Масс-спектрометр

О П И С А Н И Е 220330ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республикг. Зависимое от авт. свидетельства М 09 Кл. Заявлено 29,Х 1,1966 ( 1116308/26-25 присоединением заявки ЪЪриоритгтпубликовано 08,Ч,1970. Бюллетата опубликования описания 12 1 ПК 6 01 Комитет по делам обретений и открытий при Совете Министров СССР. П, Барзилович, А. С, Кузема, О. Р. СавЯ. Чертков и В. ф. Шкурдода явител МАСС-СПЕКТРОМЕТР 1Изобретение относится к масс-спектрометрам с анализирующими системами, содержащими неоднородные магнитные поля.Известные масс-спектрометры с неоднородными аксиально-симметрическими магнитными полями имеют сравнительно большую длину пробега ионов и недостаточно высокую светосилу. Кроме того, для работы спектрометра необходима точность расчетного коэффициента неоднородности или требуемая форма границ поля.Предлагаемый масс-спектрометр отличается тем, что магнитный анализатор имеет прямые границы, камера магнитного анализатора расположена вокруг вымораживающей ловушки, а между источником ионов и магнитным анализатором установлена формирующая сходящийся пучок ионов электростатическая линза, в фокусе которой расположен приемник ионов. Это позволяет повысить чувствительность и разрешающую способность устройства,На фиг. 1 дана упрощенная принципиальная схема масс-спектрометра, состоящего из источника ионов 1, электростатической линзы 2, камеры анализатора 8, приемника ионов 4.На фиг. 2 изображен масс-спектрометр в разрезе, содержащий внутренний магнитопровод б, электромагнит б, механизм подъема 7, камеру анализатора 3, вымораживающую ловушку 8. В предлагаемом масс-спектрометре применен 270-градусный электромагнит с прямыми границами, в межполюсном зазоре которого создается неоднородное магнитное поле с ко эффициентом неоднородности и=1. Известно,что фокусировку ионов по направлению в таком приборе обычными методами (т. е. выбором соответствующих расстояний от источника и приемника до границ поля) осуществить 10 нельзя.Известна также особенность неоднородногомагнитного поля с коэффициентом неоднородности п=1 и с прямолинейными входной и выходной границами, состоящая в том, что ион 15 массы то, движущийся в этом поле по равновесной траектории, выходит из магнитного поля под тем же углом к равновесной траектории, под которым он вошел в поле. Поэтому, если на вход такого анализатора направить 20 сходящийся пучок ионов из электростатической линзы, имеющей фокусное расстояние 1, и поместить приемник ионов в такой точке за выходной границей поля, что длина пути ионов от линзы к приемнику ионов будет рав на 1 то на приемник попадут все ионы массыт вышедшие из линзы.Это свойство магнитного поля с коэффици.ентом неоднородности п = 1 используется в предлагаемом масс-спектрометре. Между ис 30 точником ионов 1 и входной границей магнитного поля камеры анализатора 3 установлена электростатическая линза 2, фокусное расстояние которой равно длине пути ионов от линзы до приемника ионов 4,Ионы из источника ионов 1 направляются в электростатическую линзу 2, с выхода которой сходящийся пучек ионов поступает в сектор камеры анализатора 3, помещенный в неоднородное магнитное поле. После диспергирования ионов по массам в этом поле ионы определенной массы фокусируются на присмпике ионов 4, расположенном у выходнои граппцы магнитного поля.Масс-спектрометр описываемой конструкции позволяет использовать высокие дисперсионные свойства неоднородного магнитного поля с коэффициентом неоднородности г = 1 и прямыми границами (несложными в изготовлении), получить высокую разрешающую способность при относительно большой светосиле прибора и работать с источниками, имеющими широкую выходную цель.Конструкция масс-спектрометра предусматривает возможность изменения дисперсии, диапазона масс и других основных параметров прибора. Для этой цели внутренний магнитопровод б электромагнита б снабжен механизмом подъема 7, позволяющим изменять высоту межполюсного конусного зазора электромагнита и, следовательно, коэффициент неоднородности и магнитного поля. Соответствующее определенному значению и фокусное расстояние электростатической линзы регулируют напряжением на линзе.С целью уменьшения рассеивания пучка 5 ионов при столкновении с молекулами остаточного газа и, следовательно, уменьшения крыльев пиков ионного тока, камера анализатора 3, расположенная в межполюсном зазоре электромагнита, выполнена в виде выступа внеш него корпуса вымораживающей ловушки 8.,Этим обеспечивается эффективная откачка камеры анализатора на всей длине пути ионов от источника к приемнику.Предлагаемый масс-спектрометр имеет не.15 большие габариты и простую конструкцию. Предмет изобретенияМасс-спектрометр, содержащий ионный ис .точник, регистрирующее устройство и магнитный анализатор, например 270-градусный с неоднородным магнитным полем, например, с а=1, отличагоигийся тем, что,сцельюповышения чувствительности и разрешающей способ ности, магнитный анализатор имеет прямыеграницы, камера магнитного анализатора расположена вокруг вымораживающей ловушки, а между источником ионов и магнитным анализатором установлена формирующая сходя щийся пучок ионов электростатическая линза,в фокусе которой расположен приемник ионов.270330 Инагосу Уиг 3 Составитель Н. В, Алимова Редактор Т, 3, Орловская Техред 3, Н. Тараненко Коррсктор Л. С. ВеденееваЗаказ 2177/9 Тираж 480 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Минныстров СССР Москва, Ж, Раушская наб., д. 45Типография, пр. Сапунова, 2