Тропатрон

Тропатрон належать до радіочастотних мас-спектрометрів, за допомогою яких можна вимірювати не тільки парціальні тиски складових суміші газів, але й повний тиск цієї суміші. Ці газові аналізатори за принципом роботи ще називають хронопролітними. Вони виготовляються у вигляді лампи-датчика (рис. 16.4), відкритої з одного боку для приєднання до вакуумної системи і з вмонтованими в ній у відповідній послідовності електродами, такими як вольфрамовий катод, що служить для емісії електронів, які після прискорення позитивним електричним полем анода (А) у вигляді сітки будуть створювати іонізацію залишкових газів, що надходять до простору між катодом і анодом через відкриту частину. Іони, що створилися поблизу анода,

прискорюються від’ємним електричним полем першої сітки (С ) у напрямі до наступних трьох сіток, на які подається регульована високочастотна напруга. Ці сітки вмонтовані так, що відстань між ними однакова. Оскільки ці три сітки мають однаковий потенціал, то іони, що потрапляють до області їх розміщення, будуть рухатися рівномірно і матимуть постійні швидкості, що залежать тільки від їх масових чисел і від однакової для них прискорюючої напруги сітки С . Таким чином, різниця у швидкостях іонів залежатиме лише від їх масових

чисел. Більш важкі іони будуть рухатися повільніше, ніж менш важкі, але всі вони матимуть однакову енергію. Якщо подати на ці сітки високочастотну напругу навіть з невеликою амплітудою, то найбільшу енергію отримають іони, період прольоту трисіточного простору яких співпадатиме з періодом високочастотної напруги, тобто резонансні іони. Інші іони після прольоту сітки С будуть мати меншу енергію і не зможуть подолати гальмуючий бар’єр, створений від’ємною напругою сітки С , розміщеної поблизу останнього електрода, який називать колектором іонів (Кл). Іони, що подолали гальмуючий бар’єр сітки С , створюють пік іонного струму. Шляхом регулювання частоти коливань високочастотної напруги можна отримати піки струмів для іонів з масовими числами від 2 до 100 а. о. м.

Іони, які після виникнення в іонізаційному просторі потрапили на сітку С створюють іонний струм, величина якого пропорційна загальному тиску суміші газів, що потрапили з вакуумної системи до аналізатора. За допомогою тропатрона можна вимірювати тиски в діапазоні Торр.

У наш час існують і інші різноманітні конструктивні типи газоаналізаторів – вімірювачів парціальних тисків, але принцип їх роботи в загальному подібний до роботи розглянутих мас-спектрометрів.

Запитання для самоперевірки

1. Який тиск називають парціальним?

1. Як поділяються газоаналізатори залежно від фізичних ефектів, що в них використовуються?

2. Поясніть будову і принцип роботи мас-аналізатора з магнітним розподілом іонів.

3. Що називають масовим числом?

4. Поясніть будову і принцип роботи омегатрона.

5. Поясніть будову і принцип роботи тропатрона.

Дата добавления: 2015-07-20