Спектрометры элементарных частиц или разделительные трубки: ...спектрометры с постоянной траекторией, например однополюсные, четырехполюсные, многополюсные, индикаторы парциального давления – H01J 49/42

Изобретение относится к ионно-оптическим устройствам. Технический результат - повышение поперечной стабильности в направлении дрейфа. Ионно-оптическое устройство с многократным отражением включает средства генерации электростатического поля, сконфигурированные, чтобы генерировать электростатическое поле, определяемое суперпозицией первого и второго распределений электростатических потенциалов Ф_ЕF, Ф_LS. Первое распределение Ф_ЕF подвергает ионы энергетической фокусировке в отношении направления пролета, и второе распределение Ф_LS подвергает ионы стабилизации в одном поперечном направлении, стабилизации в другом поперечном направлении на протяжении, по меньшей мере, конечного числа колебаний в одном поперечном направлении и подвергает ионы энергетической фокусировке в отношении одного поперечного направления на заранее установленную величину энергии. 5 н. и 11 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области масс-спектрометрии, а именно к конструкции линейной ионной ловушки, ее системы электродов, формирующей удерживающее поле. Технический результат - повышение разрешающей способности при одновременном упрощении конструкции. Заявленная система электродов линейной ионной ловушки имеет в своем составе четыре электрода, попарно оппозитно расположенные. Плоскости симметрии пар электродов перпендикулярны друг другу. От прототипа система отличается тем, что каждый электрод, по меньшей мере, одной пары, имеет в поперечном сечении в основном форму равнобедренного треугольника. Вершина этого треугольника направлена к продольной оси ловушки. Наилучшие результаты достигаются при условии, когда угол между боковыми сторонами треугольника составляет 130-152°, т.е. угол между рабочими поверхностями электродов составляет 130-152°. При этом ширина продольной щели для вывода ионов, выполненная в таком электроде, не превышает 24% от вписанного радиуса ловушки. Предложенная система электродов для линейной ионной ловушки позволяет получить разрешающую способность прибора на уровне, соизмеримом для ловушек с гиперболическим сечением электродов, т.е значительно превышает показатели, которые могут быть достигнуты прототипом. При этом в заявленной системе рабочая поверхность электродов образована плоскими участками, расположенными под углом, вершина которого направлена к оси ловушки, что существенно технологичней. Наличие угла в зоне щели электрода компенсирует локальное ослабление поля. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области масс-спектрометрии. Анализатор содержит электродную систему и два электрода, ограничивающие по оси z электродную систему, в одном из них выполнены два отверстия: для ввода и вывода анализируемых ионов. При этом значения координат центров отверстий для ввода и для вывода ионов по одноименным координатным осям равны по модулю, но хотя бы одна пара соответствующих значений координат имеет разные знаки. Технический результат - повышение разрешающей способности и чувствительности масс-спектрометра. 3 ил.

Анализатор пролетного квадрупольного масс-спектрометра (типа фильтр масс, «монополь», «триполь») относится к области масс-спектрометрии и может быть использован при создании квадрупольных масс-спектрометров пролетного типа с высокой разрешающей способностью и чувствительностью. Анализатор содержит устройство сортировки ионов по удельным зарядам, устройство ввода анализируемых ионов в устройство сортировки и устройство вывода отсортированных ионов из устройства сортировки. Устройство ввода и устройство вывода выполнены в виде двухэлектродных квадрупольных ячеек, способных наряду с квадрупольным полем создавать продольное (вдоль оси z) однородное электрическое поле, электроды которых электрически изолированы друг от друга, при этом рабочие поверхности электродов квадрупольных ячеек описаны в пределах рабочего объема ячейки определенными соотношениями. Технический результат - увеличение чувствительности и разрешающей способности анализатора. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области масс-спектрометрии и может быть использовано при создании квадрупольных масс-спектрометров пролетного типа с высокой разрешающей способностью и чувствительностью. Способ анализа ионов по удельным зарядам в квадрупольных масс-спектрометрах пролетного типа (монополь, триполь и фильтр масс) заключается в том, что анализируемые ионы вводят через входной канал в анализатор масс-спектрометра, селективно воздействуют на них высокочастотным квадрупольным полем, сортируя при этом ионы по удельным зарядам, и выводят отсортированные ионы через выходной канал на измерительное устройство. Сортировку ионов по удельным зарядам осуществляют за счет селективной фазовой и селективной двойной пространственной фокусировок избранных ионов на вход выходного канала. Технический результат - увеличение разрешения квадрупольных масс-спектрометров в десятки раз при 100% трансмиссии, повышение чувствительности в сотни раз в режиме высокой разрешающей способности, уменьшение длины электродной системы масс-спектрометра, увеличение скорости вводимых в анализатор ионов. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области динамической масс-спектрометрии и предназначено для создания монопольных масс-спектрометров. Способ изготовления монопольного масс-анализатора заключается в следующем: изготавливаются с высокой точностью две металлические формы, внешние поверхности которых соответствуют внутренним поверхностям уголкового и гиперболического электродов монопольного анализатора, наносят на формы слой металла, например, путем электрического осаждения, толщиной не менее 0,1 мм для обеспечения требуемой прочности анализатора, после чего форму удаляют, на электроды наносят защитное покрытие, например, путем электрического осаждения, толщиной 5-10 мкм и электроды соединяют друг с другом с помощью изоляторов, изготовленных в виде прямоугольных параллелепипедов. Технический результат - увеличение разрешающей способности и чувствительности монопольного масс-анализатора, увеличение механической прочности и вибропрочности, упрощение и удешевление производства. 2 ил.

Изобретение относится к масс-спектроскопии а более конкретно к квадрупольным масс-анализаторам. Macс-анализатор с ионной ловушкой включает в себя удлиненный туннель, который имеет стенку, продольную ось и внутреннее пространство. Стенка включает в себя подложку и рисунки проводящих дорожек. Имеется также средство обеспечения изменяемого электрического напряжения для обеспечения электрических напряжений, которое соединено с рисунками проводящих дорожек. Рисунки проводящих дорожек и средство обеспечения изменяемого электрического напряжения обеспечивают изменяемое электрическое поле в пределах внутреннего пространства туннеля для передачи, сохранения и анализа ионов. Технический результат: повышение производительности и чувствительности, упрощение конструкции и сборки масс-спектрометра. 4 н. и 33 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к масс-спектрометрическим системам, а именно к ионным ловушкам масс-анализаторов. Линейная ионная ловушка содержит четыре электрода и использует асимметричное удерживающее поле, центр которого смещен относительно геометрического центра ловушки. Асимметричное удерживающее поле может включать основной переменный потенциал, обеспечивающий квадрупольную составляющую, и дополнительный переменный потенциал. Основной переменный потенциал прикладывают между противолежащими парами электродов, а дополнительный переменный потенциал подают на одну из пар электродов. Дополнительный переменный потенциал может вносить дипольную составляющую для придания удерживающему полю асимметричности. Дополнительный переменный потенциал может вносить также гексапольную составляющую, используемую для создания нелинейного резонанса. На ту же пару электродов может быть подан вспомогательный переменный потенциал, используемый в качестве дополнительного переменного потенциала, усиливающего резонансное возбуждение. Рабочая точка для выведения иона может быть выбрана таким образом, чтобы обеспечить возможность использования условия чистого (несвязанного) резонанса для увеличения амплитуды осцилляции иона предпочтительно в одном направлении. Ионы, захваченные комбинированным полем, могут выводиться с селекцией по массе в единственном направлении через отверстие в одном из электродов. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 26 ил.

Изобретение относится к области масс-спектрометрического анализа, в частности к ионной ловушке, мультипольной электродной системе и электродному полюсу. Электродный полюс (1) представляет собой стержень, и, по меньшей мере, одна сторона его сечения имеет ступенчатую форму, включающую в себя две или несколько ступеней. Это образует конструкцию электродного полюса; таким образом, масс-спектрометры с многополюсной электродной системой, ионной ловушкой и с использованием электродного полюса (1) имеют оптимизированную форму поля и могут быть легко изготовлены при низкой стоимости. 3 н. и 40 з.п. ф-лы, 27 ил.

Изобретение относится к гиперболоидной масс-спектрометрии и может быть использовано при создании приборов с высокой разрешающей способностью и чувствительностью. Способ анализа в гиперболоидном масс-спектрометре типа «трехмерная ионная ловушка» заключается в том, что ввод ионов в объем ловушки осуществляют одновременно с изменением параметров электрического поля (амплитуды и частоты). При этом изменение амплитуды и частоты ВЧ напряжения, прикладываемого к электродам анализатора, осуществляют таким образом, чтобы рабочая точка анализируемого иона на диаграмме стабильности не изменяла своего положения , где U(t) - амплитуда размаха, - частота ВЧ напряжения. Технический результат: захват ионов с высокой эффективностью без снижения диапазона захватываемых масс, регистрируемых при снятии одного скана. 1 ил.

