DE1698193A1 - Device for separating different charged ions - Google Patents

Description

ifc-ing. WMGlm L
Frankfuri/Μσΐη-1ifc-ing. WMGlm L
Frankfuri / Μσΐη-1

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BELL & HOWSLL GOMPAKY, Chicago, Illinois, U.S.A.BELL & HOWSLL GOMPAKY, Chicago, Illinois, U.S.A.

Gerät zum Trennen von verschieden geladenen IonenDevice for separating differently charged ions

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Trennen von verschieden geladenen Ionen in einem Analysierbereich mit Λ einer Eingangsöffnung und einer Ausgangsöffnung sowie mit mindestens zwei voneinander getrennten Elektroden, die den Analysierbereich seitlich begrenzen und sich im wesentlichen von der Eingangsöffnung zur Ausgangsöffnung erstrecken.The invention relates to a device for separating differently charged ions in an analysis area with Λ an inlet opening and an outlet opening as well as with at least two separate electrodes which laterally delimit the analysis area and extend essentially from the inlet opening to the outlet opening.

Derartige Geräte werden im allgemeinen als nichtmagnetische Massenanälysatoren oder Massenfilter bezeichnet.Such devices are generally called non-magnetic Called mass analyzers or mass filters.

Beim Betrieb von bekannten nichtmagnetischen Massenanälysatoren, beispielsweise von Einpol- öder Yierpol-Massenfiltern, wie sie in den US-Patentschriften 3 197 633 und 2 939 952 beschrieben sind, hat sich herausgestellt, daß die zu analysierenden geladenen Teilchen einen unerwünschten radialen Impuls erhalten, wenn sie für mehr als zwei oder drei Perioden der zur Ausbildung des elektrischen Feldes an die Elektroden angeschlossenen Wechselspannung dem elektrischen Randfeld bei der Eingangsöffnung oder Ausgangsöffnung des Analysators ausgesetzt sind. Falls dieser Impuls genügend groß ist, kann das geladene Teilchen mit einer Elektrode in Berührung kommen, so daß es dort entladen wird. Auf diese Weise wird die Menge der zu analysierenden geladenen Teilchen, die sonst zur BiI-When operating known non-magnetic mass analyzers, for example, unipolar or Yierpol mass filters such as those described in US Pat. Nos. 3,197,633 and 2,939,952 are described, it has been found that the charged particles to be analyzed have an undesirable radial Pulse received when used for more than two or three periods to develop the electric field on the electrodes connected AC voltage to the electrical fringing field at the inlet or outlet of the analyzer. If this impulse is large enough, it can the charged particle come into contact with an electrode, so that it is discharged there. That way the crowd will of the charged particles to be analyzed, which would otherwise lead to

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dung des Ergebnisses der Massenanalyse herangezogen bzw·, durch den Analysierbereich zum Detektor übertragen würden, vermindert. Außerdem treten dadurch einige andere unerwünschte Nebenerscheinungen auf.the result of the mass analysis is used or would be transmitted through the analysis area to the detector is reduced. It also causes some other undesirable effects Side effects on.

Zur Verminderung des vom elektrischen Randfeld auf die geladenen Teilchen ausgeübten Impulses ist es bekannt, den Teilchen beim Eintritt in das Massenfilter eine verhältnismäßig hohe Eintrittsgeschwindigkeit zu geben, so daß sie sich nur eine kurze Zeit in dem bei der Eingangsöffnung befindlichen elektrischen Bandfeld aufhalten. Eine hohe Eintrittsgeschwindigkeit oder eine hohe Einschußenergie begrenzt jedoch das maximal erreichbare Auflösungsvermögen. Ferner werden zusätzliche Anforderungen an das Netzgerät des Massenfilters gestellt. Um trotz einer hohen Eintrittsgeschwindigkeit ein hohes Auflösungsvermögen zu erreichen, ist es bekannt, den Analysierbereich länger auszubilden, so daß das die Analysierung ausübende elektrische Feld für eine längere Zeit bzw. während einer längeren Strecke auf die geladenen Teilchen einwirkt. Eine größere Analysierlänge ist jedoch häufig unerwünscht, insbesondere wenn das Analysiergerät in einem Weltraumfahrzeug verwendet werden soll.To reduce the electric field on the charged Particles exerted momentum, it is known that the particles when entering the mass filter a relatively to give high entry speed, so that they are only a short time in the one located at the entrance opening stop the electrical band field. A high speed of entry or a high injection energy is limited however, the maximum achievable resolution. Furthermore, additional requirements are placed on the power supply unit of the Mass filter put. To despite a high speed of entry To achieve a high resolution, it is known to make the analysis area longer, so that the electric field performing the analysis acts on the charged particles for a longer period of time or over a longer distance. A larger analysis length is however, it is often undesirable, particularly when the analyzer is to be used in a spacecraft.

Ferner ist es zur Verminderung des auf die geladenen Teilchen ausgeübten radialen Impulses bekannt, Hilfselektroden bei der Eintrittsöffnung des Massenfilters anzubringen. Das Verhältnis der mit diesen Elektroden verbundenen Spannungen wird derart eingestellt, daß die in den Analysierbereich eintretenden Teilchen beim Übergang vom feldlosen Bereich außerhalb des Analysators in den Bereich mit einem sehr starken elektrischen Feld in der Mitte des Analysators einem mittleren Spannungsverhältnis ausgesetzt sind. Dies wird durch Verminderung der mit den Hilfselektroden verbundenen Gleich-It is also known to reduce the radial impulse exerted on the charged particles, auxiliary electrodes in the To attach the inlet opening of the mass filter. The ratio of the voltages associated with these electrodes becomes set in such a way that the particles entering the analysis area are outside when passing from the field-less area of the analyzer in the area with a very strong electric field in the middle of the analyzer a medium Are exposed to tension. This is done by reducing the DC power associated with the auxiliary electrodes.

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spaimungsamplitude erreicht, wobei die Y/echselspannungöamplitude unverändert bleibt. Auf die.se Weise wird der Übertragungswirkungsgrad des Analysators .erheblich, gesteigert. Ein derartiger Massenfilter ist in der US-Patentschrift 3 129 327 beschrieben. Auch bei dieser Anordnung-wird die größere Ausnutzung der in den Analysierbereich eintretenden Teilchen zur Bildung des Analyseergebnisses auf Kosten eines beträchtlich höheren Aufwands erreiclit.spaimungsamplitude reached, where the Y / echselspannungöamplitude remains unchanged. In this way, the transmission efficiency becomes of the analyzer .significantly, increased. Such a mass filter is described in US Pat. No. 3,129,327. With this arrangement too, the greater utilization of the particles entering the analysis area to form the analysis result at the expense of a considerably higher effort.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, die genannten Schwierigkeiten und Nachteile zu beseitigen.The object of the invention is therefore to eliminate the difficulties and disadvantages mentioned.

Dies wird bei einem Gerät der eingangs erwähnten Art nach der Erfindung dadurch erreicht, daß mindestens eine der Elektroden bei der Eintrittsöffnung und bzw. oder bei der Austrittsöffnung seitwärts -in Richtung auf eine oder mehrere der anderen Elektroden verlängert ist. -■ .-This is in a device of the type mentioned after Invention achieved in that at least one of the electrodes sideways at the inlet opening and / or at the outlet opening in the direction of one or more of the other electrodes. - ■ .-

Bei den Verlängerungen kann es sich um elektrisch leitende Scheiben handeln, die bei der Eintrittsöffnung des Analysator auf das Ende der felderzeugenden Elektrode bzw. Elek- , troden aufgesetzt sind, um den Abstand zwischen den Elektrodenflächen senkrecht zur Längsachse des Aiialysierbereichs zu verringern. ■ g The extensions can be electrically conductive disks which are placed on the end of the field-generating electrode or electrodes at the inlet opening of the analyzer in order to reduce the distance between the electrode surfaces perpendicular to the longitudinal axis of the analyzer area. ■ g

