DE1498767A1 - Massenspektrometer,insbesondere fuer Gasanalysen und Hochvakuummessungen - Google Patents

Description

Pcrfenianwal!

Dr.-ing. Willielm Reichet ,

• Fiankfüii/Mcdn-i
Farksiraße 13

P 14 98 767*8 10. Jan.

General Electric Company BevS-Gu-4125

Massenspektrometer, insbesondere für Gasanalysen und Hochvakuummessungen

Die Erfindung "betrifft .ein Massenspektrometer, insbesondere für Gasanalysen und Hochvakuumöle 3 sung en, mit einer Ionenquelle, von der Ionen erzeugt, fokussiert und'als genau definierter Ionenstrahl in genau definierter Richtung abgegeben werden, und mit einem Analysatorteil, der ein Sektorrohr mit Eintritts- und Austrittsblenden aufweist, die am Anfang und am Ende des Sektorrohres angeordnet sind.

Pur Gasanalysen und Hochvakuummessungen sind Flugzeit-Spektra*« meter bekannt geworden. Diese Flugzeit-Spektrometer haben den. Vorteil, daß sie klein und handlich aufgebaut werden können. Nachteilig ist dagegen ihre geringe Empfindlichkeit und ihr geringes Auflösevermögen.

Andere bekannte Massenspektrometer, in denen die einzelnen Ionen in einem Magnetfeld durch Ablenkung nach ihren Impulsen, sortiert werden, erreichen eine wesentlich größere Auflösung und eine wesentlich höhere Empfindlichkeit. Voraussetzung M$3>* für ist jedoch, daß diese bekannten Geräte ausreichend groß aufgebaut werden. Der Grund hierfür liegt darin, daß das Verhalten eines Massenspektrometers ganz entscheidend von äei? Güte der Justierung abhängt," die bei großen Geräten verhältnismäßig einfach durchgeführt werden kann, da bei großen Geräten, ein gewisser Justierungsfehler noch in Kauf genommen werden kann.

909846/0826

NeU3 Unterlagen (Art, 7 § l Abs. 2 Nr. f Satz 3 des ÄnderunoeflM. v. 4; 9. HOTT

Viel schwieriger ist es 'jedoch, kleine Massenspektrometer ausreichend gut zu justieren, da die zulässige Fehlergrenze viel kleiner ist, und da es in diesem Falle schwierig ist, den Magneten genau genug einzustellen, um die Justierungsfehler auszukompensieren.

Weiterhin hat man gefunden, daß die bekannten Massenspektrometer für einen Einsatz unter Hochvakuumbedingungen.,wenig geeignet sind, da die Massenspektrometer selber die Menge und die Zusammensetzung des Gases beeinflussen, das untersucht werden soll. Um nun Massenspektrometer auch für Hochvakuummessungen verwenden zu können, ist es notwendig, die störenden Partikelchen aus dem Massenspektrometer zu entfernen, was beispielsweise durch Ausheizen bei höheren Temperaturen geschehen kann. In bisherigen Massenspektrometerη ging jedoch durch das Ausheizen häufig die Justierung wieder verloren, die während des Zusammenbaus des Massenspektrometer durchgeführt worden war. Solche Massenspektrometer verloren daher entweder viel von ihrer ursprünglichen Empfindlichkeit oder mußten sehr mühsam nachjustiert werden.

Ziel der Erfindung ist es nun, für ein Massenspektrometer mit einer Ionenquelle, von der Ionen erzeugt, fokussiert und als genau definierter Ionenstrahl in genau definierte Eichtung abgegeben werden, und mit einem magnetischen Analysatorteil, der ein Sektorrohr mit Eintritts- und Austrittsblenden aufweist, die am Anfang und am Ende des Sektorrohres angeordnet sind, eine Bauform anzugeben, durch die die Justierung des ganzen Spektrometer?! einfacher durchzuführen ist.

Ein solches Massenspektrometer ist dadurch gekennzeichnet, daß die Eintritts- und Austrittsblende des Sektorrohres genau justiert sind, daß die Ionenquelle Befestigungsmittel aufweist, die gegenüber den Eintritts- und der Austrittsblende genau justiert sind, so daß. die Justierung der Ionenquelle gegen-

909 846/0 826

über der Eintritts- und der Austrittsblende des Sektorrohres allein durch den Zusammenbau von Ionenquelle und Sektorrohr erfolgt.

Günstig ist es, hinter der Austrittsblende des Sektorrohres einen Ionendetektor anzuordnen und die Ionenquelle und den Ionendetektor so auszubilden, daß sie vakuumdicht an das Sektorrohr ansetzbar sind«

Eine zweckmäßige Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel der Ionenquelle mehrere Stäbe aufweisen, auf die die Einzelteile der Ionenquelle und die Pokuselerungsblenden genau zueinander justiert und im erforderlichen Abstand zueinander aufgeschoben sind, und daß die Stäbe mit Ansätzen versehen sind, auf die die Eintrittsblende des Sektorrohrs justiert aufgesetzt ist.

Bei einem Massenspektrometer der hier interessierenden Art das zusätzlich noch Mittel zur Änderung der Beschleunigungsspannung der Ionen aufweist, ist es zweckmäßig, daß ein Generator zur Erzeugung von Rechteckimpulsen vorgegebener Dauer und Amplitude sowie ein Sägezahngenerator vorgesehen sind, dessen Sägezahnspannung eine größere Dauer, jedoch eine kleinere Maximalamplitude als die Rechteckimpulse aufweist, daß die Rechteckspannung und die Sägezahnspannung einander überlagert sind, und daß der daraus resultierende Impulszug dem Massenspektrometer zur Steuerung der Beschleunigung des Ionenstrahls zugeführt ist. Auf diese Weise ist es möglich, einen Spannungsbereich zu erzeugen, in dem Ionen innerhalb eines bestimmten Massenbereiches über den Ionendetektor hinweg geführt werden, an den sich ein weiterer Spannungsbereich anschließt, in dem Ionen aus einem anderen Massenbereich über den Ionendetektor hinweg geführt werden, so daß ein dazwischen liegendes Massengebiet nicht zur Anzeige kommt und derjenige Teil der Meßkurve, in dem die interessierenden Massenbereiche auftreten, gedehnt ist.

909846/0826

Im folgenden soll die Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen im einzelnen beschrieben werden.

Pig. 1 ist eine teilweise geschnittene Aufsicht auf ein Massenspektrometer nach der Erfindung.

Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt den Aufbau und die räumliche Anordnung der Einzelteile der als einheitliche Baugruppe ausgebildeten Ionenquelle im teilweise auseinandergezogenen Zustand.

Pig. 3 ist eine auseinandergezogene Darstellung einiger Einzelteile, die in der perspektivischen Ansicht nach Pig. 2 nicht im einzelnen dargestellt sind.

Pig. 4 ist eine genauere Ansicht und zeigt, wie die flexiblen Anschlußleitungen für die Ionenquelle aufgebaut sind.

Pig. 5 ist ein Schnitt längs der Linie 5-5 aus Pig. 1 und zeigt das Analysierrohr und die Eingangsblende sowie das Verhältnis dieser beiden !Teile zur Ionenquelle im einzelnen.

Pig. 6 ist ein Schnitt längs der Linie 6-6 aus Pig. 1 und zeigt, wie die Austrittsblende einstellbar gehaltert werden kann.

Pig. 7 ist ein schematisches Blockschaltbild einer Schaltanordnung zum Betrieb eines Massenspektrometers nach der Erfindung. " ■ ..

Pig. 8- ist ein Massenspektrogramm einer Gasprobe, das mit einem Massenspektrometer nach der Erfindung aufgenommen worden ist. Diesem Spektrogramm lassen sich die Empfindlichkeit, die Auflösung und das gesamte Betriebsverhalten entnehmen.

909846/0826

Pig. 9 iö-t eine schematisehe Darstellung eines Ablenksignals, das einem Massenspektrometer zugeführt wird. Dieses Ablenksignal ist in dieser Darstellung gegenüber den * Massenzahlen aufgetragen.

Pig. 10 ist ein Schaltkreis zur Ablenkung des Ionenstrahl^ in einem Massenspektrometer nach der Erfindung.

Pig. 11 zeigt den Verlauf des Signales, das durch den Schaltkreis nach Pig. 10 erzeugt wird. Dieses Signal ist den Meßergebnissen des Massenspektroroeters überlagert, die von.diesem Signal hervorgerufen worden sind.

In der Pig. 1 ist ein Massenspektrometer zur Gasanalyse gezeigt, das nach der Erfindung aufgebaut" ist. Dieses" Massenspektrometer weist ein evakuiertes Gebilde mit einer als Baustein ausgebil— deten Ionenquelle 1, mit einen als Baustein ausgebildeten Analysierrohr 2 und mit einem Ionendetektor 3 auf. Der Ionenquellenbaustein 1 ist seinerseits aus mehreren Einzelteilen und Abstandsstücken zusammengesetzt, die über mehrere Halterungen herübergeschoben sind, so daß sich ein neuartiger, hintereinandergestaffelter Aufbau ergibt, durch den einmal die gegenseitige Justierung der Einzelteile gewährleistet ist, aus denen die Ionenquelle aufgebaut ist und die die erste Sollbahn des Ionenstrahles definieren, und durch den außerdem die-genaue Justierung der Ionenquelle gegenüber den Strahlbegrenzungs-· blenden in dem AnaIysierrohrbaustein 2 sichergestellt ist.

Wie die Ionenquelle im einzelnen aufgebaut ist, läßt sich am ■ besten an Hand der perspektivischen Ansicht aus Pig. 2 und der auseinandergezogenen Darstellung aus Pig. 5 beschreiben, da diese beiden Piguren die Ionenquelle genauer zeigen. In diesen Piguren sind vier Stützstäbe 4 gezeigt, die in.der Hähe ihres einen Endes mit einem ringförmigen Ansatz 5 versehen sind, von dem jeweils noch eine Verlängerung 6 ausgeht. Die ionenquelle weist eine Elektronenquelle auf, ferner eine Vorrichtung, in der durch Elektronenstoß Ionen erzeugt werden, und eine Ionen-

9 09.846/0-826 BADORiGlNAL

-G- U98767

optik zur Beschleunigung der Ionen und zur Pokusaierung der Ionen in einen scharf "begrenzten Strahl. Ia "besonderen weist die Ionenquelle aus den Zeichnungen eine Platte 7 ait einer I3egrenzungs3chlitzblen.de 8 auf, weiterhin zwei Paar halbkreisförmige Pokussierungselektroden 9 und 10, einen lonenkäfig 11 und eine Elektronenquelle 12. Schließlich sind noch eine Polschuhplatte 13 und eine ringiönaige Halterung 14 vorgesehen. In der Pig. 3 sind die Einzelteile 11, 12 und 13 genauer dargestellt. Alle Einzelteile 7 "bis 14 sind mit vier symmetrisch angeordneten Öffnungen 15 versehen, die um die Halterungsstäbe 4 herum passen. Die Toleranzen in den Abmessungen der verschiedenen Einzelteile werden so eng eingehalten, daß außer der Justierung durch die Stützstäbe 4 keinerlei weiteren Justierungen erforderlich, oder möglich sind.

Die verschiedenen Einzelteile der Ionenquelle werden mit Hilfe mehrerer Abstandsstücke 16 voneinander getrennt und gegenseitig elektrisch isoliert, die ebenfalls über die Halterungsstäbe 4 herüber passen. Die Außendur chiaess er der Abstandsstücke 16 sind größer als die Durchnesser der Öffnungen 15 in den verschiedenen Einzelteilen, so da3 die verschiedenen Einzelteile ausreichend durch die Abstandsstücke getrennt und außerdem von ihnen gehaltert v/erden. Die Längen der Abstandsstücke 16 sind verschieden und sind durch die Abstände bedingt, die die entsprechenden Einzelteile der Ionenquelle voneinander einzuhalten haben. Die Slenente 7 bis 14 v/erden zusammen mit ihren zugeordneten Abstandsstücken 16 in der dargestellten Reihenfolge über die vier genau angeordneten Tragstäbe 4 herübergeschoben und .dort axt Hilfe von Haltefedern 17 in einer räumlich hintereinander gestaffelten Anordnung festgehalten. Die Haltefedern 17 passen stramm auf die Enden der Tragstäbe 4 und pressen die Einzelteile der Ionenquelle zusammen, so daß die Ionenquelle im zusammengesetzten Zustand ein einheitlicher Baustein ist, in deia die einzelnen Teile genau justiert sind.

90 9 8U/0 82 6 BAD

Kach einem Merkmal der Erfindung sind die verschiedenen Einzelteile 7 "bis 13 des lonenquellenbausteins 1 aus einem elektrisch leitenden Soaterial hergestellt, das in der Lage ist, den'Temperaturen zu widerstehen, die beim Ausheizen der Ionenquelle angewendet werden, und das keine nennensv/erten Gasmengen entwickelt. Molybdän und rostfreier Stahl sind "beispielsweise für diesen Zweck gut geeignet. Der Isolierring 14, die Abstandsstücke 16 und die Tragstäbe 4 sind aus elektrisch isolierenden Materialien aufgebaut, die ebenfalls wie die Einzelteile 7 bis-13 den Temperaturen beim Ausheizen widerstehen können, die üblicherweise 400 ⁰C oder noch darüber liegen. Beispiele für ÜSaterialien, die sich für diesen Zweck verwenden lassen, sind Aluminiumoxid, Hartglas, Quarz oder ähnliches. So ist es beispielsweise zweckmäßig, den Halterungsring 14 aus Aluminiumoxid aufzubauen, für die Stäbe 4 und die Abstandssxücke 16 Quarz zu wählen und die elektrisch leitenden Einzel-Teile 7 bis 13 aus Molybdän herzustellen.

Wie es bereits beschrieben wurde, sind die verschiedenen Einzelteile aus denen die Ionenquelle aufgebaut ist, hintereinander gestaffelt angeordnet und in ihrer Lage auf den elektrisch isolierenden 'fragstäben 4 fixiert. Da nun zwischen den verschiedenen Εϊηζεΐΐεχίβη geometrisch sehr enge Toleranzen eingehalten werden können» können alle Einzelteile des Ionenquellenbauateins allein durch das Hintereinanderstaffein auf den Tragstäben 4 genau justiert werden, ohne daß weitere Justiervorgänge notwendig sind.

Nun soll erneut auf die Pig. 1 Bezug genommen werden. Der Ionenquellenbaustein 1 sitzt in einem evakuierbaren Kolben 18 und ist in ihre mit Hilfe mehrerer Stützstifte 19 gehaltert. Die einen Enden der Stützstifte 19 sind in Öffnungen im Ilalxerungsring 14 des Ionenquellenbausteins eingepaßt, die extra zu diesem Zweck in dem Halterungsring vorgesehen sind. Die anderen Enden der Stützstifte 19 gehen durch einen Sockel 20

BAD ORIGINAL 909846/0826

- O

H98767

hindurch und 3ind in ihm vakuumdicht verschmolzen« Der Sockel 20 kann seinerseits an das Ende 21 des Kolbens 18 angeschmolzen werden. Die Fortsetzungen 22 der Stützstifte 19 können weiterhin dazu verwendet,werden^ von außen die erforderlichen Potentiale in die verschiedenen Einzelteil 7 bis 13 des lolieiicruellenbausteins 1 anzulegen. Zu diesem Zweck sind Leitungen 23 vorgesehen, die mit ihren einen Enden mit den Stützstiften 19 verbunden sind und mit ihren anderen Enden zu den verschiedenen Einzelteilen der Ionenquelle führen, so daß die einzelnen Betriebsspannungen, die an die Fortsetzungen 22 der Stifte angeschlossen sind, über die Stützstifte 19 und die κ Leitungen 23 an den entsprechenden Einzelteilen anliegen. Um nun den Ionenquellenbaustein bei der Endmontage des ganzen Instrumentes gegenüber den Stützstiften etwas bewegen zu können, sind die Leitungen 23 noch mit flexiblen Litzen 24 ' ausgerüstet. Diese flexiblen Litzen 24 sind im einzelnen in der Fig. 4 gezeigt. -

Um nun eine stabilere Halterung der Ionenquelle innerhalb des Kolbens 18 sicherzustellen, sind zumindest zwei der Stützstifte 19 rait einem Planschansatz 25 und einer Schraubenfeder 26 versehen. Die Federn 2o v/erden über die Stützstifte 19 geschoben und üben, wenn sie gegen den Halterungsring 14 gedrückt werden, eine Kraft aus, die zwischen den Flanschansätzen 25 und dem Halt erungsring 14 wirkt. Dadurch wird die gesamte Halterung der Ionenquelle stabiler, so daß die hintereinander gestaffelt angeordneten Einzelteile der Ionenquelle besser ihre gegenseitige Lage beibehalten,können.

Es soll noch folgendes bemerkt werden: Y/'enn man die Ionenquelle so aufbaut, wie es gerade beschrieben worden ist, und wenn man solche Materialien verwendet, die den Temperaturen beim Ausheizen standhalten können, wird der bisher beobachtete Einfluß des Massenspektrometers auf die Menge und die Zusammensetzung der Gase, die für HochVakuummessungen untersucht werden sollen, wesentlich geringer oder sogar ganz vernachlässigbar. Me oben beschriebene Konstruktion trägt zu diesem Merk-

909846/0826 BAD-original

mal wesentlich, bei]' da eich, die verschiedenen Materialien während des Ausheizens unterschiedlich ausdehnen. Oa nun die Einzelteile der Ionenquelle über Anstandsstücke gegenseitig festgelegt und mittels eines Federdruckes aneinander gedrückt sind, stellt sich nach dem Ausheizen die anfänglich durchge-. führte genaue Justierung wieder ein. Das bedeutet aber, daß die Ionenquelle bereits beim Zusammenbau noch vor dem Ausheizen genau justiert werden kann, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Justierung beim Ausheizen wieder verloren geht.

Xach der Erfindung wird nun durch den Massenanalysatorbaustein 2 ein weiteres Bahnstück für den Ionenstrahl festgelegt. Dieser Baustein weist ein Sektorrohr 27 auf, an dessen einem Ende eine ringförmige Halterung 29 sitzt, auf der eine Platte 28 montiert ist. Die Platte 28 ist mit einer Schlitzblende 30 versehen. lach einem Merkmal der Erfindung sind nun sov/ohl die Platte 28 als auch die ringförmige Halterung 29 mit vier genau angeordneten Löchern 31 versehen, die über die Verlängerungen 6 der Tragstäbe 4 genau herüber passen. Wie nun die Platte 28, die ringförmige Halterung 29 und das Massenanalysatorrohr gegenseitig angeordnet sind, läßt sich der auseinandergezogenen Darstellung aus Pig. 2 sowie dem Schnitt aus Fig. 5 im einzelnen entnehmen.

Das Rohr 27 ist in der Nähe der Platte 28 mit einem Gehäuse 32 versehen, das mit dem Ende 33 des Kolbens 18 verschmolzen wird, wenn die Platte 28, die Halterung 29 und das zugehörige Kassenanalysatorrohr 27 auf die Verlängerungen 6 der tDragstäbe 4 aufgepaßt worden sind. Das entgegengesetzte Ende des Analysatorrohres 27 endet in einem Gehäuse 34, in dem eine Platte 35 sitzt. Wie es in der Fig. 6 im einzelnen gezeigt ist, ist die Platte 35 mit einer Schlitzblende versehen» Außerdem sind I^vIaßnahmen getroffen, um die Platte innerhalb des Gehäus.es einstellbar montieren zu können, so daß sich die Schlitzblenden 30 und 36 innerhalb des Massenanalysatorbausteins 2 genau aufeinander ausrichten lassen. Zu diesem Zweck kann man beispielsweise die Platte 35 mit mehreren Schlitsoffmmgen 37 versehen und dio

30S846/0328

Platte in das, Gehäuse 34 mit Hilfe mehrerer Schrauben 38 einsetzen, die durch, die Schlitzöffnungen 37 hindurchragen. Durch diese Schlitzöffnungen 37 ist eine gewisse Justierung der Platte 35 tauglich. Diese beiden Öffnungen 30 und 36, die anschließend als Eintritts- und Austrittsblenden bezeichnet werden, werden während der Herstellung des Analysatorbausteins 2 sehr genau senkrecht zu der Ebene ausgerichtet, in der das Analysatorrohr 27 liegt. Dazu kann man sich beispielsweise eines als optische Bank aufgebauten optischen Spektrometers nach "Gärtner" bedienen.

Durch diesen neuartigen Aufbau des tragbaren liassenspektrotseters nach der Erfindung ist eine genaue und bleibende Justierung zwischen dem ersten Bahnabschnitt des lonenstrahles, der durch die Kollimierungsblenden der Ionenquelle vorgegeben ist, und dem zweiten Bahnabsehnitt des lonenstrahles sichergestellt, der durch die Eintritts- und Austrittsblende des Analysatorbausteins definiert ist. Insbesondere ist die während der Herstellung des ganzen Massenspektrometers durchgeführte Justierung zwischen der Begrenzungsblende 8 in der Platte 7 und der Eintrittsblende 30 des Massenanalysatorbausteines 2 außerordentlich genau. Diese Genauigkeit der Justierung trägt zu der Gesarotempfindlichkeit und zur guten Auflösung des Kassenspektrometers nennenswert bei.

In dem Massenspektrometer nach der Erfindung, das eben gerade beschrieben wurde, wird während der Herstellung des Analysa-: torbausteins 2 eine sehr genaue Justierung und Einstellung der Eintrittsblende 30 und der Aus-tritts blende 36 des Analysatorrohres durchgeführt. Außerdem sind Maßnahmen getroffen, das Analysator- oder Sektorrohr 27 mit den vorjustierten Blendendirekt auf die Ionenquelle aufzusetzen. Daraus erkennt man, daß die Kollimierungsblenden sowohl der Ionenquelle als auch des Massenanalysatorbausteins 2 sehr genau aufeinander ausgerichttet sind. Diese gegenseitige Ausrichtung ist nach der Erfindung deswegen möglich, weil die Platte 28_? die die Eingangs-

BAD ORIGINAL 909846/0826

blende 30 enthält, wit Hilfe von Vorrichtungen montiert ist', aie den lonenquellenbauotein 1 zugeordnet sind. Die Platte mit der Eingangs Tal ende 30 liegt daher mit den Einzelteilen 7 bis .13 der Ionenquelle genau auf einer Linie. So können beispielsweise die Löcher 31 der Platte 28 und der zugehörigen Halterung 29 leicht so eingerichtet werden, daß sie auf die Verlängerungen 6 der vier Tragstäbe 4 passen. Die Flanschanaätze 5 isolieren die Platte 7 von der Platte 28 und sorgen auch dafür, daß die Platte 7 von der Platte 28 im richtigen Abstand gehaltert ist. Auch hier werden wieder die geometrischen Toleranzen der Tragstäbe 4, ihrer Verlängerungen 6 und der Löcher 31 in der Platte 28 ausreichend eng gehalten, um sicher zu gehen, daß sich eine genaue Justierung und gegenseitige Ausrichtung einstellt.

V/eiterhin ist nach der Erfindung der Analysatorbaustein 2 aus Materialien aufgebaut, die es erlauben, den laustein 2 auszuheizen, ohne daß die Justierung verloren geht. Als Beispiel für ein geeignetes Katerial sei rostfreier Stahl genannt. Es ist wichtig, daß sich die verschiedenen Einzelteile auf gleiche Weise ausdehen, so daß die Justierung unabhängig vom Ausheizen aufrecht erhalten wird. Da die Blenden 30 und 3d des Analysatorbausteines 2 bereits während der Herstellung des Bausteins genau justiert werden, und da die Platte 28 durch Aufpassen auf die Tragstäbe 4 auf die Ionenquelle aufgesetzt und der Ionenquelle gegenüber justiert ist, wird für alle KoI-limierungsblenden des Massenspektrometer nach der Erfindung eine außerordentlich genaue Justierung erreicht und aufrechterhalten. Aus diesem G-rund kann ein wesentlich größerer Anteil der Ionen, die in der'Ionenquelle erzeugt werden, in den Ionendetektor 3 gelangen. Das resultierende■ Massensp-ektrometer ist daher nur klein, preiswert aufzubauen und besitzt eine außerordentlich hohe Empfindlichkeit sowie eine gute Auflösung.

BADORKfINAU 909046/0826

H98767

Das äußere Magnetfeld zum Ablenken des Ionenstrahles v/ird von Magneten hervorgerufen, deren Polschuhe durch die gestrichelte linie 39 schematisch angedeutet sind. Das ^Magnetfeld zwischen den Polen dient da"zu, die Ionen auf bekannte Weise nach ihrem Masse : Ladungs-Verhältnis zu trennen. So werden beispielsweise Ionen mit einem größeren m/e durch das äußere Magnetfeld nicht so stark abgelenkt wie leichtere Ionen, die die gleiche Ladung tragen. Der Streufelder des äußeren„Magneten wegen stellt sich die beste Fokussierung des Ionenstrahles dann ein, wenn die Kanten der Magnetpolschuhe um etwa eine Spaitbreite aus ihrer berechneten Stellung herausgeschoben v/erden. Wie nun das Instrument am günstigsten in dem Magnetfeld anzuordnen ist, läßt sich während des Betriebes schnell und einfach experimentell bestimmen.

Das restliche Ende des Gehäuses 34 v/ird mit einem En.de eines evakuierbaren Kolbens 40 verschmolzenen dem der Ionendetektor 3 sitzt. Der Ionendetektor 3 enthält bekannte Vorrichtungen, die dazu dienen, Ionen nachzuweisen und die nachgewiesenen Ionen durch eine Spannung oder einen Strom anzuzeigen. So kann man beispielsweise den Ionenstrahl auf eine Kollektorelektrode auffallen lassen und den Spannungsabfall an einem Widerstand messen,· der ait der Kollektorelektrode verbunden ist.. Diese Spannung kann man dann auf bekannte Weise verstärken und aufzeichnen. Um sine noch größere Empfindlichkeit zu erhalten, ist es jedoch vorzuziehen, einen Elektronenvervielfacher zu verwenden. So eignet sich beispielsv/eise ein vielstufiger Elektronenvervielfacher für eine Verwendung in dem Massenspektrometer nach der Erfindung besonders gut.

Wenn man als Ionendetektor einen Elektronenvervielfacher, verwendet, zeigt das Experiment, daß der Ausgangsstrom auf das 10 -bis 10 -fache anwächst. Berücksichtigt man noch den Dunkelstrom des Vervielfachers, so ergibt sich dadurch ein Empfindlichkeitsgewinn für.das Massenspektrometer um das 10 bis 10 -fache. Ein zusätzlicher Vorteil der Verwendung eines

909846/0826

©AD ORIGINAL

Elektronenvervielfachers als Ionendetektor besteht darin, daß der gesamte Ausgangspegel des Spektrometer wesentlich, höher liegt, so daß manche Schwierigkeiten, die "bei der Messung sehr kleiner Strome auftreten, wie beispielsweise Abschirmprobleme, Nullpunktskonstanz oder Langzeitkonstanz, von selber wegfallen.

Wenn man einen kommerziellen Elektronenvervielfacher verwendet, kann man den Glaskolben des Vervielfacher entfernen und den-Elektrodenaufbau des Gerätes auf bekannte Weise auf einen zehnstiftigen Glassockel aufsetzen* Die Ausgangs leitung 41 wird an der Seite des Kolbens 40 durch eine Öffnung 42 herausgeführt und in dieser Öffnung eingeschmolzen. Diese Maßnahme dient dazu, Kriechströme herabzusetzen. Der Glassockel, durch den Elektroden 43 hindurchgehen, die zu den verschiedenen Stufen des Elektronenvervielfachers führen, wird mit dem restlichen. Ende des Kolbens 40 verschmolzen. TIm das ganze Instrument evakuieren zu können, ist ein Bohransatz vorgesehen, beispielsweise der Rohransatz 44 an dem evakuierten Kolben 18. An diesem Rohransatz kann eine Vakuumpumpe angeschlossen werden, um den erforderlichen niedrigen Betriebsdruck hervorzurufen.

Die Ionen werden durch Elektronenbeschuß von Gasmolekülen in einem Gitterkäfig 45 erzeugt, der in der Fig. 3 ins einzelnen gezeigt ist. Die Elektronen können beispielsweise von einem Glühfaden 46 emittiert werden, der mit Hilfe von Aufhängeteilen 47,47' an der Elektronenquellenplatte 12 montiert ist. So kann beispielsweise der Aufhängeteil 47 mit Hilfe zweier Schrauben 48 und mit Hilfe von keramischen Abstandsstücken 49 elektrisch isoliert an der Platte 12 befestigt werden. Die Aufhängeteile 47' kann man auf irgendeine bekannte Weise an der Platte 12^J anbringen. Man kann sie beispielsweise anschweißen oder anklemmen.

Der &lüSafa<üea 46 -kann aus irgendeinem geeigneten elektronen- Material _ΰ wie "beispielsweise a.uß Wolfram oder

Tantal-hergestellt werden. Der Abstand zwischen dem Glühfadenbaustein 12 und dem Ionengitterkäfig 11 in der hintereinander gestaffelt angeordneten Ionenquelle ist so gewählt, daß der Glühfaden 46 dicht an der einen Seite des Ionengitterkäfigs 45 angeordnet ist. Um im Betrieb den höchsten Wirkungsgrad zu erzielen, ist es günstig, den Glühfaden 46 dicht neben der kleineren Seite des Gitterkäfigs 46 anzuordnen.

Da der Glühfaden der Ionenquelle während des Betriebs des l-iassenspektrometers durchbrennen oder auch aus anderen Gründen ausfallen kann, ist es außerordentlich zweckmäßig, die Elekfe tronenquelle 12 mit einem Ersatzglühfaden 50 auszurüsten. Der Glühfaden 50 kann auf der anderen Seite der Elektronenquellenplatte 12 auf die gleiche Weise wie der Glühfaden 46 angebracht werden, so daß er ebenfalls ganz dicht neben dem Gitterkäfig 45 angeordnet ist. Man kann aber auch !Maßnahmen treffen, durch die sich der Glühfaden ersetzen läßt, ohne .das ganze Instrument auseinandernehmen zu müssen.

An die verschiedenen Einzelteile 7 bis 13 der Ionenquelle 1 werden die passenden Betriebsspannungen angelegt. Dazu werden die Verlängerungen 22 der Stützstifte 19 mit den passenden Spannungen verbunden.

Für manche Anwendungszwecke» und um auch die Empfindlichkeit des Instruments noch weiter erhöhen zu können, kann, ein äußeres Magnetfeld hervorgerufen werden, dessen Feldlinien parallel zu den Elektronenbahnen verlaufen, und das dazu dient, die Elektronen zu kollimieren oder zu fokussieren. Dieses äußere Magnetfeld kann beispielsweise das Magnetfeld eines Permanentmagneten sein, der als .Hufeisenmagnet ausgebildet ist. Dieser Magnet ist nicht gezeigt. Das äußere Magnetfeld, das ein solcher Magnet hervorruft, kann noch durch Polschuhstücke unterstützt werden, die dicht neben der Elektronenquelle angeordnet' sind-β Zu diese® Zweek kann man sn. äer Pol=·

schuhplatte 15 Polsehuhe 53 und 54 anbringen, derart,, daß die beiden Polseiiuhe dicht hinter den Glühfäden 46 und 50 angeordnet sind. Diese Polschuhe 53 und 54 sind in der -Pig.. 3 im 'einzelnen gezeigt. Ein solches äußeres Magnetfeld ist für sehr viele Anwendungszwecke nützlich. Es soll jedoch bemerkt werden, daß es für einen sinnvollen Betrieb des Massenspektrometers nach der Erfindung nicht notwendig ist.

