Схема электронных умножителей

Рис. 5-9. Схема масс-спектрометра с ионным источником электронного удара, квадрупольным анализатором масс, электронным умножителем непрерывного динодного типа. Конец капиллярной колонки помещен непосредственно в ионный источник, как это сделано в МС-детекторах фирмы Пе у1е11-Раскаг(1 моделей 5970 и 5971.

Рис. 83. Схема электронного умножителя.

Схема магнитного секторного анализатора приведена на рис. 4.1. Сфокусированный пучок ускоренных ионов 3 через трубу анализатора 1 попадает в область магнитного поля 4. В этой области ионы в зависимости от их массы движутся по траекториям с разными радиусами кривизны (г) и разделяются. Пучки ионов с одинаковой массой поочередно попадают через щель 5 в детектор (электронный умножитель) 6 и регистрируются. [c.48]

Чувствительность электронного умножителя может быть настолько высока что он используется для счета отдельных частиц, таких, как электроны [137, 139] или положительные ионы [1116]. Аллен [31] впервые применил такую систему в качестве детектора в масс-спектрометре схема расположения электродов в умножителе Аллена изображена на рис. 97. Основные требования, предъявляемые к материалу электрода, состоят в следующем возможно большее соотношение вторичных и первичных частиц работа выхода должна быть большой, материал должен иметь высокую температуру плавления, обеспечивающую возможность его обезгаживания при высоких температурах кроме того, он не должен отравляться под действием ионного пучка или атмосферы. Аллен нашел, что всем этим требованиям удовлетворяет бериллий, который характеризуется отношением вторичных электронов к протонам примерно 2,2 [2161] при низких энергиях это отношение увеличивается до 8 при высоких энергиях [30] фотоэлектрическая работа выхода составляет 3,92 эв [1302], поэтому фотоэлектроны не могут образовываться на его поверхности под действием видимого света. [c.215]

Нижний предел измерения радиоизотопного манометра составляет 10"2 н10 мм рт. ст., а в случае применения в измерительной схеме электронного умножителя и специальной конструкции с уменьшенным фоновым током — 10 мм рт. ст. [83—88]. [c.143]

Схема электронного умножителя проф. Тимофеева. [c.697]

Рис. 314. Схема электронного умножителя с электродами в виде жалюзи.

Анализ образцов с использованием метода лазерной ионизации производится по следующей схеме [16]. Анализируемая проба вводится в атомизатор, где переводится в состояние атомного пара. Далее, определяемые атомы ионизируются с помощью лазерного излучения, а образующиеся ионы детектируются либо с помощью вторичного электронного умножителя (ВЭУ), либо путем регистрации изменения проводимости той среды, в которой происходит образование ионов (плазма, газоразрядная плазма, буферный газ). [c.131]

Если электронный умножитель используется для счета только положительных ионов, то влияние напряжения на величину выхода не сказывается в такой степени. Он использовался для измерения токов менее а [2161] и обеспечивал высокую скорость счета, так как его разрешающее время, ограничиваемое только временем передвижения электронов, значительно меньше, чем у газонаполненных устройств типа трубок Гейгера — Мюллера. В нем нет мертвого времени , как в счетчиках Гейгера — Мюллера. С соответствующим усилителем разрешение по времени может достигать 10 сек [138]. Это время обычно ограничивается нагрузочным сопротивлением в анодной цепи и емкостью анода по отношению к земле. В связи с изменениями напряжения следует различать усиление умножителя и его эффективность . Если для регистрации выходного тока умножителя используется обычный усилитель, то рассматривают усиление умножителя, т. е. собираемое среднее число электронов, образуемых каждым положительным ионом [величина В в уравнении (48)], зависящее от рабочего напряжения. Если производится счет импульсов, то оценивается эффективность , которая представляет собой отношение числа выходных импульсов к числу первоначальных ионов. Теоретически это отношение не должно зависеть от небольших изменений рабочего напряжения. Однако практически установлено, что не все выходные импульсы одинаковы, и поэтому обычно используют схемы, обеспечивающие уменьшение фоновых шумов путем дискриминации импульсов, имеющих величину меньше опре- [c.218]

