КОНСТРУКЦИИ И ТЕХНОЛОГИИ ПОВЕРХНОСТНО-ИОНИЗАЦИОННЫХ ДРЕЙФ-СПЕКТРОМЕТРОВ
Дрейф-спектрометр коаксиального типа
На рис. 80 приведена конструктивная схема дрейф-спектрометра коаксиального типа с селективным поверхностно-ионизационным источником ионов с прямым газовым потоком [113, 115-116].
Рис. 80. Конструкция дрейф-спектрометра коаксиального типа
На рис. 80 обозначено: 1 - блок для установки термоэмиттера, 2 - радиатор, 3 - первый коллектор ионов, 4 - блок охранного электрода, 5 - внешний электрод дрейф-камеры, 6 - внутренний электрод дрейф- камеры, 7 - блок второго коллектора ионов, 8 - супрессор ионов, 9 - первая ионная линза, 10 - вторая ионная линза.
Для ионизации органических соединений на основе азота, серы, фосфора и мышьяка был использован активный элемент на основе окисленного молибдена, легированного цирконием, рением и рутением. Для ионизации нитросоединений был использован активный элемент на основе оксидной бронзы щелочного металла. Конструкция спектрометра обеспечивает ввод проб органических соединений как с программно нагреваемой платиновой спирали, так и с термостойкой салфетки на основе органических тканей, а также непосредственно проб воздуха с использованием устройства забора с завихрителем потока воздуха. На рис. 81 приведен внешний вид поверхностно-ионизационного дрейф-спектрометра коаксиального типа.
Рис. 81. Внешний вид коаксиального дрейф-спектрометра
В процессе оптимизации конструкции дрейф-спектрометра учитывались как результаты расчетов движения дрейфовых пучков, приведенные в предыдущем разделе, так и результаты экспериментальных исследований токопрохождения ионов через зазоры дрейф-спектрометра.
Технологически дрейф-спектрометр выполнен в виде нескольких металлокерамических узлов, соединяемых на центрирующих оправках с использованием витоновых прокладок для газового уплотнения и болтовых соединений узлов. В качестве изоляторов использована алундовая керамика марки 22ХС, при этом поверхность керамических деталей в зоне второго коллектора покрыта стеклоглазурью для уменьшения утечек по поверхности керамики. Для повышения качества спектрометра электроды дрейф-камеры, первый и второй коллекторы, а также супрессор покрыты слоем золота толщиной 3 мкм.
Дрейф-спектрометр квазиплоского типа
На рис. 82 приведена конструктивная схема квазиплоского дрейф- спектрометра с селективным поверхностно-ионизационным источником ионов органических соединений с инверсным газовым потоком [114, 117- 118]. На рис. 82 обозначено: 1 — внутренний электрод дрейф-камеры; 2 — внешний электрод дрейф-камеры; 3 — поверхностно - ионизационный термоэмиттер ионов; 4 — ионная линза; 5 — завихритель газового потока; 6 — узел забора газовой пробы; 7 — блок коллектора ионов; 8 — узел прокачки воздуха через дрейф-камеру; 9 — изоляторы; 10 — фланцы.
Рис. 82. Конструкция дрейф-спектрометра квазиплоского типа
Основу прибора составляют расположенные коаксиально внутренний 1 и внешний электрод 2, образующие дрейф-камеру квазиплоского типа. В отверстии внутреннего электрода установлен поверхностноионизационный термоэмиттер ионов 3, который совместно с ионной линзой 4 образует селективный поверхностно-ионизационный источник ионов с инверсным газовым потоком. На внешнем электроде ионной линзы установлен завихритель газового потока 5 с узлом забора газовой пробы 6. Основная функция завихрителя — создание разрежения вдоль оси устройства забора пробы. С противоположной стороны дрейф-камеры расположен блок коллектора ионов 7 и узел прокачки газовой пробы через дрейф-камеру 8. Элементы дрейф-камеры собраны с помощью изоляторов 9, закрепленных фланцами 10.
Достоинствами квазиплоского дрейф-спектрометра по сравнению с коаксиальным являются меньшие габаритные размеры и поступление потока анализируемых проб непосредственно на поверхность термоэмиттера. Основной недостаток - более высокая межэлектродная емкость, что требует снижения рабочей частоты прибора для обеспечения приемлемого энергопотребления.
