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質(zhì)譜儀檢測器——電子倍增器分類及原理
來源:EWG1990儀器學(xué)習(xí)網(wǎng) | 作者:admin | 發(fā)布時間: 2022-11-10 | 5892 次瀏覽 | 分享到:
一、二次電子倍增器

當(dāng)離子電流

一、二次電子倍增器

當(dāng)離子電流<10-15A時需要用二次電子倍增器檢測。其原理大致為:由質(zhì)量分析器引入具有一定能量的離子束,轟擊多級Cu-Be電極活性表面時,可發(fā)射出大量的二次電子,在加速電壓的驅(qū)使下依次撞擊其他倍增電極片,由于撞擊和發(fā)射位置不是在同一個點,所以這些二次電子連續(xù)地倍增,并將離子流轉(zhuǎn)化為電子流,放大倍數(shù)可達(dá)104~108,然后再用直流測量或脈沖計數(shù)測量電子流強度。

 

二、通道電子倍增器

通道電子倍增器(channel electron multiplier,CEM)又稱連續(xù)打拿極電子倍增器。電子倍增管使用多個獨立的打拿極將光子轉(zhuǎn)換成電子,而通道電子倍增器釆用開放式玻璃錐管結(jié)構(gòu)(表面鍍有一層半導(dǎo)體膜),將撞擊在其表面的離子轉(zhuǎn)換成電子。檢測帶正電離子時,在其前端施加一負(fù)偏壓,靠近收集器的末端接地。離子通過四極桿質(zhì)量分析器后,被錐體負(fù)高壓吸引,撞擊檢測器表面,釋放出一個或更多二次電子。由于錐體內(nèi)不同位置具有不同電勢,二次電子在此電位梯度作用下向末端收集器運動。當(dāng)電子再次碰撞新的膜層表面時,釋放出更多二次電子。多次重復(fù)后,得到單個脈沖信號,包含撞擊所產(chǎn)生的大量電子。

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通道電子倍增器原理圖示

 

通道電子倍增器一個重要的缺陷是有效使用時間有限,尤其是當(dāng)檢測高濃度離子束時,更為敏感。另外其保質(zhì)期較短,使備用倍增器無法長時間保存。

 

三、不連續(xù)打拿極電子倍增器

不連續(xù)打拿極電子倍增器( discrete dynode electron multiplier)通常稱為活性膜放大器,與通道電子倍增器工作原理相似,但采用離散的打拿極(圖4.31)。通常采用離軸安裝方式,以減小雜散輻射及離子源所產(chǎn)生的中性粒子離子離開四極桿后,以曲線運動方式撞擊到**個打拿極上,釋放出二次電子。打拿極的電子光學(xué)設(shè)計使得二次電子加速運動至下一個打拿極,產(chǎn)生更多二次電子。如此反復(fù),*終產(chǎn)生電子脈沖信號被放大檢測器接收。由于采用不同于通道倍增器的表面材料,且電子產(chǎn)生方式不同,通常比通道電子倍增器靈敏度提高了50%~100%。

 


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