JPS60152949A - 質量分析計のイオン検出器 - Google Patents
質量分析計のイオン検出器Info
- Publication number
- JPS60152949A JPS60152949A JP59009912A JP991284A JPS60152949A JP S60152949 A JPS60152949 A JP S60152949A JP 59009912 A JP59009912 A JP 59009912A JP 991284 A JP991284 A JP 991284A JP S60152949 A JPS60152949 A JP S60152949A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- collector
- mass spectrometer
- group
- ion detector
- ion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/02—Details
- H01J49/025—Detectors specially adapted to particle spectrometers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は電磁波または粒子線によりイオン化した被測
定物質のイオンビー量を網側する゛質量分析計のイオン
検出器に関するものである。
定物質のイオンビー量を網側する゛質量分析計のイオン
検出器に関するものである。
近年、工業分野における表面分析や、医療分野ζこおけ
る呼吸気ガス分析など質量分離による成分分析のニーズ
が高まってきている。特に肺機能検査や患者監視の分野
においては、酸素消費量や炭酸ガス産生量の測定を行な
うことが要求されている。
る呼吸気ガス分析など質量分離による成分分析のニーズ
が高まってきている。特に肺機能検査や患者監視の分野
においては、酸素消費量や炭酸ガス産生量の測定を行な
うことが要求されている。
現在用いられている質量分析計としては色々な方式があ
る。
る。
第１図は、酸素（０２）、窒素（Ｎ２）、二酸化炭素（
ＣＯ２）の３種類の被測定ガスを連続計測する医療用ガ
ス分析計を示す。被測定ガスは、サンプリングチューブ
１を通してイオン源２に導ひかれる。
ＣＯ２）の３種類の被測定ガスを連続計測する医療用ガ
ス分析計を示す。被測定ガスは、サンプリングチューブ
１を通してイオン源２に導ひかれる。
このイオン源２で熱電子衝撃によりイオン化されたサン
プルは、高真空に保たれた分析管３の内部を通り、永久
磁石４で作られた磁場の中で、その質量電荷比ｍ／ｅに
従い分離される。このようにして分離された各イオンビ
ームは対応するコレクタ素子５３〜５Ｃに入射し、その
濃度に比例した眠気信号として取り出される。このとき
、各コレクタ素子５ａ〜５Ｃは対応するイオンビームの
焦点位置に配置される。
プルは、高真空に保たれた分析管３の内部を通り、永久
磁石４で作られた磁場の中で、その質量電荷比ｍ／ｅに
従い分離される。このようにして分離された各イオンビ
ームは対応するコレクタ素子５３〜５Ｃに入射し、その
濃度に比例した眠気信号として取り出される。このとき
、各コレクタ素子５ａ〜５Ｃは対応するイオンビームの
焦点位置に配置される。
しかして、このものは各コレクタ素子５ａ〜５ｃｉこイ
オンビームを集束させることができるため、分解能およ
び精度を高めることができる。
オンビームを集束させることができるため、分解能およ
び精度を高めることができる。
し力としながら、このような構成では、各成分のイオン
ビームの焦点位置にそれぞれコレクタ素子５ａ〜５Ｃを
正確に合せなければならないため、コレクタ素子５ａ〜
５Ｃの位置調整が難かしく、かつコレクタ素子５ａ〜５
Ｃの位装置ずれにより分解能および精度が大きく左右さ
れる欠点があった。
ビームの焦点位置にそれぞれコレクタ素子５ａ〜５Ｃを
正確に合せなければならないため、コレクタ素子５ａ〜
５Ｃの位置調整が難かしく、かつコレクタ素子５ａ〜５
Ｃの位装置ずれにより分解能および精度が大きく左右さ
れる欠点があった。
しかも、コレクタ素子５ａ〜５Ｃの位置調整を行なう場
合、コレクタ素子５ａ〜５Ｃを個々に移動させて位置調
整を行なわなければならないため、位置調整作業が煩雑
になる。才た、真空中のコレクタ素子５ａ〜５Ｃを移動
させることにより、構造が複雑になり、装置全体の小型
化ならびζこ価格の低減をはかるうえで不利になる。
合、コレクタ素子５ａ〜５Ｃを個々に移動させて位置調
整を行なわなければならないため、位置調整作業が煩雑
になる。才た、真空中のコレクタ素子５ａ〜５Ｃを移動
させることにより、構造が複雑になり、装置全体の小型
