В связи с уходом некоторых зарубежных компаний с российского рынка актуализировалась проблема приобретения комплектующих для отечественных разработчиков и производителей масс-спектрометров, в частности, детекторов. Одновременно возникла проблема замены исчерпавших ресурс детекторов в уже действующих на территории страны импортных масс-спектрометрах (срок службы детектора составляет 1-2 года, масс-спектрометра — 10-15 лет).
ВТЦ «Баспик» предлагает разработчикам и производителям масс-спектрометров TOF-детекторы , а также услуги по замене детекторов в импортных масс-спектрометрах на отечественные аналоги с адаптацией последних при необходимости.
Наибольшее распространение получили квадрупольные и времяпролётные масс-спектрометры.
В качестве детекторов в квадрупольных масс-спектрометрах используются динодные ВЭУ или каналтроны — ВЭУ с распределённым потенциалом. Недостатком динодных ВЭУ является нестабильность работы при многократном воздействии атмосферы. Канальные электронные умножители — надежные и эффективные детекторы положительных и отрицательных ионов, а также электронов и фотонов. Cтеклянные поверхности могут выдерживать многократные циклы между вакуумом и атмосферой без ухудшения характеристик, характерного для дискретных динодных умножителей. С другой стороны, динамический диапазон канальных умножителей ниже из-за ограничения выходного тока при входе в режим насыщения. В рамках выполнения ОКР с НИЯУ МИФИ ВТЦ «Баспик» разработал модификацию серийного канального умножителя ВЭУ-6М, увеличив максимальный ток линейного режима, и, тем самым, расширив его динамический диапазон.
Параметры ВЭУ-6М-1
| Наименование параметра | Норма |
|---|---|
| Коэффициент усиления при напряжении питания Uпит ≤3000 В | 1×108, не менее |
| Скорость счёта темновых импульсов, имп/с | 1, не более |
| Ток проводимости канала при Uпит=3000 В, мкА | 70, не менее |
| Линейный выходной ток, мкА | 10% от тока проводимости, не менее |
| Амплитудное разрешение при скорости счета от 1×103 до 5×103 имп/с и Uпит, соответствующем коэффициенту усиления не менее 1×108 | 0,8, не более |
Благодаря своим характеристикам, ВЭУ-6М-1 может применяться как для измерений в аналоговом режиме, так и в режиме счета.
Времяпролетная масс-спектрометрия определяет налетающие ионы путем измерения времени, которое тратит ион на продвижение от источников ионов к детектору. Детекторы для времяпролетных масс-спектрометров должны иметь высокоскоростной отклик и регистрировать ионы с высокой эффективностью. Поэтому в данных детекторах, в основном, используются МКП, которые имеют высокую чувствительность к ионам и субнаносекундное время отклика. Детекторы для времяпролетных масс-спектрометров (TOF-детекторы) помимо малой длительности импульса должны иметь выходной сигнал без затухающих колебаний.
ВТЦ «Баспик» оптимизировал конструкцию времяпролётных детекторов на базе МКП с рабочим диаметром 25 мм для получения импульса длительностью менее 1 нс без затухающих колебаний.
Параметры TOF детектора
| Характеристики | Значение параметра |
|---|---|
| Рабочий диаметр, мм, не менее | 26 |
| Диаметр канала, мкм | 6-10 |
| Количество МКП | 2 |
| Коэффициент усиления при напряжении на сборке МКП 2200 В, не более | 1×107 |
| Сопротивление одной МКП, МОм | 20-50 |
| Плотность скорости счета темновых импульсов, имп/(сек×см2), не более | 2 |
| Ширина импульса (ПШПВ), нс, не более | 0,9 |
Создана также конструкция плоского детектора, собранного со схемой питания на печатной плате. Плата, на которой монтируется МКП-детектор, содержит делитель напряжения детектора, элементы схемы подачи питания и коаксиальный разъём для съёма сигнала. Сборка детектора с платой позволяет уменьшить влияние паразитных индуктивностей, в результате выходной импульс МКП-детектора приобретает классическую форму практически без затухающих колебаний с улучшенными временными характеристиками. Компактная конструкция, имеющая 2 ввода для подачи напряжения питания и коаксиальный разъём для съёма сигнала, более адаптирована к применению и позволяет легко осуществлять установку и замену детектора при необходимости.