Устройство питания датчика квад-рупольного macc спектрометра

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик пи 81 ИДЕТЕЛЬСТ ВТОРСКО 61) Дополнительное к авт, свид-ву - 22) Заявлено 19.06.79 (21) 2781725/ М. КлН 01,1 49/42б О 1 М 27/62 исоединением заявки Ме еударстеенныи камнтет(53 елам изобретений публиковано ата опублик и еткрыти(54) УСТРОЛСТВО ПИТАНИЯ ДАТЧИК ВАДРУПОЛЬНОГО МАСС-СПЕКТРОМЕ тания даттрометров, осуществ- окочастот- втогенера- ерестройки имеют малыи ), малую ампактный выход. ы с трудностяараметров наИзобретение относится к квадропульной масс-спектрометрии, а более конкретно, к устройству питания датчика квадрупольного масс-спектрометра и может быть использовано при создании квадрупольных масс-спектрометров с высокой чувствительностью и постоянной разрешающей способностью во всем диапазоне анализируемых масс, применяющихся для измерения парциального состава газа и молекулярных потоков в вакуумных системах.Известны устройства питания датчиков квадрупольных масс-спектрометров, в которых развертка спектра масс осуществляется изменением величины постоянной составляющей и амплитуды переменного напряжения высокочастотного генератора при сохранении постоянства их отношения.Такие устройства, как правило, содержат задающий генератор, усилитель формирования выходных напряжений и детекторы постоянной составляющей напряжения 11 .Недостатком масс-спектрометров, в которых применяются такие устройства питания датчиков, является зависимость разрешающей способности и чувствительности от номера анализируемой массы. 15.03.81. Бюллетень Ме вания описания 25.03.81 Известны также устроиства пичиков квадрупольных масс-спекв которых развертка спектра массляется изменением частоты высного напряжения, содержащие атор, источник питания и систему пчастоты 12)Однако эти устройствадиапазон частот (до 1,5 мгГцлитуду напряжения и однотУказанные недостатки связанми стабилизации выходных ппряжения. Наиболее близким к изобретению является известное устройство питания датчика квадрупольного масс-спектрометра с изменяющейся частотой высокочастотного напряжения генератора, включающее в себя активные элементы автогенератора, соединенные с контурной системой, подключенной к схеме формирования постоянной составляющей напряжения, систему управления частотой генератора и источник питания. Такое устройство вырабатывает однополярное синусоидальное напряжение с постоянной составляющей и применяется для трех 813538мерных квадрупольных и монопольных масс- спектрометров 3 .Однако создание устройств питания с изменяющейся частотой, имеющих двухтактный выход и применяемых для питания квадрупольных фильтров масс встречает ряд затруднений, связанных с необходимостью симметрирования выходных напряжений и стабилизации их амплитуд.Цель изобретения -- стабилизация величины выходного напряжения и повышение симметричности выходных сигналов устройства питания датчика квадрупольного фильтра масс.Указанная цель достигается тем, что известное устройство, включающее активные элементы автогенератора, контурную систему, схему формирования постоянной составляющей напряжения, схему управления частотой генератора и источник питания, к которому через цепи питания подключены элементы устройства, дополнительно снабжено управляемыми индуктивностями, которые размещены в цепях питания активных элементов автогенератора,и средствами управления величиной указанных индуктивностей, Каждая индуктивность выполнена в виде 5 1 О 15 20 ферровариометра, а средства управлениявеличиной его индуктивности выполненыв виде изменяемого сопротивления, включенного в управляющую обмотку ферровариометра, которая подключена к схеме управления частотой генератора.На чертеже представлена структурная 30схема предлагаемого устройства питаниядсткя квадрупгыОО асс-секрометра.Устрйсво содержит актигпые элементыавтспенертр 1, персстраив; "ук ко 1:турнук систему 2, истсчпик п 1 гия схемуформирования постоя х составляющихнапряжений 4, дроссели 5 и 6 с перестраиваемой индуктивносгьк, сх 1 у управлениячастотой генератора 7, потенц 1 Ометры 8 и 9для регулировки тока в дросселях 5 и 6,выходные напряжения снимаются с выходных клемм 10 и 11.