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主题：【讨论】离子检测器 电子倍增管VS法拉第杯

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无机麦地
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发表于：2011/04/01 15:37:32 楼主 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
该帖子已被capinter设置为精华；
前天老师的课上老师把法拉第杯和离子检测器并列的写着。

  经求证，实际上是离子检测器包含电子倍增管和法拉第杯等等

      想问大家的仪器一般用的是什么检测器？还有各个检测器有什么特点
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2011/4/1 16:58:20 沙发 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
ICP-MS能用到的检测器包括 电子倍增器和法拉第杯。电子倍增器又可分为：
离散打拿极的二次电子倍增器 discrete dynode, secondary electron multipliers，简写为SEM。



连续打拿极的通道电子倍增器 continuous-dynode, channel electron multipliers，简写为CEM或者Channeltrons。



电子倍增器主要由澳大利达 SGE集团ETP公司生产，有很多型号。
ETP Electron Multipliers, 31 Hope Street, P.O. Box 143, Ermington, 2115 New South Wales, Australia
http://www.sge.com/products/electron-multipliers

日本滨松公司 Hamamatsu 也生产
http://jp.hamamatsu.com/products/sensor-etd/pd005/index_en.html


SEM通常有 pulse-counting 与 analog 两种模式。当计数超过几百万cps，就从pulse-counting 切换到analog模式。
例如PE Elan系列ICP-MS采用的ETP SEM有26个dynodes，Counting模式用全部26个打拿极，当超过200万cps 量程之后，切换为Analog模式，只用前13个dynodes进行增倍；Thermo SF-ICP-MS Element II的检测器有19个dynodes，Counting模式用全部19个打拿极，超过500万cps 量程之后，切换为Analog模式，只用前7个dynodes。Bruker(Varain)使用 ETP DM169 SEM，全程都是Counting模式。





电子电量1.602×10-19库伦，那么10-10A电流=6.242×108 cps计数
法拉第杯电阻通常是1011欧姆(也有1012欧姆的)，最大量程是50V，那么50V=3.121×109 cps计数。31亿啊，比电子倍增器大多了。

四级杆Q-ICP-MS 基本上都用SEM，9个数量级的动态范围；而Thermo公司的Sector Field-ICP-MS Element XR，就是SEM+Faraday组合，高达12个数量级的动态范围。
该帖子作者被版主 albert800922加 2积分， 2经验，加分理由：很详细的解答
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2011/5/29 13:46:57 Last edit by timstoicpms
无机麦地
shuiyang88
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2011/4/1 18:19:41 板凳 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
我发表对二楼的观点：
    第一：电子倍增器的分类，在质谱技术丛书ICPMS技术与应用一书中是这样分的：
    1，不连续打拿极电子倍增器（高散打拿极是timstoICPMS自己的理解吧？） 2，连续打拿极电子倍增器；3转换打拿极电子倍增器；4，闪烁光电倍增器-戴利倍增器；5，双模式电子倍增器（SEM就是二次电子倍增器的简写吧）。
    第二：在timstoICPMS提供的资料Thomas, R., 2001-2003. A Beginner's Guide to ICP-MS中 http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20101209/2988604/
其中关于检测器的介绍把ICPMS用的主流检测器分了三类：Channel electron multiplier（这个是楼上说的简写为CEM吧）；Faraday cup.和 Discrete dynode electron multiplier


    第三：SEM检测系统中couting和analog是计数和模拟模式，couting用的是打拿极电子倍增器，analog是用法拉第杯得接收器。【观点可能有误，请看楼下解释】
    上叙观点如有错误请指正
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2011/4/1 21:30:15 Last edit by shuiyang88
古道西风瘦马
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2011/4/1 19:11:40 马扎 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
原文由 无机麦地(shuiyang88) 发表:
我发表对二楼的观点：
    第一：电子倍增器的分类，在质谱技术丛书ICPMS技术与应用一书中是这样分的：
    1，不连续打拿极电子倍增器（高散打拿极是timstoICPMS自己的理解吧？） 2，连续打拿极电子倍增器；3转换打拿极电子倍增器；4，闪烁光电倍增器-戴利倍增器；5，双模式电子倍增器（SEM就是二次电子倍增器的简写吧）。
    第二：在timstoICPMS提供的资料Thomas, R., 2001-2003. A Beginner's Guide to ICP-MS中 http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20101209/2988604/
其中关于检测器的介绍把ICPMS用的主流检测器分了三类：Channel electron multiplier（这个是楼上说的简写为CEM吧）；Faraday cup.和 Discrete dynode electron multiplier
    第三：SEM检测系统中couting和analog是计数和模拟模式，couting用的是打拿极电子倍增器，analog是用法拉第杯得接收器。
    上叙观点如有错误请指正


analog是用的法拉第杯接收器？
这个TIMSTOICPMS已经说明了，analog和counting（也叫pulse），是在检测器中间抽头出来进行放大的，不是两个检测器。
事实上，一般的ICPMS上都没有法拉第杯，只有ELEMENT XR上面配置了，是用来监测强信号的。当然，所有的MC-ICPMS上面都配置了法拉第杯。
还有一个是离子计数器(ION COUNTING) ，直接测定离子流强度的。但是只能测试小的信号流。
这张图应该可以看的更清楚：

