Магнетронный масс-спектрометр

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социапистических

Республик ф L л

:=.. 1.

Ф"..;

;г" (61) Дополнительное к авт, свид-ву 9 764011 (5 )м, к . (22) Заявлено 10,1078 (21) 2673842/18-25 с присоединением заявки И9

Н 01 7 49/30

В 01 0 59/44

G 01 N 27/62

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и .открытий (23) Приоритет (53) УДК 621. 384 (088. 8) Опубликовано 23.04,81. Бюллетень HP 15

Дата опубликования описания 230481

A.Ñ. Кузинец, В.Н. Пакулин, Ю.А. Цирлнн и R.Ì. Шерешевский (72) Авторы изобретения (.: F .,;

Научно-производственное объединение Бур весжйиК -„., : е;. / и Агрофизический научно-исследовательски институт

Рйр, т, <. (71) Заявители (54)- МАГНЕТРОННЫЙ МАСС вЂ CIlEKTPOME

Изобретение относится к масс-спектрометрии, в частности к магнетронным масс-спектрометрам и может быть использовано для анализа молекулярного и изотопного состава газов и 5 паров, а также в качестве манометра для измерений парциальных давлений газов и паров .в вакуумных системах.

По основному авт.св. Р 764011 известен магнетронный масс-спектро- 1Р .метр, содержащий источник ионов, расположенный с наружной стороны анализатора масс, анализатор масс и коллектор ионов, расположенный на оси анализатора.. В этом масс-спектро- 15 метре энергия ионов, идущих от источника, расположенного снаружи анализатора масс, модулируется путем периодического изменения величины ускоряющего напряжения от специального источника переменного йапряжения. Ионный ток регистрируется по.переменной составляющеф в цепи коллектора, размещенного на оси симметрии анализатора масс (1). 25

Недостатком этого масс-спектрометра является относительно малая разрешающая способность, ограничивающей порог чувствительности прибора при анализе малых примесей в газах.

Цель изобретения — повышение разрешающей. способности магнетронного масс-спектрометра.

Указанная цель достигается тем, что анализатор масс выполнен в виде улиты, имеющей множество лопастей криволинейной формы.

На фиг.1 .схематически изображен один из возможных вариантов предлагаемого масс-спектрометра, разрез; на фиг,2 — разрез A-А на фиг.1.

Масс-спектрометр содержит анализатор 1 масс, коллектор 2 ионов, расположенный на оси симметрии анализатор масс, магнит 3 и источник 4 ионов. Анализатор 1 масс состоит из наружного сетчатого электрода 5 и криволинейных лопастей 6. Источник 4 ионов состоит из кольцевой ионизационной камеры 7 с прямоугольным продольным сечением, в торцах которой имеются круговые щели. 8 и 9, катода

10 и коллектора 11 электронов. Анализатор 1 масс, коллектор 2 ионов и источник

4 ионов находятся внутри корпуса 12, служащего вакуумной камерой.Ионизацианная камера 7,катод 10 и коллектор 11 электронов подключены к источнику 13 питания. Коллектор 2 подключен к измерительному усилителю 14.

824343

Масс-спектрометр работает следующим образом.

Электроны, эмиттируемые катодом 10, проходят через ионизационную камеру 7 и попадают на коллектор 11 электронов; Молекулы газа в ионизационной камере 7 ионизуются электронами и под действием ускоряющего электрического поля, которое создается источником .13 между ионизационной камерой 7 и наружным сетчатым электродом 5. анализатора 1 масс, ускоряются и двигаются в направлении коллектора 2 по криволинейным траекториям под влиянием магнитного поля, создаваемого магнитом 3. Все ионы, попадающие в анализатор 1 . >5 масс из источника 4 ионов, имеют одинаковую энергию. Поэтому ионы с различными массами двигаются по траекториям с различной кривизной.

При модуляции ускоряющего напряже- Щ ния, которое подается от источника

13,питания на источник 4 ионов,е траектории ионов изменяются таким образом, что ионы заданной массы то попадают, то не попадают на коллектор 2, создавая тем самым в измерительной цепи регистрирующего устройства переменный ток, пропорциональный количеству ионов данной массы, а, следовательно, и концентрации анализируемого компонента газовой смеси.При этом рассеянные ионы и ионы с другими массами йейтрализуются на поверхности лопастей улиты 6 и не попадают на коллектор 2.. 35

Введение таких лопастей сводит к минимуму попадание на коллектор рассеянных ионов и ионов с другими массами, что способствует повышению разрешающей способности масс-спе 4О ктрометра.

Этот механизм действия позволяет существенно уменьшить интенсивность хвостов линий спектров масс основных компонентов анализируемой газовой смеси, тем самым обеспечивая возможность регистрации линий малых примесей, близких по массе к основным компонентам.

Высокая технико-экономическая эффективность предлагаемого магнетронного масс-спектрометра характеризуется сочетанием широкого диапазона измерений по массам и высокой чувствительности, что обеспечивает возможность одновременной раздельной регистрации большого числа компонентов анализируемой газовой среды. Особое значение имеет применение пред- лагаемого масс-спектрометра для контроля окружающей воздушной среды. Для этой цели в настоящее время используются комплексы газо-анализаторов, включающих несколько специализированных приборов, каждый из которых предназначен для определения только одного компонента. Габариты и стоимость переносного масс-спектрометра во много (в 10 и более) раз меньше соответствующих показателей для комплекса газоаналитических приборов.

Формула изобретения

Магнетронный масс-спектрометр по авт. св. Р 764011, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью по-, вышения разрешающей способности, анализатор масс выполнен в виде улиты, имеющей множество лопастей криволинейной формы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

N 764011, кл. H 01 J 33/40, G 01 N 27/62, 1977.