DE2205713A1 - DOUBLE ION BEAM METHOD FOR QUANTITATIVE (ABSOLUTE) MASS SPECTROMETRIC MEASUREMENTS - Google Patents
DOUBLE ION BEAM METHOD FOR QUANTITATIVE (ABSOLUTE) MASS SPECTROMETRIC MEASUREMENTSInfo
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Description
Doppel-Ionenstrahlverfahren für quantitative (absolute) massenspektrometri sehe Messungen Es sind bereits mehrere Verfahren und massenspektrometrische Geräte bekannt, die mit zwei Ionenstrahlen arbeiten, a*a., bei denen gleichzeitig zwei Ionenstrahlen durch das gleiche Analysatorensystem oder -systeme geschickt werden, wobei die Ionenstrahlen in der gleichen oder in zwei getrennten Ionenquellen erzeugt werden. Double ion beam method for quantitative (absolute) mass spectrometry see measurements There are already several methods and mass spectrometric devices known who work with two ion beams, a * a., in which two Ion beams are sent through the same analyzer system or systems, wherein the ion beams are generated in the same or in two separate ion sources will.
Die Hauptvorteile der bereits bekannten 2weistrahl-Verfahren bzw. der Zweistrahlverfahren im allgemeinen besteht darin, daß man einen unbekannten Stoff mit einem bekannten Stoff gleichzeitig untersuchen kann und. so eine sehr leichte Identifizierung des unbekannten Stoffes bzw. der einzelnen Komponenten durch direkten Vergleich mit den Komponenten des bekannten Stoffes (Referenz stoff oder Standard) möglich ist.The main advantages of the already known 2-twin-jet process or The two-jet process in general consists of getting an unknown Can examine substance with a known substance at the same time and. so much easy identification of the unknown substance or the individual components direct comparison with the components of the known substance (reference substance or Standard) is possible.
Vor allem können auf diese Art und Weise verhältnismäßig einfach und dennoch genau Aussagen über die Massenzahlen der unbekannten Komponenten (peaks) gemacht werden, indem man als Referenzstoff Substanzen nimmt, bei denen die Lage der einzelnen Komponenten genau bekannt sind - wie z.B.Above all, this can be done relatively easily and nevertheless precise statements about the mass numbers of the unknown components (peaks) be made by taking as reference substances substances for which the situation the individual components are exactly known - such as
Perfluorkerosin u.a.Perfluoro kerosene et al.
Gleichfalls ist es möglich, mit dem Doppel-Ionenstrahlverfahren den gleichen Stoff (Probe) unter zwei verschiedenen Bedingungen gleichzeitig zu untersuchen und dadurch die linderung viel markanter festzuhalten.It is also possible to use the double ion beam method to investigate the same substance (sample) under two different conditions at the same time and thus to hold on to the relief much more strikingly.
Ein wesentlicher Nachteil der bis jetzt bekannten Doppel-Ionenstrahlverfahren ist es Jedoch, daß ein direkter und quantitativer Vergleich der Komponenten der Probe mit einer oder mehreren Komponenten des Referenzstoffes nur mit Hilfe von Rechnern, mit verhältnismäßig großem Aufwand und nur bei genauer Kenntnis der Einströmungsmenge bzw. des Druckes sowohl der Probe als auch des Referenzstoffes möglich ist.A major disadvantage of the double ion beam methods known up to now It is, however, that a direct and quantitative comparison of the components of the Sample with one or more components of the reference substance only with the help of Computers, with relatively great effort and only with precise knowledge of the inflow volume or the pressure of both the sample and the reference substance is possible.
Der Gegenstand dieser Erfindung ist ein Doppel-Ionenstrahlverfahren, das u.a. gestattet, mit relativ einfachen Mitteln auch quantitative Vergleiche zwischen Komponenten des Referenzetoffes und Komponenten des unbekannten Stoffes durchzuRühren. Das Verfahren gestattet gleichzeitig die Nrchführung von sehr schnellen Vergleichsanalysen, da für quantitative Aussagen in sehr vielen Fällen, vor allem bei Verwendung von Eichlecke bzw. genau bekannten Referenzstoffen, die Kenntnis der Einströmungemenge bzw. des Druckes der Probe nicht unbedingt notwendig ist.The subject of this invention is a double ion beam process, This allows, among other things, quantitative comparisons between Components of the reference substance and components of the unknown substance must be stirred. At the same time, the process allows very quick comparative analyzes to be carried out, as for quantitative statements in many cases, especially when using Eichlecke or precisely known reference substances, the knowledge of the inflow quantity or the pressure of the sample is not absolutely necessary.
