Электрическая регистрация масс-спектров

Выше уже упоминалось, что регистрация масс-спектра может осуществляться либо на фотопластинке, либо электрическим способом. В последнем случае на диаграммной ленте с помощью самопишущих потенциометров (ЭПП-09, КСП-4 и др.) или на фотобумаге с помощью многоканальных (многошлейфовых) осциллографов записывается изменение ионного тока в процессе развертки магнитного поля. [c.25]

Принципиальная схема прибора с двойной фокусировкой приведена на рис. 10, а. При таком расположении электростатического и магнитного поля (геометрия Нира—Джонсона) осуществляется электрическая регистрация масс-спектра путем сканирования напряженности магнитного поля. Другая геометрия (тип Маттауха—Герцога) тех же полей (рис. 10, б) позволяет осуществлять фотографиче- [c.21]

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ РЕГИСТРАЦИЯ МАСС-СПЕКТРОВ [c.70]

Масс-спектрометр — прибор, служащий для разделения ионов под действием электрического и (или) магнитного поля в соответствии с отношением массы ионов к заряду (т/е). На масс-спектрометре измеряют величину этого отношения и определяют содержание различных ионов. Масс-спектр в виде спектрограммы или таблиц содержит величины те/е разделенных ионов и соответствующие им интенсивности. Регистрация масс-спектров проводится обычно с помощью фотопластинок. Для определения концентрации примесей строят характерную кривую зависимости экспозиции Е (или lg Е) от плотности (или некоторой функции плотности) линии основного элемента или стандарта. [c.172]

Измерительная часть прибора состоит из ряда блоков, служащих для питания электродов анализатора, усиления ионного тока, регистрации масс-спектра, измерения вакуума и блокировки электрических цепей, а также сигнализации при выходе прибора из нормального режима. В соответствии с назначением измерительная часть содержит электронные стабилизаторы напряжения, импульсные устройства, усилитель постоянного тока, вакуумметры и электронный самопишущий потенциометр. [c.28]

Еще в ранних работах, посвященных электрическому сканированию масс-спектра в приборах с искровым источником ионов, было отмечено, что уровень фона вблизи линий основы гораздо ниже, чем при фотографической регистрации. Очень высокая чувствительность является одним из основных преимуществ масс-спектрометров с искровым источником ионов, причем это свойство наиболее ярко проявляется при электрической регистрации спектров (Халл, 1969). Ниже обсуждены некото- [c.172]

Однородность формы пучка является также важным требованием при масс-спектрометрическом определении распространенности. Важно также уменьшить случайные изменения в положении пучка вследствие недостаточной стабилизации потенциалов в приборе. При электрической регистрации изменения интенсивности пучка во времени крайне нежелательны, так как при этом методе весь спектр не измеряется одновременно. Это приводит к необходимости использовать в масс-спектрометрии лишь такие ионные источники, которые обеспечивают стабильный поток положительных ионов, и препятствует применению таких источников, как источник с горячей искрой (которые могут быть использованы в масс-спектрографах). Применение последних возможно только с одновременной регистрацией двух или более массовых пиков на отдельных коллекторах с непрерывным измерением отношений или с непрерывным внесением поправки на колебания, вызываемые источником [776]. [c.73]

При фотографическом методе регистрации, обеспечивающем достаточную точность измерения масс, затрачивается время на обработку фотопластинок экспонирование, проявление и измерение. Кроме того, на воспроизводимость и точность измерения ионных токов влияет качество эмульсий. Поэтому соединение масс-спектро-метра с электрическим способом регистрации с электронной вычислительной машиной позволяет получить систему, работающую в реальном масштабе времени, когда сбор и обработка данных происходит во время записи масс-спектра [57, 58]. Решение этой проблемы требует быстрой магнитной развертки масс-спектра, что в условиях высокого разрешения является нелегкой задачей и увеличения быстродействия считывающих систем. [c.36]

Ток ионов, попадающих на коллектор 5, измеряется электрометрическим усилителем 6. Меняя Н или V, получают масс-спектр, состоящий при электрической регистрации из ряда пиков тока. [c.62]