化ならびζこ価格の低減をはかるうえで不利になる。
第２図は、上記医療用ガス分析計の改良型として、一枚
の絶縁基板１１上に各成分のイオンビームの数と同数の
コレクタ素子１２ａ〜１２ｃを配列したものである。な
お、第２図においで第１図と同−信号を記して説明を省
略した。
の絶縁基板１１上に各成分のイオンビームの数と同数の
コレクタ素子１２ａ〜１２ｃを配列したものである。な
お、第２図においで第１図と同−信号を記して説明を省
略した。
この改良型ガス分析計は、絶縁基板１１を移動させるこ
とにより、コレクタ素子１２ａ〜１２Ｃの位置調整を一
度で行なうことができるため、調整作業の簡素して価格
の低減をはかることができる。
とにより、コレクタ素子１２ａ〜１２Ｃの位置調整を一
度で行なうことができるため、調整作業の簡素して価格
の低減をはかることができる。
しかしながら、このような構成では、上記ガス分析計（
第１図に示すもの）と同様に、コレクタ素子１２ａ〜１
２ｃの位置調整を行なう場合、真空中の絶縁基板１１を
移動させなければならないため、なお構造が複雑になら
ざるおえない。しかも、コレクタ素子１２ａ〜１２Ｃの
位置ずれにより、分解能および精度が大きく左右される
欠点がある。
第１図に示すもの）と同様に、コレクタ素子１２ａ〜１
２ｃの位置調整を行なう場合、真空中の絶縁基板１１を
移動させなければならないため、なお構造が複雑になら
ざるおえない。しかも、コレクタ素子１２ａ〜１２Ｃの
位置ずれにより、分解能および精度が大きく左右される
欠点がある。
第３図は、電界走査型の質量分析計を示す。サンプリン
グチー−ブ２１より供給された被測定ガスはイオン源２
２でイオン化される。ここで、イオン化されたサンプル
は走査電圧発生器２３より加速スリット２４に走査電圧
を印加することによってイオンビームの偏向がなされる
。そのイオンビームは分析管２５を通り、永久磁石２６
で作られた磁場により収束されて固定コレクタ２７に入
射しで、被測定ガスの買置スペクトルが検出される。
グチー−ブ２１より供給された被測定ガスはイオン源２
２でイオン化される。ここで、イオン化されたサンプル
は走査電圧発生器２３より加速スリット２４に走査電圧
を印加することによってイオンビームの偏向がなされる
。そのイオンビームは分析管２５を通り、永久磁石２６
で作られた磁場により収束されて固定コレクタ２７に入
射しで、被測定ガスの買置スペクトルが検出される。
この電界走査型質量分析計は、加速スＩＪ’：ｙト２４
に印加される走査電圧を制御することにより、イオンビ
ームの偏向を任意に変えて、各被測定ガスのイオンビー
ムを一つの固定コレクタ２７に収束させることができる
。このため、固定コレクタ２７の位置調整を簡単に行な
うことができるとともに、固定コレクタ２７を真空中で
移動させる機溝を簡略化することができる。
に印加される走査電圧を制御することにより、イオンビ
ームの偏向を任意に変えて、各被測定ガスのイオンビー
ムを一つの固定コレクタ２７に収束させることができる
。このため、固定コレクタ２７の位置調整を簡単に行な
うことができるとともに、固定コレクタ２７を真空中で
移動させる機溝を簡略化することができる。
しかしながら、このような構成では、走査電圧の歪によ
ってイオンビームの偏向精度が左右されるため、イオン
ビームを正確に収束させるには高性能な走査電圧発生器
が必要になる。しかも、各被測定ガスごとにイオンビー
ムを固定コレクタ２７に集束させなければならないため
、操作が煩わしくなる。
ってイオンビームの偏向精度が左右されるため、イオン
ビームを正確に収束させるには高性能な走査電圧発生器
が必要になる。しかも、各被測定ガスごとにイオンビー
ムを固定コレクタ２７に集束させなければならないため
、操作が煩わしくなる。
この発明は上記問題点を解決するためになされたもので
、構成が単純かっコレクタ群の位置合せが簡単で電界ま
たは磁界を走査せずに質量スペクトルを得ることができ
る質量分析計のイオン検出器を提供することを目的とす
る。
、構成が単純かっコレクタ群の位置合せが簡単で電界ま
たは磁界を走査せずに質量スペクトルを得ることができ
る質量分析計のイオン検出器を提供することを目的とす
る。
この発明は、コレクタ素子の幅寸法を質量スペクトルの
うちで最も小さいスペクトルの幅寸法より小さく設定し
、このコレクタ素子を複数個それぞれ絶縁を保つように
隣接させて同一面上に一列Ｉｃ 配置り、てコレクタ群
を構成し、このコレクタ群より出力される信号を横手出
段を用いて検出するものである。
うちで最も小さいスペクトルの幅寸法より小さく設定し
、このコレクタ素子を複数個それぞれ絶縁を保つように
隣接させて同一面上に一列Ｉｃ 配置り、てコレクタ群
を構成し、このコレクタ群より出力される信号を横手出