Die Erzeugung der beiden Ionenstrahlen (Probe u.P.eSerenz) kann auch bei diesem Verfahren ähnlich wie bei bereits bis Jetzt bekannten Doppel-Ionenstrahlverfahren, d.h., in einer oder zwei getrennten Ionenquellen erfolgen und wird ähnlich wie bei bekannten Verfahren gleichzeitig durch das gleiche Analysatorsystem durchgeschickt.The generation of the two ion beams (sample and P. eSerence) can also in this process similar to the double ion beam processes known up to now, i.e., in one or two separate ion sources and is similar to known methods are sent through the same analyzer system at the same time.
Von den beiden lonenstrahlen (Probe u.Referenz) werden aus den Jeweiligen Ionenspektren (nach dem Analysatorsystem) gleichzeitig -z.B. in gleicher Art wie bei den bereits bekannten Doppelauffängerverfahren- mit Hilfe von entsprechenden Blendensystemen Je zwei Massen ausgesondert, und zwar je ein sogen. Nebenion, die so gewahlt werden (große peaks), daß sie auch mit weniger empfindlichen Nachweisverfahren (z.B. direkte lonenstrommessung) erfaßt werden können.Of the two ion beams (sample and reference), the respective Ion spectra (after the analyzer system) simultaneously - e.g. in the same way as with the already known Doppelauffängerverfahren- with the help of appropriate Panel systems Separated two masses each, namely a so-called Secondary ion, which are chosen so (large peaks) that they can also be used with less sensitive Detection methods (e.g. direct ion current measurement) can be recorded.
Aus dem Ionenspektrum der Probe wird als zweite Masse ein sogen. Hauption (ev. auch mehrere Hauptionen) ausgesondert.From the ion spectrum of the sample is a so-called second mass. Main ion (possibly also several main ions) separated.
In manchen Fällen z.B. bei Isotopenanalysen oder bei Routinemessungen bei denen Probe und Standard der gleiche Stoff ist, wird auch aus dem Spektrum des Referenzstoffes ein Hauption (oder mehrere Hauptionen) abgetrennt. Das Hauption bzw. die Hauptionen können mit hochempfindlichen Nachweismethoden gemessen werden.In some cases, e.g. for isotope analyzes or routine measurements where the sample and standard are the same substance, the spectrum of the Reference substance a main ion (or several main ions) separated. The main ion or the main ions can be measured with highly sensitive detection methods.
Während aber der Ionenstrahl des Referenzstoffes (Standard) nach bekannten Verfahren -S.B. bei Elektronenstoß-Ionenquellen durch Emissionsstabilisierung (Konstantbaltung der Elektronenemission durch entsprechende Regelung der Heizung) oder durch Regelung der Ionisation nach dem Gesamtionenstrom (Konstanthaltung des Gesamtionenstroms durch entsprechende Regelung der Heizung)- konstant gehalten wird, geschieht die Konstanthaltung des Ionenstrahls des Probe stoffes (Probe) im Sinne der vorliegenden Erfindung nicht nach den obengenannten Verfahren, sondern die Ionisation der Ionenquelle wird -mit Hilfe einer Regel spannung, gebildet durch Vergleich der Meßwerte der beiden Nebenionen- so ge-###### geregelt, daß die Meßwerte der beiden Nebenionen auautomatisch gleich groß werden.But while the ion beam of the reference substance (standard) according to known Procedure -S.B. in the case of electron impact ion sources through emission stabilization (stabilization electron emission through appropriate regulation of the heating) or through regulation the ionization according to the total ion flow (keeping the total ion flow constant by regulating the heating) - is kept constant, the Keeping the ion beam of the sample material (sample) constant in the sense of the present Invention not according to the above methods, but the ionization of the ion source - with the help of a control voltage, formed by comparing the measured values of the two secondary ions so - ###### regulated that the measured values of the two secondary ions au automatically become the same size.
Dadurch ist ein direkter und absoluter Vergeich der beiden Hauptionen oder der Hauptionen der Probe und der Nebenionen des Standards ohne großen Aufwand leicht möglich.This makes a direct and absolute comparison of the two main ions or the main ions of the sample and the secondary ions of the standard with little effort easily possible.
