小型磁偏转质谱计磁场的分析计算

磁偏转质谱计是根据离子在磁分析器中运动时,不同质荷比的离子有不同的偏转半径原理来实现质量分离的。磁场大小和分布对质谱计的性能影响较大,因而设计时需要对质谱计磁场分布进行精确计算。应用有限元法建立了计算质谱计磁分析器磁场的物理模型,并利用这一模型计算了磁分析器磁感应强度在空间的分布情况。结果表明,在半径分别为20 mm和50 mm的1/4圆弧轨道上,其磁场分布规律类似。由于边缘磁场效应,在磁铁边界区域约3 mm范围内,磁感应强度基本呈直线下降,这一结果为磁分析器的结构优化和边缘场补偿提供了理论依据。     

小型磁偏转质谱计研究现状及进展

小型磁偏转质谱计因稳定性好、定量性好、丰度灵敏度高、结构简单、体积小、功耗低等特性,广泛应用于诸多领域实现原位实时气体成分分析。首先介绍了单聚焦磁偏转质谱计、串联式双聚焦磁偏转质谱计和正交式双聚焦磁偏转质谱计三种磁偏转质谱计的工作原理和特点,并对其最新研究现状进行了综述,最后介绍了微机电系统（MEMS）技术在质谱计小型化中的应用并对小型质谱计的发展方向进行了分析。     

小型磁偏转质谱计离子源性能参数的模拟研究

离子源是磁偏转质谱计的核心,离子源的聚焦和离子引出效率对其工作性能有着重要影响。采用SIMI-ON-3D 8.0软件建立了应用于小型磁偏转质谱计的电子轰击型离子源模型,计算了离子的运动轨迹,采用相空间分析方法,得到静电透镜聚焦处离子的位置聚焦半径和速度聚焦半径,分析了离子源各参数对聚焦和离子引出效率的影响。研究结果表明当S和α狭缝分别加负偏压时,离子束在运动过程中能够两次聚焦,从而得到很好的聚焦性能和引出效率,为离子源优化设计提供重要的理论依据和实验指导。     

空间小型磁偏转质谱计的研制

随着我国空间探测的不断发展和精细化研究,质谱计在航天活动中起着越来越重要的作用,但空间用质谱计很难从国外进口,为了解决我国空间探测的急需,我们研制了完全自主知识产权的空间小型磁偏转质谱计,2012年11月在我国新技术试验卫星上实现了成功搭载,已经过近两年时间的空间测试,探测出了地球卫星轨道上的气体成分以及卫星放出的气体成分,空间小型磁偏转质谱计的研制成功将为后续质谱计在空间的广泛应用打下坚实的基础。空间小型磁偏转质谱计由物理部分、电控单元、高压电源三部分组成,体积170 mm×165 mm×165 mm,质量4.5 kg,功耗18 W,质量数范围:1~90 u,最小可检离子流10-13A。     

第六讲：真空测量

第六讲：真空测量刘玉岱（东北大学）三、分压力测量２．四极滤质器（上接１９９７第３期）四极滤质器又称四极质谱计。四极滤质器的质量分离原理是基于不同质荷比的离子在高频和直流四极场中，运动轨迹稳定与否来实现的。它是近代残余气体分析器中最为流行的无磁滤质器，...     

SZn-1型四极质谱计

四极质谱计又称四极滤质器,它的质量分离方法是基于不同质荷比的离子运动轨迹的稳定性不同,因此属于轨迹稳定式动态质谱计。 由于四极质谱计采用纯电场的分析机理,不需要磁场,因此没有磁铁。它具有体积小、重量轻和性能好的优点,自1953年问世以来,成为世界上发展最快、使用最广的一种小型动态质谱计。在国内,南京工学院曾在59至62年期间,对它进行了研制工作,制成了真空系统残余气体分压强测量的实验设备和检漏仪。北京分析仪器厂在64年制成了ZhL—01四极质谱计产品。 为了满足我国科学技术发展的需要,目前国内正在从事四极质谱计,包括它的…     

单极质谱计的结构及主要性能

一、单极质谱计的结构特点 DJZ-1单极质谱计由离子源、分析器和离子接收器组成(图1)。 Nier型离子源,其电离室和离子透镜等电极材料均为无磁不锈钢(1Cr 18Ni9Ti)制成,绝缘材料为氧化铝陶瓷。灯丝为铼带。单极分析器的分析场,仅为四极场的四分之一。双曲面射频电场由一根圆极杆和一个     

小角度偏转离子能量分析器性能仿真研究北大核心CSCD

能量分析器是对荷能粒子进行分析的重要仪器,其在空间粒子探测方面有着越来越广泛的应用。本文基于带电粒子在静电场中的运动理论以及粒子碰撞理论,利用多物理场仿真软件COMSOL,对一种小角度偏转离子能量分析器进行了仿真研究。模拟计算了不同入射离子能量下的离子运动轨迹,分析了不同入射离子能量和微通道板电压对分析器带电粒子通过率和分辨率的影响,同时分析了温度变化对分析器工作性能的影响。计算结果表明,偏转电压与离子能量之间存在线性变化关系;微通道板电压为-300 V时,分析器的能量分辨率效果较好;温度的变化不改变分析器的能量分辨率,但对分析器的离子通过率有影响。     

小角度偏转离子能量分析器性能仿真研究

能量分析器是对荷能粒子进行分析的重要仪器,其在空间粒子探测方面有着越来越广泛的应用。本文基于带电粒子在静电场中的运动理论以及粒子碰撞理论,利用多物理场仿真软件COMSOL,对一种小角度偏转离子能量分析器进行了仿真研究。模拟计算了不同入射离子能量下的离子运动轨迹,分析了不同入射离子能量和微通道板电压对分析器带电粒子通过率和分辨率的影响,同时分析了温度变化对分析器工作性能的影响。计算结果表明,偏转电压与离子能量之间存在线性变化关系;微通道板电压为-300 V时,分析器的能量分辨率效果较好;温度的变化不改变分析器的能量分辨率,但对分析器的离子通过率有影响。     

矩形离子阱质量分析过程的数值模拟

传统的四极离子阱质量分析器中离子的运动可用二阶线性微分方程——Mathieu方程的解来描述。根据Mathieu稳定图所反映的离子运动特性,可实现离子的质谱分析。但Mathieu方程对平板电极的矩形离子阱描述不再准确适用,本文通过数值模拟的方法,依次对矩形离子阱质量分析器内电场分布、离子运动轨迹、离子阱的Mathieu稳定图以及标准工作模式下获得的质谱图进行了模拟和分析。