段を用いて検出するものである。
この発明は、加速電圧や偏向磁場を走登することなく、
かつコレクタ群を移動させることなしに、常に隣接して
設けられた複数のコレクタ素子のうちのいずれかにイオ
ンビームを収束させることができるため、各成分のイオ
ンビーム量を正確にめることができるとともに、コレク
タ群の位置調整作業を非常に簡単に行なうことができる
。しかもコレクタ群の位置調整機構ならびにイオンビー
ムを偏向させる加速電圧や偏向磁場を制御する手段を省
略することができるため、構成を簡略化して装置全体の
小型化ならびに価格の低減をはかることができる特徴が
ある。
かつコレクタ群を移動させることなしに、常に隣接して
設けられた複数のコレクタ素子のうちのいずれかにイオ
ンビームを収束させることができるため、各成分のイオ
ンビーム量を正確にめることができるとともに、コレク
タ群の位置調整作業を非常に簡単に行なうことができる
。しかもコレクタ群の位置調整機構ならびにイオンビー
ムを偏向させる加速電圧や偏向磁場を制御する手段を省
略することができるため、構成を簡略化して装置全体の
小型化ならびに価格の低減をはかることができる特徴が
ある。
以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。
第４図において３１はサンプリングチューブで、このサ
ンプリングチューブ３１より導入された被測定ガスはイ
オン源３２でイオン化される。このイオン化されたサン
プルは分析管３３の内部を通り、１８０℃偏向型の磁場
３４の中でその質量電荷比ｒｒｖ’ｅに応じて分離され
る。このようにしで分離されたイオンビームは、第５図
に示すように石英ガラス等の絶縁基板３５ａ上に複数の
コレクタ素子３５−１〜３５−ｎをメタルライス処理に
より一列に隣接させて配置したコレクタ群３５に入射す
る。このとき、異なるイオンビームが同一のコレクタ素
子に入射しないように、各コレクタ素子３５ 〜１ ３５−ｎの幅寸法を質量スペクトルのうちで最も小さい
スペクトルのピーク幅寸法より小さく設定する。これに
より、イオンビームは第５図中破線で示すようｔこ、コ
レクタ素子３５−０〜３５−ｎのいずれかに入射する。
ンプリングチューブ３１より導入された被測定ガスはイ
オン源３２でイオン化される。このイオン化されたサン
プルは分析管３３の内部を通り、１８０℃偏向型の磁場
３４の中でその質量電荷比ｒｒｖ’ｅに応じて分離され
る。このようにしで分離されたイオンビームは、第５図
に示すように石英ガラス等の絶縁基板３５ａ上に複数の
コレクタ素子３５−１〜３５−ｎをメタルライス処理に
より一列に隣接させて配置したコレクタ群３５に入射す
る。このとき、異なるイオンビームが同一のコレクタ素
子に入射しないように、各コレクタ素子３５ 〜１ ３５−ｎの幅寸法を質量スペクトルのうちで最も小さい
スペクトルのピーク幅寸法より小さく設定する。これに
より、イオンビームは第５図中破線で示すようｔこ、コ
レクタ素子３５−０〜３５−ｎのいずれかに入射する。
すると、各イオンビームが入射したコレクタ素子から、
その濃度に比例した電気信号が出力信号線を通して信号
処理部３６に出力される。この出力信号は第６図に示す
ように信号線群４１をスイッチ４２により順次切換接続
させて増幅回路４３に継がれる。このときの出方は、単
一のコレクタをビームの広がりの端から端まで移動させ
て得たものとほぼ等しい質量スペクトルとして借られる
。
その濃度に比例した電気信号が出力信号線を通して信号
処理部３６に出力される。この出力信号は第６図に示す
ように信号線群４１をスイッチ４２により順次切換接続
させて増幅回路４３に継がれる。このときの出方は、単
一のコレクタをビームの広がりの端から端まで移動させ
て得たものとほぼ等しい質量スペクトルとして借られる
。
したがって、このような構成によれば複数のコレクタ３
５−Ｉ〜３５−ｎを一列に配置することにより、加速電
圧ならびに磁場の強さを一定にしても、各成分のイオン
ビームをコレクタ３５−Ｉ〜３５−ｎのいずれかに集束
させることができるため、コレクタ群３５−８〜３５−
ｎの位置調整機構、ならびにイオンビームを偏向させる
加速電圧や偏向磁場を制御する手段を省略することがで
きる。これにより、イオン検出器の構成を簡略化して装
置全体の小型化ならびに価格の低減をはかることができ
る。しかも、各成分のイオンビームが常にコレクタ３５
−１〜３５−ｎのいずれかに集束されるため、分解能お
よび精度を高めることができる。
５−Ｉ〜３５−ｎを一列に配置することにより、加速電
圧ならびに磁場の強さを一定にしても、各成分のイオン
ビームをコレクタ３５−Ｉ〜３５−ｎのいずれかに集束
させることができるため、コレクタ群３５−８〜３５−
ｎの位置調整機構、ならびにイオンビームを偏向させる
