ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 132
Скачиваний: 0
Из формул (9.17) и (9.18) следует, что для реализации
заданной разрешающей |
способности Д |
М |
при М = М м а к с |
||||
необходимо, чтобы, по крайней мере, |
|
|
|||||
А/ |
/ 1 |
\ |
AM |
AV |
/ 1 \ |
AM , |
|
/ |
6\ |
/ |
АГМа к с |
|
К л а к е 3 |
) |
Л4 м\ акс |
|
|
|
Аи ^ |
/_1_ \ |
AM |
|
( 9 .1 9 ) |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
У м а к с |
з\ J |
мшкс |
|
|
где А/, ДV и Д£/ — максимальные изменения f, V и U соответственно. Однако для того чтобы в режиме не прерывного слежения за парциальным содержанием какой-либо компоненты в анализируемой смеси веществ паразитные изменения сигнала составляли не более е-й доли сигнала в максимуме соответствующего пика, необходимо, полагая для простоты, что импульс спект ра масс имеет форму, близкую к равностороннему тре угольнику, чтобы
|
AM |
AV |
AM |
f |
6 М; |
< |
Мм |
|
Ди |
AM |
(9.20) |
|
|
||
|
б^макс |
< |
|
|
3 Аймаке |
|
2. От стабильности поддержания выбранного отно шения л— U/V зависит разрешающая способность КМ. Так, согласно (2.8),
|
X = 0,16784(1 — 0,75/р), |
|
(9.21) |
|||
откуда при р = М Макс/ДМ»1 |
|
|
|
|
||
|
бЯД^0,75бр/р2. |
|
|
(9.22) |
||
Из формулы (9.22) |
следует, что при р= 300 |
и 6р/р = |
||||
= 0,05 6Л./Л.= 1,2-10-4. |
Учитывая, |
что |
X=U/V, |
должно |
||
быть |
|
|
|
|
|
|
6ЯД Д | 8U/U | + |
| 8V/V I . |
|
(9.23) |
|||
Из сопоставления |
(9.22) и (9.23) |
найдем |
|
|
||
| 8{//{/Макс | « |
| 8VlVmKC | < 0,75бр/2р2, |
|
(9.24) |
|||
что при бр/р^ОД |
соответствует на порядок более жест |
|||||
ким требованиям |
к стабильности |
U и V, чем по |
(9.19), |
|||
и примерно совпадает с требованиями по (9.20). |
ГВЧ |
|||||
Из этого вытекает, что при конструировании |
||||||
нужно прибегать к таким техническим |
решениям, |
кото- |
||||
149
рые бы определялись необходимостью создания одно значной линейной функциональной связи между вели чинами V я U с тем, чтобы случайные изменения одной из них вели к немедленным пропорциональным изме нениям другой.
3. Пульсации напряжений U и V можно отнести к разряду нестабильностей, имеющих регулярный харак тер и вызванных, например, пульсациями на выходах выпрямителей, питающих ГВЧ, сетевыми или какимилибо другими наводками на цепи ГВЧ. Зависимость значения V от времени t при линейном законе разверт ки спектра масс и наличии упомянутых пульсаций можно выразить таким образом:
V(t) = K1t + a(t) |
при 0 < f < 7 \ |
(9.25) |
|
Здесь Т и К\ — постоянные, |
имеющие |
следующие |
зна |
чения: |
|
|
|
Т = (^макс |
A*mhh)/v |
|
|
и |
|
|
(9.26) |
K l ~ ^ м а к с ^ /^ м а к с “ ^ м акс I T |
9 ; |
|
|
a(t)— достаточно гладкая периодическая функция вре мени, характеризующая пульсации. Ясно, что если дли тельность отдельных пульсаций меньше длительности импульса спектра масс и
da/dt < — К и |
(9.27) |
то будут наблюдаться расчленение импульса спектра масс и уменьшение его амплитуды, т. е. потеря чувстви тельности из-за недопустимого увеличения ширины ча стотного спектра сигнала. При
da/dt > 0 |
(9.28) |
также наблюдается потеря чувствительности в резуль тате уменьшения длительности импульса спектра масс. На вершине импульса при этом могут образоваться вы бросы и провалы. В промежуточном случае, когда
- Кг < (da/dt)макс < 0, |
(9.29) |
должны наблюдаться некоторое увеличение длитель ности импульсов спектра масс и искажение их формы. Из выражения (9.29) ясно, что для того чтобы изме нения длительности импульса спектра масс, вызванные пульсациями выходного напряжения ГВЧ, были меньше
150
e-й доли от номинальной величины, равной AM/v, необ ходимо соблюдение неравенства
