174344. lajstromszámú szabadalom • Elrendezés kvadrupol tömegspektrométer működtetéséhez szükséges feszültságek előállítására
MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY 174344 Bejelentés napja: 1977. VII. 04. (MA—2888) Nemzetközi osztályozás: G 01 J 3/00, H 01 J 39/34 ORSZÁGOS találmányi HIVATAL Közzététel napja: 1979. V. 28. Megjelent: 1980. VI. 30. Feltalálók: Szabadalmas: Dr. Berecz István tudományos munkatárs, 15%, MTA Atommag Kutató Intézete, Dr. Bohátka Sándor tudományos munkatárs, 15%, Debrecen Dr. Paál András tudományos munkatárs, 70%, Debrecen Elrendezés kvadrupol tömegspektrométer működtetéséhez szükséges feszültségek előállítására 1 2 A kvadrupol tömegspektrométer az ionforrás által keltett ionokat tömegszám szerint választja szét. A tömegszűrő négy rúdból áll, melyek közül a szemközti kettő galvanikusan össze van kötve. Az így kialakított elektródpárokra U + V sin cot, illetve -(U + V sincot) feszültséget kell adni, ahol U egyenfeszültség, V pedig a nagyfrekvenciás feszültség amplitúdója. Az U és V arányát, amely a tömegspektrométer felbontását határozza meg, a spektrum felvételekor előre beállított, adott értéken kell tartani (W. Paul. H.P. Reinhard and U. Van Zahn, Z- Physik 152, 143. 1958). Analitikai célokra használt berendezéseknél az előállított feszültségek stabilitása és reprodukálhatósága igen fontos tervezési szempont, amely a tömegspektrométer két legfontosabb paraméterét határozza meg: az adott tömegű ionok kívánt mértékű szétválasztását más tömegű ionoktól (felbontás) és azonos mennyiségű vizsgált anyagminta esetén állandó analizált ionáramot (konstans érzékenység). A mérések azt mutatják, hogy U/V arányában 0,01 %-os változás az érzékenység 1%-os változását eredményezi (G.B. Bunyard, Quadrupole Mass Spectrom. 1, 4. 1974). A kvadrupol tömegszűrő tápfeszültségeinek előállítására többféle áramkört fejlesztettek ki. Egyik megoldás a W. Paul és társai által ismertetett rádiófrekvenciás-egyenfeszültség generátor. Az elmúlt években tervezett berendezésekben ezen áramkör tökéletesített — a rádiófrekvenciás amplitúdó nagy stabilitását biztosító - változatai kerültek alkalmazásra. Ilyen amplitúdó stabilizált rádiófrekvenciás generátort alkalmaztak a Centronic és az Uthe Technology International (USA) cégek a 5 Q—806R, illetve 100C típusú berendezéseikben. E kvadrupol tömegspektrométerek rádiófrekvenciás fokozatai öngerjesztettek, ezért ezek nem rendelkeznek kielégítő frekvencia stabilitással. A Balzers cég QMG101 típusú berendezésének rádiófrekven- 10 ciás egysége kvarcvezérelt, azonban az alkalmazott egyenfeszültség generátor — melynek feladata az ellentétes előjelű, de azonos nagyságú U feszültségek előállítása — szimmetriájának beállítására nincs lehetőség Az alkalmazott egyenfeszültség 15 generátor belső ellenállása nagy, ami változó intenzitású ionnyaláb esetén jelentős feszültségváltozást okoz. A Riber cég tömegspektrométereinél az egyenfeszültség generátorok együttfutásának és szimmetriájának beállítása, több, egymásraható be- 2o állítóelemmel történik, ami körülményessé teszi a beállítást. A találmány szerinti elrendezés a kvadrupol tömegszűrő működtetéséhez szükséges feszültségek 25 előállítására olyan megoldást ad, amely biztosítja a rádiófrekvenciás egység megfelelő frekvencia és amlitúdó stabilitását, valamint lehetővé teszi az általa előállított U és -U feszültségek együttfutásának egyetlen beállítóelemmel történő beállítható- 30 ságát a teljes tömegtartományban. 174344