В продаже имеются масс-спектрометры высокого разрешения двух основных типов масс-спектрометр Маттауха—Герцога и Пира — Джонсона. В приборе Маттауха — Герцога (рис. 5-14) разделенные пучки всех ионов фокусируют на одну и ту же фокальную плоскость. На фотографической пластинке, помещенной в эту плоскость, одновременно регистрируются линии всех ионов, и при этом не возникает ограничений, связанных с разверткой. Такая регистрация спектров имеет особое преимущество в системах ГХ — МС, так как фотоэмульсия производит интегрирование ионного тока, изменяющегося в течение выхода разделенных соединений из газового хроматографа. Для юстировки спектрометра или для электрической регистрации спектра с помощью развертки при- [c.211]

Исследуемые образцы металла помещают в отросток а. На кварцевую ампулу надвигается электрическая трубчатая печь и ампула дегазируется. При этом открыты лишь краны /Гц и 12- После дегазации ампулы закрывается кран Кц, открывается один из кранов K —/( хц и сбрасывается в ампулу образец. Одновременно начинается регистрация всех линий в масс-спектре. [c.76]

Для регистрации сфокусированного пучка ионов в настоящее время чаще всего применяют электрометрический метод. Изменяя напряженность электрического или магнитного поля отклоняющей системы, на электроды коллектора — детектора ионов — направляют пучки сфокусированных частиц с последовательно увеличивающейся величиной отношения т/е. Запись значений тока коллектора в зависимости от напряжения отклоняющего поля представляет собой масс-спектр анализируемого соединения. [c.176]

В книге подробно рассмотрены серьезные достижения искровой масс-спектрометрии, связанные с улучшением экспрессности метода благодаря применению ЭВМ и расчетных программ для автоматической расшифровки масс-спектров и для получения количественных данных (гл. 7), а также использованию электрической регистрации ионных токов (гл. 5) наряду с фотографической (гл. 6). [c.6]

В гл. 6 рассмотрена интерпретация масс-спектров, зарегистрированных детектором ионно-чувствительной пластиной или системой электрической регистрации. Уделено внимание методу получения шкалы масс, при помощи которой определяют отношение массы иона к его заряду для каждой аналитической линии. Элемент или соединение, вызвавшие появление этой линии, обычно находят в предположении, что другие возможности ее образования исключены. Описаны способы полуколичественного определения следов элементов, основанные на визуальном сравнении линий масс-спектра. Подробно обсуждены измерения и расчеты, необходимые для максимального улучшения точности и воспроизводимости результатов анализа. Большинства этапов, которые необходимы для полной расшифровки масс-спектров, зарегистрированных на ионно-чувствительной эмульсии, можно избежать, если использовать описанные в гл. 6 устройства для электрической регистрации ионных токов. Обсуждена также статистическая обработка результатов анализа. [c.11]

В любом источнике ионов, в котором используется электрический разряд, сначала распыляются поверхностные слои электродов, а затем вещество, находящееся в объеме. Поэтому масс-спектры, зарегистрированные в начальной стадии анализа, характеризуют поверхность образца. Возможность разделения примесей, находящихся на поверхности и в объеме образца, наряду с высокой чувствительностью регистрации делает масс-спектрометрию с источником ионов, основанном на электрическом разряде, мощным средством для изучения поверхностных загрязнений и тонких пленок. В настоящее время известен еще более перспективный метод изучения состава исключительно тонких слоев твердых тел, основанный на распылении образца пучком первичных ионов. Эти два дополняющих друг друга метода (главным образом второй — метод вторичной ионной эмиссии) рассмотрены в гл. 13. [c.12]

В этом разделе описана основная группа приборов, которые используются в настоящее время (табл. 3.1—3.3). В основном это масс-спектрографы с двойной фокусировкой, хотя некоторые имеют очень ограниченный диапазон масс, который можно зарегистрировать на одной экспозиции. Фотографический детектор все больше и больше заменяется электрической регистрацией, которая более удобна и позволяет получать более точные количественные данные за меньший промежуток времени. Однако в результате сканирования масс-спектра теряется одно из основных преимуществ масс-спектрографа — одновременная регистрация всех элементов. Кроме того, электрическая регистрация характеризуется меньшим разрешением вследствие интегрирующего действия выходной щели и большего влияния дефектов изображения, искажающих спектральные линии. С другой стороны, электрическая регистрация меньше, чем фотографический детектор, подвержена мешающему влиянию сильного гало, возникающего вблизи интенсивных линий. [c.103]

Рис. 5.15. Коллектор для электрической регистрации, снижающий непрерывный фон в масс-спектре прибора с искровым источником ионов.