Y/ie Massenspektrometer für GasUntersuchungen der allgemeinen Klasse, mit der sich die Erfindung befaßt, arbeiten, ist bekannt. Die Ionen werden im Gitterkäfig durch den Beschüß von Gasmolekülen durch Elektronen erzeugt, die aus dem Glühfaden 46 stammen. Diese Ionen unterliegen dann dem überlagerten Einfluß der elektrostatischen Felder der beiden Fokussierungsplattenpaare 9 und 10 sowie der Begrenzungsblende 7. Durch diesen Einfluß der elektrostatischen Felder werden die Ionen, die in dem Gitterkäfig 45 erzeugt worden sind auf sehr hohe Geschwindigkeiten beschleunigt und In einen gut begrenzten "Ionenstrahl¹¹ fokussiert, der durch die Begrenzungsblende B in der Platte 7 und durch die Eintrittsblende 30 in der Platte 28 in das äußere Magnetfeld gelangt, das im Sektorrohr 27 herrscht. ·

Es ist bekannt, daß die Ionen in dem Beschleunigungsfeld, das von den Elektroden bzw. Blenden 7 bis 10 hervorgerufen ist, auf gleiche kinetische Energien gebracht werden, so daß ihre Geschwindigkeiten der Quadratwurzel aus ihren Massen umgekehrt proportional sind. Die mit einer hohen Geschwindigkeit fliegenden Ionen stellen einen elektrischen Strom dar, mit dem ein Magnetfeld verknüpft ist. Dieses Magnetfeld, das also von den sich "bewegenden Ionen hervorgerufen ist, tritt mit dem äußeren, quer dazu stehenden Magnetfeld in Wechselwirkung, durch die eine Ablenkung der Ionen im Sektorrohr 27 hervorgerufen w'ircL. Die Größe des Magnetfeldes und die Potentiale, mit denen das Beschleunigungsfeld hervorgerufen wird, können

BAD ORIGINAL 909846/0828

so eingestellt und geregelt werden, daß nur Ionen mit einem ganz bestimmten m/e-Verhältnis durch das Sektorrohr 27 des Analysatorbausteins 2 scrwie durch die Austrittsblende 36 dieses Bausteins hindurchfliegen können. Das liegt an der Tatsache, daß Ionen verschiedener Massen durch die Wirkung des magnetischen Querfeldes in dem Sektorrohr 27 um verschieden große Beträge abgelenkt werden. Daher können eine Anzahl von Ionen irgendeiner bestimmten vorgegebenen Masse durch die Ausgangsblende 56 in der Platte 35 hindurchlaufen, wo sie dann vom Ionendetektor 3 nachgev/iesen werden. Den Ausgang des Ionendetektors 3 kann man dann mit einem Elektrometer, einem Oszillographen oder irgendeinem anderen Aufζeichnungsinstrument verhindern. . · Als Beispiel für typische Betriebsbedingungen der Ionenquelle seien folgende Angaben gemacht: Ionenbeschleunigungsspannung zwischen 500 und 3000 Volt-, ein Milliampere Elektronenemissionsstrom bei 75 Volt, Heizleistung für .den .Glühfaden, gleich acht Ampere bei zwei Volt. Wenn ein Elektronenvervielfacher als Ionendetektor verwendet wird, kann man diesen Vervielfacher mit einer Spannung von 200 bis 300 Volt pro Stufe betreiben und den Ausgangsstrom des Vervielfachers mit einem Elektrome-

— 13

ter bestimmen, das noch eine Ablesung von 10 Ampere gestattet. Wenn man den Massenbereich des Massenspektrometers nur langsam durchfahren oder das Spektrometer von Hand betreiben möchte, können zur Erzeugung der dazu erforderlichen Potentiale bekannte Schaltkreise verwendet werden. Dem Durchschnitts fachmann sind dazu mehrere Möglichkeiten bekannt. Zusätzlich kann man die Empfindlichkeit noch erhöhen, wenn man den Ausgangsstrom des Vervielfachers nicht mißt, sondern vielmehr=die Ausgangsimpulse des Vervielfachers auf bekannte Weiso zählt. Da aber die Ausgangssignale einen ausreichend großen Abstand vom Rauschen des ElektronenvervieIfachers haben, ist eine Zählung der Impulse normalerweise nicht notwendig.

909846/0826

"."'■■■■■■■■-■ - 17 - '

Soll der Meßbereich des Kassenspektrometers■" schnell durchfahren werden, kann man der Beschleunigungsgleichspannung' eine Sägezahnspannung überlagern und den Ausgang des Elektronenvervielfachers einem Oszillographen zuführen. Es ist näralich für viele Anwendungszwecke außerordentlich günstig, das Massenspektruin direkt auf einem Oszillographen darzustellen. Ein Schaltkreis, der hierfür brauchbar ist, ist in der Pig. 7 schematisch dargestellt.

In der Pig. 7 sind die einzelnen Elektroden 7 bis 11, vom Bauteil 12 der Ionenquelle 1 jedoch nur der Glühfaden 46 schematisch dargestellt Weiterhin sind die Eingangsblendenplatte 28, eine geregelte Heizstromversorgung 55» ein Sägezahngenerator 56 und eine Hochspannungsversorgung 57 gezeigt. Die Arbeitsspannungen für die Ionenkäfigelektrode 11 und die beiden Pokussierungsplattenpaare 9 und 10 stammen aus der Hochspannungsversorgung 57 und werden auf bekannte Weise über ein Spannungsteilernetzwerk abgenommen, das aus den Widerständen 58, 59, 60 und 61 aufgebaut ist.

Die geregelte Heizstromversorgung 55 für den Glühfaden soll in der lage sein, einen Emissionsstrom von fünf Milliampere und einen Heizstrom von zehn Ampere bei einer Spannung von fünf Volt zu liefern. Weiterhin soll der Wechselstromanteil des abgegebenen Stromes unter 1$ liegen. Schließlich soll die geregelte Heizstromversorgung 55 den Sägezahngenerator nur unwesentlich belasten. Aus diesem Grund muß die Kapazität der geregelten Heizstromversorgung gegenüber Erde niedrig sein.

Der Sägezahngenerator 56 sollte eine positive oder negative Sägezahnspannung abgeben, deren Amplitude bis zu etwa 2000 Volt reicht und deren Dauer zwischen einer und einer tausendstel Sekunde liegt« Wenn eine Sägezahnspannung mit einer Amplitude von 150 YoIt oder weniger ausreicht-, ist es außer-

909846/0826

ordentlich zweckmäßig, dafür die Ablenkspannung eines Oszillographen, wie beispielsweise eines "Tektronixoszillographen", !Typ 545 zu verwenden. Das hat zusätzlich den Vorteil, daß die Sägezahnspannung und die Sicht darstellung auf dem Oszillographenschirm automatisch synchronisiert sind.