Eine Konstanthaltung des Ionenstrahls des Probestoffes kann jedoch im Sinne der vorliegenden Erfindung auch so durchgeführt werden, daß Jeweils die Sunme von zwei oder mehreren Komponenten aus dem Standard mit der Summe von zwei oder mehreren Komponenten aus der Probe gleich groß bleibt.However, it is possible to keep the ion beam of the sample material constant within the meaning of the present invention are also carried out so that in each case the Sunme of two or more components from the standard with the sum of two or several components from the sample remains the same size.
Dieses Verfahren ist vor allem bei manchen Isotopenuntersuchungen von Interesse.This procedure is especially useful for some isotope examinations of interest.
Weitere Einzelheiten sowie einige Vorteile des Verfahrens können auch aus einigen Anwendungsmöglichkeiten des Verfahrens ersehen werden.More details as well as some advantages of the procedure can also be found can be seen from some possible applications of the method.
1. Anwendung des Doppel-Ionenstrahlverfahrens zum Messen von Isotopenverhältnissen Die Probe (Ionenquelle I u. Ionenßtrahl I) wird mit einem Standard, der die gleichen Isotopen enthält (Ionenquelle II, Ionenstrahl II) , verglichen und zwar werden die häufigen Isotopen als Nebenionen abgesondert, elektronisch verglichen und automatisch auf gleiche Größe gebracht.1. Use of the double ion beam method to measure isotope ratios The sample (ion source I and ion beam I) is made with a standard which is the same Contains isotopes (ion source II, ion beam II), the frequent isotopes are secreted as secondary ions, compared electronically and automatically brought to the same size.
Die seltenen Isotopen der Probe und des Standards werden getrennt aus dem Jeweiligen Ionenspektrum abgesondert und einzeln gemessen.The rare isotopes of the sample and the standard are separated separated from the respective ion spectrum and measured individually.
Die Berechnung kann unter BerAcksichtigung der notwendigen Korrekturen unmittelbar aus den Meßwerten der seltenen Isotopen vorgenommen werden. Die Auswertung kann leicht auch mit einem Kleinstrechner durchgeführt werden.The calculation can take into account the necessary corrections can be made directly from the measured values of the rare isotopes. The evaluation can easily be done with a microcomputer.
Weitere Vorteile des neuen Verfahrens gegenüber den konventionellen Isòtopen-Meßverfahren, wie z.B. Doppel-Gaseinlaßverfahren, sind, daß der Meßvorgang in wesentlich kürzerer Zeit durchführbar ist, der memory ekt (verursacht durch Verbleib von Probe- oder Standard-Gasresten in der Apparatur) wesentlich kleiner ist, der drift der Elektronik durch die Vergleichsmesungen z.T. kompensierbar wird, durch die elektronische Gleichstellung der häufigen Isotopen eine weit höhere Meßgenauigkeit erreicht werden kann und auch absolute quantitative Aussagen möglich sind.Further advantages of the new process compared to the conventional one Isotope measuring methods, such as double gas inlet methods, are that the measuring process can be carried out in a much shorter time, the memory ect (caused by staying of sample or standard gas residues in the apparatus) is much smaller, the drifts the Electronics can be partially compensated by the comparison measurements becomes, due to the electronic equality of the common isotopes, a far higher Measurement accuracy can be achieved and absolute quantitative statements are possible are.
2. Vergleichsmessung von zwei beliebigen Proben gleicher Zusammensetzung Probe- und Standard-Iouenstrahl enthalten die gleichen Komponenten, deren Zusammensetzung und Konzentration (Größe) beim Standard genau bekannt ist, während bei der Probe, ähnlich wie in Anwendung 1, die Größe (Konzentration, Partialdruck) durch Vergleich mit dem Standard bestimmt werden kann.2. Comparative measurement of any two samples of the same composition The test and standard louen rays contain the same components, their composition and concentration (size) is precisely known for the standard, while for the sample, similar to application 1, the size (concentration, partial pressure) by comparison can be determined with the standard.
Zum Unterschied von Anwendung 1. besteht Jedoch die Möglichkeit, nicht nur Jeweils zwei, sondern beliebig viele Komponenten miteinander zu vergleichen.In contrast to application 1, however, there is the option of not Compare only two components at a time, but any number of components.
Dazu wird der Meßvorgang in zwei Phasen durchgefUlirt: In der ersten Phase werden zwei beliebige, aber gleiche Komponenten aus Probe und Standard als Nebenionen auagesucht und eingestellt (ev.durch Massenvorwahlsysteme vorprogrammiert) und durch das Regelverfahren, das mit der Gegenstand dieser Erfindung ist, werden sie gleich groß geregelt, wodurch gleichzeitig ein direktes Größenverhältnis zwischen allen Komponenten von Probe und Standard festgelegt wird.For this purpose, the measuring process is carried out in two phases: In the first Phase are any two but identical components from sample and standard as Additional ions selected and set (possibly preprogrammed by mass preselection systems) and by the control method which is the subject of this invention they are regulated to be the same size, creating a direct size relationship between all components of the sample and standard is specified.
