Otro espectrómetro de masas

[joliva68]

Que bueno Homer, buen trabajo.

[Homer]

Gracias

[Homer]

Añadí dos cuadrupolos magnéticos para concentrar el haz y esto es lo máximo que conseguí:



Intentando avanzar más rápido me tiré un mes haciendo un simulador, en java, y entonces me di cuenta de que al enfocar un peso atómico se desenfocan los demás. El sistema es estupendo para un acelerador de partículas donde todas son iguales, pero para esto no sirve.

Bueno ¿entonces como coño lo consiguió Thomsom con tecnología de hace un siglo? pues con colimadores de décimas de milímetro en lugar de milímetros y exposiciones fotográficas de horas en lugar de minutos. Cuando dejó la fotografía y se pasó a la “electrónica” la cosa también tenía tela, se tiraba diez minutos cargando un electroscopio para cada paso de la gráfica. Supongo que tendría un buen grupo de ayudantes. Una eternidad. Inviable. Hay que inventar algo.

Si pudiera sustituir la pantalla por un mosaico de detectores sería la hostia, cuestión de minutos. Philo Farnsworth ya lo resolvió hace un siglo, pero intentar fabricar un iconoscopio para leer un espectrómetro de masas sería demencial. No me vale.

El mosaico sería por ejemplo de 50x50=2500 píxeles, no pido mucho. Pero la electrónica para hacer el barrido… tarea de chinos. Entonces se me ocurrió utilizar la técnica de las pantallas CCD: una vez cargado el mosaico de condensadores, se van desplazando las cargas línea por línea para detectarlas en una única columna. Salvando las distancias, es como un multiplicador de tensión, un bombeo de cargas.



Inicialmente las pistas PA1, PB1, PC1… están conectadas a negativo, y PA2, PB2, PC2… a positivo. Los píxeles A1, A2, A3… forman condensadores con PA1 y se cargan con las partículas que van llegando. Al cabo de unos segundos, o minutos, se invierte la polaridad de PA1 y PA2 y las cargas se desplazan a través de un diodo al condensador auxiliar que está debajo de cada pixel (en azul). Invirtiendo de nuevo la polaridad las cargas suben otra vez, pero desplazadas un pixel hacia la derecha. La información de la fila entera se puede ir leyendo en el pixel A8.

Hacer los condensadores no lo veo difícil, con un laser, pintura, sputering y un poco de suerte. Pero los diodos… no voy a soldar 2500 diodos, pero se podrían imprimir ¿con oxido de cobre, de plomo, sulfuro, con qué?

[heli]

No creo que funcione como lo estas planteando... Con solo una fase las cargas pueden ir adelante o atrás... y los diodos son muy ruidosos para señales de bajo nivel.
Los CCD usan un sistema polifásico para garantizar la dirección en que se mueven de las cargas:


http://www.mssl.ucl.ac.uk/www_detector/ ... ation.html

[Homer]

Gracias heli, la verdad es que yo también tengo dudas peludas. Confío en que los diodos impidan el retroceso y al mismo tiempo que la carga no se desparrame hacia adelante gracias a la diferencia de potencial mínima necesaria para entrar en conducción. Voy a intentar hacer un pequeño prototipo con condensadores y diodos comerciales, a ver que pasa.

[Homer]

Este diseño ocupa dos condensadores por pixel, pero es mucho más sencillo de realizar:



Y al menos en el simulador parece que quiere funcionar. La fuente "V1" inyecta un pulso que tarda tres pasos en llegar a "S":



Pero como dice el refrán: “una cosa es dibujar una paloma y otra echarle maíz y que coma”

[Diego Gonzalez]

Hola Homer

He seguido el post y hasta ahora que estaba buscando info sobre un detector de fugas en alto vacio me he acordado de vuestros espectrómetros (el tuyo y otros tantos aquí mostrados) pero te escribo a ti por ser el ultimo en mostrar uno.
¿Crees que sería posible hacer un detector de helio super simplificado únicamente orientado a saber si hay fuga o no?
Digo en plan como el que has hecho con imanes fijos y sintonizado para el helio y que ignore todo lo demas. Me da que sí, pero quisiera saber tu opinión en base a tu experiencia y sabiendo lo que quiero hacer

Saludos!!!

[Homer]

Hola Diego. La verdad es que mi idea era precisamente un modelo simplificado, sin filamento ni bobinas, solo para isótopos del boro ¡y aún no he terminado!

Para diseñarlo bien me he metido a programar un simulador. Y para que el simulador vaya más rápido me he liado con la GPU. Pero para que funcionen los algoritmos tienen que estar bien “paralelizados”, y aquí estoy peleando con Gauss, Jordan y su p. madre. Al final me perderé.

[Diego Gonzalez]

Bueno es que eso es mucho mas complicado que lo que yo digo, porque diferenciar isotopos no debe ser fácil. En cambio que haya o no helio igual es mas fácil.

Bueno cuando llegue el momento estudiare lo que hicisteis vosotros y buscare por la red. Era una curiosidad que me salio ayer intentando ver como era un detector de fugas por helio.

Saludos

[Homer]

Por cierto, la idea de los píxeles corredizos no funcionó ¡una raya más para un tigre!

El simulador parece que sí funciona, solo falta que la realidad lo ratifique: