WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

(А) r1 = 0.7, r2 = 0.9, длина hc = 7, объем полости Vcyl = 7cm3; (Б) r1 = 0.35, r2 = 0.5, hc = 7, Vcyl 3cm3, = или планарной: (В) длина hp = 2, ширина w = 0.5, d = 0.05 cm, Vpl = 0.05 cm3. Транспортировку ионов через камеру ионизации, цилиндрическую или планарную полости и систему регистрации осуществляли потоком очищенного сухого воздуха (концентрация паров воды Рис. 3. Зависимости постоянной времени затухания от ампли- < 100 ppm) с объемной скоростью Qtr. Система регитуды напряженности (Ed). страции включала коллектор ионов и электрометр.

2 Журнал технической физики, 2006, том 76, вып. 20 И.А. Буряков емых веществ регистрировалась при Qtr = 66.7cm3/s.

На рис. 6 представлены зависимости Ia/Ia max от времени нахождения ионов в полостях: a) цилиндрической tcyl (1 —ДНТ, 2 —ДМА, 3 —ТНТ, 4 —ДФА, 5 —ДЭА);

b) планарной tpl (ТНТ), Ed = 22.3 · 103 V/cm. Точками показаны экспериментальные значения, жирными линиями — теоретические кривые.

Из рисунка следует, что для коаксиальной полости теоретические кривые демонстрируют существенно завышенные значения скорости падения выходного тока Ia/Ia max с увеличением времени нахождения ионов в полости tcyl по сравнению с экспериментальными данными.

Для планарной полости интегральное выражение [14] Ia = I0 exp -ts (DL2/g2) (20) Рис. 4. Фрагменты спектров при Qtr = 50 cm3/s.

хорошо описывает экспериментальные данные.

Существенным отличием экспериментов с коаксиальной и планарной полостями является время нахождения Сигнал, регистрируемый с помощью данных устаноионов в полости, tcyl tpl и, следовательно, линейных вок, представляет собой зависимость ионного тока от скоростей потока газа-носителя. Поэтому при использонапряжения компенсации I(Uc). Каждый тип иона регивании коаксиальной полости сущестенный вклад в пострируется как ионный пик. Значение Uci, соответствуютери могут вносить неравномерность скорости течения щее максимуму пика, характеризует тип иона i (8), так газа в кольцевом пространстве между двумя соосными как является функцией его индивидуальных параметров цилиндрами [15], поперечная диффузия, неоднородности (масса, структура, потенциал взаимодействия). На рис. полей на краях электродов и наличие дополнительных показаны фрагменты спектров при Qtr = 50 cm3/s, соконструктивных элементов, т. е. помимо рекомбинации держащие пики ионов ТНТ, при изменении амплитуды напряженности знакопеременного поля Ed: в цилиндрической полости (Б) (сплошные линии) от 1 —6.3 · до 2 —22.3 · 103 с шагом 3.2 · 103 V/cm; в планарной (пунктирные) от 3 —14 · 103 до 4 —28 · 103 с шагом 3.5 · 103 V/cm.

Из рисунка видно, что как для цилиндрической, так и для планарной полости экспериментальные зависимости амплитуды пика Ia от Ed качественно соотносятся с поведением постоянной времени затухания (рис. 3). Для цилиндрической полости наблюдается сначала рост амплитуды пика с увеличением Ed вследствие увеличения, затем достижение максимума при Ed = 12-16 · 103 V/cm и падение Ia при дальнейшем увеличении Ed. Для планарной полости с увеличением Ed Ia уменьшается.

Амплитуда пиков зависит от времени нахождения Рис. 5. Фрагменты спектров ТНТ.

ионов в полости, которое является функцией объемной скорости: tcyl = hc(r2-r2)/Qtr, tpl = hpwd/Qtr. На рис. 2 приведены фрагменты спектров ТНТ для цилиндрической полости (Б) при Ed = 22.3 · 103 V/cm и Qtr = 66.7, 50, 33.3 и 16.7 cm3/s, обозначенных как 1, 2, 3, 4 соответственно.

Так как экспериментально очень сложно измерить значение входного потока ионов определенного типа I0i, можно провести сравнение теоретических (интеграл ур. (18)) и экспериментальных данных в виде величин амплитуды выходных токов, нормированных на величину амплитуды тока при минимальном значении времени нахождения ионов в полости и, следовательно, максимальной величине ионного тока (Ia max). Максимальная величина амплитуды ионного тока исследу- Рис. 6. Зависимости Ia/Ia max от времени нахождения ионов.

Журнал технической физики, 2006, том 76, вып. Математический анализ движения ионов в газе в знакопеременном периодическом... на электродах, потери ионов происходят между источником ионов и цилиндрической полостью, цилиндрической полостью и коллектором ионов.

Таким образом, математический анализ движения ионов в газе в знакопеременном периодическом несимметричном по полярности электрическом поле, основанный на решении уравнения непрерывности в -приближении, показал, что наличие пространственного градиента поля значительно увеличивает величину постоянной времени затухания (среднего времени жизни ионов). Найденные решения уравнения переноса, качественно согласующиеся с экспериментальными данными, описывают распределение ионов в газе в планарной и цилиндрической полостях как функции параметров электрического поля. Это может быть использовано при проектировании спектрометров приращения ионной подвижности.

Список литературы [1] А.с. СССР № 966 583, G 01 N 27/62 / Горшков М.П. 1980.

[2] Buryakov I.A., Krykov E.V., Nazarov E.G., Rasulev U.Kh. // Int. J. of Mass Spec. and Ion Processes. 1993. Vol. 128.

P. 143–148.

[3] Патент РФ № 1 485808, МКИ G 01 N 27/62 / Буряков И.А., Крылов Е.В., Солдатов В.П. 1987.

[4] Mason E.A., McDaniel E.W. Transport Properties of Ions in Gas. Mew York: John & Sons, 1988. 560 p.

[5] Buryakov I.A. // Talanta. 2003. Vol. 61. N 3. P. 369–375.

[6] Buryakov I.A. // Int. J. for Ion Mobility Spectrometry. 2001.

Vol. 4. N 2. P. 112–116.

[7] Зайцев В.Ф., Полянин А.Д. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям. М., 2001. 576 с.

[8] Камке Э. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям / Пер. с нем. С.В. Фомина. М., 1976.

576 с. (Kamke E. Differential Gleichungen. Leipzig, 1959).

[9] Spangler G.E., Lawless P.A. // Anal. Chem. 1978. Vol. 50.

N 7. P. 884–892.

[10] Karpas Z. // Anal. Chem. 1989. Vol. 61. P. 684–689.

[11] Buryakov I.A. // Techn. Phys. 2004. Vol. 49. N 8. P. 967–972.

[12] Guevremont R., Purves R.W. // Rev. of Sci. Instr. 1999.

Vol. 70. N 2. P. 1370–1383.

[13] Krylov E.V. // Int. J. of Mass Spectr. 2003. Vol. 225. P. 39–51.

[14] Буряков И.А., Крылов Е.В., Солдатов В.П. // Химический анализ объектов окружающей среды / Под ред. В.В. Малахова. Новосибирск, 1991. С. 113–127.

[15] Shvartsburg A.A., Keqi Tang, Smith R.D. // J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2005. Vol. 16. P. 1447–1455.

Журнал технической физики, 2006, том 76, вып.

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.