Durch die Verringerung des Abstands zwischen den Elektroden eines Massenanalysators bei der Eingangsöffnung des Analysierbereichs erreicht das elektrische Feld bereits näher bei der Eingangsöffnung seine volle Feldstärke. Die in den Analys.i erber eich eintretenden geladenen Teilchen haben daher längs, der Achse,des Analysators eine kürzere Strecke von geringerer elektrischer Feldstärke zu durchschreiten als bei den bekannten Anordnungen. Dieser Bereich des elektrischen Feldes wird mit Randfeld bezeichnet. Da die geladenenBy reducing the distance between the electrodes a mass analyzer at the entrance opening of the analysis area the electric field reaches its full field strength closer to the entrance opening. The ones in the Charged particles entering the analyzer therefore have a shorter distance along the axis of the analyzer to pass through less electric field strength than in the known arrangements. This area of the electrical Field is referred to as edge field. Since the loaded

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Teilchen nun während einer geringeren Zeit oder kürzeren Strecke dem elektrischen Randfeld ausgesetzt sind, wird der in Radialrichtung den Teilchen mitgeteilte Impuls viel kleiner gehalten, als es normalerweise der Fall ist, wenn die Teilchen das elektrische Randfeld passieren.Particles now for a shorter time or less Distance are exposed to the electric fringe field, the momentum imparted to the particles in the radial direction becomes large kept smaller than is normally the case when the particles pass the electrical fringing field.

Durch die nach der Erfindung vorgenommene Verminderung des Randfeldeinflusses auf die geladenen Teilchen ergeben sich mehrere Vorteile hinsichtlich des Aufbaus und der Betriebsweise des Analysators. So kann der Analysierbereich kürzer sein und die Eintrittsenergie der geladenen Teilchen beim Einschuß in den Analysierbereich kann ohne schädliche Auswirkungen auf das Auflösungsvermögen und die Empfindlichkeit des Gerätes vermindert werden. Andererseits kann man ein mit derselben Länge wie bisher ausgeführtes Massenanalysiergerät mit einer niedrigeren Frequenz und einer geringeren Leistung betreiben, ohne daß die Leistungsfähigkeit des Massenanalysators beeinträchtigt wird.The reduction in the edge field influence on the charged particles, which is carried out according to the invention, results several advantages in terms of the construction and mode of operation of the analyzer. So the analysis area can be shorter and the energy of entry of the charged particles when they are injected into the analysis area can be without harmful effects on the resolution and the sensitivity of the device. On the other hand, you can have a the same length as the previously performed mass analyzer with a lower frequency and lower power operate without affecting the performance of the mass analyzer is affected.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Abbildungen beschrieben. The invention is described below with reference to figures.

Fig. 1 zeigt schematisch einen herkömmlichen vierpoligen Massenanalysator.Fig. 1 shows schematically a conventional quadrupole mass analyzer.

Fig. 2 zeigt ein nach der Erfindung ausgeführtes Elektrodenpaar für einen derartigen Massenanalysator. Fig. 2 shows a pair of electrodes designed according to the invention for such a mass analyzer.

Fig. 3 ist ein Schnitt längs der Linie 3-3 von Fig. 2. Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung. Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung.FIG. 3 is a section taken along line 3-3 of FIG. 2. Fig. 4 shows another embodiment of the invention. Fig. 5 is another embodiment of the invention.

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BAD ORlGINAl.BAD ORlGINAL.

Pig. 6 zeigt ein Stabilitätsdiagramm für einen vierpoligen Massenanalysator.Pig. 6 shows a stability diagram for a four-pole Mass analyzer.

