ИВАНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ХИМИКОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра «Технологии приборов и материалов электронной техники» Оптимизация работы датчика Холла в системе измерения массовых чисел на масс-спектрометре МИ-1201 Выполнил: Анжауров А. А. , 2/8 Научный руководитель: к. х. н. , доцент, Ситанов Д. В. Иваново 2016 1
Актуальность и задачи Оптимизация работы массспектрометра МИ-1201 с целью обеспечения стабильности и точности измерений исследуемых масс элементов с помощью нового блока питания массовых чисел. 2
Фотоэлектронная спектроскопия (ФЭС) 3
Примеры спектров Общий вид спектров: А) ФЭС; Б) абсорбционная спектроскопия; В) флуоресценция; Г) ОЖЕ. 4
Основные конструкционные блоки методики ВИМС 5
Вольт-фарадная методика (1) (2) 6
Масс-спектрометрия Блок-схема масс-спектрометра 7
Масс-спектр соединения с бруттоформулой С 2 Н 4 О 2 в графическом и табличном виде 8
Общий вид на магнитный массспектрометрф МИ-1201 9
Структурная схема массспектрометра 1 — источник ионов; 2 — масс-анализатор; 3 — детектор; 4 — вакуумная система; 5 — система напуска; 6 — канал питания источника; 7 — канал питания анализатора; 8 — канал индикации массы ионов; 9 — канал питания детектора; 10 — канал усиления и измерения ионных токов; 11 — канал записи спектров и обработки информации; 12 — канал контроля давления; 13 — канал управления масс-спектрометром; 14 — общий блок питания 10
Схема датчика ИМЧ 11
Часть схемы индикатора массовых чисел 12
Термостат 13
I. Анализ состава воздуха 14
Составляющие газовой смеси и показанное ими ЭДС Старый блок Новый блок Давление 5*10 -4 Па Давление 5*10 -5 Па Показания масс-датчика 14 16 28 32 40 44 Элемент Диапазон N+ О+ N 14 О 16 Ar+ CO 2+ 1, 5 15 5 5 0, 5 Давление 7*10 -5 Па Показания масс-датчика 14 16 28 32 40 44 Элемент N+ О+ N 14 О 16 Ar CO 2+ Диапазон 5 5 15 5 5 1, 5 Масса, а. е. м. 14 15 16 17 18 19 24 28 29 32 33 34 37 40 44 Элемент Диапазон ЭДС N+ NН+ О+ ОН Н 2 О F+ -N 14 N 15 О 16 О 17 О 16 О 18 -Ar CO 2 15 15 5 1, 5 5 150 1, 5 15 15 97, 96 107, 01 109, 65 111, 57 115, 48 123, 28 141, 05 151, 54 153, 18 163, 91 167, 04 169, 86 175, 46 186, 38 196, 75 15
II. Спирт (C 2 H 5 OH) + воздух 16
Составляющие газовой смеси и показанное ими ЭДС Старый датчик Показания массдатчика 13 14 16 17 20 26 28 30 32 40 42 44 Элемент CH N О+ OH Ar++ С 2 Н 2 N 14 СН 2 О О 16 Ar СН 2 СО CO 2 Новый блок Масса, а. е. м. 7 8 12 13 14 15 16 17 18 19 20 26 27 28 29 30 31 32 40 42 44 46 ЭДС 60, 28 68, 15 91, 18 94, 67 100, 94 105, 95 110, 05 115, 39 117, 76 121, 57 127, 26 148, 1 151, 93 154, 5 159, 35 161, 57 165, 01 168, 7 191, 58 196, 7 199, 8 207, 2 Элемент N++ O++ C CH N NH О+ OH H 2 O F Ar++ С 2 Н 2 С 2 Н 3 N 14 N 15 СН 2 ОН О 16 Ar СН 2 СО CO 2 С 2 Н 5 ОН 17
III. Наличие примеси в хладоне, поставляемом в баллоне 18
Новый датчик Старый датчик Масса, а. е. м. 14 15 19 20 28 31 32 40 45 51 Элемен т N N+ F Ar++ N 14 СF О 16 Ar CO 2 CF 2 Масса, а. е. м. ф 12 14 15 18 19 20 23 24 --28 31 32 --40 44 44 50 62 63 ЭДС 90, 86 100, 27 110, 17 118, 9 122, 77 126, 98 138, 66 142, 01 145, 83 149, 47 155, 81 165, 36 168, 98 182, 48 189, 73 192, 1 203, 1 210, 6 212, 1 217, 7 220, 3 229, 8 236, 7 245, 1 250, 6 Элеме нт С N N+ H 2 O F Ar++ N 14 CF О 16 Ar CO 2 CF 2 C 2 F 2 65 253, 2 66 67 68 69 81 93 100 119 124 125 126 127 128 129 130 169 254, 2 255, 9 257, 3 261, 7 270, 1 272, 1 283, 2 285, 4 288, 1 290, 4 304, 6 306, 5 316, 7 335, 3 345, 7 347, 8 356, 5 359, 4 360, 3 361, 8 363 364, 5 367 370, 5 389, 5 390, 9 412, 7 CF 3 --C 2 F 3 -----C 2 F 4 -C 2 F 5 -- C 3 F 7 19
IV. Анализ газовых смесей определённого состава 20
Составляющие газовой смеси СО 2(60%) – N 2(10%) – He(30%) и показанное ими ЭДС СО 2(60%) – N 2(10%) – He(30%) СО 2(10%) – N 2(30%) – He(60%) СО 2(30%) – N 2(60%) – He(10%) СО 2(30%) – N 2(10%) – He(60%) Масса, а. е. м. 4 12 14 16 18 28 29 32 40 44 ЭДС Элемент 37, 65 88, 27 98, 62 107, 36 116, 17 152, 90 156, 43 165, 70 192, 36 199, 9 He С N N+ H 2 O N 14 N 15 О 16 Ar СО 2 21
Выводы Проработана литература по теме магистерской диссертации. Оптимизирована работа масс-спектрометра с целью обеспечения стабильности и точности измерений исследуемых масс. Модернизация электрической схемы спектрометра МИ-1201 позволила начать работу по автоматизации измерений. Осуществлён анализ модельных и технологических газовых сред с целью точного определения в них примесей и наличия изотопов некоторых элементов. 22
Скачать презентацию ИВАНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ХИМИКОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра Технологии приборов и
Магистр.pptx