In der zweiten Meßphase wird Je nach Bedarf das ganze Spektrum oder ein Teilspektrwn durchgefahren und die einzelnen Komponenten wie unter 1. ausgewertet oder nur gewünschte Komponenten ausgesucht (unter Umständen automatisch durch Massenvorwahl) und gemessen.In the second measurement phase, the entire spectrum or a part of the spectrum is run through and the individual components are evaluated as under 1 or only the desired components are selected (possibly automatically by mass preselection) and measured.
Macht man von der gleichen Probe mehrere Messungen oder macht man Messungen während einer längeren Zeit, so genügt es, die erste Meßphase von Zeit zu Zeit als Kontrolle zu wiederholen. Dieses Verfahren könnte besonders geeignet sein zur Durchführung von quantitativen Routineanalysen, für Qualitts-Kontrollanalysen und zu Prozeßkontrollen und Prozeß-Steuerungen - von chemischen Industrien.Do you make or do several measurements of the same sample Measurements over a longer period of time, it is sufficient to take the first measurement phase of time to repeat time as a control. This procedure could be special be suitable for performing quantitative routine analyzes, for quality control analyzes and to process controls and process controls - from chemical industries.
3. Quantitative Vergleichsmessungen zwischen einer Probe und einem Referenzstoff (oder von zwei beliebigen Proben) ungleicher Zusammensetzung Als Yergleichsstoff wird ein passender Referenz stoff (Standard) verwendet, bei dem die KonzentratiOn oder der Partialdruck von mindestens einer Komponente genau bekannt ist (z.j. auch Standardleck) und die als Nebenion dient.3. Quantitative comparative measurements between a sample and a Reference substance (or from any two samples) of unequal composition As a reference substance a suitable reference substance (standard) is used for which the concentration or the partial pressure of at least one component is precisely known (e.g. also Standard leak) and which serves as a secondary ion.
Von der unbekannten Probe wird als Nebenion eine beliebige Komponente, die etwa der Größe des Nebenione des Standards entspricht, ausgesucht und eingestellt. Die Einstellung der Nebenionen kann bei Vorhandensein einer Massenvonva'nl auch automatisch durchgeführt werden.Any component of the unknown sample is used as a minor ion, which corresponds approximately to the size of the secondary ion of the standard, selected and adjusted. The setting of the secondary ions can also be carried out in the presence of a mass of va'nl be carried out automatically.
In der ersten Meßphase werden die beiden Nebenionen gleichgestellt durch entaprechende Änderung der Ionisierung der zweiten Ionenquelle (der Probe), wodurch die als Nebenion gewXhlte Komponente der Probe quantitativ bekannt wird.In the first measurement phase, the two secondary ions are equated by changing the ionization of the second ion source (the sample), whereby the component of the sample selected as the secondary ion is known quantitatively.
In der zweiten Meßphase wird ähnlich wie bei 2. nach Bedarf das ganze Spektrum oder ein Teil spektrum untersucht bzw.In the second measurement phase, as in 2., the whole is done as required Spectrum or a part of the spectrum examined or
gewünschte Komponenten eingestellt und gemessen. Das lettere kann bei Vorhandensein einer Massenvorwahl auch durch Vorprogrammierung automatisch geschehen.desired components set and measured. The lettere can if a mass preselection is available, this can also be done automatically by pre-programming.
Die quantitativ festgelegte Größe der als Nebenion gewählten Komponente der unbekannten Probe kann als Vergleichsfaktor verwendet werden, um alle bzw. die gewünschten Komponenten der Probe quantitativ auszurechnen.The quantified size of the component chosen as the minor ion of the unknown sample can be used as a comparison factor to determine all or the quantitatively calculate the desired components of the sample.
9ei Vorprogrammierung der Größe des Nebenions (aus Probe oder aus Standard) in einem Kleinstrechner kann die Auswertung mit minimalen Mitteln auch automatisch durchgeführt werden.9 If the size of the secondary ion is preprogrammed (from sample or from Standard) in a microcomputer, the evaluation can also be carried out with minimal resources be carried out automatically.
