Спектрометры элементарных частиц или разделительные трубки: .масс-спектрометры или разделительные трубки – H01J 49/26

Заявленное изобретение относится к трубке для измерения подвижности ионов. Заявленное устройство содержит камеру источника ионизации с центральным отверстием, впускной элемент для ионов, блок зоны дрейфа ионов с центральной камерой трубки, экранирующую сетку и диск Фарадея, причем камеру источника ионизации, впускной элемент для ионов, блок зоны дрейфа ионов, экранирующую сетку и диск Фарадея последовательно составляют вместе в направлении спереди назад. При этом блок зоны дрейфа ионов содержит первый изолятор и первые металлические пластины электродов, концентрично прикрепленные к передней и к задней поверхностям первого изолятора. Блок зоны дрейфа ионов содержит первый изолятор и первые металлические пластины электродов, которые вместе составляют одно целое. Техническим результатом является возможность упрощения конструкции трубки для измерения подвижности ионов и облегчение сборки и разборки трубки. 25 з.п. ф-лы, 19 ил.

Изобретение относится к способу определения концентрации ванадия в атмосферном воздухе методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (вариантам). При этом один из вариантов характеризуется тем, что производят отбор пробы атмосферного воздуха путем протягивания исследуемого воздуха через аналитический аэрозольный фильтр со скоростью 50 л/мин в течение 20 минут и фиксируют температуру воздуха и атмосферное давление на момент отбора пробы. После отбора фильтр подвергают разложению методом микроволновой пробоподготовки, при которой фильтр помещают во фторопластовый стакан и последовательно добавляют в него раствор внутреннего стандарта эрбия или тербия в деионизованной воде с концентрацией 1 мг/дм³ и концентрированную азотную кислоту. Затем пробу минерализуют по программе к микроволновой системе подготовки проб, переносят полученный минерализат в полипропиленовую пробирку, производят смывы фторопластового стакана из-под пробы 2-3 раза путем введения по 1 мл деионизованной воды, встряхивания и перенесения каждого смыва в указанную пробирку. Далее доводят объем пробы деионизованной водой до 10 мл, содержимое перемешивают, затем производят разведение полученной пробы деионизованной водой в объемном соотношении 1:9 соответственно, помещают ее в пробирку пробоотборного устройства масс-спектрометра с индуктивно связанной аргоновой плазмой и проводят измерение, а концентрацию ванадия в воздухе определяют с использованием градуировочного графика с учетом приведения объема воздуха, отобранного для анализа, к нормальным условиям. Использование настоящего изобретения позволяет повысить чувствительность и селективность при обеспечении расширения диапазона обнаружения ванадия от 0,000005 мг/м³ до 0,02 мг/м³. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 6 табл.

Способ предназначен для изотопного анализа метана в полевых условиях в воздухе, воде, грунте, снеге и бурильном растворе. Способ включает подачу пробы на анализ, конверсию метана в аналит в воздухе или газе, содержащем кислород, подачу аналита на анализ, ионизацию аналита, изотопный анализ ионов аналита посредством масс-анализатора. Аналитом является метанол, а конверсию осуществляют посредством электрического разряда в газе. Изобретение позволяет снизить требования к вакуумной системе и условиям эксплуатации изотопного масс-спектрометра, к степени очистки газов. Не требуется криогенное обогащение метана или аналита. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Заявленное изобретение относится к аналитическому приборостроению, а именно к статическим приборам и устройствам для анализа масс-спектрального состава веществ. Статический масс-анализатор ионов включает источник ионов, фокусирующую систему, объектную щель, апертурную диафрагму, дисперсионные по энергии электростатический сектор и магнитный сектор. Электростатический сектор установлен относительно магнитного сектора так, что направления поворота оптических осей в электростатическом секторе и магнитном секторе совпадают. Электростатический сектор установлен относительно источника ионов таким образом, что плоскость оптического изображения объектной щели расположена между электростатическим сектором и магнитным сектором. В плоскости оптического изображения объектной щели установлена энергофильтрующая диафрагма. Между электростатическим сектором и магнитным сектором установлена коллимирующая линза. Техническим результатом является повышенная разрешающая способность в режиме одновременной регистрации масс-спектра ионов в условиях неоднородного по энергии ионного пучка. 5. з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к контрольно-измерительной технике, а именно к многоколлекторным масс-спектрометрам, и может быть использовано в различных отраслях химической промышленности для определения изотопного состава веществ, в частности, на предприятиях ядерно-топливного цикла - для определения изотопного состава гексафторида урана (ГФУ). Способ заключается в регистрации ионных пучков каждого из изотопов урана на своем коллекторе и расчете атомной доли изотопов с учетом предварительно определенных коэффициентов калибровки каналов регистрации ионных токов. При этом для исключения погрешности измерений, обусловленной наличием в масс-спектрометре эффектов фракционирования изотопов и погрешностью определения коэффициентов калибровки, предварительно с помощью двух стандартных образцов (СО) для каждого изотопа определяют линейные зависимости f(C _i)=С_пасп,i-С_измер,i , которые затем используют для корректировки коэффициентов калибровки каналов регистрации урана-234, 235, 236 (K_i ), после чего проводят повторное вычисление данных изотопов урана. Изобретение позволяет существенно упростить существующие методы изотопного анализа гексафторида урана без ухудшения их характеристик погрешности и снизить количество используемых СО, что является техническим результатом изобретения. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к аналитическому оборудованию, а именно к разработке изотопных многоколлекторных масс-спектрометров, используемых для определения изотопного состава различных газообразных веществ. Способ заключается в изменении условий прохождения вещества в исследуемом узле, сохраняя постоянными условия прохождения в остальных узлах масс-спектрометра, при этом наличие и величину эффекта "дискриминации" изотопного состава вещества в исследуемом узле определяют по изменению значения атомной доли одного из изотопов анализируемого вещества. В качестве исследуемых узлов масс-спектрометра могут быть выбраны следующие: дозирующий клапан в системе подготовки и ввода пробы; источник ионов; диспергирующий масс-анализатор; приемник ионов и другие. Реализация способа возможна на любом масс-спектрометре, оборудованном многоколлекторной системой регистрации ионов. Изобретение позволяет выявить и количественно определить величину эффектов "дискриминации" изотопного состава вещества с целью создания масс-спектрометрической аппаратуры с более высокими аналитическими и техническими характеристиками, что является техническим результатом изобретения. 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Использование: в области как измерительной техники, так и аналитической химии и может быть использовано при измерениях и последующем расчете изотопных составов некоторых химических элементов, находящихся в виде простых химических соединений. Задача: разработка эффективного способа масс-спектрометрического определения различных химических соединений с высокой точностью и экспрессностью анализа. Технический результат: обеспечение возможности однозначной идентификации химических соединений и их фрагментов в произвольных комбинациях, повышение оперативности и точности определения изотопов, а также ускорение определения искомых химических соединений. Сущность изобретения: регистрацию интенсивностей пиков осуществляют в характеристических масс-спектрах исследуемых соединений с использованием блока программной регистрации, управляемого от ЭВМ, при этом сначала определяют наиболее вероятные W(i) виды молекулярных ионов для каждого изотопного пика и его величину на основе измерения суммарного тока молекулярных ионов, затем определяют изотопные комбинации для углерода, водорода, кислорода, азота и атомов металлов при их наличии, используя математические формулы для соотношений изотопных пиков. 3 ил.

Изобретение относится к физическим методам анализа состава и структуры вещества, а именно к применению метода вторично-ионной масс-спектрометрии для анализа структурно-энергетического состояния поверхностного слоя вещества, и может быть использовано в структурообразовании и повышении износостойкости новых материалов при изготовлении деталей ответственного назначения. Способ масс-спектрометрического анализа твердого вещества заключается в облучении поверхности образца пучком первичных ионов в вакуумной камере, измерении токов вторичных ионов, по которым определяют компонент вещества с максимальным процентным содержанием, при этом одновременно анализируют, по крайней мере, два образца с различным содержанием легирующих и модифицирующих добавок, а для компонента с максимальным процентным содержанием измеряют ток вторичных ионов при изменении энергии первичного пучка, по полученной зависимости определяют максимальное значение тока для каждого образца, по результатам сравнения полученных значений судят об относительных структурно-энергетических характеристиках образцов твердого вещества. Технический результат заключается в получении данных об относительных изменениях структурно-энергетических характеристик исследуемых веществ. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к области аналитического приборостроения, а конкретно к спектрометрам дрейфовой подвижности для обнаружения паров органических веществ в составе воздуха. Блок коллектора ионов дрейф-спектрометра состоит из электрически изолированных коллектора ионов и двух электродов для регулирования тока ионов, причем один электрод для регулирования тока ионов расположен в зазоре между внутренним электродом устройства для разделения ионов и коллектором ионов, а второй электрод расположен в зазоре между внешним электродом устройства для разделения ионов и коллектором ионов, ширина зазора между электродами устройства для разделения ионов в области размещения электродов блока коллектора увеличена по сравнению с исходной величиной зазора между поверхностями электродов устройства для разделения ионов за счет выборок во внутреннем и внешнем электродах устройства для разделения ионов, а поверхности выборок в каждом электроде монотонно и симметрично переходят в цилиндрические части поверхностей электродов устройства для разделения ионов, при этом сечение входного канала выходного штуцера, сообщающееся с зазором между электродами устройства для разделения ионов, симметрично относительно плоскости симметрии спектрометра. Коллектор имеет участок с цилиндрической поверхностью, в которой имеется полость, один из торцов которой глухой, а через второй торец полость соединена с каналом выходного штуцера, при этом в данной поверхности выполнены две щели, параллельные аксиальной оси симметрии цилиндрической части поверхности коллектора и ориентированные в сторону внутреннего и в сторону внешнего электродов для регулирования тока ионов, а в каждом из электродов для регулирования тока ионов также имеется по одной щели, симметричной относительно плоскости симметрии спектрометра. Технический результат: высокая разрешающая способность прибора, простота его конструкции и малые габаритные размеры. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области аналитического приборостроения, а более конкретно к дрейф-спектрометрам для обнаружения паров органических веществ в составе воздуха. Спектрометр ионной подвижности содержит устройство для разделения ионов в виде электрически изолированных внешнего и внутреннего электродов с цилиндрическими поверхностями. Ионная линза содержит по крайней мере два электрода, один из которых обращен в сторону термоэмиттера ионов, а второй своим расширяющимся каналом - в сторону устройства для разделения ионов, при этом величина площади сечения зазора между вторым электродом ионной линзы и конусной поверхностью входной части внутреннего электрода устройства для разделения ионов, обращенной в сторону ионной линзы, имеет по крайней мере один локальный максимум в интервале расстояний вдоль оси спектрометра от плоскости совмещения центрального и расширяющегося каналов ионной линзы до плоскости совмещения ионной линзы и электрического изолятора между ионной линзой и внешним электродом устройства для разделения ионов. Технический результат: повышение динамического диапазона и разрешающей способности спектрометра ионной подвижности с радиоизотопным, лазерным или поверхностно-ионизационным источником ионов органических соединений. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к поверхностно-ионизационным источникам ионов органических соединений, применяемым, например, в дрейф-спектрометрах или иных аналитических устройствах. Поверхность электрода для контроля ионного тока с поверхности плоского термоэмиттера с рабочей поверхностью диаметром D, обращенная в сторону термоэмиттера ионов, имеет кольцевой выступ, диаметр внешнего основания которого совпадает с диаметром рабочей поверхности термоэмиттера, а диаметр внутреннего основания - с диаметром d центрального канала в электроде для контроля ионного тока термоэмиттера. Наиболее оптимальным является вариант исполнения источника ионов, в котором диаметр вершины D₃ кольцевого выступа на поверхности электрода для контроля ионного тока выбран из соотношения D ₃=(0,8÷1,2)·(D+d)/2, высота выступа выбрана из соотношения h₁=(0,4÷0,6)·h, а величина h зазора между поверхностью термоэмиттера и плоской частью поверхности электрода для контроля тока термоэмиттера выбрана из соотношения h=(0,4÷1,5)·d. Технический результат: высокая эффективность сбора ионов с поверхности термоэмиттера ионов в широком динамическим диапазоне, что позволяет сформировать цилиндрический ионный пучок для его дальнейшего анализа или регистрации. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение направлено на создание конструкции блока коллектора ионов спектрометра ионной подвижности, обеспечивающей высокую эффективность сбора ионов на выходе из устройства для разделения ионов и имеющую близкую к линейной передаточную характеристику в широком интервале изменения величин ионного тока и потока воздуха, прокачиваемого через спектрометр. Область между выходом устройства для разделения ионов и входами в зазоры между коллектором ионов, электродом для регулирования тока ионов и окружающими их электродами выполнена симметрично относительно средней цилиндрической поверхности симметрии спектрометра, проходящей в зазоре между электродами устройства для разделения ионов. Это приводит к тому, что при изменении плотности ионного тока или скорости прокачки воздуха через спектрометр ионный пучок может равномерно расширяться, но при этом его сечение относительно средней плоскости между электродами спектрометра остается симметричным. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение направлено на упрощение методики контроля состояния спектрометра ионной подвижности с поверхностно-ионизационным термоэмиттером ионов, включая контроль спектрометра без использования реперных веществ и проведение контроля в едином цикле измерений параметров спектрометра. Указанный технический результат достигается тем, что величину объемной скорости прокачки воздуха через спектрометр устанавливают в интервале (2÷10) литров/мин, между термоэмиттером и электродом ионной линзы прикладывают постоянное напряжение U_уск плюсом на термоэмиттер и минусом на электрод ионной линзы, с помощью внешнего устройства измеряют величину ионного тока термоэмиттера I_тэ и устанавливают величину рабочей температуры термоэмиттера Т_р в интервале (250÷650)°С и величину U_уск в интервале (30÷600) В таким образом, чтобы ионный ток термоэмиттера I_тэ составлял величину (10^-11÷10^-8) А, регистрируют дрейф-спектр ионов, для пика ионного тока в дрейф-спектре определяют полуширину пика на половине его высоты U, величину максимума ионного тока пика I_макс, величину компенсирующего напряжения в максимуме пика ионного тока U _см, рассчитывают величину К_тп=(I_макс /I_тэ) и по величинам U, K_тп, U_см и форме пика ионного тока коллектора с учетом величины тока термоэмиттера I_тэ судят о состоянии спектрометра ионной подвижности с поверхностно-ионизационным термоэмиттером ионов. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.