбирают равной

Т ** mpN/f, где N — - число периодов высокочастотного напряжения в цикле работы прибора;

f — рабочая частота, Гц;

m - целое число, при этом длительность Tu(c) ступеньки напряжения аУ пропорциональна целому числу циклов работы масс-спектрометра 1, Т- = 1 N/f.

LI

3. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что изменение амплитуды высокочастотного напряжения осуществляют путем подачи Дополнительного совпадающего по форме и частоте с основным высокочастотного напряжения амплитудой dU на кольцевой электрод, если основной высокочастотный сигнал подают на соединен ные вместе торцовые электроды, либо наоборот.

1453476

Составитель П. Кащеев

Редактор С.Патрушева ТехРед Л.Сердюкова КоРРектоР H.ÈÓÑKà

Заказ 7291/49 Тираж 694 Подписное . ВНИИПИ Государственного комигета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. ужгород, ул. Проектная, 4