加速電圧や偏向磁場を制御する手段を省略することがで
きる。これにより、イオン検出器の構成を簡略化して装
置全体の小型化ならびに価格の低減をはかることができ
る。しかも、各成分のイオンビームが常にコレクタ３５
−１〜３５−ｎのいずれかに集束されるため、分解能お
よび精度を高めることができる。
次に、第７図により第４図の処理部３６の他の実施例を
説明する。
説明する。
質量分析計の初期起動時に、各コレクタ素子３５−８〜
３５−ｎと対応する質せスペクトル５１が第７図に示す
関係にあるとき、手動または自動でそれぞれの成分のサ
ンプルが入射した複数のコレクタ素子の出力線番各ピー
クごとに加算回路５２ａ〜５２ｍで加算し、増幅回路５
３ａ〜５３ｍを介して出力される。
３５−ｎと対応する質せスペクトル５１が第７図に示す
関係にあるとき、手動または自動でそれぞれの成分のサ
ンプルが入射した複数のコレクタ素子の出力線番各ピー
クごとに加算回路５２ａ〜５２ｍで加算し、増幅回路５
３ａ〜５３ｍを介して出力される。
このとき、イオンビームが入射しないコレクタ素子を接
地しておく。
地しておく。
したがって、このような構成によれば、ピークごとに加
算回路５２ａ〜５２ｍおよび増幅回路５３ａ〜５３ｍを
設けることにより、数種数の成分を同時に検出すること
ができる。しかも、イオンビームが入射しないコレクタ
素子を接地することにより、２次電子放射によるノイズ
を低減することができる。
算回路５２ａ〜５２ｍおよび増幅回路５３ａ〜５３ｍを
設けることにより、数種数の成分を同時に検出すること
ができる。しかも、イオンビームが入射しないコレクタ
素子を接地することにより、２次電子放射によるノイズ
を低減することができる。
なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく
、要旨を変更しない範囲において種々変形して実施する
ことができる。
、要旨を変更しない範囲において種々変形して実施する
ことができる。
この発明はコレクタ群より放出される二次電子を制御す
るために例えば網目状に形成した電極をコレクタ群の上
方に設けることもできる。
るために例えば網目状に形成した電極をコレクタ群の上
方に設けることもできる。
このようにして、電極に適宜電圧を印加することにより
、コレクタ群より放出される２次電子を抑制してノイズ
を低減することができる。
、コレクタ群より放出される２次電子を抑制してノイズ
を低減することができる。
！窮１図ないし第３図は従来のそれぞれ異なる質量分析
計の構造を示す構成図、第４図はこの発明の一実施例を
示す概略的な構成図、第５図は同実施例のコレクタ群の
構造を示す構成図、第６図は同実施例の処理部を示す構
成図、第７図はこの発明の他の実施例を示す処理部の構
成図である。 １・・・サンプリングチー−ブ ２・・・イオン源３・
・・分析管 ４・・・永久磁石 ５ａ〜５Ｃ・・・コレクタ素子 １１・・・絶縁基板１
２ａ〜１２Ｃ・・・コレクタ素子 ２１・・・サンプリングチューブ ２２・・・イオン源
２３・・・走査電圧発生器 ２４・・・スリット＼ ２５・・・分析管 ２６・・・永久磁石２７・・・固定
コレクタ ３１・・・サンプリングチューブ ３２・・イオン源３
３・・・分析管 ３４・・・磁場 ３５・・・コレクタ群 ３５−１〜３５−ｎ・・・コレ
クタ素子３６・・・信号処理部 ４１・・・信号線群４
２・・・スイッチ ４３・・・増幅回路５１・・・質量
スペクトル ５２８〜５２ｍ ・・加算回路５３ａ〜５
３ｍ・・・増幅回路 和室÷ 第１図 第２図 １１３図 ５ 第４ 図 笠５い
計の構造を示す構成図、第４図はこの発明の一実施例を
示す概略的な構成図、第５図は同実施例のコレクタ群の
構造を示す構成図、第６図は同実施例の処理部を示す構
成図、第７図はこの発明の他の実施例を示す処理部の構
成図である。 １・・・サンプリングチー−ブ ２・・・イオン源３・
・・分析管 ４・・・永久磁石 ５ａ〜５Ｃ・・・コレクタ素子 １１・・・絶縁基板１
２ａ〜１２Ｃ・・・コレクタ素子 ２１・・・サンプリングチューブ ２２・・・イオン源
２３・・・走査電圧発生器 ２４・・・スリット＼ ２５・・・分析管 ２６・・・永久磁石２７・・・固定
コレクタ ３１・・・サンプリングチューブ ３２・・イオン源３
３・・・分析管 ３４・・・磁場 ３５・・・コレクタ群 ３５−１〜３５−ｎ・・・コレ
クタ素子３６・・・信号処理部 ４１・・・信号線群４
２・・・スイッチ ４３・・・増幅回路５１・・・質量
スペクトル ５２８〜５２ｍ ・・加算回路５３ａ〜５
３ｍ・・・増幅回路 和室÷ 第１図 第２図 １１３図 ５ 第４ 図 笠５い
Claims (5)
- （１） イオン源でイオン化された被測定物質のイオン
