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Lucas Tarasconi, 22/07/2013 00:30


Espectrômetro de Massa


Proposta de projeto

Matheus Müller, Lucas Tarasconi

Resumo

O espectrômetro de massa é um instrumento utilizado para determinação de massas atômicas presentes em um determinado volume. Existem vários tipos de espectrômetro, capazes de medir massas tanto em estado sólido, líquido ou gasoso. O objeto de estudo deste projeto se trata de um espectrômetro capaz de medir as massas atômicas de um gás residual (RGA). Este espectrômetro foi projetado para funcionar a pressão de 10-5 torr (baixo-alto vácuo). Ele consiste em uma câmara, onde nesta pressão acelera por diferença de potencial as moléculas de gás residual ionizadas por termo emissão e as desvia-os em trajetória curva em um campo magnético controlável (via corrente elétrica em espiras), separando as moléculas aceleradas pela relação carga sobre massa (dependendo também da energia cinética) e as conduzindo para um detector, onde um circuito amplificador de correntes intensifica o sinal. A determinação das massas é dada pela variação do campo magnético.

Estado atual

O instrumento, atualmente presente no laboratório de ensino avançado da UFRGS (Centro de Tecnologia acadêmica) foi projetado e construído por Paulo(inho), técnico da oficina mecânica da UFRGS, porém seu desenvolvimento foi abandonado por complicações. O equipamento contém quase todas as peças mecânicas necessárias para seu funcionamento, faltando apenas uma adaptação da conexão de vácuo para uso na máquina de vácuo do laboratório.

Objetivo

O objetivo deste trabalho é tornar funcional, a nível básico, o espectrômetro de massa, ou seja, tornar o equipamento capaz de ionizar o gás, acelerar os íons, e detectar a chegada destes no detector, sem se preocupar com o processamento automático do sinal, com ajuste manual do campo magnético.

Dentro dos objetivos, temos:
1.Implementação do sistema a vácuo: O objetivo é atingir o valor mínimo de 10-5 torr, que fornece um livre caminho médio para as moléculas ionizadas de 5m. Para isto, é necessário a formação de uma peça que acople um sistema de vácuo de Edwards (RU-12/NEXT300) no espectrômetro e no detector. Atribuído a Lucas e Matheus
2.Restauração da eletrônica: O instrumento necessita de uma configuração eletrônica que seja de acordo com os materiais disponíveis - fontes de tensão e corrente. As conexões elétricas devem ser refeitas. Atribuído a Lucas
3.Restauração mecânica: São necessários alguns ajustes mecânicos, como alinhar o caminho dos íons, corrigir eventuais vazamentos que possam comprometer o vácuo, a isolação elétrica de espiras expostas para fins de segurança, corrigir a espessura dos filamentos, remontar as peças e a limpeza interna do espectrômetro. Atribuído a Matheus

Cronograma

1.Encaminhar a peça para o sistema de vácuo. Início: 24/6/2013 Fim: 28/6/2013
2.Montagem eletrônica e restauração do equipamento. Início: 1/7/2013 Fim: 5/7/2013
3.Prazo para recebimento da peça de vácuo e testar o equipamento. Início: 8/7/2013 Fim: 19/7/2013

Orçamento

Pretende-se utilizar os recursos disponíveis na UFRGS para a restauração do equipamento, não tendo repasse de custos para esta parte. Contudo, a conexão de vácuo, que será o único custo considerável do projeto, será produzida pela oficina mecânica do laboratório de implantação iônica da UFRGS, pelo técnico Paulo Kovalick, e os custos serão repassados para o órgão responsável pela educação. (MEC?)


Documentação

Cálculos e esboços nos arquivos anexados

Referências

Como fazer filamentos emissores de elétrons

Revestindo filamentos com óxido (para triodo) - ~ 23 min

9.pdf (2.1 MB) Matheus Müller, 27/06/2013 14:32

10.pdf (1.7 MB) Matheus Müller, 27/06/2013 14:32

11.pdf (1.8 MB) Matheus Müller, 27/06/2013 14:32

12.pdf (3.5 MB) Matheus Müller, 27/06/2013 14:32

13.pdf (1.8 MB) Matheus Müller, 27/06/2013 14:32

fotos_espectrometro_-_tela.zip (712.8 kB) Lucas Tarasconi, 18/07/2013 10:11

MEDCOR5.pdf (12.4 kB) Lucas Tarasconi, 18/07/2013 10:11

Espectrômetro-parte_1.JPG (435.7 kB) Lucas Tarasconi, 21/07/2013 22:36

Espectrômetro_-_parte_2.JPG (419.8 kB) Lucas Tarasconi, 21/07/2013 22:36

Acelerador_de_Ions.JPG (17.9 kB) Lucas Tarasconi, 21/07/2013 22:37

Copo_de_Faraday.JPG (8.3 kB) Lucas Tarasconi, 21/07/2013 22:37