4. Massenmarkierung, pet-matching und Massenvorwahl Mit dem Doppel-Ionenstrahlverfahren ist eine Massenmarkierung und ein peak-matching einfach durchzuführen bzw.4. Mass marking, pet matching and mass preselection Using the double ion beam method mass marking and peak matching is easy to carry out or
zu kontrollieren oder nachzueichen.to check or to recalibrate.
Z.B. ausgehend von der Massenlage des Nebenions aus dem standard kann die Massenlage des Nebenions aus der Probe bzw. die Massenlagen aller Komponenten der Probe ermittelt oder automatisch errechnet werden.For example, based on the mass position of the secondary ion from the standard the mass position of the secondary ion from the sample or the mass positions of all components of the sample or calculated automatically.
Das peak-matching kann gleichfalls mit dem Standard Nebenion überprüft werden.The peak matching can also be checked with the standard secondary ion will.
Bei automatischer Kontrolle und Eichung der Massenmarkierung und des peak-matching kann der Korrekturfaktor gleichzeitig mit dem Vergleichsfaktor vom Nebenion (zur quantitativen Auswertung der einzelnen Komponenten) in dem Rechnerekngegeben werden.With automatic control and calibration of the mass marking and the peak-matching, the correction factor can be used at the same time as the comparison factor from Ancillary ion (for the quantitative evaluation of the individual components) is given in the computer will.
Mit Hilfe des Nebenions ist auch eine leichte Uberprüfung der Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Massenvorwahl möglich.With the help of the secondary ion there is also a slight check of the accuracy and reproducibility of the mass preselection possible.
Die technische Ausführung des Verfahrens sowie einige Durchführungsmöglichkeiten, die im einzelnen gleichfalls den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bilden, sollen an Hand der einfachsten Anwendungsmöglichkeit = Bestimmung von Isotopenverhältnissen, die bereits unter 1. kurz skizziert vn«-de, gezeigt werden.The technical execution of the process as well as some implementation options, which are also intended to form the subject matter of the present invention in detail using the simplest possible application = determination of isotope ratios, which are already briefly outlined under 1. vn «-de shown.
1. Analyseschema (Abb.1) a. Strahlführung Das erste Gas, z.B. Standardgas, wird in der Ionenquelle (1) ionisiert, und der Ionenstrahl viird über die Blende (3), jiber den Sektorkondensator (2) und die Blende (4) in das magnetische Analysatorfeld (5) geleitet.1. Analysis scheme (Fig.1) a. Beam guidance The first gas, e.g. standard gas, is ionized in the ion source (1) and the ion beam is passed through the diaphragm (3), via the sector capacitor (2) and the diaphragm (4) into the magnetic analyzer field (5) headed.
Der Ionenstrom wird durch Emissionsstabilisierung (14) konstant gehalten Zum Einführen des Gases in die Apparatur dient das Gaseinlaßsystem (15), bestehend aus : Vorratsgefäß, Absperrventil -für statischen Betrieb- , Ventil mit einstellbarem Volum, Kapillare und Nadelventil.The ion current is kept constant by emission stabilization (14) The gas inlet system (15) is used to introduce the gas into the apparatus consisting of: storage vessel, shut-off valve -for static operation-, valve with adjustable Volume, capillary and needle valve.
Das zweite Gas (Probe) wird in der Ionenquelle (1')ionisiert, und der erzeugte Ionenstrahl wird über Blende (3'), Kondensator (2') und Blende (4) in das gemeinsame Analysatorfeld geleitet.The second gas (sample) is ionized in the ion source (1 '), and the generated ion beam is transmitted through the diaphragm (3 '), condenser (2') and diaphragm (4) into the common analyzer field.
Dieser zweite Strahl verläuft oberhalb des ersten Strahls.This second ray runs above the first ray.
Die Blenden (3) und (3') -imErennpunkt der Ionenquellen-und die gemeinsame Blende (4) können verschieden gestellt werden Bei "richtungsfokussierendem Betriebndient die gemeinsame Blende (4) als Eintrittsblende, d.h., sie wird eng gestellt, während die Blenden (3) und (3') nur zur Strahlenbegrenzung dienen, d.h., sie werden weit gestellt.The diaphragms (3) and (3 ') - at the separation point of the ion source - and the joint The aperture (4) can be set in different ways the common aperture (4) as the entrance aperture, i.e. it is placed close together while the diaphragms (3) and (3 ') only serve to limit the rays, i.e. they become wide posed.
