Радиочастотный масс-спектрометр

(51) 01 49/34 (2011.01) 01 49/36 (2011.01) 01 30/72 (2011.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ поля и проходят между второй и третьей диафрагмами также в ускоряющем поле. Таким образом, они получают максимальный прирост энергии и, преодолевая действие задерживающего электрода 6, попадают на коллектор 7. Ионы других масс, проходя одиночную линзу, либо тормозятся полем, т.е. теряют энергию, либо получают недостаточный прирост энергии и отбрасываются в конце пути тормозящим потенциалом. В результате на коллектор попадают только ионы с определенными отношениями массы к заряду. Меняя режим пространственной фокусировки одиночной линзы путем изменения потенциала на средней диафрагме, можно добиться улучшения аналитических характеристик радиочастотного масс-спектрометра. Разрешающая способность радиочастотного масс-спектрометра с анализатором - одиночной линзой может быть повышена по сравнению с трехсеточным селеционирующим каскадом анализатором примерно на(20-25),а чувствительность повысится значительно,поскольку отсутствует механические преграды на пути ионов, кроме того, одиночная линза фокусирует поток ионов на поверхность коллектора,поэтому потеря ионов практически сводится к нулю. Преимуществом использования одиночной электронной линзы в бессеточном анализаторе радиочастотного масс-спектрометра является повышение чувствительности и разрешающей способности радиочастотного масс-спектрометра путем увеличения дополнительной энергии ионов и осуществления пространственной фокусировки ионов. А также гарантирует контролируемый режим работы масс-спектрометра.(73) Некоммерческое акционерное общество Алматинский институт энергетики и связи(57) Изобретение относится к области динамической масс-спектрометрии и может быть использовано для анализа ионного и молекулярного состава атмосферы, в медицине, в нефтегазовой промышленности. Радиочастотный масс-спектрометр, содержащий бессеточный анализатор, который представляет собой одиночную электронную линзу 1, 2, 3 на которую падает пучок анализируемых масс,образованный в ионизационной камере источника ионов 5, где молекулы ионизируются под действием испускаемых накаленным катодом 4 электронов. В анализаторе ионы получают в зависимости от своей массы больший или меньший прирост энергии. При фиксированной частоте напряжения и энергии ионов только ионы с определенными отношениями массы к заряду имеют такую скорость, что, двигаясь между первой и второй диафрагмами в полупериоде, когда поле между ними является ускоряющим для ионов, они пересекают вторую диафрагму в момент смены знака высокочастотного Изобретение относится к области динамической масс-спектрометрии и может быть использовано для анализа ионного и молекулярного состава атмосферы,в медицине,в нефтегазовой промышленности. Известен прибор - радиочастотный массспектрометр (Рик Г.Р. Радиочастотный массспектрометр - УФН, т.43, 1951. с.301-307),содержащий катод,ионизационную камеру источника ионов,анализатор-трхсеточный селекционирующий каскад,задерживающий электрод и коллектор ионов. Недостатком анализатора радиочастотного массспектрометра трхсеточного селекционирующего каскада является недостаточная чувствительность. Сетки являются механической преградой на пути ионов. В таком анализаторе масс-спектрометра ионы проходят сетки как минимум три раза, при этом даже для сеток с очень хорошей прозрачностью общая прозрачность каскада понижается до 50. Вблизи ячеек сеток имеет место также провисание эквипотенциальных поверхностей, которые оказывают рассеивающее действие на ионы. Указанные факторы влияют на чувствительность прибора, а значит и на его разрешающую способность. Кроме того, в процессе работы сетки могут загрязняться и покрыться тонкой пленкой, что приводит к неконтролируемому режиму работы масс-спектрометра. В основу изобретения положена задача создания радиочастотного масс-спектрометра, содержащего бессеточный анализатор, позволяющий повысить чувствительность, разрешающую способностью и обеспечить контролируемый режим работы массспектрометра. Техническим результатом изобретения является увеличение чувствительности и разрешающей способности радиочастотного масс-спектрометра с контролируемым режимом его работы. Для достижения указанного технического результата предлагается использовать в качестве анализатора масс одиночную электронную линзу вместо трехсеточного селекционирующего каскада. На фиг.1 представлена схема заявляемого устройства. Бессеточный анализатор радиочастотного массспектрометра представляет собой одиночную электронную линзу, расположенную в вакуумной камере 8. Линза состоит из трх диафрагм 1, 2, 3 с круглыми отверстиями равного диаметра ,расположенных друг от друга на равном расстоянии. На внешние диафрагмы подаются одинаковые потенциалы(ускоряющий потенциал),на внутреннюю диафрагму подается потенциал больший или меньший чем потенциал на внешних диафрагмах. При одной и той же абсолютной величине разности потенциалов между внешними диафрагмами и внутренней диафрагмой оптическая сила будет больше, если на средней диафрагме одиночной линзы потенциал ниже потенциала на ее внешних диафрагмах. На среднюю диафрагму линзы подается также высокочастотное напряжение относительно крайних диафрагм. 2 Устройство работает следующим образом. На анализатор - одиночную электронную линзу 1, 2, 3 падает пучок анализируемых масс,образованный в ионизационной камере источника ионов 5, где молекулы ионизируются под действием испускаемых накаленным катодом 4 электронов. В анализаторе ионы получают в зависимости от своей массы больший или меньший прирост энергии. При фиксированной частоте напряжения и энергии ионов только ионы с определенными отношениями массы к заряду имеют такую скорость, что, двигаясь между первой и второй диафрагмами в полупериоде, когда поле между ними является ускоряющим для ионов, они пересекают вторую диафрагму в момент смены знака высокочастотного поля и проходят между второй и третьей диафрагмами также в ускоряющем поле. Таким образом, они получают максимальный прирост энергии и, преодолевая действие задерживающего электрода 6, попадают на коллектор 7. Ионы других масс, проходя одиночную линзу, либо тормозятся полем, т.е. теряют энергию, либо получают недостаточный прирост энергии и отбрасываются в конце пути тормозящим потенциалом. В результате на коллектор попадают только ионы с определенными отношениями массы к заряду. Меняя режим пространственной фокусировки одиночной линзы путем изменения потенциала на средней диафрагме, можно добиться улучшения аналитических характеристик радиочастотного масс-спектрометра. Разрешающая способность радиочастотного масс-спектрометра с бессеточным анализатором одиночной линзой может быть повышена по сравнению с трехсеточным селекционирующим каскадом анализатором примерно на (20-25), а чувствительность повысится значительно,поскольку отсутствуют механические преграды на пути ионов, кроме того, одиночная линза фокусирует поток ионов на поверхность коллектора,поэтому потеря ионов практически сводится к нулю. Преимуществом использования одиночной электронной линзы в бессеточном анализаторе радиочастотного масс-спектрометра является повышение чувствительности и разрешающей способности радиочастотного масс-спектрометра путем увеличения дополнительной энергии ионов и осуществления пространственной фокусировки ионов. А также гарантирует контролируемый режим работы масс-спектрометра. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Радиочастотный масс-спектрометр, содержащий катод, ионизационную камеру источника ионов,анализатор, задерживающий электрод, коллектор ионов, отличающийся тем, что анализатор представляет собой одиночную электронную линзу,состоящую из трех диафрагм с круглыми отверстиями равного диаметра, расположенных друг от друга на равном расстоянии.