Spark source - Голямата енциклопедия на нефта и газа, статия, страница 1
източник на искра
Източникът на искра е йонизационна камера с два електрода за генериране на искра и система, необходима за образуване на йонен лъч и се състои от извличащи, фокусиращи и ускоряващи лещи. Електродите за искров разряд са направени от графитни пръчки. Прахообразните проби се нанасят директно върху електродите, чиито краища са конусовидни. [1]
Трудно е да се поддържа стабилен разряд в източник на искра поради промяна в ширината на междината и редица други фактори; следователно по време на анализа условията в разрядната плазма варират значително. [2]
В източник на искра (фиг. 10) се поддържа искров разряд между два електрода Z на анализирания материал с диаметър 2–3 mm), разположени на разстояние 0–5 mm (ако анализираният материал е диелектрик, тогава той се поставя вътре в тръбен метал. Към електродите се прилага импулсно напрежение с продължителност на импулса 25–200 микрона/сек с честота на повторение няколко [4]
В източник на искрови йони (както в поредица от отделни повреди, така и при използване на еднополюсен задействащ разряд) се образуват различни йони. Това може да е резултат от напълно различни механизми, работещи или в различни местни области, или на различни интервали от време. Например, многозарядни йони (със заряд десет или повече) обикновено се образуват във високочестотен искров източник. Такива йони могат да се образуват само в резултат на сблъсъци на електрони. Тъй като прагът на йонизация за тези многозарядни йони е много по-висок от 1 keV, за образуването им са необходими електрони с висока енергия. Те трябва да се образуват или чрез добавяне на електрони с енергия под 1 eV на повърхносттаразпръскване или чрез йонизация на Saha-Langmuir от горещи точки на повърхността. Още по-малко разбрано е образуването на отрицателно заредени молекулни йони. [5]
В конвенционален източник на искрови йони факторът, който влияе върху извличането на йони от плазмата, очевидно е постоянното поле, създадено от източника на ускоряващо напрежение и проникващо в областта на искровото разреждане. Увеличаването на това поле трябва да увеличи приноса на елементите на плазмения обем при по-неблагоприятни условия и по този начин да допринесе за по-представително извличане на йони. [6]
Тези свойства на източника на искра правят невъзможно използването му в масспектрометри с единично фокусиране. Голямото разпространение на йони в енергията диктува необходимостта от фокусиране на йони по отношение на скоростите, а нестабилността на йонния ток налага използването на интегрален метод за записване на масовия спектър. Във всички устройства с източник на искра масовият спектър обикновено се записва върху фотографска плака или се използва електрически детектор. Изборът на метода за фотографски запис се дължи на неговата простота, нечувствителност към флуктуациите на йонния ток и възможността за едновременно записване с висока чувствителност на широк спектър от елементи, съдържащи се в анализираната проба. [7]
Основните части на източника на искра са показани на фиг. 5.76. Най-модерните спектроскопични източници обикновено са оборудвани с устройства за възбуждане както на искрови, така и на дъгови разряди. [8]
Инструментите с източник на искрови йони бяха обсъдени подробно в предишните глави, така че тук ще бъдат представени само модификации за повърхностен анализ на твърди вещества и тънки слоеве. [9]
Масспектрометърът с източник на искрови йони е много ценен инструмент за определяне на примеси в твърди вещества.тела. Следват основните характеристики на метода, които го правят много привлекателен за анализ. [10]
Най-широко използваният източник на RF искра, който се намира в една фиксирана точка и пробата се сканира. Този източник е много удобен за изучаване на състава на филмите в зависимост от дълбочината. [единадесет]
Въглеродните дъги и непрекъснатите искрови източници, направени от метали, които бяха широко използвани в миналото, сега практически не се използват. Те имат повече недостатъци, отколкото предимства. [12]
Модулирането на интензитета на излъчване на източник на искра (или слънчева светлина) с помощта на механичен затвор или въртящо се огледало беше използвано от Fizeau и Michelson, които използваха оптични импулси за измерване на скоростта на светлината. Използването на електрооптични затвори (сега тяхната скорост е увеличена до единици пикосекунди) направи възможно фундаменталното подобряване на тази техника. Бързата електрооптична модулация се използва и в съвременните пикосекундни лазерни системи. [13]
Друга модификация на източника на искра, която може да доведе до по-представителен йонен ток, е предложена в раздел. [14]