До сих пор рассматривалось только считывание результатов с фотопластин. Однако за последнее время в масс-спектрометрии с искровым источником существенно расширялось применение электрической регистрации, что позволило улучшить аналитические характеристики этого метода анализа следов элементов. Система электрической регистрации ионных токов принципиально отличается от фотографической. Она, как было отмечено в других главах, может работать в двух режимах сканирования масс-спектра и переключения пиков. Сканирование означает перемещение масс-спектра с некоторой скоростью относительно щели коллектора. Таким образом, данные имеют вид непрерывно изменяющегося (аналогового) электрического сигнала, который обычно регистрируется на картах скоростного самопишущего потенциометра, на магнитной ленте или обоими этими способами. Если используется только самописец, данные можно считывать визуально, затем идентифицировать и табулировать. Когда аналоговый сигнал записан в какой-либо форме, можно использовать процесс накопления и сжатия, сходный с режимом работы автоматического микрофотометра. В этом случае при [c.223]

Основные достоинства электрической регистрации составляющих масс-спектра — высокая чувствительность (около 1X X 10- ат. %), с ее помощью измеряется прямой параметр (число заряженных частиц) при определении любой примеси расходуется практически один и тот же объем материала, реализуется большой динамический диапазон 1 10 —10 измеряемого тока или напряжения. Основной недостаток электрической регистрации в искровой масс-спектрометрии — неодновременное детектирование всего масс-спектра исследуемого вещества. [c.12]

Отметим существенные недостатки искрового ионного источника во-первых, ионный ток по самой природе вакуумной искры чрезвычайно нестабилен во-вторых, высокое напряжение, при--лол<енное к электродам, приводит к большому разбросу ионов по энергиям, достигающему 1,5—5 кэв [39—41]. Эти свойства искрового источника делают невозможным применение его в масс-спектрометрах с одинарной фокусировкой. Большой раз- брос ионов по энергиям диктует необходимость фокусировки ионов по скоростям, а нестабильность ионного тока вынуждает применять интегральный метод регистрации спектра масс. Во всех приборах с искровым источником масс-спектр, как правило, регистрируют на фотопластинку или используют электрический детектор. Выбор фотографического способа регистрации был обусловлен его простотой, нечувствительностью к колебаниям ионного тока и возможностью одновременной регистрации с высокой чувствительностью широкого диапазона элементов, содержащихся в анализируемой пробе. [c.18]

Впервые электрическая регистрация искровых масс-спектров была применена в аналитических целях в 1951 г. [2]. [c.70]

Нир (Nier А. О.). Рассматривали ли Вы вопросы электрической регистрации масс-спектров и влияния электрических разрядов на измерительную систему [c.157]

В СССР первый опытный масс-спектрометр с искровым ионным источником был изготовлен в 1969 г. Недавно были завершены его испытания. За последние два года появились сообщения об успешном применении в искровой масс-спектро-метрци электрической регистрации масс-спектров, что является качественно новым этапом, так как пределы достигаемой чувствительности возросли на 2—2,5 порядка по сравнению с фоторегистрацией, а проведение анализа и обработка результатов были автоматизированы. [c.3]

Кроме регистрации масс-спектра, в МС предусмотрена регистрация полного ионного тока. Для этого имеется специальный элетрод он располагается либо в источнике ионов перед выходной щелью, либо между электрическим и магнитным секторами МС с двойной фокусировкой. Сигнал с него служит для оценки условий работы МС и качества юстировки источника ионов, а в ХМС — для регистрации хроматограммы. [c.859]

При фотографическом способе регистраци масс-спектра записанный на фотопластинке масс-спектр мол<но преобразовать в аналоговый электрический сигнал с помощью микрофотометра. Проходящий через фотопластинку узкий световой луч (рис. 5.9) попадает на детектор, который формирует электрический сигнал, пропорциональный количеству падающего на него света. Фотопластинка пересекает световой луч с постоянной скоростью, и интенсивностью проходящего света изменяется пропорционально почернению пластинки. Непрерывный электрический сигнал с детектора можно ввести в ЭВМ, как описано выше. Метод регистрации масс-спектра на фотопластинке с неизбежностью приводит к независимой работе масс-спектрометра и ЭВМ. [c.194]

