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射频质谱仪

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2019-10-07 0:50:54 * 浏览: 0
RF质谱仪的工作原理是,当RF分析场激发离子时,会分离出不同质荷比的离子。从图12-29可以看出,阴极F发射的电子被栅极Gi加速,使栅极G1和G2之间的气体分子电离。在加速电压U的作用下,生成的离子向由栅极G2,G3和G4组成的RF分析场移动。由于G2,G3和G4处于相同的直流电势,并且间距为s,因此当将具有角频率的RF电压施加到G3,在G2和G3之间形成的RF电场为(12-35)。 )是RF质谱仪的质量调谐公式。满足式(12-35)的离子可获得z *大的通电。这些离子称为同步加速器离子,其他离子几乎没有能量损失。为了防止通电小的离子撞击收集器C,将具有正电位的排斥栅G5放置在收集器的前面,并且仅将能量大于排斥势的同步离子施加到收集器。这种选择性的能量增加效果构成了射频质谱仪的质量分离原理。根据仪器的调谐公式,有两种扫描质量的方法:一种是更改RF电场的频率,另一种是更改离子加速电压。在扫描模式下,质量标度是非线性的,但是质量范围很宽。后一种方法的质量等级是线性的,但是覆盖质量较窄,并且只能通过改变频率来扩大工作质量的范围。仪器的分辨率和离子传输效率的调节是通过改变G5上的排斥电位来实现的。随着G5增加G2的相对电势,可以到达集电极的离子的入射角与大大增加的z *的相角之间的差变小。此时,提高了仪器的分辨率,并且降低了离子传输效率。为了提高分辨率,实际的仪器经常使用多级RF分析字段。具有三个分析场和两个漂移空间的Bennett型RF质谱仪的性能更好。 RF质谱仪的另一种形式是Redhead型无漂移空间RF质谱仪。仪器的RF分析字段由奇数个(通常5到11个)等距门组成。它也被称为线性加速器RF质谱仪。外贸名称为Topatron,这是一种可以同时测量分压和全压的仪器。它的工作方式类似于线性加速器,但在结构上与Bennett型RF质谱仪不同,并且还根据不同的通电进行了质量分离。图12-30显示了该仪器的结构。从阴极F发射的电子被电离室A的正电势UA加速以使气体分子电离。生成的离子被门G1土UG1的电势加速,质量分离由RF分析场进行。质量G1中未被闸门G1隔离的部分可以用来指示全压力。除了上述两个RF质谱仪外,还有Boyd型RF质谱仪和不等距栅格RF质谱仪,此处不再赘述。 RF质谱仪的优点是它不需要磁场,体积小,重量轻。缺点是离子在分析场中的传输效率低(因而仪器的灵敏度低),并且分辨率差差。红发型RF质谱仪具有一个较小的探头,可作为全压力测量值的两倍。 Bennett在1950年发明的RF质谱仪是具有漂移空间的三级仪器。仪器的分辨率约为15,离子传输率仅为5%。单级射频质谱仪由于其分辨率较差,只能用于泄漏检测。家用三级Bennett型射频质谱仪的性能参数:质量范围为10u〜90u(频率f = 2MHz),分辨力为5mdash,20,工作压力范围为1倍,10 ^ -2Pamdash,l倍,10 ^ -4Pa。