RU2012155613A - Способ масс-спектрометрического анализа газовой пробы в тлеющем разряде и устройство для его осуществления - Google Patents

Abstract

1. Способ масс-спектрометрического анализа газовой пробы в тлеющем разряде, включающий создание тлеющего разряда в потоке ионизирующего газа, подачу потока ионизирующего газа вместе с исследуемой газовой пробой в реактор, ионизацию компонентов газовой пробы в реакторе, транспортировку ионов к масс-анализатору и масс-спектральную регистрацию образующихся ионов, отличающийся тем, что ионизацию компонентов газовой пробы осуществляют в присутствии фокусирующего радиочастотного электрического поля, при этом давление в реакторе поддерживают в диапазоне 0.03-3 миллибар, а поток газовой пробы вводят вдоль оси потока ионизирующего газа из тлеющего разряда.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что фокусирующее радиочастотное электрическое поле создают четырьмя параллельными симметрично расположенными электродами, причем на обе пары противоположных электродов подают радиочастотное напряжение с противоположными знаками.3. Способ по п.2, отличающийся тем, что радиочастотное напряжение имеет форму синусоида.4. Способ по п.3, отличающийся тем, что фокусирующее радиочастотное электрическое поле создают с помощью квадруполя5. Способ по п.4, отличающийся тем, что для удаления из реактора нежелательных ионов ионизацию компонентов газовой пробы проводят при наложении на фокусирующее радиочастотное поле квадруполя дополнительного периодического переменного электрического поля,где t - время,- амплитуда напряженности дополнительного поля в области ионизации,а частота осцилляций дополнительного поля Ω находится в соответствии с m/q исключаемого иона по формуле,где U- амплитуда, ω - частота основного синусоидального радиочасто

Claims (13)

1. Способ масс-спектрометрического анализа газовой пробы в тлеющем разряде, включающий создание тлеющего разряда в потоке ионизирующего газа, подачу потока ионизирующего газа вместе с исследуемой газовой пробой в реактор, ионизацию компонентов газовой пробы в реакторе, транспортировку ионов к масс-анализатору и масс-спектральную регистрацию образующихся ионов, отличающийся тем, что ионизацию компонентов газовой пробы осуществляют в присутствии фокусирующего радиочастотного электрического поля, при этом давление в реакторе поддерживают в диапазоне 0.03-3 миллибар, а поток газовой пробы вводят вдоль оси потока ионизирующего газа из тлеющего разряда.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что фокусирующее радиочастотное электрическое поле создают четырьмя параллельными симметрично расположенными электродами, причем на обе пары противоположных электродов подают радиочастотное напряжение с противоположными знаками.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что радиочастотное напряжение имеет форму синусоида.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что фокусирующее радиочастотное электрическое поле создают с помощью квадруполя

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что для удаления из реактора нежелательных ионов ионизацию компонентов газовой пробы проводят при наложении на фокусирующее радиочастотное поле квадруполя дополнительного периодического переменного электрического поля

,

где t - время,

- амплитуда напряженности дополнительного поля в области ионизации,

а частота осцилляций дополнительного поля Ω находится в соответствии с m/q исключаемого иона по формуле $$\Omega =\frac{\sqrt{2}{U}_0}{\left(m/q\right)\omega R_0^2}$$

,

где U₀ - амплитуда, ω - частота основного синусоидального радиочастотного напряжения, подаваемого на стержни квадруполя,

R₀ - радиус вписанной в квадруполь окружности

a m и q - масса и заряд удаляемых ионов соответственно.

6. Способ по п.3., отличающийся тем, что для удаления нескольких групп ионов с различными m/q ионизацию компонентов газовой пробы проводят при наложении на фокусирующее радиочастотное поле квадруполя дополнительного периодического переменного электрического поля

,

где

- амплитуда напряженности каждой компоненты,

t - время,

Ω₁…… - Ω_n - резонансные частоты осцилляций выбранных для исключения ионов, определяемые по формуле $$\Omega =\frac{\sqrt{2}{U}_0}{\left(m/q\right)\omega R_0^2}$$

для m/q каждого из ионов,

где U₀, - амплитуда, ω - частота основного синусоидального радиочастотного напряжения, подаваемого на стержни квадруполя,

R₀ - радиус вписанной в квадруполь окружности

a m и q - масса и заряд удаляемых ионов соответственно.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что тлеющий разряд в потоке ионизирующего газа создают без контакта ионизирующего газа с электродами.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед подачей газовой пробы в реактор ее нагревают до температуры 200-250°C.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что для увеличения чувствительности анализа перед подачей газовой пробы в реактор ее отделяют от воздуха.

10. Устройство для масс-спектрометрического анализа в соответствии со способом п.1, состоящее из источника тлеющего разряда, канала для подачи ионизирующего газа, реактора для ионизации компонентов газовой пробы, блока транспорта ионов и масс-анализатора, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит фокусирующий радиочастотный ионно-оптический элемент, расположенный внутри реактора вдоль его продольной оси, при этом источник тлеющего разряда объединен с каналом для ионизирующего газа.

11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что в качестве фокусирующих радиочастотных ионно-оптических элементов выбраны элементы из ряда: квадруполь. секступоль, октуполь, набор соосных металлических диафрагм, ионная воронка.

12. Устройство по п.10, отличающееся тем, что для улучшения фокусировки ионов реактор дополнительно содержит блок ионной оптики постоянного тока, расположенный между фокусирующим радиочастотным ионно-оптическим элементом и выходным отверстием реактора.

13. Устройство по п.10, отличающееся тем, что блок транспорта ионов состоит из последовательно расположенных элементов ионной оптики постоянного тока и элементов радиочастотной ионной оптики.