В масс-спектрометрах с электрической регистрацией величину радиуса отклонения Готкл устанавливают постоянной, исходя из конструктивных соображений. Путем изменения напряженности магнитного поля Ям или ускоряющего напряжения /уск все ионы с характеристическим отношением т/г могут быть направлены на коллектор устройства детектирования ионов. Обычно ускоряющее напряжение С/ ск остается постоянным. Для регистрации масс-спектра меняют напряженность магнитного поля таким образом, чтобы перекрыть выбранный диапазон массовых чисел. Этот процесс называется сканированием. [c.289]

Мак Мюрреи п др [ШЬ] при анализе метилпальмитата на приборе с геометрией Пира—Джонсона (разрешающая способность 10 000 скорость сканирования масс спектра 8 с/декада, электрическая регистрация) измерили массы ионов с точ ностью 3 10 а е м, или 1 10 % Кимбл [72] изучил возможность точного измерения масс при электрической регистрации в реальном масштабе времени Первоначальные исследования осуществлялись на масс спектрометре СЕС 21 110 с разрешением 20 000 [107] При анализе октадекана для шести измерений 16 разных ионов с массами от 43 до 254 получено среднеквадратичное отклонение в пределах <2,5—6,5) 10- 7о Для малоинтенсивных пиков ошибки бы ли гораздо больше При анализе перхлорбутадиена (разреше ние 25 ООО, скорость сканирования 35 с/декада, 9 повторных измерений масс спектра) для 70 % пиков из общего числа 266 с относительной интенсивностью от 2 до 100 % массы ионов в интервале 100—266 были измерены с относительной ошибкой не более 2 10- % [108] [c.60]

Метод фокусировки по направлению использован в большом числе сконструированных приборов, включая и промышленные образцы для аналитического применения. Поэтому имеет смысл рассмотреть прибор Демпстера несколько более детально. Уравнение (2), записанное в форме Я = mvlHe, показывает, что все ионы, входящие в магнитное поле и обладающие одним и тем же зарядом и импульсом, будут двигаться по кривой с одинаковым радиусом независимо от массы, в то время как ионы с различными импульсами двигаются по кривым с разными радиусами. Отсюда ясно, что данная форма анализатора приводит к образованию спектра импульсов ионов, который также является масс-спектром, если все ионы, входящие в поле, обладают одинаковой энергией, так что каждой массе соответствует определенная скорость. Данный факт был установлен Астоном [80], который по этой причине возражал против использования Демистером термина шасс-спектрограф . Действительно, подобные приборы называют иногда спектрометры импульсов . Ввиду того что в них применена электрическая регистрация и они могут быть поэтому использованы для измерения относительной распространенности, их также иногда называют спектрометры распространенности . Если все изучаемые заряженные частицы обладают одной и той же массой, спектрометр с 180-градусным магнитным сектором может быть использован для изучения пределов энергий частиц, и установка становится спектрометром энергии [1412]. [c.20]

Максимальную информацию о структуре соединений, входящих в состав сложной смеси, получают, используя комбинацию хроматограф — масс-спектрометр высокого разрешения (рис. 13) [69]. Газовый хроматограф через гелиевый сепаратор присоединен к масс-спектрометру СЕС-21-110 с двойной фокусировкой и геометрией Маттауха — Герцога (разрешение 22 тыс. а. ё. м.). Точное измерение масс осуществляется с использованием калибровочного вещества (перфторалкан), которое непрерывно вводят в ионный источник параллельно исследуемому веществу. Использование фотопластинки имеет преимущество перед масс-спектрометрическим методом регистрации, так как в первом случае масс-спектр интегрируется во времени, что важно ввиду непрерывного изменения концентрации пробы, поступающей из хроматографа в ионный источник. Система позволяет делать до 60 снимков на одной пластинке. Автоматический микрофотометр с фотоумножителем после обработки фотопластинки выдает сигнал, который вводится в вычислительное устройство, преобразующее в цифровую форму выходные данные фотоумножителя, рассчитывает относительные расстояния центров линий и их плотность, превращает их в точные массы (с точностью до 0,002) и рассчитывает элементный состав. Запись полного ионного тока, попадающего на коллектор, введенный между электрическими и магнитными полями для отбора [c.41]

