Времяпролетный масс-спектрометр
Материал из m-protect.ru
Принцип работы времяпролетного масс-спектрометра:
Для начала рассмотрим принцип действия времяпролётного масс-спектрометра. Он основан на том, что при движении ионизированных молекул газа в бесполевом пространстве происходит их разделение на пакеты близких по отношению массы к заряду ионов. Общая схема времяпролетного масс-спектрометра представлена на рисунке 2.
В ионном источнике (1) осуществляется ионизация молекул газа пучком электронов с энергией ~ 100 эВ. Для получения электронов используется прямонакальный катод – вольфрамовая нить (1 a). С помощью подачи импульса напряжения на электрод ионного источника, ионы выталкиваются в бесполевое пространство (2) камеры анализатора масс-спектрометра. По мере прохождения бесполевого пространства ионы разделяются и в виде отдельных пучков (пакетов) поступают на детектор (3), на выходе которого регистрируются импульсы тока (масс-спектр). Пики масс-спектра подвергаются соответствующей обработке, позволяющей получать данные о составе газовой пробы.
Таким образом, на детектор поступают последовательно пакеты с возрастающим отношением Мi/е. Однако длительность пакета ионов одного сорта (с данным отношением Мi/е) при движении в бесполевом пространстве непостоянна вследствие разброса энергии ионов, выходящих из источника масс-анализатора. Поэтому при движении в бесполевом пространстве ионы пакета одного сорта вначале группируются, так как более быстрые, но вышедшие позже из источника ионы догоняют более медленных, но вышедших раньше ионов, а затем расходятся, так как более быстрые начинают убегать (см. рисунок). Плоскость, в которой длительность ионного пакета минимальна, называется плоскостью пространственно временной фокусировки (плоскость ПВФ). В этой плоскости масс-анализатор имеет максимальную разрешающую способность. При сильном «размытии» ионного пакета происходит слияние его с соседними по сорту ионными пакетами, что уменьшает возможности масс-анализатора по анализу газовых компонент исследуемого газа.