Der in Fig. 1 gezeigte Massenanalysator weist Tier längliche, das elektrische leid erzeugende Elektroden 10 auf, die als zylindrische Stäbe ausgebildet und jeweils um 90° um eine Längsachse 12 versetzt sind. Die Längsachse*" 12 wird mit Z-Achse bezeichnet. Weiterhin sind in der Figur am Eintrittsende des Massenfilters die beiden weiteren kartesischen Koordinaten eingetragen, nämlich die X-Achse 14 und die Y-Achse 16. Die in der X-Ebene liegenden Stäbe sind die ((The mass analyzer shown in Fig. 1 has animal elongated, the electrical suffering-generating electrodes 10, which are designed as cylindrical rods and each by 90 ° by one Longitudinal axis 12 are offset. The longitudinal axis * "12 is denoted by the Z-axis. Furthermore, in the figure are at the inlet end of the mass filter entered the two other Cartesian coordinates, namely the X-axis 14 and the Y-axis 16. The bars lying in the X-plane are the ((

positiven oder X-Stäbe, und die in der Y-Ebene liegenden Stäbe sind die negativen oder Y-Stäbe. Eine Wechselspannungsquelle 18 und eine GrIeichspannungsquelle 20 sind jeweils an die X-Stäbe und Y-Stäbe angeschlossen. Der positive Pol der GfIeichspannungsquelle ist dabei mit den X-Stäben und der negative Pol der (Reichspannungsquelle mit den Y-Stäben verbunden. Auf diese Weise wird ein mehrpoliges elektrisches Feld im Ahalysierbereich hervorgerufen, dessen Achse von der Längsachse 12 ausgebildet wird.positive or X-bars, and those lying in the Y-plane Bars are the negative or Y-bars. An AC voltage source 18 and a green voltage source 20 are each connected to the X-bars and Y-bars. The positive pole of the equilibrium voltage source is with the X-bars and the negative pole of the (Reich voltage source is connected to the Y-bars. In this way, a multi-pole electrical Field caused in the Ahalysierbereich whose axis from the Longitudinal axis 12 is formed.

Die stabförmigen Elektroden werden im allgemeinen von einem evakuierten Gehäuse (nicht gezeigt) umgeben. Die zu analy- * sierenden geladenen Teilchen, normalerweise Ionen, stammen von einer Quelle 11 und werden in Längsrichtung der Stäbe und im allgemeinen längs der Z-Achse in Richtung auf einen Detektor 15, der am Ausgangsende der Elektrodenstäbe angeordnet 'ist, in den Analysierbereich gegeben. Die in das Analysierfeld eingeschossenen geladenen Teilchen werden dann hinsichtlich eines vorgegebenen Masse/Ladung-Verhalfcnisses sortiert, das von der Amplitude der Wechselspannung und Gleichspannung und von der Frequenz der dem Analysator zugeführten Wechselspannung bestimmt ist.The rod-shaped electrodes are generally of a surrounded evacuated housing (not shown). The to analyze * sizing charged particles, usually ions from a source 11 and are longitudinally of the rods and generally along the Z-axis towards one Detector 15, which is arranged at the exit end of the electrode rods, is placed in the analysis area. The ones in the Charged particles injected into the analysis field are then determined with regard to a given mass / charge ratio sorted by the amplitude of the alternating voltage and direct voltage and by the frequency of the analyzer supplied AC voltage is determined.