В литературе [6] детально обсуждены причины нарушения фокусировки ионного пучка, следствием чего является уменьшение разрешающей силы масс-спектрометра. Здесь целесообразно только обсудить вопрос о том, каким образом можно получить необходимую для работы разрешающую силу у используемох о прибора. Следует обсудить также вопрос о пригодности различных количественных определений разрешающей силы. Наилучшее разрешение двух линий достигается тогда, когда щели коллектора и источника имеют минимальную ширину. Наилучшее возможное разрешение, соответствующее бесконечно малой ширине обеих этих щелей, наиболее полно характеризует потенциальные возможности данного прибора. Управлять шириной щелей можно либо механически, либо электрически [7]. Интересно рассмотреть влияние ширины щелей на форму линии. Линия масс-спектра дает распределение интенсивности в изображении щели источника. Щель коллектора обычно достаточно широка, чтобы можно было регистрировать интеграл этого распределения. По мере уменьшения ширины щели коллектора форма линии приближается к кривой распределения интенсивности в изображении, т. е. сужение этой щели эквивалентно дифференцированию линии масс-сиектра. Если с малой амплитудой модулировать ускоряющее напряжение и регистрировать сигнал на частоте модуляции, то можно записывать непосредственно производную кривой контура линии. При этом изменение амплитуды модуляции эквивалентно изменению ширины щели коллектора. Получаемый таким образом сигнал был математически исследован [8], и можно показать, что сужение щели источника эквивалентно второму дифференцированию кривой контура линии. Было показано, что можно регистрировать дублетные линии, образованные молекулярными ионами, для которых М/АМ составляет 2300, используя прибор секторного типа с радиусом 152 мм. Такую регистрацию проводили при помощи двойного дифференцирования линии обычного масс-спектра. Это наглядно иллюстрирует возможности прибора такого типа. [c.334]

В первых главах рассматриваются физика вакуумного разряда, а также основные принципы масс-спектрометрии с двойной фокусировкой и измерение ионных токов при помощи электрической или фотографической систем регистрации. Далее следуют главы, в которых обсуждаются проблемы количественной расшифровки масс-спектров и определение на основании полученных данных действительного состава образца. Подробно изложены специальные приемы анализа изоляторов, порошков, микрообразцов, биологических образцов, агрессивных, радиоактивных и легкоплавких веществ, а также определение газов в твердых телах. Последние главы посвящены использованию лазера в масс-спектрометрии для анализа твердых тел и исследованию поверхности главным образом методом вторичной ионной эмиссии. [c.8]

Горман и др. [19] на масс-спектрометре с искровым ионным источником использовали электрическую регистрацию спектра масс сплавов Fe — Сг — Ni, в которых содержание хрома колебалось ог 3 до 23%, а никеля — от 0,4 до 26%. Авторы калибровали прибор по стандарту, концентрации составляющих в котором были заранее известны. Это позволило получить результаты с точностью 1,6% средние значения концентраций оказались близкими к данным, полученным химическими методами анализа. [c.115]

Спектральный изотопный анализ при всей своей простоте и общедоступности обладает исключительно высокой чувствительностью. Другим достоинством этого метода является возможность изотопного анализа без предварительной тщательной очистки от примесей. Наконец, спектральный изотопный анализ позволяет определять концентрации молекул с разными степенями изотопного замещения, например ОН и Ог или ЫНгО, МНОз и ЫОз. Выбор областей спектра, наиболее благоприятных для анализа, зависит от природы анализируемых молекул. Обычно наиболее удоб[1о пользоваться инфракрасными вращательно-колебательными спектрами. Приборы со средней разрешающей силой позволяют получать точность измерений порядка нескольких процентов. В современных спектрометрах с электрической регистрацией ошибка измерения может быть доведена до 1—2%. Приборы с высокой разрешающей силой необходимы для изотопиого анализа тяжелых элементов, у которых относительная разница в массах изотопов мала. В этих случаях используются линейчатые атомные спектры, а именно сверхтонкая структура их линий. [c.233]