ビーム址を計測する質量分析計のイオン検出器において
、検出される質量スペクトルのうちで最も小さいスペク
トルのピーク幅寸法に比べて小さい幅寸法に設定した複
数のコレクタ素子をそれぞれ絶縁を保つように隣接して
同一面上に一列に配置したコレクタ静と、このコレクタ
群より出力される各信号を検出する検出手段とを具備し
たことを特徴とする質量分析計のイオン検出器。 - （２）検出手段は各コレクタ素子の出力信号を切換スイ
ッチを介して増幅回路で増幅することを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の質量分析計のイオン検出器。 - （３） 検出手段はコレクタ群からの各出力信号のうち
任意の数の出力信号を抽出して複数の出力信号群に分割
し、どの各出力信号群を加算回路を介して増幅回路で増
幅することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の質
量分析計のイオン検出器。 - （４） コレクタ群はイオンビームを受けないコレクタ
素子を接地することを特徴とする特許請求の範囲第１項
ないし第３項記載の質量分析計のイオン検出器。 - （５） コレクタ群は上部に各コレクタ素子より放出さ
れる二次電子を制御する電極を設けたことを特徴とする
特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載し
た質量分析計のイオン検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59009912A JPS60152949A (ja) | 1984-01-23 | 1984-01-23 | 質量分析計のイオン検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59009912A JPS60152949A (ja) | 1984-01-23 | 1984-01-23 | 質量分析計のイオン検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60152949A true JPS60152949A (ja) | 1985-08-12 |
Family
ID=11733314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59009912A Pending JPS60152949A (ja) | 1984-01-23 | 1984-01-23 | 質量分析計のイオン検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60152949A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6354246U (ja) * | 1986-09-26 | 1988-04-12 | ||
| JP2006215032A (ja) * | 2005-02-01 | 2006-08-17 | Siemens Ag | 応力センサ |
| WO2011040625A1 (ja) * | 2009-09-29 | 2011-04-07 | 有限会社真空実験室 | イオン源を有する真空計測装置 |
| JP2017045736A (ja) * | 2013-08-30 | 2017-03-02 | アトナープ株式会社 | 分析装置 |
-
1984
- 1984-01-23 JP JP59009912A patent/JPS60152949A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6354246U (ja) * | 1986-09-26 | 1988-04-12 | ||
| JP2006215032A (ja) * | 2005-02-01 | 2006-08-17 | Siemens Ag | 応力センサ |
| WO2011040625A1 (ja) * | 2009-09-29 | 2011-04-07 | 有限会社真空実験室 | イオン源を有する真空計測装置 |
| JPWO2011040625A1 (ja) * | 2009-09-29 | 2013-02-28 | 有限会社真空実験室 | イオン源を有する真空計測装置 |
| JP2017045736A (ja) * | 2013-08-30 | 2017-03-02 | アトナープ株式会社 | 分析装置 |
| US10366871B2 (en) | 2013-08-30 | 2019-07-30 | Atonarp Inc. | Analyzer |
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