REZULTATE ALE CERCETARII

 

Studiul analizorului temporal de inalta sensibilitate

 

             S-a studiat analizorul temporal de inalta sensibilitate avidentiindu-se proprietatile iono-optice de dispersie de masa si focalizare ale analizorului de inalta sensibilitate. Acest studiu s-a sprijinit pe studiul de optica al analizorului ultrasensibil pentru elaborarea solutiei noi de analizor temporal. Astfel au fost analizate proprietatile ion-optice de focalizare temporala de energie a oglinzilor electrostatice cu electrozi curbati cilindrici. Astfel au fost evidentiate proprietatile focalizante temporale de energie ale oglinzilor cu convexitatea orientata spre sursa de ioni. S-a definit configuratia cu proprietatile cele mai avantajoase care asigura focalizare temporala de ordinul doi dupa energie. Focalizarea temporala de energie de ordinul doi se poate obtine cu oglinzile electrostatice plane cu doua trepte. Oglinda cilindrica are avantajul evident ca utilizeaza o singura grila ceea ce reduce substantial pierderile si descompunerilor de ioni care conduc la reducerea intensitatii varfurilor si la impurificarea spectrului in cazul configuratiei clasice.

            Prin simularea traiectoriilor ionice in campurile electrostatice s-au definit  proprietatile iono-optice temporale si cele de focalizare transversala ale analizorului.

            Prin simulare pe calculator s-au determinat distributiile de potential si suprafetele echipotentiale pentru configuratiile cu suprafete echipotentiale concentrice cit si excentrice, de interes si pentru determinarea erorilor de montaj a componentelor analizorului.

            Pentru solutia noua de analiza temporal ultrasensibil s-a determinat dispersia de masa si s-a dedus formula de rezolutie temporala. S-a calculat rezolutia temporala pentru analizorul cu focalizare de ordinul doi pentru un spectrometru in care traiectoriile ionice se extind pe cca 35cm. Rezolutia se estimeaza la peste 4000 pentru sursa operata in regim de rezolutie inalta si peste o suta in regim de sensibilitate inalta.

 

  sus

 

Proiectarea subansamblelor mecanice si electronice ale modelului functional de detector ultrasensibil de explozivi

 

            S-a elaborat proiectul de model functional definindu-se schema bloc a acestuia. S-au definit si proiectat subansamblele si componentele mecanice si electronice ale modelului functional. S-au proiectat ansamblul modelului functional care cuprinde subansamble de vid ca tubul de zbor si flansele cu treceri de vid ale sursei si detectorului de ioni. S-a proiectat ansamblul de generare si analiza ioni care cuprinde ca subansamble de optica ionica sursa de ioni negativi, oglinda electrostatica cilindrica si detectorul de ioni cu placi multicanal. S-au proiectat unitati de alimentare, subansamblul electronic, al modelului functional.

 

  sus

 

Realizarea subansamblelor mecanice si electronice ale modelului functional de detector ultrasensibil de explozivi.

 

           S-au realizat fizic subansamblele mecanice si electronice ale modelului functional de detector ultrasensibil de explozivi:

  • sursa de ioni a detectorului ultrasensibil de explozivi (placa suport din otel inoxidabil nemagnetic 10TiNiCr180 de dimensiuni 70mm x 72mm; suporturile exterior si interior ale grilelor de raza 30mm, 20mm si 10 mm; cusca de electroni din otel inoxidabil fixata impreuna cu filamentul din fir de wolfram de 0.15 mm diametru pe un suport masiv independent; teava de introducere a gazului si ai vaporilor de substante volatile; pinii si conductorii electrici pentru polarizarea electrozilor sursei (in numar de sase) si alimentarea filamentului.

  • oglinda electrostatica realizata astfel incat sa se respecte dimensiunile gabaritice din proiect si anume latimea de 460mm. S-au construit electrozii principali ai oglinzii electrostatice avand forma cilindrica. Electrozii auxiliari prevazuti pentru generarea distributiei de potential propuse, au fost realizati din tabla prelucrata in forma de coroane circulare. S-a realizat placa de baza care sustine oglinda electrostatica, sursa de ioni si detectorul cu placi multicanal.

  • tubul de zbor construit din otel prevazut la capete cu flanse, avand lungimea de 1m specificata.

  • sistemul de pompaj din pompa turbo-moleculara TMH330, produsa de Pfeiffer, cu o viteza de pompaj de 330l/s.

  • sistemul de introducere realizat astfel ca sa asigure intrarea gazului sau vaporilor printr-un tub capilar pana in camera de ionizare situata intre grila de 30mm raza si cea de 20mm raza, a sursei de ioni.

S-au realizat componentele constitutive ale subansamblelor de optica ionica si vid precum si asamblarea montajelor si unitatilor electronice afectate modelului functional. Pentru realizarea ritmica a detectorului ultrasensibil s–a prevazut experimentarea independenta, in devans, a unui element cheie al detectorului ultrasensibil: sursa de ioni. Ca urmare, s-a efectuat experimentarea independenta a sursei de ioni a modelului functional si s-a realizat caracterizarea proprietatilor iono-optice de baza ale sursei de ioni.

 

  sus

 

Testarea modelului functional de detector ultrasensibil de explozivi, masurarea performantelor sale.

 

S-au testat proprietatile modelului functional de detector ultrasensibil de explozivi. S-au explorat proprietatile sale si s-a evaluat nivelul de detectie care rezulta din sensibilitatea de 10-4A/Torr la nivelul sursei de ioni. S-a experimentat sistemul de vid al modelului functional asigurandu-se etanseitatea tubului de vid si obtinandu-se vidul limita de 10-5¸ 6x10-6 torri. S-au produs curenti ionici in regim continuu de la sursa de ioni obtinandu-se curenti de ordinul 2¸ 3x10-9 A. S-a experimentat oglinda electrostatica cilindrica rezultand curenti reflectati de ordinul 10-10A. Pentru operarea modelului functional in regim de impuls s-a crescut intensitatea curentului ionic de la sursa de ioni prin selectarea adecvata a parametrilor electrici. Astfel s-au reusit sa se obtina curenti ionici de 1,1x10-8 A. S-a operat sursa de ioni in regim de impuls otinandu-se curenti de la pachetele ionice astfel constituite.

 

  sus

 

Determinarea proprietatilor si a sensibilitatii detectorului ultrasensibil de explozivi, diseminarea rezultatelor obtinute

 

 S-a efectuat experimentarea finala a solutiei originale propuse. S-a determinat sensibilitatea modelului functional de detector ultrasensibil de explozivi. Rezultatele obtinute atat pe parcursul desfasurarii proiectului cat si cele obtinute in acesta etapa au fost diseminate prin publicarea de articole si prezentarea de comunicari in sesiuni stiintifice.

S-a proiectat si realizat publicarea pe internet a unei pagini web ilustrand realizarea modelului functional de detector ultrasensibil de explozivi.

 

  sus