Динамические масс-спектрометры

В настоящее время разработаны методы получения масс-спектров в переменных электрических полях. Рассмотрим два типа динамических масс-спектрометров.

Времяпролетный масс-спектрометр. Ионный источник испускает короткие импульсы ионов в импульсном режиме (несколько микросекунд). Если все ионы начали движение из источника в момент ускоряющего импульса 0,01 мкс, то они все приобретают одинаковую энергию . Из равенства . Тогда время движения через участок дрейфа равно: , т.е. ионы разной массы пролетают участок дрейфа разным временем.

 

 

 

Рис. 8. Принцип действия и схема времяпролетного масс-анализатора: 1,4- электроды ионизационной камеры ИК; 2 - сетка; 3 - катод; 5 - ускоряющий электрод; К - коллектор.

 

 

L

 

Рис. 9. Схема времяпролетного спектрометра:

- участок дрейфа;

и - ионы с массой и ;

- детектор;

- источник ионизации.

 

Если детектор делается чувствительным только на короткий промежуток времени, то точное измерение времени между моментом активации источника и отпиранием детектора дает информацию о массе регистрируемых ионов. В некоторых схемах подключают осциллограф, на экране которого можно наблюдать последовательность пиков (массовый спектр) с амплитудами пропорциональными числу ионов с определенной массой m в потоке.

 

Квадрупольный масс-спектрометр. На 4 электрода квадруполя попарно попадается переменное напряжение в форме на оси х и по оси у.

 

 

у -

 

 

 

+ х r_o z Д

+

ИИ

 

- -()

 

Рис. 10. Схема квадрупольного масс-спектрометра.

 

Принцип работы такого анализатора основан на том, что при прохождении ионов через квадруполь часть ионов может иметь ограниченную амплитуду колебаний, в том время как амплитуда колебаний другой части ионов неограниченно возрастает со временем. Первая часть ионов достигает детектора, а вторая часть нейтрализуется на поверхностях электродов. Режим работы анализатора выбирают так, чтобы он действовал как фильтр масс.