Благодаря паразитной емкости (около 10 пф) на входном сопротивлении усилителя постоянного тока постоянная времени системы составляет 0,2 сек. Если усилителю предшествует умножитель, то величина входного сопротивления может быть уменьшена на величину, равную коэффициенту умножения. Постоянная времени входной схемы пропорционально уменьшается, поэтому электронный умножитель может быть использован в тех областям ,где желательно иметь высокую скорость регистрации [1227]. Постоянная времени самого умножителя составляет 10" сек и определяется временем перехода вторичных электронов. [c.224]

Система усиления постоянной составляющей тока предназначена для измерения интегрального значения тока на выходе электронного умножителя, к выходу которого подключается входной каскад электрометрического усилителя //. Схема усиления постоянного тока позволяет также усиливать и измерять ионный ток непосредственно на коллекторе приемника ионов при помощи электрометрического каскада усилителя /. При этом выдвижной коллектор устанавливается в рабочее положение. [c.88]

Принцип работы электронного умножителя основан на явлении вторичной эмиссии. На рис. 83 дано схематическое изображение электронного умножителя и схема его включения. [c.95]

Устройство сцинтилляционного счетчика в принципе довольно несложно непосредственно перед окошком электронного умножителя установлен флуоресцирующий экран частица, попавшая на экран, вызывает вспышку света, которая регистрируется электронным умножителем. Схема включения электронного умножителя была показана на рис. 83. [c.97]

Для обработки масс-спектральной информации в реальном масштабе времени сигнал с электронного умножителя подают яа радиотехническую схему (7), функция которой состоит в выделении из сигнала составляющей постоянного тока и тока высокой частоты (что соответствует ионному току и значениям массовых чисел). Совокупность этих величин и представляет собой масс-спектр, который наблюдают на осциллографе 6). Преобразование сигналов в цифровую форму осуществляется с помощью аналого-цифрового преобразователя (интерфейс), с которого они передаются через вычислительную машину на дисплей (5), магнитный дисковод (5), магнитофон (10), печатающее устройство (//). В функции ЭВМ входит регистрация масс-спектров с интервалом между ними 0,1 с, представление полученной информации в графической и цифровой формах и ее математическая обработка, запись на магнитную ленту и магнитный диск (постоянная память). [c.11]

Рис. 22-26. Схема масс-спектрометра с тремя квадруполями. Большая сфера в задней стенке присоединена к вакуумному насосу. I, 7, 12 — ионизационные датчики давления 2 — термопарный датчик давления 3 — ввод газа для ХИ 4 — источник ионов (ХИ/ЭУ) 5 — система ввода пробы (твердой или газообразной) 6 — квадруполь 1 8 — квадруполь 2 9 — ввод газа для активации столкновений Ю — квадруполь 3 1 — канальный электронный умножитель [31].

Аппаратурное оформление такого комплекса иллюстрируется блок-схемой, приведенной на рис. 1.10. После ввода пробы в масс-спектрометр и запуска развертки, пики ионного тока регистрируются с помощью электронного умножителя и электрометрического усилителя (ЭМУ), с выхода которого аналоговый сигнал поступает в аналого-цифровой преобразователь и уже в виде цифрового кода подвергается последующей обработке. [c.29]

Разработаны конструкции и схемы, позволяющие вести очень быструю регистрацию масс-спектров (20 фотографий спектров в секунду). Малая постоянная времени системы регистрации ионного тока достигается здесь применением электронного умножителя [24]. [c.221]

Рис. 28. Одна из схем расположения электродов у электронного умножителя с электрической фокусировкой. К—фотокатод, А—анод, 7,, г7. , и , 7 —промен уточные электроды.

Рис. 106. Схема усиления потока электронов умножителем.

Для повышения чувствительности при измерении ионного тока в некоторых схемах вакуумметров применяется электронный умножитель [99, 100], который устанавливают вместе [c.155]

Источниками больших систематических ошибок могут служить и другие эффекты, связанные с электронным умножителем, действие которых трудно измерить или оценить. Так, для того чтобы не происходило насыщение электронного умножителя, мгновенный ионный ток, падающий на первый динод, не должен превышать 10 А. Как было отмечено выше, при рассматриваемых условиях мгновенный ионный ток может превышать этот предел в 10 —10 раз. Возможную ошибку, связанную с эффектом насыщения, можно снизить, работая при уменьшенном коэффициенте усиления умножителя. Тем не менее, если измеряются интенсивные токи, образующиеся в искровом источнике ионов, эту потенциальную ошибку необходимо принимать во внимание. В противном случае точность измерения может быть потеряна еще до того, как сигнал попадет во входную цепь электронной усилительной схемы. [c.146]

Халл [6] описал схему устройства, предназначенного для устранения различных источников фона. С помощью системы, приведенной на рис. 3.1, электронный умножитель регистрирует [c.71]

На рис. 2.3 приведена упрощенная схема фотоэлектронного спектрометра с возбуждением областью вакуумного ультрафиолета (ВУФ), где показаны системы откачки, ввода газа в источник и анализируемой пробы. Анализируемый образец может быть газообразным, жидким или твердым в последнем случае его вводят в объектную камеру в виде паров при давлении ЫО —1,5-10 мм рт. ст. Газ (пар) в процессе работы может вытекать из камеры ионизации в пространство анализатора, из которого он откачивается. Поэтому, чтобы во время съемки спектра давление было стабильным, исследуемый газ непрерывно подают в объектную камеру. Манометр Пира-ни, устанавливаемый на вентиле тонкой регулировки со стороны камеры ионизации, показывает момент достижения условия стабильного состояния . Несмотря на то что давление в объектной камере может достигать 1,5-10 мм рт. ст., чтобы обеспечить эффективную работу электронных умножителей, служащих детекторами фотоэлектронов (см. далее), в системе анализатора давление должно быть ниже Ю"" мм рт. ст. [c.26]

Флуктуации регистраторов излучения (фотоумножителей) и измерительных схем при использовании достаточно ярких источников излучения и при определении не очень малых концентраций элементов могут быть сделаны пренебрежительно малыми (сравнительно с флуктуациями от других причин). Но при определении очень малых концентраций, относительное изменение интенсивности пучка, прошедшего через атомный пар, уже сравнимо с величиной флуктуаций электронного умножителя. [c.77]

Рис. 8.3-12. Схема сцинтилляциониого счетчика (КаХ(Т1)-кристалл + электронный умножитель) для детектирования рентгеновского излучения с высокой энергией.

Масс-спектрометр состоит из 4 основных частей 1) ионного источника 2) анализатора масс 3) детектора и 4) системы управления и обработки данных. На рис. 5-8 представлена блок-схема масс-спектрометра. На рис. 5-9 изображена схема типичного квадрупольного масс-спектрометра, состоящего из ионного источника электронного удара, квадрупольного анализатора масс, электронного умножителя непрерывного динодного типа и системы управления и обработки данных. Эта система аналогична тем, которые используются в масс-селективных детекторах фирмы Не у1е11-Раскаг(1 (модели 5970 и 5971). [c.82]

Рис. ЛИ.2. Схема электронного канального умножителя I — первичные элептроны 2 — вторичные электроны, 3—стенка корпуса

Типичная схема Оже-электронного спектрометра показана на рис. 14.98. Цилиндрический зеркальный анализатор (ЦЗА) содержит внутреннюю электронную пушку, пучок которой сфокусирован в точку на поверхности образца. Электроны, испущенные из образца, проходят через входную аппертуру, отклоняются, а затем через выходную апертуру ЦЗА направляются к электронному умножителю. Пропускаемая энергия пропорциональна потенциалу, приложенному к внешнему цилиндру, а диапазон АЕ прошедших электронов определяется величиной разрешения К = АЕ IЕ. Величина К обычно составляет 0,2-0,5 %. [c.52]

Другие ошибки при определении распространенности изотопов могут быть связаны с характеристиками регистрирующей системы. Некоторые типы детекторов, подобных электронному умножителю, являются сами по себе дискриминаторами масс. Высокие омические сопротивления (10 —10 ом), используемые обычно при измерении малых токов, поляризуются, когда напряжение на них превышает несколько вольт, что может привести к ошибкам в определении отношения. Поэтому усиление может зависеть от величины си нала, и для устранения этого явления обычно в схему включают отрицательную обратную связь с глубоким охватом. Нелинейность может возникать также в регистрирующей системе. Например, в нашей лаборатории для измерения ионных пучков средней интенсивности часто используется система, в которой гальванометр [c.81]

Последующие ошибки могут быть связаны с самой системой регистрации. Например, при собирании ионов коллектором приемника энергии ионов вполне достаточно, чтобы выбить из материала коллектора электроны (вторичная электронная эмиссия), в результате чего потенциал коллектора повышается и, следовательно, вносится систематическая ошибка. В общем случае эффективность вторичной электронной эмиссии зависит от энергии иона и свойств материала коллектора. Полностью этот эффект не изучен. Некоторую интерпретацию эджекций из металлической поверхности дал Гош [99] и Измайлов [100]. Кроме того, анализируемое вещество можег осаждаться на коллекторе в виде нейтральных молекул, изменяя тем самым характеристики материала коллектора, что также влечет за собой ошибку. Причиной такого эффекта при регистрации изотопов урана может служить тот фа1кт,1у что когда ионы иГс, + с высокой энергией ударяются о поверхность коллектора, получается разбрызгивание материала коллектора с освобождением нейтральных молекул и положительных ионов. В результате этого ионы иГа + будут формировать монослой ир4. Сама электронная схема также не свободна от искажений, особенно в случае применения электронных умножителей. Нелинейность входных высокоомных сопротивлений (зависимость от напряжения), вариации коэффициента усиления усилителя постоянного тока, погрешность компенсационных схем [72, 76] и выходных регистрирующих приборов —все эти ошибки приводят к большому искажению результатов при измерении распространенности изотопов элементов. Иногда приходится калибровать отдельные узлы масс-спектро-метра. Например, сул1мар1Ное искажение, соответствующее регистрационной части маос-спектро-метрической установки, в которое входят все погрешности индекса (И) (согласно нашей схеме), может быть учтено либо при помощи калибровки прибора моноизотопами [97], либо посредством специального приспособления в предусилителе приемника, состоящего из двух эталонных емкостей, после-10- 147 [c.147]

На рис. 101 представлен один из вариантов схемы фотоэлектрической установки для спектрального газового анализа [5]. В этой з становке имеется электронный умножитель с кислородно-цезиевым фотокатодом и усилителем постоянного тока. Питание фотоумножителя осуществляется от выпрямительного устройства напрянчениом 1100 в, включенного в цепь переменного тока через феррорезонансный стабилизатор. Делитель напряжения смонтирован вместе с фотоумножителем и заключен в медный кожух с окошком. Однокаскадный з силитель постоянного тока собран на лампе 6Ф5, включенной в одно из плеч моста. [c.270]

Приемник, преобразующий лучистую энергию в фотоэлектронную эмиссию с последующим многократным ее усилением, называется фотоэлектронным умножителем. На рис. 3. 16 показана принципиальная схема фотоэлектронного умножителя, сокращенно называемого ФЭУ. Умножитель состоит из катода К, анода А и нескольких электродов 5], 82,, 8 - На эти электроды подается последовательно нарастающее напряжение. Лучистый поток, падающий на фотокатод К, освобождает первичные электроны, которые под действием ускоряющего поля попадают на первый электрод 5] и выбивают из него вторичные электроны. Каждый первичный электрон способен возбудить и выбить несколько вторичных электронов. Так возникает вторичная электронная эмиссия. Отнощение числа вторичных электронов N2 к числу первичных N1 называется коэффициентом вторичной эмиссии [c.125]

Рис. 4.5. Блок-Схема детектирующей системы с электронным умножителем, использованной Придзом с сотр. [17].

Рис. 8.16. Принципиальная схема датчика Л1СХ-ЗА а — источник ионов б — труба дрейфа и электронный умножитель

Сигналы, регистрируемые коллектором монитора, в большинстве случаев достаточно велики для того, чтобы использовать электронные усилительные схемы. Однако для аналитического коллектора обычно необходимы электронные умножители с изменяюшимся коэффициентом усиления, максимальное значение которого достигает 10 . В масс-спектрометрии с искровым источником ионов применяются обычные электронные умножители, отличающиеся лишь наличием дополнительных экранов, исключающих рассеянные ионы (Халл, 1969). Первые эксперименты, проведенные в лаборатории авторов, выявили временную потерю стабильности умножителя типа Аллена, после того как на его первый динод попадали интенсивные ионные токи (среднее значение 10 —10 °А), соответствующие изотопам основы. Впоследствии эксперименты, проведенные с другими типами умножителей, подтвердили, что стабильность коэффициента усиления за большой промежуток времени значительно улучшается, если ограничить максимальный ионный ток, достигающий умножителя. Поэтому была введена практика регистрации масс-спектра, при которой на умножитель попадают только ионные токи, не превышающие ХЮ А. Сканирование производится автоматически вплоть до линий основы, затем ионный пучок частично отклоняется в источнике ионов, и пики основы прописываются вручную. Таким образом, гарантируется постоянство коэффициента усиления умножителя. Подобный прием не упоминался в сообщениях других лабораторий. В литературе нет также указаний на возможное ухудшение характеристик первого динода после длительного воздействия на него ионов различных металлов. [c.145]

Значения вероятности ионизации о для большинства обычных газов лежат в пределах 1 — 10 см мм рт.ст. (см. рис. 101). Величины электронного тока и длины пробега электронов в реальных АОГ меняются в интервалах, соответственно, от 0,1 до 1 мА и от 1 до 2 см. Таким образом, по порядку величины ионный ток, генерируемый в АОГ, варьируется в пределах Ю р 10- р [А]. Вследствие того, что в большей части приборов эмиссионный ток все же меньше 1 мА, а также из-за потерь при прохождении через анализатор ток ионов, достигающий коллектора, обычно ближе по величине к р [А]. Следовательно, для детектирования парциального давления газа в 10 мм рт. ст. коллектор и регистрирующие системы должны чувствовать ток ионов порядка 10 А, что эквивалентно приблизительно 6000 иоиам/с. Электрометры и усилители с такой чувствительностью уже выпускаются. При использовании в схеме детектора электронного умножителя нижний предел измеряемых давлений может быть еще уменьшен. С его помощью удается регистрировать токи до 10 А, что соответствует давлениям порядка 10 мм рт. ст. Дальнейшее расширение рабочего диапазона в сторону меньших давлений зависит от увеличения эффективности ионного источника / /р. Это удалось достигнуть в квадрупольном масс-спектрометре, в котором для регистрации давлений вплоть до 10 мм рт. ст. используется эмиссионный ток в 10 мА. [c.332]

Предложена аналогичная методика определения ионов на статических масс-спектрометрах [102]. Схема применяемого устройства приведена на рис. 12. Если во времяпролетном приборе область дрейфа начинается сразу после выхода ионов из источника, то в описываемом случае область дрейфа — участок от магнита анализатора до коллектора. Когда на отклоняющие пластины 2 не подается потенциал, электронный умножитель 3 регистрирует полный ионный ток = klN - - АаЛ" , когда же на пластины подано отклоняющее ионы напряжение (1—2 кв), регистрируется ток 1д = /саЛ . Здесь ж к — коэффициенты усиления вторичного электронного умножителя для и N° соответственно. Дело в том, что в области дрейфа 1 ионы и нейтральные частицы обладают одной и той же энергией, но на первый динод умножителя ионы попадают со значительно меньшей энергией (потенциал первого динода —3 кв), поэтому и к могут быть существенно различными кх к ). Для определения отношения kJk2 используется достаточно хорошо известное время жизни ионов ЗРё-При определении одновременно с исследуемым соединением в источник напускается ЗРе как репер и измеряются / и 1о для пика ЗРб и изучаемого пика ионов. Стандарт т (ЗРё) = 68 мксек [103] позволяет вычислить сначала к к для ионов ЗРё (г = 4 мксек), а затем интересуемое время жизни т (Х ) но уравнению [c.32]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология