Поскольку один прибор КМ может комплектоваться несколькими датчиками, для обеспечения высоких эксплуатационных характеристик КМ и воспроизводимости проводимых на нём измерений датчики должны обладать максимально идентичными характеристиками, обеспечивающими их взаимозаменяемость. Особенно важными требованиями, предъявляемыми к датчику в целом, и, в частности, к его анализатору, являются точность воспроизведения заданной геометрической формы его полеобразующих электродов и точность, с которой осуществлена их сборка. О максимальных допусках на непараллельность образующих поверхностей электродов, на смещения относительно их номинального положения в пространстве можно судить по формуле (113). Учитывая наиболее жёсткое из перечисленных требований
(182)
и рассчитывая величину 
по
формуле (12.21) при 
; 
;
см, 
и
, получаем результат 
, означающий, что отклонение одного
из концов от номинального расположения одного Y-электрода
не должно превышать пяти микрон.
При конструировании датчика КМ помимо перечисленных ранее проблем необходимы: 1) выбор конфигурации и взаимного расположения электродов ионного источника; 2) выбор способа закрепления в пространстве четырёх полеобразующих электродов анализатора; 3) решение задачи электровводов для подачи напряжений на электроды датчика; 4) разработка необходимых экранов, препятствующих или уменьшающих возможное при анализе паров конденсирующихся веществ запыление или загрязнение электродов; 5) решение вопроса о закреплении в пространстве отдельных элементов относительно друг друга и узлов конструкции датчика; 6) решение в пределах возможной проблемы унификации узлов датчика; 7) выбор типа и разработка конструкции нагревательного элемента для прогрева датчика для уменьшения собственного фона и быстрого достижения сверхвысокого вакуума в рабочей камере; 8) обеспечение взаимозаменяемости отдельных элементов в датчике и датчиков в целом. Все эти и некоторые другие задачи, связанные, например, с выбором материалов, чистотой обработки отдельных узлов, покрытий решаются в тесной связи с предполагаемым назначением и условиями работы датчика в будущем приборе.
На рис. 11 приведен пример конструкции анализатора. Он представляет собой систему 4-х симметрично расположенных вдоль оси круглых электродов, изолированных посредством керамических колец. Электроды изготовлены из молибденовых стержней диаметром 8,2 мм и длиной 150 мм. Электроды анализатора и изолирующая керамика изготовлены с высокой точностью. Противоположно расположенные электроды анализатора электрически соединены. Для уменьшения емкости электродов относительно земли электроды помещены в несущий экран, изолированный от земли.
На рис. 12,а приведена фотография квадрупольного фильтра масс, встраиваемого в вакуумную установку посредством фланцевого соединения. Здесь виден ионный источник, закрепленный на торцевой поверхности экрана, внутри которого размещается электродная система, показанная на рис. 12.б.
При выполнении курсового проекта:
1) необходимо определить:
r0 – радиус поля,
Dэ – диаметр экрана,
Dст – диаметр стержней,
L – длина стержней,
- максимально допустимую
непараллельность электродов,
z0 – расстояние торцов до входной диафрагмы,
R0 – радиус входной диафрагмы,
- начальные скорости ионов в поперечном направлении,
- время сортировки,
- граничные параметры развертки и величину постоянной составляющей напряжения питания,
- данные для ГВЧ,
- максимальную скорость развертки,
- оценить коэффициент трансмиссии анализатора;
2) по найденным параметрам и характеристикам сконструировать анализатор КФМ.
 |
Рис. 11. Анализатор квадрупольного фильтра масс
а)
б)
Рис. 12. Квадрупольный фильтр масс
а) анализатор в сборе на фланце
б) электродная система анализатора
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Слободенюк Г.И. Квадрупольные масс-спектрометры. М.: Атомиздат, 1974.
2. Рафальсон А.Э. Ж. техн. физ., 1965, Т. 35, С. 3.
3. Джейрам Р. Масс-спектрометрия. М.: Мир, 1969.
4. Аверина А.П., Линник Л.Н., Никитина Т.И. Приборы и техника эксперимента. 1965. № 4. С. 5.
5. Рафальсон А.Э., Шерешевский А.М.: Масс-спектрометрические приборы. Под. ред. В.А.Павленко. М., Атомиздат, 1968.
6. Paul W., Steiwedel H. Zs. Naturforsch., 1953, Bd. 8, s. 448.
7. Paul W., Raether M. Z. Phys., 1955, Bd. 140, s. 262.
8. Paul W., Reinhard, von Zahn V. Zs. Phys., 1958, Bd. 152, s. 143.
9. Элементы теории и расчета основных характеристик гиперболоидных масс-спектрометров: Метод. указания к курсовой работе/ Рязан. гос. радиотехн. акад.; Сост. Б.И.Колотилин. Рязань, 1999.
10. Von Zahn V. Rev. Scient. Instrum., 1963, v. 34, № 1, p. 1.
11. Рик Г.Р. Масс-спектрометрия. М.: Гостехиздат, 1953.
12. Барнард Дж. Совершенная масс-спектрометрия. Изд-во иностр. лит. 1957.
13. Бейнон Дж. Масс-спектрометрия и ее применение в органической химии. М.: Мир, 1964.
14. Кельман В.М., Явор С.Я. Электронная оптика. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1963.
15. Мак Лахлан Н.В. Теория и применение функций Матье. М.: Изд-во иностр. лит., 1953.
16. Дэшман С. Научные основы вакуумной техники. М.: Мир, 1964.
17. Чечик Н.О., Файнштейн С.М., Лифшиц Т.М.: Электронные умножители. М.: Физматгиз, 1957.
18. Харкевич А.А. Спектры и анализ. М.: Физматгиз, 1957.
19. Слободенюк Г.И., Титов А.И. Приборы и техника эксперимента. 1967. № 2. С. 165.
20. Слободенюк Г.И. и др. Заводская лаборатория. 1970. № 6. С. 745; 1971. № 4. С. 492.
21. Слободенюк Г.И. и др. ПТЭ. 1971. № 4. С. 168.
22. Слободенюк Г.И. и др. ПТЭ. 1968. № 3, с. 141.
23. Круг К.А. и др. Основы Электротехники. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1952.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.