— |
I |
< K V 8 = |
- ^ i ^ v e . |
(9.30) |
dt |
1макс |
|
Ммакс |
|
Полагая для примера, что |
пульсации |
имеют вид |
||
синусоиды a(t) =aosin 2nfat, из |
(9.30) находим выраже |
|||
ние для максимально допустимого значения амплитуды пульсаций напряжения V:
|
|
а0 < 8^макСу/(2я/пММакс), |
|
(9.31) |
||
где fп — круговая частота |
пульсаций, |
гц. Если |
поло |
|||
жить fп = 50 гц; |
v=200 а. |
е. м./сек и е = 0,1, то |
при из |
|||
вестных |
Кмакс1^ Ю00 |
в и Ммакс= 300 а. |
е. м. получим 0О |
|||
меньше |
0 , 2 1 в, |
что |
при |
Е Ма к с = 1 0 0 0 |
в дает величину |
|
относительной пульсации вблизи верхней границы диа
пазона |
анализируемых масс |
(a0/VMaKC< 2 - ICE4). Усло |
|||||
вия (9.30) и (9.31) имеют смысл при |
/п. Если vC/n, |
||||||
то они могут |
быть ослаблены и примут вид |
|
|||||
|
|
dt |
макс |
= |
^ |
v |
(9.32) |
|
|
|
^макс |
|
|
||
и при a = a0sin 2nfnt |
|
|
|
|
|
||
|
|
^0<VMaKCv/(2л/пМмакс). |
|
(9.33) |
|||
Соблюдение |
условий (9.32) |
и |
(9.33) |
гарантирует КМ |
|||
от ухудшения |
разрешающей способности на |
тяжелых |
|||||
массах. |
Физически |
условия |
(9.32) и |
(9.33) |
означают, |
||
что пульсации не способны вызвать такие изменения в законе нарастания напряжения V (t) [см. выражение (9.25)], при которых бы крутизна нарастания во време ни становилась отрицательной. В случае, если это все
же имеет место, т. е. требование (9.32) |
нарушено, то |
||||
абсолютная разрешающая способность |
при |
наличии |
|||
пульсаций |
|
|
|
|
|
ДМП— ДМ -f- | V (4 — 4) |
(^макс/Умакс) [а (4) — |
||||
|
- а ( 4 ) ] |
|
|
(9.34) |
|
Здесь AM определено формулами (2.9) |
и |
(2.69), а 4 и |
|||
4 — корни уравнения |
|
|
|
|
|
|
^макс/^макс + |
do/dt = 0, |
|
|
(9.35) |
такие, |
что в интервале 4 < С < 4 левая |
часть |
уравнения |
||
(9.35) |
отрицательна. |
|
|
|
|
151
При |
а (0 = a 0sin2n/n^ |
выражение |
(9.34) преобра |
||
зуется к виду |
|
|
|
|
|
АМа = ДМ + |
20О(МШкС/Ушкс) sin(2nfJ1) — v (t2 — t i ) , |
(9.36) |
|||
где |
|
|
|
У^маке |
|
|
|
----- |
arccos— |
(9.37) |
|
|
|
2nfn |
2л/псто.VIмaкe |
|
|
Пусть |
для |
примера a0= Ю уУмакс/2л/пММакс= 0,0425 в, |
|||
тогда tx= 0,266//п; ^2= 0,734//п и АМП= ДМ+ 0,022 а. |
е л*. |
В этом случае вблизи верхней границы диапазона |
ана |
лизируемых масс |
относительная |
величина |
пульсаций |
будет |
|
|
|
Оо/^макс = |
10v/(2n/nMMaKC) = |
4.25-10~5. |
|
При |
|
|
|
% » v+MaKc/(2я /пМмакс) |
(9.38) |
||
и ^i->l/(4fn), ^2>3/(4/п) выражение (9.36) можно упро стить, получив очевидное соотношение
ДМП~ ДМ + 2а0Ммакс/Кмакс. |
(9.39) |
4. Отсутствие строгой симметрии напряжений на обоих выходах ГВЧ относительно потенциала корпуса приводит к появлению пьедесталов у импульсов спектра масс и в результате к потере разрешающей способно сти КМ. Происходит это из-за того, что благодаря элек трической асимметрии в анализаторе создается экви потенциальная область той или иной полярности, в ко торой ионы почти не испытывают радиальных смеще ний и, пролетая весь анализатор, оказываются в при емнике ионов. Расчет показывает, что для обеспечения разрешающей способности ДМ необходимо, чтобы асим метрия не превышала следующего значения:
(V, - К2)/(П + Vt) < ДМ/(5МмакС), |
(9.40) |
где +1 и V2— мгновенные значения амплитуд ВЧ-напря- жений на обоих выходах ГВЧ относительно потенциала корпуса анализатора.
При известных значениях ДМ=1; Ммакс= 300 а. е. м.
И V1макс ^ v 2макс — 1000 в абсолютная |
несимметрич |
|
ность напряжений V\ и V2, согласно |
(9.40), не должна |
|
превышать 26l/ = K iMaKc—Кгмакс= 1,33 |
в. |
Уход каждого |
из напряжений V\ и V2 от номинала не должен превы
152