Bei echtem doppelfokussierendem Betrieb dienen die Blenden (3) und (3') als Eintrittsblenden (eng gestellt), während Blende (4) als Energieblende arbeitet (weit gestellt).The diaphragms (3) and are used for real double-focusing operation (3 ') as entrance screens (placed close together), while screen (4) works as an energy screen (widely put).
b. Ionennachweis Die gemeinsame Doppelblende (6) -in dem zweiten Brennpunkt des Sektormagnets- sondert aus den zerlegten Ionenstrahlen jeweils zwei gesuchte Ionen (Isotopen) aus.b. Ion detection The common double diaphragm (6) - in the second focal point The sector magnet separates two sought-after beams from the split ion beams Ions (isotopes).
Die beiden Hauptionen (z.B die seltenen Isotopen aus Standard und Probe) werden durch den Keil (8) in Sekundärelektronen umgewandelt und nach Anregung der Szintillatoren (9), (9') mit den Multipliern (10) und (1o') gemessen.The two main ions (e.g. the rare isotopes from standard and Sample) are converted into secondary electrons by the wedge (8) and after excitation the scintillators (9), (9 ') with the multipliers (10) and (1o') measured.
Mit der Platte (7), die eine verstellbare negative Spannung hat, können die zwei Hauptstrahlen auseinandergezogen werden.With the plate (7), which has an adjustable negative voltage, you can the two main rays are drawn apart.
Die beiden Nebenionen (z.B. die häufigen Isotopen aus Standard u.Probe) werden mit den Fängern (11) und (11') und den zugerhörigen Gleichspannungsverstärken gemessen.The two secondary ions (e.g. the common isotopes from standard and sample) are amplified with the catchers (11) and (11 ') and the associated DC voltage amplifiers measured.
c. Auswertung der Xeßergebnisse Die Ionisierung des Probe- und des Standardgases werden elektronisch so geregelt, daß die resultierenden häufigen Isotopen (Nebenionen) konstant und gleich groß sind (gleicher Meßert). Dadurch geniigt ein Vergleich der Meßwerte der seltenen Isotopen. Der Vergleich der seltenen Isotopen und die ev. Berücksichtigung von Korrekturen sz.B.0l7-können elektronisch erfolgen, so daß eine direkte Ausgabe des Analyseergebnisses möglich ist.c. Evaluation of the measurement results The ionization of the sample and the Standard gases are electronically regulated so that the resulting common isotopes (Secondary ions) are constant and of the same size (same meter). This is enough Comparison of the measured values of the rare isotopes. The comparison of the rare isotopes and the possible consideration of corrections, e.g. 0.17-can be done electronically, so that a direct output of the analysis result is possible.
Die Gleichstellung und Konstanthaltung der häufigeres Isototen geschieht durch Regelung der Heizung der Ionenquelle mit dem mittels der Differenz der Meßwerte der häufigenen Isotopen; (12) = Brückenschaltung mit Vertsärker, (13) = Regelschaltung -, während die Heizung der Ionenquelle mit der emissionstabilisiert wird.The equation and constant keeping of the more frequent isototes is done by regulating the heating of the ion source with the by means of the difference in the measured values of the common isotopes; (12) = bridge circuit with amplifier, (13) = control circuit - while the ion source is heated with the is emission-stabilized.
Die Sektorkondensatoren (2) und (2') aus Abb.1 und 2 , die gleichzeitig auch zur Doppelfokussierung dienen können, können auch beliebig anders angeordnet werden, z.B. wie in Abb.4, so daß sie in die gleiche Richtung zeigen, wobei allerdings noch eine zusätzliche Strahlkorrektur notwendig ist, z.B. durch die zwei Ablenkplatten (24).The sector capacitors (2) and (2 ') from Fig.1 and 2, which are simultaneously can also be used for double focusing, can also be arranged in any other way e.g. as in Figure 4, so that they point in the same direction, although an additional beam correction is necessary, e.g. using the two deflector plates (24).
Anal yseachema II (Abb.2) Die Strahlführung ist die gleiche wie in Schema I, jedoch werden die Strahlen nicht gleichzeitig, sondern seitlich hintereinander durch den Analysator geschickt, wobei der erste Strahl oberhalb des zweiten Strahls -ahnlich wie in Schema I- verläuft.Anal yseachema II (Fig.2) The beam guidance is the same as in Scheme I, however, the rays are not simultaneously, but laterally one behind the other sent through the analyzer with the first beam above the second beam Similar to Scheme I.
Zum Unterschied von Schema I werden die Strahlen durch zwei Kondensatoren (16) und (16'), die als gat wirken, unterbrochen oder durchgelassen und zwar abwechselnd in dem Takt des Taktgebers (17).In contrast to Scheme I, the rays are passed through two capacitors (16) and (16 '), which act as gat, interrupted or let through, alternately at the rate of the clock (17).