Wie gut nun die Auflösung des Massenspektrometer nach der Erfindung sowie das Gesamt verhalt en des Spelctrometers, insbesondere bei niedrigen Drucken nun wirklieh ist, soll an Hand von Pig. 8 verdeutlicht werden. Die Pig. 8 zeigt ein typisches Massenspektrum von Kohlenmonoxid, das mit einem Massenspektrometer nach der Erfindung aufgenommen wurde. Das erwartete Isotopenverhältnis zwischen den Massen 28, 30 und 31, die den Molekülionen 0-ip^i6⁺' ^13^18 » ^G12^18 ¹^ C₁-ZO₁Q⁺ zuzuschreiben sind, beträgt etwa 100 zu 1 zu 0,2 zu 0,002.

Wie es in der Pig. 8 gezeigt ist, stimmen die Intensitäten der "peaks" für die Massen 28, 29, 30 und 31 gut mit den er-, warteten Isotopenverhältnissen überein. So hat beispielsweise Kohlenmonoxid der Masse 28 Isotope bei den liassenzalilen 29, 30 und 31. Die Intensität des ""peaks" für die Kasse 31 beträgt nur etwa ein 1/50 000 der Intensität des "peaks" für die Massenzahl 28. Wenn nun die "peak"-Intensität für Konlen-

—8 monoxid mit der Masse 28 einem Druck von 10 torr entspricht, würde die ^I!peak"-Intensität für die Kassenzahl 31 demzufolge

—13

einem Druck von 2 χ 10 ^torr entsprechen. Wenn dagegen 'die Intensität des "peaks" für die Masse 28 einem Druck von 10 torr entspricht, wäre der "peak" der Hasse 31 einem Druck von 2 χ 10 torr zuzuschreiben. Aus der Pig. 8 geht daher her-

— 17 vor, daß Partialdrucke bis hinunter zu 10 torr nachgewiesen werden können. Kein anderes, bisher bekanntes fössenspektrometer für Gasuntersuchungen vergleichbarer Größe und vergleichbarer Einfachheit im Aufbau ist in dor lage, derart niedrige Partialdrucke unter gleichzeitiger Beibehaltung einer zufriedenstellenden Massenauflösung au messen.

BAD ORIGINAL 909846/0828

* ■ "■. H98767

Die gute Fokussierung des aufgelösten lonenstrahles wird durch die Tatsache angezeigt, daß die Basisbreite des "peaks" für die Masse 29, der in. der Mg. 8 gezeigt ist, etwa dem theoretischen Wert von 0,21 Masseneinheiten oder im vorliegenden Falle 0,35 mm gleich kommt, was der Summe der Eintrltts- und der Austrittsblenden des verwendeten Gerätes entspricht. Setzt man ein äquivalentes Verhalten auch bei höheren Massenzahlen voraus, so ist die Dispersion gleich der Breite des "peaks" für die Massenzahl 140. Das Massenspektrometer nach der Erfindung ist daher.in der Lage, Drucke Ms hinunter zu

-17
10 torr zu messen und nebenei

hinauf zur Masse 140 aufzulösen.

-17
10 torr zu messen und nebeneinander liegende Massen bis

Die maximale Geschwindigkeit, mit der der Bassenbereich des Spektrometers durchfahren werden kann, ist durch verschiedene Faktoren bestimmt. Dazu gehören beispielsweise die Anstiegszeit des Elektronenvervielfacher, der als Ionendetektor, verwendet ist, sowie die Gesamtbanabreite des Verstärkers und des Oszillographen. Um den Kassenpealc unverzerrt wiedergeben zu können, muß der Ausgang des Elektronenvervielfachers mit einem Widerstand abgeschlossen sein, der ausreichend klein ist, daß sich eine Abfallzeit ergibt, die kleiner als die Abfallzeit des Signales selber ist- Wenn beispielsweise der Massenbereich des Spektrometers nit einer Geschwindigkeit durchfahren wird, die bei der Masse 28 eine Millisekunde pro Masseneinheit beträgt, ist ein Wert von einem Megohm für diesen Abschlußwiderstand ausreichend. Beträgt diese Geschwindigkeit dagegen eine Mikrosekunde pro Masseneinheit, muß der Wert des Abschlußwiderstandes auf etwa zehn "Kiloohm vermindert werden. Ein Teil des dadurch "bedingten Verlustes an Signalspannung kann durch eine erhöhte Verstärkung ausgeglichen werden. Da jedoch die Zahl der pro Durchlauf gesammelten Ionen mit höheren Durchfahrgesehwindigkeiten abnimmt, wird bald ein Punkt-erreicht, an dem nur noch einseine Impulse erzeugt werden. Wenn dieser Bankt erreicht ist, aer-

909846/0826

H98767-

fallen die gewöhnlich gut definierten Masaenpeaks, die in der Pig. 8 gezeigt sind, in Gruppen von Einzelimpulsen, und die Empfindlichlceit für sehr kleine Signale nimmt ab.

Führt -man mit einem Massenspektrometer nach der Erfindung = Messungen durch, so stößt man häufig auf Massenspektren, in denen die verschiedenen Massenzahlen in Gebieten auftreten, die voneinander durch Gebiete getrennt sind, in denen keine Massen beobachtet werden. So enthalten beispielsweise mehrere Massenspektren Massen bis hinauf zur Massenzahl 40, jedoch keine Massen zwischen den Massenzahlen 2 und 12. Wenn man daher das gesamte Massenspektrum durchfährt, geht in den massefreien Gebieten ein beträchtlicher Teil der: Meßzeit verloren, während sich die interessierenden Ablesungen zwischen den Massezahlen 12 und 40 in einem kurzen Zeitintervall zusammendrängen. Dieser EaIl ist in der Fig. 9 dargestellt. Eine Lösung dieser Schwierigkeit besteht nach der Erfindung darin, den Sägezahngenerator 56 durch den Schaltkreis nach Fig. 10 zu ersetzen. Das Signal an den Eingängen 62 ist eine Sägezahnspannung, die auf übliche Weise erzeugt worden ist. Dieses Eingangssignal liegt an den Widerständen 63 bis 65 an , und wird über den Abgriff 66 dem Thyratron 67 zugeführt. Wenn die Sägezahnspannung d&s Thyratron; 6? gezündet hat, fällt die Anodenspannung des Thyratrons 67 von +B auf fast null Volt ab. Der Zündzeitpunkt für das Thyratron 67 wird am Abgriff eingestellt. Der entstehende Eechteckimpuls wird über einen Abgriff 70, an dem sich die Impulsamplitude einstellen läßt, dem Katodenfolger 71 und anschließend der Katode der Verstärkerröhre 72 zugeführt.

Der Eingangssägezahn liegt außerdem an den Widerständen 73 und 74 an und wird über einen Abgriff 75 dem Gitter der Verstärkerröhre 72 zugeführt. Die Verstärkerröhre überlagert dem Sägezahnimpuls den Rechteckimpuls. Der dadurch entstehende Impuls wird über den Kondensator 76 dem Ausgangsanschluß

909846/08 26

zugeführt. Das Gleichspannungspotential am Ausgang wird in dem Netzwerk 78 mit einem verstell) aren Abgriff 79 derart eingestellt, daß es während der gesamten Impulsdauer positiv ist. -

Der Ausgangsimpuls, der am Anschluß 77 dargestellt ist, ist ein Sägezahnimpuls, der aus zwei Abschnitten besteht. Während des ersten Abschnittes ist das Gleichspannungspotential hoch, während des zweiten Abschnittes ist das Gleichspannungspotential niedrig. Der erste Impulsabschnitt dient dazu, Ionen der Masse 2 abzulenken und auf den Ionendetektor zu fokussieren, während der zweite Impulsabschnitt Ionen der Massen 12 bis 40 auf den Ionendetektor fokussiert. In der Pig. 11 ist bei "80" der Ausgangs impuls des. Schaltkreises nach Hg. 10 dargestellt. Diesem Impuls ist ein Massenspektrum "81" überlagert, das unter Verwendung dieses Schaltkreises aufgenommen worden ist. Die Pig. 11 illustriert, wie die Ablesungen für die höheren Massenzahlen über den größten Teil der Impulsdauer des ursprünglichen Sägezahns gespreizt ist.

Nun soll noch ein Dimensionierungsbeispiel für den Schaltkreis nach Pig. 10 angegeben werden.

p. Sägezahnspannung, +HO Volt vom

.eingang Tektronixoszillographen 545

B⁺ 300 Volt

S - - 4 Kilovolt, 5 Milliampere

63 100 Kiloohm ■

64 ' 100 Kiloohm

65 4,7 Kiloohm

67 Thyratron 2050 R₁ . 3 Kiloohm

R₂ 80 Kiloohm

C₁ 500 Pikofarad

68 6 Mikrofarad

909846/0826

69 1 Megaohm

H, 1 Megaohm

71 1/2 12Au7

72 6BG6G/A

73 100 Kiloohro

74 25 Kiloohm

R, . 4,7 Kiloohm, 1 Watt

R₅ 47 KiI ο ohm

R₆ : 75 Kiloohro

C₂ 10 Mikrofarad

76 1 Mikrofarad, 5 Kilovolt

R₇ 390 Kiloohm, 50 Watt ~

R₈ 1,5 Megaohm

Rn 1,5 Megaohm

R₁₀ 2,2 Megaohm

R^ -j 5 Megaohm

Diese Dimension!erung ist deswegen angegeben worden, um zu zeigen, wie ein funktionsfähiges Ausführungsbeispiel des Schaltkreises nach Pig. 10 aufgebaut werden kann, und um die Arbeitsweise dieses Schaltkreises besser verstehen zu können. Eine Beschränkung ist jedoch in dieser Dimensionierung nicht enthalten, da die Werte der verschiedenen Einzelteile auch anders gewählt werden, können.

Die Breite des Rechteckiiapulses, die ihrerseits die Breite des ersten Abschnitts des Ausgangs impuls es ist, wird über den Ihyratronzündzeitpunkt am Abgriff 66 eingestellt, während die Amplitude am Abgriff 70 verändert werden kann. Die. Amplitude des Sägezahns sowie sein Sleiclispannungspotential sind an den Abgriffen 75 und 79 einstellbar. Der Aus gangs impuls kann daher so eingestellt werden, daß sieh Meßergebnisse ergeben, wie sie in der Fig. 11 dargestellt sind. Bei dem oben angegebenen Ausführungsbeispiel war die Amplitude des Rechteckimpulses zwi·*·

909846/0828

U98767

seilen null Volt und 1 ο OO Volt einstellbar, während der Sägezahnabschnitt zwischen null Volt und 800 Volt dargestellt
werden konnte.

Es soll noch bemerkt v/erden, daß nicht nur die Mmensionierung, sondern auch der Schaltkreis selber in manchem abgewandelt werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen.

909846/0826

Claims (2)

1. - 24 Patentansprüche

   .1. Massenspektrometer, insbesondere für Gasanalysen und Hochvakuummessungen, mit einer Ionenquelle, von der Ionen erzeugt, fokussiert und als genau definierter Ionenstrahl in genau definierte Richtung abgegeben sind, ferner, mit einem magnetischen-Analysatorteil, der ein Sektorrohr mit Eintritts- und Austrittsb^enden aufweist, die am Anfang und am Ende des Sektorrohres angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintritts- und die Austrittsblende des Sektorrohres genau justiert sind, daß die Ionenquelle Befestigungsmittel aufweist, die gegenüber der Ionenoptik in der Ionenquelle genau justiert sind» und daß das Sektorrohr mit Befestigungsmitteln versehen ist, die gegenüber der Eintritts- und der Austrittsblende des Sektorrohres genau justiert sind, so daß die Justierung der Ionenquelle gegenüber der Eintritts- und der Austrittsblende des Sektorrohres allein durch den Zusammenbau von Ionenquelle und Sektorrohr erfolgt.
2. 2. Massenspektrometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß hinter der Austrittsblende des Sektorrohres ein Ionendetektor angeordnet ist, und daß die Ionenquelle und der Ionendetektor vakuumdicht an das Sektorrohr ansetzbar sind.

   3* Massenspektrometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet ,-. daß die Befestigungsmittel der lohenquelle mehrere Stäbe aufweisen, auf die die Einzelteile der Ionenquelle und die Pokussierungsblenden genau zueinander justiert und im erforderlichen Abstand zueinander aufgeschoben sind, und daß die Stäbe mit Ansätzen versehen sind, auf die die Eintrittsblende des Sektorrohres justiert aufgesetzt sind«

   Unteriagin (Art. 7 %\ Abs.2 Hr.T "s=tz.3. desÄnderuriä»flif.v.4,β.tÖ*

   909646/0826