16 • Spectrométrie de masse
343
chambre
d'ionisation
quadripôle 1
prises de vide :
1, ioniseur
2, analyseur
1
2
quadripôle3
introduction du gaz de collision
Ar, He, N2
10 torr
-8
10 torr
-3
10 torr
-8
détecteur
chambre
de collision
"quadripôle 2"
Figure 16.25 Principe d’un appareil SM/SM à 3 quadripôles en série.
Dans ce montage appelé QQQ, le quadripôle central a un simple rôle focalisateur. Situé
dans la chambre de collision, il est alimenté par une tension alternative uniquement
(absence de tension continue). La pression à cet endroit de l’appareil est plus élevée.
Avec ces instruments on peut étudier des mélanges comme on le ferait avec la technique
CPG/SM. Les applications sont devenues très nombreuses sachant que les coûts de ces
appareils ont beaucoup diminué.
16.12 DÉTECTEURS À IONS
La détection en spectrométrie de masse est basée sur la mesure des charges transportées
par les ions. Ordinairement le nombre d’ions individuels d’une même espèce est très grand,
de sorte que le signal est de type analogique, mais certains modèles ont un tel pouvoir
d’amplification qu’ils peuvent repérer l’impact d’un seul ion.
Pour l’exploitation quantitative des spectres, il faut s’assurer que le nombre d’ions détectés reflète le nombre d’ions produits, quel que soit l’endroit du spectre considéré. Si l’enregistrement est obtenu par un balayage en champ magnétique, la vitesse d’incrémentation du
champ ne doit pas être constante. La formule de déflexion montre que le champ intervient
au carré.
On distingue :
➤ les multiplicateurs d’électrons à dynodes séparées. Les ions positifs frappent une cathode
de conversion qui libère des électrons qui sont ensuite « multipliés » par une vingtaine
de dynodes placées en cascade (fig. 16.26). Ces détecteurs sont très sensibles. Le gain
atteint 10 8 . De nouveaux revêtements à base d’alumine sur les dynodes ont amélioré les
performances des matériaux traditionnels (Cu/Be) qui vieillissaient assez mal dans l’atmosphère résiduelle des spectromètres, ou lors des périodes d’arrêt (retours à la pression
atmosphérique).
➤ les multiplicateurs d’électrons à dynode continue (channeltron ® ). Les ions sont déviés
vers un collecteur dont l’entrée, en forme de cornet, est constituée d’un verre dopé au
plomb qui fait office de cathode de conversion. Les électrons libérés sont attirés vers
une électrode positive (fig. 16.26). Les chocs successifs des électrons sur les parois provoquent leur multiplication, comme sur des dynodes séparées. Le montage est désaxé par
rapport à la trajectoire incidente des ions pour préserver la partie sensible du détecteur
de l’impact des espèces neutres ainsi que des photons émis par le filament, susceptibles
également d’arracher des électrons.
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit
343
chambre
d'ionisation
quadripôle 1
prises de vide :
1, ioniseur
2, analyseur
1
2
quadripôle3
introduction du gaz de collision
Ar, He, N2
10 torr
-8
10 torr
-3
10 torr
-8
détecteur
chambre
de collision
"quadripôle 2"
Figure 16.25 Principe d’un appareil SM/SM à 3 quadripôles en série.
Dans ce montage appelé QQQ, le quadripôle central a un simple rôle focalisateur. Situé
dans la chambre de collision, il est alimenté par une tension alternative uniquement
(absence de tension continue). La pression à cet endroit de l’appareil est plus élevée.
Avec ces instruments on peut étudier des mélanges comme on le ferait avec la technique
CPG/SM. Les applications sont devenues très nombreuses sachant que les coûts de ces
appareils ont beaucoup diminué.
16.12 DÉTECTEURS À IONS
La détection en spectrométrie de masse est basée sur la mesure des charges transportées
par les ions. Ordinairement le nombre d’ions individuels d’une même espèce est très grand,
de sorte que le signal est de type analogique, mais certains modèles ont un tel pouvoir
d’amplification qu’ils peuvent repérer l’impact d’un seul ion.
Pour l’exploitation quantitative des spectres, il faut s’assurer que le nombre d’ions détectés reflète le nombre d’ions produits, quel que soit l’endroit du spectre considéré. Si l’enregistrement est obtenu par un balayage en champ magnétique, la vitesse d’incrémentation du
champ ne doit pas être constante. La formule de déflexion montre que le champ intervient
au carré.
On distingue :
➤ les multiplicateurs d’électrons à dynodes séparées. Les ions positifs frappent une cathode
de conversion qui libère des électrons qui sont ensuite « multipliés » par une vingtaine
de dynodes placées en cascade (fig. 16.26). Ces détecteurs sont très sensibles. Le gain
atteint 10 8 . De nouveaux revêtements à base d’alumine sur les dynodes ont amélioré les
performances des matériaux traditionnels (Cu/Be) qui vieillissaient assez mal dans l’atmosphère résiduelle des spectromètres, ou lors des périodes d’arrêt (retours à la pression
atmosphérique).
➤ les multiplicateurs d’électrons à dynode continue (channeltron ® ). Les ions sont déviés
vers un collecteur dont l’entrée, en forme de cornet, est constituée d’un verre dopé au
plomb qui fait office de cathode de conversion. Les électrons libérés sont attirés vers
une électrode positive (fig. 16.26). Les chocs successifs des électrons sur les parois provoquent leur multiplication, comme sur des dynodes séparées. Le montage est désaxé par
rapport à la trajectoire incidente des ions pour préserver la partie sensible du détecteur
de l’impact des espèces neutres ainsi que des photons émis par le filament, susceptibles
également d’arracher des électrons.
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit