155930. lajstromszámú szabadalom • Közvetlen leolvasású, nagy indikáló érzékenységű és egyidejűleg nagy feloldóképességű tömegspektrométer, különösen tömítetlenség kutatására és maradékgáz analízis céljára
155930 3 4 az M tömegvonal szélességét jeleníti az ionáram fél intenzitásánál. Az ilyen módon felépített tömegspektrométer működési módja körülbelül a következő. Az ionforrás szállítja az analizálandó gáz iotnizálására szükséges elektronokat. Az ionizáló térben, képződő ionok gyorsító útszakaszon repülnek át, amely keletkezési helyük és az analizáló tér belépőrése között van, miközben néhányszáz eV energiát vesznek fel. Magából az ionizáló térből az ionokat az elektródokon levő szívófeszültség kiszívja. Az ezt követő ionlencse azután a belépőrésre fókuszálja az ionsugarat. Az ionok a belépőrésen át az analizátortérbe jutnak. Az ezen a téren áthatoló homogén mágneses szétválasztó tér az ionokat körív alakban kitéríti és a körívek sugara az ionok fajlagos tömegszámától, az iongyorsító feszültségtől és a mágneses tér erősségétől függ. Konstans mágneses térerősség mellett az iongyorsító feszültséget úgy lehet megválasztani, hogy csak egy meghatározott tömegszámú ionok jutnak keresztül a belépési irány, a belépőrés, a kilépőrés és a rekesz által előre meghatározott előírt körön és 180°-os eltérítés után fókuszálódnak a kilépőrésen. Az ionsugár a kilépőrésen való áthaladás után a felfogó elektródra jut. A felfogó elektródhoz csatlakozó egyenáramú erősítő és írőkészülék segítségével például a tömegspektrumot, vagy annak kivágásait indikálják. Konstans mágneses tér esetén az iongyorsító feszültség változtatásával meghatározott tömegtartományt lehet átfogni. Tömi tétlenség kutatásánál a légtelenített vizsgálandó darab külső falát vizsgálógáz finom sugarával permetezik be. A vizsgálógáz ionáram növekedése a spektrométerben jelzi, hogy a vizsgálógáz sugár tömí: tétlenséget talált. A".•tömitétlenség kutatására és maradékgáz analizálására eddig használt ismert tömegspektrométereknek, amelyek homogén mágneses szétválasztótér alapján működnek, mindenek előtt az a nagy hátrányuk, hogy a maradékgáz analízishez, amihez nagy feloldóképesség szükséges, legfeljebb 50-es feloldóképesség érhető el, a megfelelő rendszer kényszerű megválasztása miatt. Ennek következménye csekély indikáló érzékenység, amelynek értéke legfeljebb 1CT9 torr l/s. A tömítetlenség kutatására, amihez hagy indikáló érzékenység szükséges, legfeljebb lö~12 torr l/s értékű indikáló érzékenység biztosítható, aminek oka szintén a megfelelő résrendszer kényszerű megválasztása. Ennek következménye a legfeljebb 20-as értékű rossz feloldóképesség. Ezért a tömítetlenség kutatására és maradékgáz analízisre szolgáló eddig " ismert készülékeknél csak az lehetséges, hogy egyik résrendszemek egy másik résrendszerre való kicserélésével vagy jó feloldóképességet vagy pedig igen nagy indikáló érzékenységet kapnak. Továbbá rendkívül hátrányosnak bizonyult, hogy a különleges tömegspektrométerekben alkalmazott ionforrás műszaki felépítése rendkívül bonyolult, beszabályozása nehézkes és emellett az ionforrás a homogén mágneses térben oldalt helyezkedik el. A bonyolult műszaki felépítés következtében az ionforrás kezelése és kiszolgálása nehézkes és különösen zavaró, hogy nagyszámú tápvezeték szükséges. Az ionforrás beszabályozásánál fellépő nehézségek lényege, hogy sok paramétert kell figyelembe venni, úgy hogy minden újabb réscserénél az ionforrást és ionlencsét ismételten be kell szabályozni. Az ionforrás izzó katódját is külön be kell szabályozni, mert az izzókatód által előállított elektronsugár haladása függ az izzókatód helyzetétől. Az a körülmény, hogy az ionforrás oldalt van elhelyezve a homogén mágneses térben, nagy műszaki ráfordítást tesz szükségessé a tömegspektrométernél, hogy az ionforrást kicserélhetőre és beszabályozhatóra alakítsák ki. A találmány feladata, hogy közvetlen leolvasású tömegspektrométert alakítson ki különösen tömítetlenség kutatására és maradékgáz analízis céljára mindenek előtt a mágneses szétválasztó térnek, megváltoztatásával, az ionforrás megváltoztatásával valamint az ionforrás megváltoztatott elhelyezésével a szétválasztó térben, úgy hogy nagy indikáló érzékenység mellett egyidejűleg jó feloldóképességet is kapjunk. A találmány értelmében ezt a feladatot különösen tömítetlenség kutatására és maradékgáz analízisre szolgáló olyan közvetlen leolvasású tömegspektrométernél oldjuk, meg, amely kör alakú, derékszögű négyszög keresztmetszetű, kifűthető vákuumkamrából továbbá a vákuumkamra fölött és alatt két sorban elrendezett több, de mindenkor azonos számú, félkör alakban egy vasjáromban elhelyezett permanens mágnesből áll, amelynek forgásszimmetrikus inhomogén, időben konstans mágneses szétválasztóteret állítanak elő, továbbá ionforrást és felfogó elektródot tartalmaz, amely utóbbi nagy érzékenységű jelző és kiértékelő készülékkel van összekötve.. A vákuumkamra kamrafalakból és vízszintesen egymás fölött elrendezett és egymástól távolságtartó gyűrűkkel elválasztott kúpos pólussarukból tevődik össze. Előnyösen 240°-os eltérítés után a vákuumkamrában állandó méretű kilépőrés van helytállóan elrendezve. Az ionforrás és a felfogóelektród a váT kuurnkamra elülső részében vákuumzáróan és csierélhetően van elrendezve és erre a célra a kamratengellyel párhuzamos két különböző átmérőjű átmenő furat szolgál Az ionforrás két koaxiálisán elrendezett, egymástól elszigetelt kisméretű fém-csövecskéből áll, amelyek egy-egy állandó méretű és rögzítetten elrendezett réssel vannak ellátva, a belső csövecskében elrendezett izzókatóddal, a belső csövecskén kiképzett gázbebocsátó nyílással az analizálandó gáz bebocsátására és a külső csövecskén elrendezett váíkuumesatlakozáissal. Az ionforrás oly módon van a vákuumkamra elülső részében elrendezve, hogy az izzótoatód gyenge mágneses térben helyezkedik el. A külső csövecskében levő rés a tömegspektrométer belépőrése. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 9.
