Указатель массы для квадрупольных масс-спектрометров

СОО В 1 ЛИН щЪ 017 49 ЕНИЯ ВТОРСКОМ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ОСС ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АНИЕ ИЗОБР(54)(57) УКАЗАТЕЛЬ МАССЫ ДЛЯ КВАДРУ 1 ПОЛЬНЫХ МАСС-СПЕКТРОМЕТРОВ,содержаций-амплитудный детектор, вход которогосоединен с выходом источника питающегс анализатор напряжения, и измери". тель напряжения, о т л и ч а ю щ и йс я тему чтор с целью повнзщния точности отсчета массовых чисел анализируемых ионов, в него .введены последо- .вательно включенные управляемый источ-,ник напряжейия,. ксее 4 утатор напряжвния,два интегратора и пиковый детектор,расположенные иезду выходом амплитуд-,ного детектора и входом изме;:.рителя нанряаения, при этом перехлвиа 1ющий вход ксммутатора напряжения со"единен с выходом делителя:частоты,вход которого подкпючен к выходу ис- .точника питающего анализатор напряжения.,Изобретение относится к областиквадрупольной масс-спектрометрии, аименно к устройствам индикации массовых чисел ионов, анализируемых квадрупольньм масс-спектрометром.Известен указатель массы для магнитного масс-спектрометра, работающийпо принципу эффекта Холла Генерируемый сигнал в спектрометре пропорционален квадрату напряженности поля вмагнитном анализиторе спектрометра,деленному на ускоряющее ионы напряже. ние. Следовательноэтот сигнал пропорционален массовому числ ионов13,Однако устройство имеет невысокуюточность отсчета. . 15Наиболее близким по техническойсуЩности к предлагаемому являетсяуказатель. массы для квадрупольныхмасс-спектрометров представляющийсобой амплитудный детектор, вход ко- рОторого соединен с выходам источникапитающего анализатор. напряжения, иустройство отсчета. высокочастотнойсоставляющей питающего анализаторнапряжения. Напряжение с выхода детектора,. равное амплитуде высокочас"тотной составляющей.питающего анали.затор напряжения, подается непосредственно на устройство .отсчета напряжения,: например вольтметр или схемусравнения с известным опорным напря.жением, показания которого програду. -ированы в массовых числах ( 2).Так как в квадрупольных Масс-спектрометрах массовое число анализируемыхиоиов прямо пропорционально амплитуде .высокочастотной составляющей питающего анализатор напряжения и обратнопропорционально квадрату ее частоты,то.:данные указатели точно отражаютномер, массы только при развертке40масс-.спектра посредством измененияамплитуды питающего напряжения приидеальной стабильности частоты. Вслучае нестабильности частоты илисмены ее номинального значения, а 45также в случае. развертки спектра масспосредством изменения и амплитуды ичастоты или только частоты питающего.анализатор напряжения показания даннцх указателей не.соответствуют номеОру массы,. Белью изобретения является повыюение точности отсчета массового числа. анализируемых ионов при любых значениях амплитуды и частоты питающегоанализатор напряжения.Поставленная цель достигается тем,что в указатель массы для квадрупольных,масс-спектрометров, содержащий .амплитудный детектор, вход которогосоединен а выходом источника питающего анализатор напряжения,и измеритель напряжения, введены последовательно включеннце управляемый источник напряжения, коммутатор напряжения, два интегратора и пиковый детек 65 тор, расположенные между выходом амп. литудного детектора и входом измерителя напряжения, при этом переключаю щий вход коммутатора напряжения со" единен с выходом делителя. частоты, вход которого подключен к выходу источника питающего анализатор напря. жения.На Фйг.: 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 -эпюры напряжений в разных точках.устройство содержит управляемый источник 1 напряжения, делитель 2 частоты, коммутатор 3 напряжения, интеграторы 4 .и 5, и пиковый детектор б и измеритель 7 напряжения.Устройство выработки. постоянного напряжения работает следующим обраэоМуправляемый источник 1 напряжения вырабатывает низковольтное напряже- ние 0, строго пропорциональное напряжению на его входе. Оп (фиг, 2 а), Делитель 2 частоты приподаче на его вход синусоидального сигнала ОеР (фиг. 26):. Формирует на своем выходе прямоугольные импульсы со скважностью 2 (типа "Иеандр") и с частотой 1 э, пропорциональной частоте входного сигнала %96 Р (фи 2 в), ко утатор 3 напряжения под воздействием этих импульсов.осуществляет коммутацию выходного напряжейия управляемого источника 1 напряжения Сигнал с выхода коммутатора 3 подается через разделительный конденсатор 8 на вход первого интегратора 4, благодари чему.напряжениеОи на входе интеграторов (Фиг. 2 г) представляет собой прямоугольное симметричное колебание с амплитудой О = - и частотойЬ2 М строго пропорциональными соответственно входному нанряженяо управляемо 1 го источника 1 напряженьяО и часто тет на входе делителя 2 частоты, На выходе интегратора б напряжение Щедставляет собой симметричное треУольное колебание (фиг. 2 д) с той же частотой %а с амйлитудой Опрямо пропорциональной амплитуде О;, и1периоду Т =входного напряРажеиия От " О и,Т .Так как интеграл от линейно изменяющегося напряжения представляет собой параболическую функцию времени, а численное значение интеграларавно площади интегрируемой Функции, то треугольное напряжение после интегрирования в интеграторе 5 приобретает вид периодического колебания 91, (фиг. 2 е), представляющего собой последовательность сегментов парабол.Амплитуда Ови этого колебания пропор. циональна площади треугольника АВС (Фиг. 2 д), т.е. равна1 1 ТдАС ВО = - Ц22101 9522 703 Псщписное Заказ 3716/47 ВНИ Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектн. 1пВР пе рпрямо пропорциональна напряжению О т и обратно пропорциональна квадрату1 частоты. 1; О, 0Р Фи пст Г щр ,Пиковым детектором 6 амплитуда 0 :преобразуется в равное ей постоянное напряжение Озт (Фиг. 2 ж). В итоге выходное напряжение устройства прямо пропорционально постоянному напряжению на входе управляемого источника 1 напряжения и обратно пропорциональноквадрату частоты на входе делителя 2частоты. Предлагаемое устройство нри выполнении его на интегральныхоперацион-, ных усилителях обладает высокой ста.бильностью .и точностью .(порядка 1 Ь ;при изменении Ое в 100 или 1 в 10 раз). Устройство позволяет точно,отсчитывать массовые числа анализис . руемых ионов при любых значениях ;амплитуды и частоты питающего ана,лизатор напряжения.