重庆科技学院：《油气在线分析理论与方法》课程教学课件（PPT）第10章 工业质谱仪原理

@)重喷科技院 CHONGQING UNIVERSITY OF SCIENCE TECHNOLOGY 第十章工业质谱仪原理

第十章 工业质谱仪原理

重科技院 CHONGQING UNIE RSTY OF SCIENCE A TEOINOI OGY 质谱分析法和工业质谱仪的组成 二、电子轰击型离子源 目录(三 、真空系统 (四、进样系统 五、质谱图和定量分析 六、质谱仪的主要性能指标 七、工业质谱仪的应用

2 二、电子轰击型离子源 第 2 页 三、真空系统 目 录 一、质谱分析法和工业质谱仪的组成 四、进样系统 五、质谱图和定量分析 六、质谱仪的主要性能指标 七、工业质谱仪的应用

重科技院 CHONGQING UNIE RSTY OF SCIENCE A TEOINOI OGY 101质谱分析法和工业质谱仪的组成 质谱分析法通过对被测样品离子质荷比的测定来分析其组成 被分析的样品首先要离子化 利用不同离子在电场或磁场中运动行为的不同,把离子按质荷比(m/z)分开 而得到质谱 通过样品的质谱和相关信息,可以得到样品的定性定量结果

10.1 质谱分析法和工业质谱仪的组成 质谱分析法通过对被测样品离子质荷比的测定来分析其组成。 被分析的样品首先要离子化 利用不同离子在电场或磁场中运动行为的不同，把离子按质荷比(m/z)分开 而得到质谱 通过样品的质谱和相关信息，可以得到样品的定性定量结果

重科技院 CHONGQING UNIE RSTY OF SCIENCE A TEOINOI OGY 工业质谱仪是工业生产流程中使用的在线质谱仪,它是一种小型的 气体分析质谱仪,目前使用的质量分析器有单聚焦扇形磁场、四极 杆、飞行时间三种

工业质谱仪是工业生产流程中使用的在线质谱仪，它是一种小型的 气体分析质谱仪，目前使用的质量分析器有单聚焦扇形磁场、四极 杆、飞行时间三种

重科技院 CHONGQING UNIE RSTY OF SCIENCE A TEOINOI OGY 质谱仪检测系统的基本组成 进统腐子爆-质量分器一腐子伦测器

质谱仪检测系统的基本组成

重科技院 CHONGQING UNIE RSTY OF SCIENCE A TEOINOI OGY 102电子轰击型离子源 根据工作原理的差别,离子的接收和检测方法主要有以下两种 ≯直接电测法:离子流直接为金属电极所接收,并用电学方法记录离子流。例如用法拉第筒 作为离子接收器。 二次效应电测法:利用离子引起的两次效应,产生二次电子或光子,然后用相应的倍增器 或电学方法记录离子流。二次电子倍增器就属于这一 ≯在工业质谱仪中,法拉第筒一般用于常量组分的检测,二次电子倍增器则多用于微量组分 的检测

10.2 电子轰击型离子源 ➢根据工作原理的差别，离子的接收和检测方法主要有以下两种： ➢直接电测法：离子流直接为金属电极所接收，并用电学方法记录离子流。例如用法拉第筒 作为离子接收器。 ➢二次效应电测法：利用离子引起的两次效应，产生二次电子或光子，然后用相应的倍增器 或电学方法记录离子流。二次电子倍增器就属于这一类。 ➢在工业质谱仪中，法拉第筒一般用于常量组分的检测，二次电子倍增器则多用于微量组分 的检测

重科技院 CHONGQING UNIE RSTY OF SCIENCE A TEOINOI OGY 10.21法拉第筒检测器 1—离子束;2—入口缝;3—离子抑制极 4—接地缝;5一二次电子抑制极;6—离子 接收器

10.2.1 法拉第筒检测器 1—离子束；2—入口缝；3—离子抑制极； 4—接地缝；5—二次电子抑制极；6—离子 接收器

重科技院 CHONGQING UNIE RSTY OF SCIENCE A TEOINOI OGY 1022二次电子倍增器 一定能量的正离子打击阴极 的表面,产生若千二次电子 然后用多级瓦片状的二次电 接放大器 极(或称打拿极)使二次电子 不断倍增,最后为阳极所检 测 1—离子束;2—阴极;3—打拿极(二次极);4—阳极

10.2.2 二次电子倍增器 ➢一定能量的正离子打击阴极 的表面，产生若干二次电子， 然后用多级瓦片状的二次电 极(或称打拿极)使二次电子 不断倍增，最后为阳极所检 测。 1—离子束；2—阴极；3—打拿极（二次极）；4—阳极

重科技院 CHONGQING UNIE RSTY OF SCIENCE A TEOINOI OGY 1023单检测器和多检测器配置 ≯在单聚焦式扇形磁场工业质谱仪检测系统中,有单检测器和多检测器两种配置 ≯在单检测器配置中,离子加速电压固定时,可通过扫描磁场强度来测定mz。用 这个方法,使特定的离子从离子源出发穿过一个固定半径的路径到达检测器。 在多检测器配置中,不同质荷比的离子都有特定的运动轨道半径,并都有各自的 离子聚焦点,形成聚焦平面。每一种质荷比即代表所需要测定的组分

10.2.3 单检测器和多检测器配置 ➢在单聚焦式扇形磁场工业质谱仪检测系统中，有单检测器和多检测器两种配置。 ➢在单检测器配置中，离子加速电压固定时，可通过扫描磁场强度来测定m/z。用 这个方法，使特定的离子从离子源出发穿过一个固定半径的路径到达检测器。 ➢在多检测器配置中，不同质荷比的离子都有特定的运动轨道半径，并都有各自的 离子聚焦点，形成聚焦平面。每一种质荷比即代表所需要测定的组分

重科技院 CHONGQING UNIE RSTY OF SCIENCE A TEOINOI OGY 单检测器 多检测器 (1)通过软件,可灵活地进行分析选择(1)固定地监测3~9个谱峰 (2)单放大器,自动修正信号量程 (2)多个放大器,固定增益的模拟量输出 一定的动态响应范围 (3)可选用法拉第筒或二次电子倍增器切(3)仅能使用法拉第检测器,一般可达到 换检测,低于10-6级的灵敏度 低于10-4级的灵敏度 (4)要求电路稳定性高,可变磁场扫描相(4)电路相对简单且信号稳定 对复杂 表10-1单检测器和多检测器配置的特点比较

单 检 测 器 多 检 测 器 (1) 通过软件，可灵活地进行分析选择 (2) 单放大器，自动修正信号量程 (3) 可选用法拉第筒或二次电子倍增器切 换检测，低于l0 -6级的灵敏度 (4) 要求电路稳定性高，可变磁场扫描相 对复杂 (1) 固定地监测3～9个谱峰 (2) 多个放大器，固定增益的模拟量输出， 一定的动态响应范围 (3) 仅能使用法拉第检测器，一般可达到 低于l0 -4级的灵敏度 (4) 电路相对简单且信号稳定 表10-1 单检测器和多检测器配置的特点比较