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扇形质谱仪如何工作?

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2019-12-30 12:02:34 * 浏览: 11
由于其简单而坚固的设计,扇形质谱仪可用于氦气检漏仪。它们的质量范围限制在2u(氢分子)和4u(氦原子)之间。这样便可以构建小型,紧凑但功能强大的质谱仪。工作原理扇形质谱仪的工作原理如图6.3所示。图6.3:180度的工作原理部门质谱仪。中性气体颗粒通过离子源中的电子碰撞而被离子化(图6.4a)。产生的电子的质量为m,载荷为q,电子通过电势梯度U移动到扇形磁场,并同时产生动能。公式6-1:动能意味着它们以一定速度通过风扇场。在此,电荷相同,电子的速度和通过一定距离所需的时间取决于其质量。飞行时间质谱仪直接使用此参数来达到分离质量的目的。在扇形质谱仪中,离子在由洛伦兹力产生的均匀磁场中绘制出圆形路径。洛伦兹力垂直于速度和磁场,作用于运动的离子。公式6-2:洛伦兹力在半径为r的圆形路径上,洛伦兹力等于向心力。公式6-3:力平衡该公式用于计算路径的半径。公式6-4:用于泄漏检测器的具有路径半径的扇形场质谱仪配有永久磁铁,该磁铁提供恒定的磁场。该位置垂直于像平面。调整质谱仪,使单电荷氦离子s *首先通过孔,然后通过出口缝,然后z *撞击检测器。所有其他分子都不能穿过缝隙并重新中和。测得的氦离子电流与氦分压成正比。从公式6-4可以看出,可以通过加速电压U来改变路径的半径。实际上,其使用不仅限于偏转4个氦,还可以偏转m / e为的离子。 2:3朝向出口狭缝,以便检测气态氢和3氦。在泄漏检测中,为了获得氦测试气体的高检测灵敏度,扇形质谱仪配备有灵敏的检测器。直接金属收集器(法拉第杯)已不再满足当今的要求,因此现代检漏仪采用了微通道板,该板非常紧凑,具有高增益和低噪声。这些玻璃微通道板的两面都有金属涂层,具有大量细通道,这些细通道以很小的角度通向端面(图6.4b),并且内表面也被涂层了。如果离子撞击表面,则会触发二次电子雪崩,并通过施加到板上的电压来加速检测器。根据公式6-4,轨迹半径与磁场成反比。可用于永磁体的材料限制了磁场强度。这导致半径为10 cm的典型氦质谱仪。为确保离子轨迹不受碰撞影响,平均路径长度必须大约相同的数量级。因此,氦扇形质谱仪的z *大连续工作压力约为10-5 hPa。