Zum Nachweis der Ionen genügt ev. Evidence of the ions may be sufficient.
ein Multiplier mit Ionenwandler (8), (9) und (to) für das Hauption (seltene Isotop) und ein Fänger mit einem Verstärker für das Nebenion (häufige Isotop).a multiplier with ion converter (8), (9) and (to) for the main ion (rare isotope) and a catcher with an enhancer for the minor ion (common isotope).
Beide Nachweissysteme werden allerdings mit jezwei Anzeigesystemen (jeweils für Probe und Standard) versehen. Die Umschaltung auf die jeweiligen Anzeigesysteme geschieht gleichfalls in dem Takt des Taktgebers über die vorgeschalteten Tore (18) und (18').Both detection systems are, however, with two display systems (each for sample and standard). Switching to the respective display systems also happens in the cycle of the clock via the upstream gates (18) and (18 ').
Zur automatischen Berechnung der Meßergebnisse bzw. zur Gleichstellung und Konstanthaltung des nebenions werden Speicherelemente (19) (19') vorgesehen.For automatic calculation of the measurement results or for equality and storage elements (19) (19 ') are provided.
Vorteil des Systems II gegenüber System I Beseitigung der Wechselwirkung der beiden Ionenstrahlen in dem Anad ysatorrohr.Advantage of System II over System I Elimination of the interaction of the two ion beams in the analyzer tube.
Nachteil Die Intensität des Strahls ist nur die Hülfte wie bei Scher 1 und die Steuerelektronik ist komplizierter.Disadvantage The intensity of the beam is only half that of Scher 1 and the control electronics are more complicated.
Die Meßelektronik ist Jedoch komplizierter.However, the measurement electronics are more complicated.
Analyseschema III (Abb.3) Die Strahlen werden wie bei Schema II abwechselnd von einer Ionenquelle und dann von der anderen Ionenquelle durch den Analysator geschikt und in ähnlicher Weise gemessen und ausgewertet.Analysis scheme III (Fig.3) The rays are alternating as in scheme II from one ion source and then from the other ion source through the analyzer cleverly and measured and evaluated in a similar manner.
Zum Unterschied jedoch von Schema I und II verlaufen die Strahlen in der gleichen Ebene und nicht zueinander versetzt, so daß die StraIilquerschnitthöe entsprechend dem Analysatorquerschnitt optimal gewählt werden kann und dadurch eine maximale Strählintensität erreicht werden kann.In contrast to Scheme I and II, however, the rays run in the same plane and not offset from one another, so that the height of the cross-section of the beam can be optimally selected according to the analyzer cross-section and thereby a maximum beam intensity can be achieved.
Zu diesem Zwecke werden die zwei Sektorkondensatoren (2) aus Fig. 1,2 und 4 durech einen Doppel-Sektorkondensator (22) (siehe auch Abb.5) ersetzt, der einen zusätzlichen Korrekturkondensator (21) enthält. Durch diesen Kondensator (21) kann die Richtung des Ionenstrahls hinter dem Sektorkondensator (22) elektronisch justiert werden und zwar derart, daß die Blende (23) zweiteilig und isoliert aufgebaut und über die Regelelektronik (24) mit dem Korrecturkondensator (21) gekoppelt ist.For this purpose, the two sector capacitors (2) from Fig. 1, 2 and 4 replaced by a double sector capacitor (22) (see also Fig. 5), which contains an additional correction capacitor (21). Through this capacitor (21) can determine the direction of the ion beam behind the sector capacitor (22) electronically are adjusted in such a way that the diaphragm (23) is constructed in two parts and isolated and is coupled to the correction capacitor (21) via the control electronics (24).
Vorteile des Analyseschema III, daß höhere Ionenströme erzielt werden können.Advantages of analysis scheme III that higher ion currents are achieved can.
Analyseschema IV (Abb.4) Die Strahlen werden wie bei Schema III hintereinander durch den Analysator geschickt, aus dem jeweiligen Ionenspektrum wird Jedoch nur je ein Strahl ausgesondert. Die gewünschten Neben-und Haputionen werden durch Massenvorpropgramierung eingestellt und in gewünschter Reihenfolge abgerufen.Analysis scheme IV (Fig.4) The rays are as in scheme III one behind the other sent through the analyzer, but only becomes from the respective ion spectrum one beam each singled out. The desired side effects and haps are made through mass preprogramming set and called up in the desired order.
Der Meßvorgang wird so durchgeführt, daß in einer Meßphase das Nebenion aus dem Standard abgerufen, gemessen und gespeichert wird. In der zweiten Meßphase wird das Nebenion aus der Probe abgerufen, gemessen, gespeichert u-nd durch Vergleich mit dem Standardion gleichgestellt. In der dritten Meßphase wird das Hapution oder die IIauptionen aus der Probe (ev. auch Standard) abgerufen, gespeichert und ausgewertet.The measuring process is carried out in such a way that the secondary ion is called up from the standard, measured and stored. In the second measurement phase the secondary ion is retrieved from the sample, measured, stored and by comparison equated with the standardion. In the third measurement phase, the hapution or the main statements from the sample (possibly also standard) are called up, saved and evaluated.
die Sektorkondensatoren (2),(2') bzw.(22) bewirken neben der Ablenkung der Strahlen auch eine Energiehomogenisierung derselben, so daß sie gleichzeitig nur Dolpelfokussierung dienen können, Verzichtet man auf die homogenisierende Wirkung der Sektorkondensatoren, so kann eine vereinfachte Doppel-Ionenstrahlanordnung nach Abb.4 verwendet werden.the sector capacitors (2), (2 ') and (22) cause the deflection of the rays also have an energy homogenization of the same, so that they are simultaneously only dolphin focusing can be used, If you do without the homogenizing The effect of the sector capacitors is a simplified double ion beam arrangement can be used according to Fig. 4.
Die Ionenstrahlen, die in zwei getrennten Ionenquellen (1), (1') entstehen, werden im Sinne der Erfindung direkt zu einem magnetischen Sektorfeld (5), das vorzugsweise einen vierkantigen Querschnitt aufweist, zugeführt und zwar so, daß der eine Ionenstrahl an der Seite (a) eintritt und als Ionenspektrum an der Seite (b) austritt, während der zweite Ionenstrahl an der (a) gegenüberliegenden Seite (c) eintritt und das zugehörige Spektrum an der Seite (d) austritt.( ( (4) innere lprennwand) Aus den beiden Ionenspektren werden dann im Sinne der vorliegenden Erfindung mit HilSe von Blenden (6) oder durch Massenvorwahl je ein Nebenion zum Ausgleich und zur Konstanthaltung des Brobe-Ionenstrahls sowie je nach Aufgabe stellung ein oder mehrere Hauptionen aus dem Probespektrum und ev. auch aus dem Standardspektrum ausgewertet und nachgewiesen.The ion beams that arise in two separate ion sources (1), (1 '), are within the meaning of the invention directly to a magnetic sector field (5), which is preferably has a square cross-section, supplied in such a way that the one ion beam enters on side (a) and exits as an ion spectrum on side (b), while the second ion beam enters on the (a) opposite side (c) and that associated spectrum exits on side (d) (((4) inner oil partition) from both ion spectra are then in the sense of the present invention with the help of Orifices (6) or by mass preselection, one auxiliary ion each for compensation and for keeping constant of the Brobe ion beam and, depending on the task, one or more main ions from the sample spectrum and possibly also from the standard spectrum evaluated and proven.
Claims (1)
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| DE19722205713 DE2205713A1 (en) | 1972-02-08 | 1972-02-08 | DOUBLE ION BEAM METHOD FOR QUANTITATIVE (ABSOLUTE) MASS SPECTROMETRIC MEASUREMENTS |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE2205713A1 true DE2205713A1 (en) | 1973-08-23 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6992283B2 (en) | 2003-06-06 | 2006-01-31 | Micromass Uk Limited | Mass spectrometer |
| DE10361023B4 (en) * | 2003-06-06 | 2010-04-08 | Micromass Uk Ltd. | Method for mass spectrometry |
| US8735805B2 (en) | 2004-11-04 | 2014-05-27 | Micromass Uk Limited | Mass spectrometer |
-
1972
- 1972-02-08 DE DE19722205713 patent/DE2205713A1/en active Pending
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| US8735805B2 (en) | 2004-11-04 | 2014-05-27 | Micromass Uk Limited | Mass spectrometer |
| US9048073B2 (en) | 2004-11-04 | 2015-06-02 | Micromass Uk Limited | Mass spectrometer |
| US9410927B2 (en) | 2004-11-04 | 2016-08-09 | Micromass Uk Limited | Mass spectrometer |
| US10724990B2 (en) | 2004-11-04 | 2020-07-28 | Micromass Uk Limited | Mass spectrometer |
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