Введение
Глава 1. Масс-спектрометрическое определение состава природных и техногенных образцов в масштабе реального времени 12
1.1.Основные способы, используемые для in-situ, on-line мониторинга... 12
1.2.Применение масс-спектрометрии 15
1.2.1 .Гибридные методы 16
1.2.2.Тенденции развития 20
1.3. Масс-спектрометрические системы для in-situ, on-line анализа 21
1.3.1.Масс-анализаторь 22
1.3.2. Ионные источники 24
1.3.3.Устройства ввода и экстракция исследуемых компонентов из пробы 27
1.3.4. Системы регистрации 30
1.4. In-situ, on-line мониторинг, требования к портативной аппаратуре...32
1.4.1. Масс-энергоанализаторы для исследования ионов космической и лабораторной плазмы 38
1.4.2.Приборы для экологического мониторинга и контроля технологических процессов в промышленности 48
1.5.Выводы первой главы 53
Глава 2. Ионная оптика портативных масс-спектрометров 56
2.1. Масс-спектрометры для прямого масс- и энерго- анализа ионов в потоковых структурах 57
2.1.1. Статические масс-спектрометры с несмещенными магнитным и электрическим полями 57
а. анализаторы призменного типа:
-масс-энергоанализатор с большой площадью входного окна, полученной за счет общей независимой координаты электростатических и магнитной линз 60
-масс-энергоанализатор с возможностью проведения масс-анализа ионов вне зависимости от исходной энергии 68
б. анализаторы секторного типа:
-масс-энергоанализатор с двойной фокусировкой по углу и по энергии и осесимметричной функцией пропускания 72
-масс-энергоанализатор с фокусировкой по комбинации параметров: угол - энергия 88
2.1.2. Динамический времяпролетный масс-энергоанализатор 94
2.2.Секторные магнитные масс-спектрометры со скрещенными магнитным и электрическим полями (для изучения состава газообразных, жидких или твердых образцов) 100
2.2.1.с радиальными границами однородного поля 101
2.2.2. со скошенной выходной границей однородного поля 109
2.2.3.С криволинейной выходной границей магнитного поля 114
2.3 .Выводы второй главы 122
Глава 3. Введение пробы в масс-спектрометр 124
3.1 Системы ввода газообразных и жидких проб 124
3.1.1 Ввод пробы через отверстие в диафрагме 124
3.1.2 Мембранные системы ввода 127
а)Мембранный ввод, его возможности и особенности. Одиночная мембрана 128
б) Ввод пробы левеллиновского типа 136
в)Циклический нестационарный режим введения пробы в масс-спектрометр через многомембранную систему 145
3.1.3 Струйная система ввода 167
3.2. Ввод потока заряженных частиц в энерго- и масс-анализаторы в плазменных исследованиях. Электростатический фильтр 176
3.3.Выводы третьей главы 183
Глава 4. Определение состава потоков заряженных частиц в режиме реального времени 187
4.1. Масс-энергоанализатор в эксперименте по исследованию солнечного ветра в программе «ИНТЕРШОК» 187
4.2. Применение портативного масс-энергоанализатора призменного типа для исследования элементного и зарядового состава частиц в потоке лазерной плазмы 205
4.3.Выводы четвертой главы 210
Глава 5. Портативные приборы для мониторинга газов и летучих веществ в режиме реального времени в экологии, геофизике и при технологическом контроле 211
5.1. Масс-спектрометры для определения состава газов и летучих веществ в пробах газа. Их применение 211
5.1.1 Экологический контроль 214
5.1.2. Геофизические исследования и технологический контроль 222
5.2. Приборы для определения растворенных в воде газов и летучих органических веществ. Их применение в экологии 231
5.3.Выводы пятой главы 237
Глава 6. Мобильный масс-спектрометр для определения солей металлов в морской воде. Ионно-оптическая схема. Численное моделирование и экспериментальная проверка 239
6.1. Система ввода и экстракции пробы. Ионный источник 239
6.2. Масс-анализатор 243
6.3. Система детектирования 246
6.4. Обсуждение результатов расчета и эксперимента 251
6.5. Выводы шестой главы 256
Основные результаты работы 258
Список цитируемой литературы 260