法拉第杯是这样的：


Faraday和SEM同时在一起，但是检测的时间是不一样的。
该帖子作者被版主 timstoicpms加 4积分， 2经验，加分理由：有图有真相
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古道西风瘦马
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2011/4/1 19:12:36 地毯 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
原文由 无机麦地(shuiyang88) 发表:
前天老师的课上老师把法拉第杯和离子检测器并列的写着。

  经求证，实际上是离子检测器包含电子倍增管和法拉第杯等等

      想问大家的仪器一般用的是什么检测器？还有各个检测器有什么特点


BTW:你们老师应该写的是离子计数器吧？和检测器是不同的概念。
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yuduoling
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2011/4/1 21:17:07 地板 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
向各位学习了。
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无机麦地
shuiyang88
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2011/4/1 21:18:08 6楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
原文由 古道西风瘦马(handc) 发表:
原文由 无机麦地(shuiyang88) 发表:
前天老师的课上老师把法拉第杯和离子检测器并列的写着。

  经求证，实际上是离子检测器包含电子倍增管和法拉第杯等等

      想问大家的仪器一般用的是什么检测器？还有各个检测器有什么特点


BTW:你们老师应该写的是离子计数器吧？和检测器是不同的概念。


老师写错了，我记得很清楚，实际上他不是专门搞质谱的。所以可能他也不是太清楚。

先谈点题外话，老师说我们在这方面的技术不怎么样，在电子倍增管上以前的技术还行，只是现在由于缺少投资，技术愈来愈不行了，而高性能的电子倍增管技术禁运！
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古道西风瘦马
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2011/4/1 21:31:27 7楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
原文由 无机麦地(shuiyang88) 发表:
原文由 古道西风瘦马(handc) 发表:
原文由 无机麦地(shuiyang88) 发表:
前天老师的课上老师把法拉第杯和离子检测器并列的写着。

  经求证，实际上是离子检测器包含电子倍增管和法拉第杯等等

      想问大家的仪器一般用的是什么检测器？还有各个检测器有什么特点


BTW:你们老师应该写的是离子计数器吧？和检测器是不同的概念。


老师写错了，我记得很清楚，实际上他不是专门搞质谱的。所以可能他也不是太清楚。

先谈点题外话，老师说我们在这方面的技术不怎么样，在电子倍增管上以前的技术还行，只是现在由于缺少投资，技术愈来愈不行了，而高性能的电子倍增管技术禁运！


你是质谱/仪器专业的？
禁运的东西很多，所以所谓“科学无国界”都是屁话。
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无机麦地
shuiyang88
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2011/4/1 21:41:20 8楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
恩，是我理解出错了，在“中间抽头”这个词上没理解好。原来就像滑动变阻器一样，只是不能滑动，可以只取中间的信号。模拟的是部分打拿极上面的信号。

在这里特别感谢timstoICPMS和古道西风瘦马为我解疑释惑。best wishes to youO(∩_∩)O~
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timstoicpms
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2011/4/2 8:50:04 9楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
在质谱技术丛书ICPMS技术与应用一书中是这样分的：
1，不连续打拿极电子倍增器（高散打拿极是timstoICPMS自己的理解吧？）
~~~~ 我可没写“高散”，不连续=离散。你看图1就明白了，SEM每个打拿极都是独立的。

2，连续打拿极电子倍增器；
~~~~就是CEM

3，转换打拿极电子倍增器；
~~~~ 离子计数器不可能直接检测“正离子”的！正离子首先打在转化电极(Conversion dynode)，释放出电子；电子在后续的若干个打拿极上倍增。我的图1红线部分、古道西风瘦马的图a，都指出了转化电极。
   
4，闪烁光电倍增器-戴利倍增器；
~~~~ 这种检测器已经很少用了。只有在GV公司Platform Q-ICP-MS上还能见到。它也是使用转化电极的。

5，双模式电子倍增器（SEM就是二次电子倍增器的简写吧）。
~~~~ SEM是pulse-counting与analog 双模。

《质谱技术丛书》一书对检测器的分类，彼此有重叠，不严谨。
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2011/5/29 13:47:26 Last edit by timstoicpms
sanye_119
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2011/4/18 12:10:25 10楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
哈哈，学习了
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