logo
logologo
Главная-Оборудование-Принципы работы

Принцип действия квадрупольного масс-спектрометра


Как работает квадрупольный масс-спектрометр Extorr? Принцип действия масс-спектрометра состоит в создании ионов, фильтрации ионов, обнаружении отфильтрованных ионов, усилении сигналов. Предлагаем детальное описание.

Нажмите на изображение для увеличения

Принцип работы масс-спектрометра


Шаг 1. Создание ионов

Когда средний свободный пробег молекул газа в вакуумной системе достигает порядка нескольких см или больше (при < 10-3 торр), электроны с подходящей энергией начнут создавать, главным образом, положительные ионы со скоростью, зависящей от давления газа, температуры и типа отдельных молекул. Нагретый катод является источником электронов с энергией, равной 70эВ, и током в несколько миллиампер. Созданный поток ионов при помощи электростатической фокусировки направляется к масс-фильтру.

После того, как электроны проходят через сетку источника, они продолжают свое движение к секции датчика Байарда-Альперта, где они создают еще больше ионов. Эти ионы ударяются о проволоку датчика и вырабатывают там электрический ток, пропорциональный полному давлению газа.

spektrometr

Шаг 2. Фильтрация ионов

Квадрупольный масс-фильтр, состоящий из системы 4 металлических стержней, к которым приложено изменяющееся во времени электрическое напряжение с заданной амплитудой и частотой, может быть настроен так, чтобы пропускать только ионы определенной массы, входящие вдоль оси с одного конца, и проходящие к другому концу. Масс-фильтр должен быть сконструирован очень точно, чтобы у него была такая же самая полоса пропускания по всей своей длине.

Шаг 3. Обнаружение отфильтрованных ионов

Ионы, проходящие через масс-фильтр, фокусируются в направлении цилиндра Фарадея, ток измеряется при помощи чувствительного амперметра. Результирующий сигнал пропорционален парциальному давлению определенных типов ионов, прошедших через масс-фильтр.

Шаг 4. Усиление сигнала

Ток, произведенный ионами, очень маленький. Например, при парциальном давлении 10-11 торр и массе 28, ток в цилиндре Фарадея составляет, приблизительно, 10-14 ампер. Для такого тока необходим исключительно чувствительный усилитель. Ионы, ударяющиеся о проволоку датчика Байарда-Альперта вырабатывают сравнительно больший ток порядка 10-9 ампер при давлении 3.3 x 10-7 торр.
Примечание: Многочисленные и более полные объяснения принципа действия масс-спектрометра можно легко найти в книгах, журналах и в Интернете.


 

Карта сайта    Контакты    Скачать

Любое коммерческое использование представленных на сайте материалов без ведома и письменного разрешения компании MSH Techno Ltd. не допускается и будет преследоваться согласно российскому и международному законодательству.

  Яндекс.Метрика