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飞行时间质谱计的发展

飞行时间质谱计的工作原理是于1946年提出的。

1948年制成的离子速度器虽然离子漂移管长达3m,但其分辨本领却只有30经沃尔夫(Wolff)等改进后,仪器的分辨本领增加到10- 20。

仪器的进一步发展是双场离子源的出现,它使电离区内不同地点生成的同类

离子能同时到达收集极。采用双场源后,威利(Wiley)等在一个漂移管长度为100cm的仪器中,将分辨本领提高到200-500。另一个进展是1961年美国阿贡国家实验室提出的改进型连续式离子源。这种离子源可以在不降低信噪比的情况下,将仪器的灵敏度提高300倍,而且分辨本领也有很大的提高。

1970年乔治桑佐(George Sanzone)发展了一种动态场理论,使这类仪器的分辨本领提高到4000左右,此后,还出现了束调制理论、二维离子运动理论、非均匀振荡电场和离子反射镜理论,使这类仪器的理论和性能有了长足的进展。

20世纪60年代初期开始,在世界各国出现了不少为真空技术专用的飞行时间质谱计。

1968年苏联生产了MCX-3A型超高真空飞行时间质谱计。该仪器采用拍照的方法来记灵分压力的快变化过程。美国本迪克公司也生产了一种MA -I型真空分析飞行时间质谱计。

1969年威尔逊(Wilson)详细介绍了一种残余气体分析飞行时间质谱计。它的漂移管长37cm,采用了直热式阴极,发射电子流为25OμA,电子加速电压为70V,离子加速电压为3kV,离子检测系统采用了15级百叶窗式电子倍增器(高压4kV时增益为5X106)和100MHz宽带示波器(灵敏度为1OmV/cm)。对质量范围lμ200μ,记录时间是15μA,重复扫描频率为10kHz。仪器的分辨本领为60,灵敏度为108mV/Pa,

1972年卡里柯(Carrico)等研制了一台用于真空残气分析的简单的飞行时间质谱计。仪器采用两个管型电子倍增器(CEM)作为电子发射源和离子检侧器。第一个管型倍增器(CEM1)用波长1850nm的紫外光子激发产生电子,两次激发时间间隔大于被检测离子的最大飞行时间。漂移管是用直径1.6cm、长13cm的不锈钢制成的。仪器的典型参数为:发射电子流3 x 10-10A(100个电荷脉冲//S);离子加速电压为300V。当压力为10-3Pa时,输给第二个管型倍增器(CEM2)的N2+离子流为2 x 10-6A。


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