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Die Arbeitsweise eines vierpoligen Massenanalysators oder Massenfilters wird gewöhnlich, an Hand eines Diagramms be- '. schrieben, wie es in Fig. 6 gezeigt ist. Die längs der Ordinate 48 und Abszisse 50 dieses Stabilitätsdiagramms aufgetragenen.Parameter sind der Amplitude der an die Elektroden jdes Massenfilters angeschlossenen Gleich- bzw. Wechselspannung proportional. Bei einem vorgegebenen besonderen Wert für die Wechsel- und Gleichspannung sowie für die frequenz der Wechselspannung kann man die durch das Analysierfeld übertragenen Ionen an Hand der Kurve 52 bestimmen,. fe die mit Abtastkurve oder Abtastlinie bezeichnet wird. Der dreieckförmige Bereich 54 im Diagramm der Pig. 6 wird als der stabile Bereich bezeichnet· Die zur linken und rechten außerhalb dieses dreieckigen stabilen Bereichs liegenden Bereiche werden unstabile Y- und X-Bereiche genannt. Fir die in Fig. 6 gezeigten Verhältnisse werden daher die Ionen eines schmalen Massenbereiches, der den Punkten auf der Linie 52 gerade unterhalb der Spitze des Dreiecks entspricht, vom Analysator übertragen.The mode of operation of a four-pole mass analyzer or mass filter is usually explained 'with the aid of a diagram '. as shown in FIG. The parameters plotted along the ordinate 48 and abscissa 50 of this stability diagram are proportional to the amplitude of the direct or alternating voltage connected to the electrodes of the mass filter. Given a predetermined special value for the alternating and direct voltage and for the frequency of the alternating voltage, the ions transmitted through the analysis field can be determined using curve 52. fe which is referred to as the scan curve or scan line. The triangular area 54 in the diagram of Pig. 6 is referred to as the stable area. The areas outside of this triangular stable area to the left and right are called the Y and X unstable areas. For the relationships shown in Fig. 6, therefore, the ions of a narrow mass range corresponding to the points on line 52 just below the apex of the triangle are transmitted by the analyzer.

Die Abtastlini® 52 kann man auch, heranziehen, um die Bedingungen für ein Ion zu erläutern, das normalerweise durch den Analysator übertragen wird, wenn es am Eingang des Ana-P lysators durch das Eandfeld läuft. Da in diesem Bereich die Feldstärke von Null bis zu ihrem vollen Wert anwächst, haben die Ionen, die ein zur Übertragung geeignetes Masse/Ladung-Verhältnis aufweisen, beim Passieren dieses Bereiches eine nicht stabile Flugbahn. Sie entsprechen also in diesem Randfeld Ionen, deren Arbeitspunkte auf demjenigen Teil der Abtastlinie liegen, die in äen nichtstabilen Y-Bereich des Stabilitätsdiagramms fallen. Im nichtstabilen Y-Bereich erhalten die Ionen einen Impuls in. der Y-Eichtung, also in einer senkrecht auf der Achse 12 stehenden Richtung der Impuls hinreichend groß ist, trifft das Ion auf Elektrodenstab auf und entlädt sich.The scanning line 52 can also be used to explain the conditions for an ion that is normally transmitted through the analyzer when it passes through the field at the entrance of the analyzer. Since the field strength increases from zero to its full value in this area, the ions, which have a suitable mass / charge ratio for transmission, have an unstable trajectory when passing this area. In this marginal field they therefore correspond to ions whose working points lie on that part of the scanning line which falls in the unstable Y area of the stability diagram. In the unstable Y region, the ions receive an impulse in the Y direction, that is to say in a direction perpendicular to the axis 12 the impulse is sufficiently large, the ion hits the electrode rod and is discharged.

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Um diese Auswirkungen des Randfeldes zu verringern, werden an der Eintrittsöffnung zum Analysierbereich eine oder mehrere der das elektrische Feld erzeugenden Elektroden in einer in den Pig. 2 und 3 gezeigten Weise geformt. Wie es die Abbildungen zeigen, wird der Abstand zwischen den Stäben am Eingangsende senkrecht .zur Richtung der Längsachse 12 des Analysierbereieh.es vermindert. Die durch eine Eintrittsblende eingeschossenen geladenen Teilchen durchlaufen daher schneller die Strecke zwischen dem beim. Eintrittsende 28 der Elektroden 21 und 23 liegenden feldlosen Bereich und dem Bereich maximaler feldstärke im Inneren des Analysierbereichs, da diese Strecke kürzer ist. Infolge der Verminderung dieser Randfeldstrecke in Richtung der Längsachse 12 des Analysators werden die in d.en Analysator eintretenden geladenen Teilchen während einer kleineren Anzahl von Perioden der mit den Elektroden verbundenen Wechselspannung ausgesetzt, so daß der den geladenen Teilchen normalerweise erteilte radiale Impuls geringer ist. Das bedeutet, daß die Ionen den stabilen Bereich des Stabilitätsdiagramms in einer kürzeren Zeit erreichen»In order to reduce these effects of the edge field, one or more of the electrodes generating the electric field are placed in an in the Pig at the inlet opening to the analysis area. 2 and 3 shaped manner shown. As the figures show, the distance between the rods at the entrance end is reduced perpendicular to the direction of the longitudinal axis 12 of the analysis area. The charged particles shot in through an entry aperture therefore travel faster through the path between the at. Entrance end 28 of the electrodes 21 and 23 lying fieldless area and the area of maximum field strength in the interior of the analysis area, since this distance is shorter. As a result of the reduction in this fringe field distance in the direction of the longitudinal axis 12 of the analyzer, the charged particles entering the analyzer are exposed to the alternating voltage connected to the electrodes for a smaller number of periods, so that the radial impulse normally imparted to the charged particles is lower. This means that the ions reach the stable area of the stability diagram in a shorter time »

Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in den Pig. 4 und 5 gezeigt. Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform sind zwei Elektroden 30 und 32 an ihrem Eingangsende mit Scheiben 34 und 36 versehen, die leitend mit den Elektroden verbunden sind. Diese Scheiben 34 und 36 verringern den Abstand zwischen den Elektroden am Eintrittsende des Analysierbereichs und verkürzen auf diese Weise die Länge des störenden Randfeldes. Bei der in der Pig. 5 dargestellten Ausführungsform weisen zwei Elektroden 42 und 44 jeweils einen Bund 38 bzw. 40 an ihrem Ende auf. Mit größerem Bunddurchmesser nimmt der Abstand senkrecht zur Längsachse 46 der Elektroden 42 und 44 ^a^ Ende der Elektroden ab.Further embodiments of the invention are set out in the Pig. 4 and 5 shown. In the embodiment shown in FIG. 4, two electrodes 30 and 32 are provided at their input end with disks 34 and 36 which are conductively connected to the electrodes. These disks 34 and 36 reduce the distance between the electrodes at the entry end of the analysis area and in this way shorten the length of the interfering edge field. At the one in the Pig. 5, two electrodes 42 and 44 each have a collar 38 and 40, respectively, at their end. With a larger collar diameter, the distance perpendicular to the longitudinal axis 46 of the electrodes 42 and 44 ^a ^ end of the electrodes decreases.

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Obwohl die Erfindung im vorliegenden Pail an Ifend eines vierpol-igen Massenfilters beschrieben ist, kann sie gleichermaßen bei einem einpoligen oder zweipoligen Mässenanalysator angewendet werden·. Durch die Verringerung des Abstandes zwischen den das elektrische Feld erzeugenden Elektroden bei der EintrittsÖffnung des Analysators wird die Länge des störenden Feldrandes verkürzt und damit der Übertragungswirkungsgrad des Analysators erhöht. Zur Ausführung der Erfindung kann man auch den Durchmesser der stabförmigen Elektroden eines Massenanalysators verändern. Macht man P beispielsweise den Durchmesser der Elektroden nahe bei der Eintrittsblende größer als an den übrigen Stellen, dann erreicht das elektrische Feld auf der Längsachse des Analysierbereichs seinen Maximalwert an einem der Eingangsblende näher liegenden Ort. Die genaue Form und das Ausmaß der vergrößerten Elektrodenteile sind dabei von untergeordneter Bedeutung. Vorzugsweise sollten die nach der Erfindung vorgenommenen Abänderungen am Eingangsende der Elektroden symmetrisch und für jeden Elektrodenstab gleich sein. Bei einem vierpoligen Massenfilter werden vorzugsweise nur die negativen oder Y-Stäbe abgeändert, da der Radialimpuls normalerweise in Y-Richtung erfolgt.Although the invention in the present Pail an Ifend one four-pole mass filter is described, they can equally in the case of a single-pole or two-pole mass analyzer be applied·. By reducing the distance between the electrodes that generate the electric field at the inlet opening of the analyzer, the length becomes the interfering field edge is shortened and thus the transmission efficiency of the analyzer is increased. To execute the In accordance with the invention, the diameter of the rod-shaped electrodes of a mass analyzer can also be changed. Do one P, for example, the diameter of the electrodes near the entrance aperture is greater than at the other locations, then reaches the electric field on the longitudinal axis of the analysis area its maximum value at a location closer to the entrance aperture. The exact shape and extent of the enlarged electrode parts are of subordinate importance. Preferably, the modifications made in accordance with the invention at the input end of the electrodes should be symmetrical and the same for each electrode rod. At a Four-pole mass filters, preferably only the negative or Y-bars are modified since the radial momentum is normally takes place in the Y direction.

Bei der AustrittsÖffnung des Analysierbereichs werden vorzugswiese dieselben Abänderungen an den das elektrische Feld erzeugenden Elektroden vorgenommen. Am Austrittsende herrscht nämlich ein ähnliches Randfeld, das den Ionen einen ähnlichen radialen Impuls mitteilt. Auf diese Weise kann der Übertragungswirkungsgräd für die Ionen noch mehr gesteigert • werden.At the exit opening of the analysis area, preferably made the same changes to the electrodes generating the electric field. At the exit end there is a similar fringing field that gives the ions a similar radial impulse. In this way, the The transfer efficiency for the ions can be increased even more.

Durch die Verkürzung der Randfelder in Richtung der Längs-. achse des Analysierbereichs, sowohl bei der Eingangs- als auch bei der AusgangsÖffnung, werden gegenüber den bekanntenBy shortening the marginal fields in the direction of the longitudinal. axis of the analysis area, both for the input and also with the exit opening, are compared to the known

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Anordnungen große Vorteile erzielt. Fach den Maßnahmen der Erfindung kann man einen Massenanalysator bauen, bei dem die geladenen Teilchen mit einer geringeren Geschwindigkeit in einen kürzeren Analysierbereich eingeschossen werden, als bei einem herkömmlichen Massenanalysator von gleichem Auflösungsvermögen .und gleicher Empfindlichkeit, der gleichförmig ausgebildete, aber dafür längere Elektrodenstäbe aufweist und bei dem die Ionen mit einer höheren Geschwindig- ■ keit in den Analysierbereich eingeschossen werden müssen. Andererseits kann man einen Massenanalysator vorgegebener Länge, der die Merkmale der Erfindung aufzeigt, mit einer niedrigeren Frequenz und geringeren Leistung betreiben, ohne daß dabei das Auflösungsvermögen oder die Empfindlichkeit beeinträchtigt werden. Ein entsprechend der Erfindung aufgebautes Gerät weist also im Gegensatz zu einem herkömmlichen Gerät bei gleicher Leistung und gleicher Größe eine wesentlich höhere Empfindlichkeit bei gleichem Auflösungsvermögen .oder ein höheres Auflösungsvermögen bei gleicher Empfindlichkeit auf.Arrangements achieved great advantages. Subject the action of the Invention you can build a mass analyzer in which the charged particles are shot into a shorter analysis area at a slower speed than with a conventional mass analyzer of the same resolution .and the same sensitivity, which has uniformly formed but longer electrode rods and in which the ions move at a higher speed must be shot into the analysis area. On the other hand, one can use a mass analyzer of predetermined length which exhibits the features of the invention with a operate at lower frequency and lower power without that it is the resolution or the sensitivity be affected. A device constructed according to the invention therefore has, in contrast to a conventional one Device with the same power and size, a significantly higher sensitivity with the same resolution. Or a higher resolution with the same Sensitivity to.

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Claims (9)

- ίο -- ίο - PatentansprücheClaims 1 e Gerät zum Trennen von verschieden geladenen Ionen in einem Analysierbereich mit einer Eintrittsöffnung und einer Austrittsöffnung sowie mit mindestens zwei voneinander getrennt angeordneten Elektroden, die den AnalysierfeereieJh seitlich begrenzen und sich im wesentlichen von der Eintrittsöffnung zur Austritt s öffnung erstrecken, da dur eh gekennzeichnet, daß mindestens eine der Elektroden bei der Eintritts öffnung und bzw. oder !bei der Austrittsöffnung seitwärts in Richtung auf eine oder meihrere der anderen Elektroden verlängert ist.1 e device for separating differently charged ions in one Analysis area with an inlet opening and an outlet opening and at least two separated from one another arranged electrodes, which laterally support the analysis area limit and extend essentially from the inlet opening extend to the outlet s opening, as marked by anyway, that at least one of the electrodes at the inlet opening and / or! at the outlet opening sideways in the direction of one or more of the others Electrodes is extended. 2. Gerät nach Anspruch 1 mit einer Stabelektrode land einer .Winkelelektrode, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabelektrode an ihrem einen oder an ihren "beiden Enden in Richtung auf die Winkelalektrode seitwärts verlängert ist.2. Apparatus according to claim 1 with a rod electrode land one .Angled electrode, characterized in that that the stick electrode on one or both of them Ends extended sideways in the direction of the angle electrode is. 3. Gerät nach Anspruch 1 mit zwei Elektroden_f dadurch gekennzeichnet , daß nur eine der beiden Elektroden an ihrem einen oder an ihren beiden Enden seitwärts in Richtung auf die andere Elektrode verlängert ist·3. Device according to claim 1 with two electrodes _f, characterized in that only one of the two electrodes is extended sideways at one or both ends in the direction of the other electrode. 4. Gerät nach Anspruch 1 mit zwei Elektroden,, dadurch gekenn ζ e i c hnet _? daß beide Elektroden an ihrem einen oder an ihren beiden Enden seitwärts in BieMrung aufeinander verlängert sind.4. Apparatus according to claim 1 with two electrodes ,, thereby marked ζ eic hnet _? that both electrodes are extended sideways in bending to one another at one or both of their ends. 5. Gerät nach Anspruch 1 mit vier Elektroden, dadurch gekennzeichnet , daß zwei der vier Elektroden an ihrem einen oder an ihren beiden Enden seitwärts in Rieh« tung aufeinander verlängert sind,5. Apparatus according to claim 1 with four electrodes, characterized characterized in that two of the four electrodes at one end or at both ends sideways in Rieh " are extended to each other, 109825/1621109825/1621 6. Gerät nach Anspruch. 1 mit vier Elektroden, dadurch gekennzeichnet , daß alle vier Elektroden an ihrem einen oder an ihren beiden Enden seitwärts in Sichtung auf eine gegenüberliegende der vier Elektroden verlängert sind. .6. Device according to claim. 1 with four electrodes, thereby characterized in that all four electrodes are viewed sideways at one or both ends thereof are extended to an opposite of the four electrodes. . 7. Gerät nach einem, oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, d .a d u r c h gekennzeichnet , daß die Verlängerungen nach seitwärts von den Elektroden wegragende oder vorspringende, elektrisch leitende Materialien sind.7. Device according to one or more of the preceding claims, d .a d u r c h marked that the extensions are electrically conductive materials protruding sideways from the electrodes. 8. "Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerung nach seitwärts bei allen Elektroden elektrisch leitende, mit den Elektrodenenden verbundene Scheiben sind.8. "Device according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the extension to the side of all electrodes are electrically conductive disks connected to the electrode ends. 9. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch geke η η zeichnet, daß die Verlängerung nach seitwärts bei allen Elektroden auf die Elektroden aufgebrachte elektrisch leitende Bundringe sind.9. Device according to one or more of claims 1 to 6, characterized geke η η is characterized in that the extension by sideways while all of the electrodes applied to the electrodes are electrically conducting collars. 109825/1621109825/1621 Lee rs eit eLee back e