Изобретение относится к области динамической масс-спектрометрии и может быть использовано для совершенствования способов развертки масс, улучшения аналитических и потребительских свойств гиперболоидных и времяпролетных масс-спектрометров. Способ разделения заряженных частиц по удельному заряду основан на использовании монополярного анализатора с прорезанной вдоль оси z в вершине уголкового электрода щелью, через которую в рабочую область анализатора под некоторым углом к оси z вводятся ионы с энергиями, обратно пропорциональными их массам, и нулевыми начальными координатами у₀=0. Под действием ВЧ поля с квадратичным распределением потенциала по координатам х и у ионы по оси у движутся по траекториям, близким к синусоидальным, и через время t_a, пропорциональное массам m, достигают плоскости у=0 и выводятся из анализатора через щель на систему регистрации. Масс-анализатор состоит из гиперболоидного и уголкового электродов. У уголкового электрода в вершине прорезана щель для ввода и вывода ионов. По границам гиперболоидного и уголкового электродов установлены плоские экранирующие электроды. Ионы образуются за уголковым электродом в пространстве между двумя плоскими электродами, один из которых полупрозрачный. Под действием короткого импульса на плоском электроде ионы ускоряются и через полупрозрачный электрод попадают в рабочую область анализатора. Питание анализатора осуществляется от ВЧ генератора синусоидальным напряжением с постоянными амплитудой и частотой. Технический результат состоит в увеличении скорости и чувствительности масс-анализа, расширении диапазона анализируемых масс. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к гиперболоидной масс-спектрометрии и может быть использовано при разработке приборов данного вида с высокой чувствительностью и разрешающей способностью. Способ ввода анализируемых ионов заключается в том, что ионы, образованные вне рабочего объема, вводят в рабочий объем анализатора гиперболоидного масс-спектрометра типа «трехмерная ловушка» вблизи радиальной плоскости через один или несколько каналов, выполненных в кольцевом электроде, под углом к прямой, соединяющей точку ввода и центр электродной системы анализатора, при этом анализируемые ионы в рабочем объеме анализатора заставляют двигаться по траекториям, огибающие которых являются окружностями, путем задания угла и относительной скорости ввода соответствующими соотношениями. Технический результат: более чем на порядок увеличение эффективности захвата вводимых ионов. 3 ил.

Изобретение относится к динамической масс-спектрометрии и может быть использовано для улучшения потребительских свойств и увеличения срока службы масс-спектрометров с гиперболоидными электродными системами. Масс - анализатор на ограниченной ионной ловушке состоит из гиперболоидных торцевого и ограниченного плоскостью кольцевого электродов, цилиндрических экранирующего и фокусирующего электродов и полупрозрачного плоского корректирующего электрода. Заряженные частицы образуются электронным ударом в пространстве между кольцевым и корректирующим электродами вне рабочего объема масс-анализатора. Ввод ионов в анализатор происходит под действием ускоряющего напряжения на корректирующем и фокусирующем электродах, период и фаза ускоряющего напряжения согласованы с периодом и фазой переменного поля и начальными координатами и скоростями заряженных частиц. Вывод отсортированных ионов осуществляется через отверстие в кольцевом электроде и полупрозрачный корректирующий электрод под действием положительного напряжения на торцевом электроде. Технический результат заключается в повышении эффективности внешнего ввода ионов и получении высоких параметров прибора при ограниченных амплитудах высокочастотного питающего напряжения. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Способ анализа ионов по удельным зарядам в гиперболоидном масс-спектрометре типа "трехмерная ионная ловушка" с вводом анализируемых ионов извне относится к гиперболоидной масс-спектроскопии и может быть использован при создании приборов с высоким разрешением и чувствительностью. Способ заключается в том, что ионы вводят в рабочий объем анализатора вблизи радиальной его плоскости, сортируют по удельным зарядам и выводят на вход детектора ионов, причем параметры прикладываемого к электродам анализатора ВЧ-напряжения (форму, и(или) амплитуду и(или) частоту) выбирают таким образом, чтобы по одной из координатных осей рабочая точка анализируемых ионов находилась в глубине зоны стабильности, а по другой оси располагалась вблизи точки пересечения линии развертки спектра масс с границей зоны стабильности, соответствующей значению ₀=+1, где ₀ - параметр стабильности. 2 ил.

Изобретение относится к гиперболоидной масс-спектрометрии и может быть использовано при создании приборов с высокой разрешающей способностью и скоростью сканирования спектра масс. Способ анализа заряженных частиц в гиперболоидном масс-спектрометре типа трехмерная ионная ловушка заключается в том, что изменение параметров электрического поля (развертку спектра масс) начинают одновременно с началом ввода ионов в объем ловушки, а заканчивают ввод ионов, когда рабочая точка иона, соответствующего одной из границ рабочего диапазона масс, достигает границы зоны стабильности, с использованием которой ионы выводятся из объема ловушки. Это позволяет существенно сократить время анализа и улучшить аналитические характеристики прибора. 2 ил.

Устройство цифрового возбуждения для квадрупольной установки, такой как квадрупольная ионная ловушка (20, 21) имеет генератор цифровых сигналов (11, 13, 14) и переключательную аппаратуру (16, 17), которая осуществляет попеременно переключение напряжения (18, 19) с высокого уровня на низкий (V₁, V₂ ) и обратно для формирования напряжения в виде прямоугольной волны. В квадрупольную установку также подается напряжение 22 дипольного возбуждения для возбуждения резонансного колебательного движения ионов. Технический результат - использование изменяющегося до времени напряжения в виде прямоугольной волны, которое подается в установку с квадрупольной ионной ловушкой для захвата ионов, селекции ионов и/или их анализа по массе. 3 н. и 27 з.п. ф-лы, 7 ил.