Способ развертки спектра масс в гиперболоидном масс спектрометре

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК д Н 0134 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНН А ВТОРСКОМУ СВИД:ТЕЛЬСТВУ движегитка та 5,.:3, В 1 МАСС В Е ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Веселкин Н.В. Особенностиния заряженных частиц в импульсэлектрических полях, создаваемыхперболоидными системами и разрамасс-анализаторов с импульсным пи(54) СПОСОБ РАЗВЕРТКИ СПЕКТРАГИПЕРБОЛОИДНОМ МАСС-СПЕКТРОМЕТР(57) Изобретение может быть использовано в приборостроении. Цель изобретения - разработка способа развертки спектра масс в гиперболоидном масс-спектрометре типа трехмерной ловушки, обеспечивающего повышение разрешающей способности и достоверности анализа. Способ заключается в том, что при проведении частотной разверт" ки спектра масс в паузах между изменениями частоты р-раз измеряют амплитуду высокочастотного напряжения от заданного уровня П с шагом Ь 3 " 20 /р п, где и - коэффициент деления частоты .задающего генератора. После проведения указанных .изменений аЯ .восстанавливают исходный уровень амплиуды и осуществляют дальнейшую перестройку частоты задающего генера"тора. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к области масс-спектрометрии и может быть ис" пользовано при создании гиперболондных масс-спектрометров типа трехмер ной ловушки.Цель изобретения - разработка способа развертки спектра масс в гиперболоидном масс-спектрометре типа трехмерной ловушки, обеспечивающего 1 О повышение разрешающей способности ;и .достоверности анализа.При осуществлении изобретения предполагается использование в каче" стве генератора развертки управляемого делителя частоты Й на произвольный целочисленный коэффициент п. При , этом частота рабочего сигнала связанаа с Й и и соотношением.Е(п) = К /и, (1) 20Для гиперболоидного масс-спектро Метра типа трехмерной ловушки извест ны соотношенияМ - СЦ,/Р = С пЦ. у (2)к м/ам (3) 25 . ,где С - коэффициент, определяемый путем численного решения уравнений Хилла, описывающихдвижение заряженных частицв скрещенных электрическихполях;К - относительная разрешающаяспособность;6 Мд- ширина массового пика.При изменении и на единицу происходит изменение частоты и массового числа на величину ДМДм- ЦР (2 п+1) (4)Поскольку ширина пикаДМ = М/К,то для числа точек на пик при частотной развертке получаем соотношениеМ, . 1н -ам/дмя ь К С 0 (2 п+1)или с учетом (2)1 п МК 2 п+1 При изменении амплитуды У на ве личину ДБ изменяется в соответствии с (2) и М на величину ДМДМ =Сп а 0Введем коэффициент умножения числа точек эа счет доразвертки ри55Рам/ам =С Ц (2 п+1)/СпДБ /Ре . Ж /аБ ) 2 п+1) (п ). Тогда общее число точек на пнк1 и Б (2 п+1)й = Ирг 1оыц " о К 2 п+1 ДЦ п/К Д 1Как правило, предпочтителен режимпостоянства М = Б и Р = РВ этом случае происходит изменение разрешения по диапазону масс и величины ДЕ ЮД 11 = 0 (2 п+1) /р п ъ 2 Б /р и; (6)Задача получения ДБ состоит вделении Б в соответствующее числораз.Увеличение достоверности анализадостигается повышением стабильностиБ . При осуществлении развертки попредлагаемому способу формированиеО осуществляется путем подмешиванияк постоянному напряжению на кольцевом электроде напряжения Ь ОПовышение достигаемой стабильностиамплитуд питающих напряжений достигается эа счет того, что во всех питающих блоках стабилизируется не изменяющаяся во времени амплитуда ВЧсигнала (стабилизация мгновенногозначении напряжения), а постояннаявеличина. При этом в цепи стабилизации исключается ряд элементов (пйковый детектор, быстродействующий регулятор и т.д.), которые в значительной степени определяют коэффициентстабилизации всего устройства. Ещеодним положительным качеством предлагаемого способа питания масс-спектрометра является возможность сократить время анализа за счет исключения потерь на перестройку параметров поля в анализаторе.При построении задающего генератора пд данному способу появляется воэможность гибко изменять условия эксперимента с целью получения наиболее полной и объективной инфОрмации о составе пробы, что в конечном итоге и определяет достоверность анализа. Абсолютная разрешающая способность при этом становится равномерной по всему диапазону масс.На чертеже показан закон изменения частоты и амплитуды переменного напряжения,Примером технической реализациипредлаГаемого способа, является ги314534 перболоидный масс-спектрометр типа трехмерной ловушки. Развертка спектра масс в таком приборе осуществляется изменением частоты. В паузах между изменениями частоты производят изменение величины ЬБ и Д 11 . Генератор развертки строится по схеме; кварцевый задающий генератор - управляемый делитель частоты - выходной 10 усилитель - торцевые электроды датчика. Формирование напряжений 60 и ЬУ производится двумя ЦАП, аналоговым ключом, двумя схемами сдвига уровня. Смешивание ДП , ДУ и П 15 производится на кольцевом электроде датчика.Управление делителем частоты и двумя ЦАП осуществляется от мини-ЭВМ со стандартным интерфейсом. Эта же ,20 ЭВМ производит прием информации о массовом составе пробы.Предлагаемый способ позволяет повысить разрешающую способность в рраз. Число р определяется разряднос тью и диапазоном напряжений ЦАП. Серийно выпускаемые ЦАП дают возможность довести разрешающую способность до величины ДМ = 0,01.Еще одним положительным технико- З 0 зкономическим эффектом является возможность снижения исходной частоты Е 4 с 200 до 50 мГц. Это приводит к существенному упрощению схемы задающего генератора, позволяет применитЬ более дешевые и экономичные микросхемы (вместо м.с. серий ЭСЛ - м.с. серий ТТЛ, которые потребляют в 2-3 раза меньшую мощность в расчете на один элемент).40Формула изобретения1. Способ развертки спектра массв гнперболоидном масс-спектрометре. 45 типатрехмерной ловушки путем ступен"764чатого изменения частоты высокочастотного напряжения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения разрешающей способности прибора и достоверности анализа, в паузах между изменениями частоты р раз изменяют амп лидуту высокочастотного напряжения от заданного уровня 0 (Ь) с шагом Д 0 (Ь)Дц щ 20 /рпгде и - коэффициент деления частотызадающего генератора,а после р изменений амплитуды восстанавлйЪают исходный уровень У , пос- ле чего осуществляют перестройку частоты задающего генератора.2, Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что длительность Т(с) ступеньки по частоте выбирают равнойТшрН/Е,где Н - число периодов высокочастотного напряжения в цикле работы прибора;Е - рабочая частота, Гц;ш - целое число,при этом длительность Тц(с) ступеньки напряжения ДУ пропорциональнацелому числу циклов работы масс-спектрометра 1,Т- = 1 Я/Е.О3. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что изменение амплитуды высокочастотного напряжения осуществляют путем подачи дополнительного совпадающего по форме и частоте с основным высокочастотного напряжения амплитудой ДО на кольце. вой электрод, если основной высокочастотный сигнал подают на соединен ные вместе торцовые электроды, либо наоборот.1453476 Кащеев уска ект дюк Заказ 7291/49 9 Т пи ВН осударственного комигета 113035, Москва, Ж роизводственно-полиграфичес л Проектн иятие, г,актор С.Патрушев 7 фТ Составит Техред д обретен Раушска и открыт 6.) д. 4