Устройство работает следующим образом.Лвтогенератор, собрашый по двухтактной схеме (на лампах ГУ) с двойнымиобратными связями, вырабатывает симметричное противофазное сипусоидальпое напря 45жение, частота которого изменяется псрестройкой нпдуктивности контура 2, котораяпредставляет собой ферровариометр (начертеже не показан). Выходные напряжениядетектируются схемой формирования постоянной сосг:.,Ошей 4 и получаемое постоянное напрякение смешивается с выходнымисинусоида,ьными напряжениями, формируясигнал ви 1 а +. (.Зо + Ц ви ч,Стаби, изация амплитуды осуществляется путем подачи продетектированного выходного напряжения автогенератора на управ.:яюий элемент стабилизатора источника п ия 3. Таким образом, уменьшение амплитуды выходного сигнала компенсируется изменением напряжения питания автогенератора. Изменение индуктивности ферровариометра осуществляется подачей тока пилообразной формы в управляющую обмотку ферровариометра со схемы управления частотой гснератора.Напряжение с источника питания 3 на активные элементы 1 автогенератора подается через дроссели 5 и 6: представляющие собой перестраиваемые ферровариометры, изменение индуктивностей которых соответствует изменению индуктивности контура. Изменение индуктивностей дросселей осуществляется пилообразным током со схемы управления частотой генератора, подаваемым в управляющие обмотки дросселей через потенциометры.Применение дросселей с переменной индуктивностью позволяет уменьшить габариты дросселей, сохранить постоянство отношения индуктивностей контура и дросселей, уменьшить паразитные параметры схемы и тем самым повысить стабильность амплитудно-частотной характеристики и для двухтактпых устройств питания повысить симметрию выходных напряжений. Дополнительно симметрировать выходные напряжения можно потенциометрами в цепи питания управляющих обмоток дросселей, подбирая необходимые токи подмагничивания.Предлагаемое устройство питания стержней датчика квадрупольного фильтра масс имеет амплитуду высокочастотного напряжения 600 В, диапазон изменения частоты 0,3 - 3,5 мгГц, нестабильность амплитудно- частотной характеристики меньше 10/ разность напряжений выхода меньше 0.1%.Применение устройства питания стержней для квадрупольных масс-спектрометров позволяет увеличить чувствительность, обеспечить постоянство разрешающей способности, увеличивает динамический диапазон и создает предпосылки для проведения количественных измерений.Фор 1 ула изобретения1. Устройство питания датчика квадрупольного масс-спектрометра, содержащее активные элементы автогенератора, соединенные с контурной системой, подключенной к схеме формирования постоянной составляющей напряжения, схему управления частотой генератора и источник питания, отличающееся тем, что, с целью стабилизации величины выходного напряжения и повышения симметричности выходных сигналов,. устройство дополнительно снабжено управляемыми индуктивностями, которые размещены в цепях питания активных элементов автогенератора, и средствами управления величиной указанных индуктивностей.813538 Составитель Н. Алимова Техред А. Бойкас Корректор Ю. Макаренко Тираж 784 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 1 3035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д, 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Редактор М. ПетроваЗаказ 342/67 52. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что индуктивность выполнена в виде ферровариометра, а средства управления величиной его инлуктивности выполнены в виде изменяемого сопротивления, включенного в управляюшую цепь обмотки ферровариометра, которая подключена к схеме управления частотой генератора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе б. Слободенюк Г, И. Квадрупольные масс спектрометры. М., Атомиздат, 1974, с. 69 - 173.2. Окунь Е. Л. Радиопередаюшие устройства. Л., Судостроение, 1967.3. Шеретов Э, П., Могильченко Г. А Зенкин В. А. и Весенкин Н. В. Генератор трехмерного масс-спектрометра со скоростной разверткой спектра масс. ПТЭ, 1974, Мо 2, с. 155 - 156.