От чего зависит интенсивность линий спектра тлеющего разряда различных газов?

[_pv 0]

1 hour ago, iiv said:

Простите, пожалуйста, за очень-очень глупый вопрос на эту тему. Хотел бы посоветоваться по поводу детекции после квадруполя или магнита. Там по ссылке использовался древний AD505 и я на понял точно как он подключается. Вместо него хотел попользовать фемтоамперный усилитель, но не понимаю относительно какого напряжения надо мерить, то есть одну ногу входа (pin1) на Auffänger (как по ссылке http://www.rapp-instruments.de/Radioaktivitaet/div/quadropol/quadro.htm , которую Вы выше приводили), а вот вторую (pin8) - на 0, Potential, или еще как, там же разность потенциалов огромная, не надо ли будет как-то калибровать и выравнивать, пожалуйста, посоветуйте!

откуда на отрицательном входе ОУ, висящем в воздухе (вакууме) приёмном электроде будет огромный потенциал?

выход усилителя через обратную связь сделает там ровно столько же сколько на положительном входе, т.е. виртуально заземлит его на 0В. скомпенсировав тем самым измеряемый ионный входной ток и сделав выходе -Rfb * I.

http://www.rapp-instruments.de/Elektronik/cricuits/electrometer/electrometer.htm только АЦП нормальный поставить, а не ардуину, и второй каскад усиления не нужен.

на этом же lpm7721 делал как-то показометр ионизационного излучения из консервной банки, таким же образом.

калибровать/выравнивать там особо нечего, но вот фемтоамперы и гигаомные резисторы в обратной связи накладывают некоторые ограничения на аккуратность исполнения, правильное экранирование, защитные петли. либо как по ссылке выше навесным монтажом, усилитель висит в воздухе.

[iiv 0]

Спасибо большое, _pv!!!

 

А, точно, я как-то подзапутался и, предположив, что там на приемный электрод и разряд прилететь может, много чего нафантазировал. Похоже там действительно все достаточно просто, а, так как у меня успешный опыт с lpm7721, то попытаюсь в этом направлении двинуться.

 

Скажите, пожалуйста, правильно ли я понимаю, что если вместо накала катода я дугу с двумя вольфрамовыми электродами сделаю, то, двух зайцев убью, и частицы висмута наиспаряю, и накал обеспечу?

 

Спасибо!

[Pengozoid 0]

20 минут назад, iiv сказал:

Скажите, пожалуйста, правильно ли я понимаю, что если вместо накала катода я дугу с двумя вольфрамовыми электродами сделаю, то, двух зайцев убью, и частицы висмута наиспаряю, и накал обеспечу?

Вы заново изобрели SSMS - spark source mass spectrometry. Немного винтажно, времен геометрии Маттауха-Герцога и фотопластинок, но сделать можно и в более-менее современном виде.

[iiv 0]

54 minutes ago, Pengozoid said:

Вы заново изобрели SSMS - spark source mass spectrometry. Немного винтажно, времен геометрии Маттауха-Герцога и фотопластинок, но сделать можно и в более-менее современном виде. 

мнеж не шашечки, а чтоб поехало :) а детекция-то всяко через квадруполь, причем тут фотопластинки то?

[Pengozoid 0]

23 минуты назад, iiv сказал:

детекция-то всяко через квадруполь

Квадруполь - масс-анализатор, он никакую детекцию ионов не осуществляет, а только разделяет ионы по соотношению массы к заряду. Кстати, имейте в виду, что в дуговом источнике рождается очень большая доля многозарядных ионов, и если вы хотите детектировать именно висмут, то может иметь смысл искать не Bi+, а Bi2+ или даже Bi3+. Вообще про ионизацию именно висмута написано довольно много - висмутовые пушки применяют в вторично-эмиссионной масс-спектрометрии.

Ионы прилетают на "приемный электрод" (по-хорошему на месте которого должен быть цилиндр Фарадея с супрессором электронов), и вы измеряете заряд, полученный этим электродом.

Edited September 4, 2019 by Pengozoid

[iiv 0]

2 minutes ago, Pengozoid said:

квадруполь - масс-анализатор, он никакую детекцию ионов не осуществляет, а только разделяет ионы по соотношению массы к заряду. 

ионы прилетают на "приемный электрод" (по-хорошему на месте которого должен быть цилиндр Фарадея с супрессором электронов), и вы измеряете заряд, полученный этим электродом. 

 

да, Верно, по ссылке, что _pv приводил выше довольно понятно написано и детали этой конструкции уже успел за вчера-сегодня понять, спасибо _pv и всем соучаствовавшим в этом топике! Раньше я не понимал, к сожалению, как это все устроено, предполагая, что заряженные частицы просто в магнитном поле откланяются и по отклонению детектируются, хотя в начале 90х довольно интенсивно работал на одном таком масспектрометре. Эх, давно это было...

[iiv 0]

12 minutes ago, Pengozoid said:

Кстати, имейте в виду, что в дуговом источнике рождается очень большая доля многозарядных ионов, и если вы хотите детектировать именно висмут, то может иметь смысл искать не Bi+, а Bi2+ или даже Bi3+. Вообще про ионизацию именно висмута написано довольно много - висмутовые пушки применяют в вторично-эмиссионной масс-спектрометрии. 

Спасибо большое, за важную информацию! В основном у меня конечно там пока только висмут летит, но всяко бывает, я как-то разбирал входной уловитель перед насосом и налет проанализировал, с удивлением найдя там почти все металлы, которые входят как в состав магнитного материала, так и в корпусину.

 

Кстати, из-за того, что у меня нет понимания что именно там летит, а лететь там может, например, MnBi, я все таки еще не оставил идею посмотреть на спектры тлеющего разряда и очень-очень интенсивно пытаюсь разузнать при какой температуре катода в случае постоянного тока, а также от какой частоты переменного тока тлеющего разряда, происходит существенное и разнонаправленное изменение интенсивностей линий излучения. Технически, ИМХО, это может быть проще, а хамамацевская линейка на 288 пикселов уже ко мне едет.

 

То есть я планирую проверить оба метода, и выбрать из них тот, который будет лучше работать на моих задачах.

[iiv 0]

Скажите, пожалуйста, правильно ли я понимаю, что игры с квадруполем можно затевать только если длина свободного пробега молекул хотя бы соизмерима с размерами квадруполя? То есть при адекватно маленьком квадруполе с длиной 7см надобно иметь не более 1е-6 бар. У меня двухкамерный насос такое давление не делает, только около 5е-6 бар.

[Pengozoid 0]

Я бы затевал игры с квадруполем при давлении порядка на 2 меньше, 10-3 торра очень много.

[iiv 0]

7 hours ago, Pengozoid said:

Я бы затевал игры с квадруполем при давлении порядка на 2 меньше, 10-3 торра очень много.

 так я тоже об этом, просто длина свободного пробега - как раз характерная величина, по которой можно понять будет ли что-то получаться. С другой стороны, конечно можно турбомолекуляркой дергать, там и 1е-6 тор получается, но тогда делать две магистрали, одну - для анализа, другую - для самой технологии.

[Pengozoid 0]

Магистрали чего? Форвакуумные магистрали?

[iiv 0]

1 hour ago, Pengozoid said:

Магистрали чего? Форвакуумные магистрали?

яж писал выше -  у меня технический вакуум (а иногда совсем не вакуум, (реально примерно от 1е-6 до 1 бар), в нем мне и надо измерять.

[Pengozoid 0]

Так пусть источник ионов (разряд ваш, или что-то еще) будет при давлении рабочей магистрали. Хотя это плохо, источник ионов должен быть в контролируемом режиме работы. Так что уже перед ним нужно каким-либо образом контролировать поток газа. Сами ионы из источника заводите в квадруполь через скиммер (пластинка с дырочкой, если по-простому) и дифференциально откачивайте квадрупольный фильтр и детектор.

Я же писал уже, посмотрите для начала на готовые решения, можно много подчерпнуть информации для размышления. Погуглите "Pfeiffer HPA".

[iiv 0]

22 hours ago, Pengozoid said:

Так пусть источник ионов (разряд ваш, или что-то еще) будет при давлении рабочей магистрали. Хотя это плохо, источник ионов должен быть в контролируемом режиме работы. Так что уже перед ним нужно каким-либо образом контролировать поток газа. Сами ионы из источника заводите в квадруполь через скиммер (пластинка с дырочкой, если по-простому) и дифференциально откачивайте квадрупольный фильтр и детектор.

Спасибо большое, да, так, наверное, можно, но без турбомолекулярки тогда всяко не обойтись, а мне все-таки чуть дешевле хотелось решение найти, так как мне таких сенсоров пару десятков надобно (печек много, не производительные они получились).

 

22 hours ago, Pengozoid said:

Я же писал уже, посмотрите для начала на готовые решения, можно много подчерпнуть информации для размышления. Погуглите "Pfeiffer HPA". 

это верно, спасибо.

 

А все-таки, если посмотреть в другую сторону, то есть на давления, когда имеется тлеющий разряд, то есть около одного торра или около 1е-3 бара.

 

Сильно вопрошаю всю аудиторию нашего форума, скажите, пожалуйста, чем можно искажать линии спектров испускания у разных газов, одно направление, делать тлеющий разряд в высокочастотном переменном токе, еще идея - подать (перпендикулярно или вдоль?) переменное магнитное полепонимаю, что ЯМР там точно не сделать (а так хотелось), но вот что-то же можно? Просто пока размышляю, пока хамамацевский сенсор еще не пришел и посмотреть пока нечем... Просто я понимаю, что если такое искажение у разных газов будет отлично по амплитуде, то я имея дешевый малоканальный спектрометр смогу быстро численно отличать эти линии друг от друга и решу свою задачу.

 

 

 

 

 

[_pv 0]

16 minutes ago, iiv said:

Просто пока размышляю, пока хамамацевский сенсор еще не пришел и посмотреть пока нечем.

CD/DVD диск в качестве решетки и любая цифромыльница/вебкамера в качестве сенсора думаю вполне сойдёт для посмотреть "видно ли там вообще что-нибудь".