Времяпролетный масс-спектрометр

ОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советсиик Социалмстичесииа Респубпии(51) М. Кл.6 01 И 27/62 В 01 П 59/44 с присоединением заявки М Государственный комитет ГСГ Р по делам изобретений н открытий(088. 8) Опубликовано 05 Л 379. Бюллетень,% 9 Лата опубликования описания 050379,(72) Авторы изобретения Б.А.Мамырин, В.И.Каратаев и Д.В.Шмикк(54) ВРЕМЯПРОЛЕТНЫИ МАСС-СПЕКТРОМЕТР Изобретение относится к области масс-спектрометрии и может быть использовано в научных и практических целях для проведения массспектрометрических исследований различных веществ.Известен безмагнитный времяпролетный масс-спектрометр с высокой разрешающей способностью (массрефлектрон), содержащий камеру ана О лизатора, в которой размещены: импульсный источник ионов, камера дрейфа, детектор иочов и устройство, компенсирующее разницу во времени пролета ионами разных энергий беспо левого пространства, - отражатель. Прибор имеет разрешающую способность, доходящую до нескольких тысяч на полувысоте массовых пиков, однако он имеет и недостатки, обу- ЯО словленные тем, что оси двух участков траектории ионов ( от источника до отражателя и от отражателя до детектора) принципиально должны быть наклонены к главной оси сим метрии прибора, в то время как плоскость ионного пакета должна быть всегда ей перпендикулярна. Эта особенность прибора создает ряд технических трудностей; увеличи- зо ваются поперечные размеры камеры анализатора; затрудняется использованиесистем, фокусирующих ионный пучоквозникают трудности при неизбежноблизком расположении импульсного источника и детектора ионов; становится практически невозможным создание приборов с малой длиной дрейфового пространства,Цель изобретения - увеличениеразрешающей способности безмагнитного времяпролетного масс-спектрометра без увеличения длины камерыдрейФа ионов,Это достигается тем, что за источником в направлении, противоположном направлению на детектор, расположен отражатель,представляктдийиз себя систему электродов с приложенными постоянными потенциалами,обеспечивающими отражение ионовобратно сквозь источник в направлении на детектор, Такая система позволяет осуществить фокусировку второго порядка времени пролета ионовот источника до детектора по энергии, те. обеспечить равенствовремени пролета ионами разных энергий (обусловленных различием пу-тей, проходимых ионами в поле ны516 306 О"ОнасисООмнн,Формула изобретения 35 40 76 Ф 3 ираж 1089 Подпис НИИПИ Заказ 875/б Филиал ППП Патент талкивающего импульса) с точностью до членов второго порядка малости. В частном случае за источником, в направлении, противоположном направлению на детектор, расположены по крайней мере четыре электрода с приложенными постоянными потенциалами, удовлетворяющими условиям где Оф - разность потенциалов междукрайним электродом и выходным электродом ионизационной камеры;О- разность потенциалов междулюбым промежуточным электродом ивыходным электродом иониэационнойкамеры;Онин - минимальная энергия ионов;выходящих иэ ионизационной камеры;Ощс- максимальная энергия ионов,выходящих иэ ионизационной камеры,С целью увеличения чувствительности эа источником, в направлении,противоположном направлению на детектор, расположен один электрод с постоянным потенциалом, удовлетворякщимусловиюО"ОмаксС целью уменьшения габаритов прибора без уменьшения разрешающейспособности установлен одноэаэорныйисточник и однозаэорный отражательионовОтражатель может быть выполнентакже двухзазорным,Схема прибора приведена на чертежеВ камере анализатора размещеныионизационная камера 1 источника,ускоряющие зазоры 2 и 3, участки4 и 5 бесполевого пространства(дрейфа) 4 и 5, два зазора б и 7отражателя, детектор 8 ионов.Образование ионов происходит вионизационной камере 1 источника,иэ которой они выталкиваются прямоугольным импульсом, величиной Оускорение ионов происходит в зазоре 3 разностью потенциалов Оэ,после чего ионы проходят участок4 беслолевого пространства и попадают в двухэаэорный отражатель.В первом зазоре 6 отражателя происходит торможение ионов разностьюпотенциалов О. Во втором зазоре 7отражателя ионы тормозятся до нулевой скорости в электростатическомполе, напряженность которого равнаОс 1, затем в этом же поле ускоряются в обратном направлении и вновь 0 проходят указанные зазоры источника, После ускорения во втором ускоряющем зазоре 2 источника разностьюпотенциалов О 2 ионы проходят второйучасток 5 дрейфа и попадают на детек тор 8.Потенциалы на электроды источника подаются в соответствии с вышеприведенными выражениями.Возможно осуществление несколь . ких вариантов конструкции импульсного источника и отражателя.Усложнение конструкции дает возможность создания приборов с большей разрешающей способностью, однакоувеличение количества сетчатыхэлектродов ведет к некоторому сниению прозрачности ионна-оптическойсистемы. 1. Времяпролетный масс-спектрометр, содержащий камеру анализатора, в которой размещен ионный источник, с одной стороны которого расположены по оси ионно-оптической системы камера дрейфа ионов и детектор ионов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения разрешающей способности, с другой сто-. роны источника расположены управлякщий электрод и отражатель.2. Масс-спектрометр по п.1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что отражатель выполнен однозазорным.3. Масс-спектрометр по п.1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что отражатель выполнен двухэаэорным.