KR102133334B1 - Mass spectrometer - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 질량분석기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 샘플 가스를 다방향에서 유입시킬 수 있는 질량분석기에 관한 것이다.The present invention relates to a mass spectrometer, and more particularly, to a mass spectrometer capable of introducing sample gas in multiple directions.
미세먼지 등을 포함하는 대기 및 수질의 오염이 가속화됨에 따라, 이를 측정 및 분석할 수 있는 방법이 요구되고 있다. 이러한 측정 및 분석을 위해 질량분석기(mass spectrometer)가 사용될 수 있다.As pollution of air and water, including fine dust, is accelerated, a method for measuring and analyzing it is required. A mass spectrometer can be used for this measurement and analysis.
질량분석기는 질량 분석으로 화학 작용제 등을 식별 또는 분석하는 기기이다. 이러한 질량분석기는 물질의 질량을 질량 대 전하의 비(mass-to-charge ratio)로 측정하여 시료의 구성성분을 분석할 수 있다. 질량분석기 내에서 다양한 방법을 사용하여 시료가 이온화될 수 있다. 이온화된 시료는 전기장 및/또는 자기장을 지나면서 가속화될 수 있다. 즉, 이온화된 시료의 일부 또는 전부는 전기장 및/또는 자기장 등에 의해 경로가 휘어질 수 있다. 검출기는 이온화된 시료를 검출할 수 있다.A mass spectrometer is a device that identifies or analyzes chemical agents by mass spectrometry. Such a mass spectrometer can analyze the components of the sample by measuring the mass of the material as a mass-to-charge ratio. Samples can be ionized using various methods within a mass spectrometer. Ionized samples can be accelerated across electric and/or magnetic fields. That is, some or all of the ionized sample may be warped by an electric field and/or a magnetic field. The detector can detect ionized samples.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 샘플 가스를 다방향에서 유입시킬 수 있는 질량분석기를 제공하는데 있다.The problem to be solved by the present invention is to provide a mass spectrometer capable of introducing sample gas in multiple directions.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 샘플 가스의 이온화 반응을 촉진할 수 있는 질량분석기를 제공하는데 있다.The problem to be solved by the present invention is to provide a mass spectrometer capable of promoting the ionization reaction of a sample gas.
본 발명이 해결하고자 하는 측정의 정확성을 향상시킬 수 있는 질량분석기를 제공하는데 있다.The present invention is to provide a mass spectrometer that can improve the accuracy of the measurement to be solved.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 질량분석기는 이온 생성 통로를 제공하는 이온 생성부; 상기 이온 생성 통로에 연결되는 이온 선택 통로를 제공하는 이온 선택부; 상기 이온 선택 통로에 연결되는 반응 통로를 제공하는 반응부; 상기 반응 통로에 연결되는 제2 이온 선택 통로를 제공하는 제2 이온 선택부; 및 상기 제2 이온 선택부에 결합되는 이온 검출부; 를 포함하고, 상기 반응 통로는 제1 방향으로 연장되며, 상기 반응부는: 상기 제1 방향으로 연장되어 상기 반응 통로를 정의하는 반응관; 및 상기 반응관에 결합되는 샘플 유입관; 을 포함하되, 상기 샘플 유입관은 상기 반응 통로에 연결되는 샘플 유입 통로를 제공하고, 상기 반응관은: 상기 샘플 유입 통로와 연결되되 상기 반응 통로를 상기 제1 방향을 축으로 둘러싸는 분배 통로; 및 상기 분배 통로와 상기 반응 통로를 연결하는 연결 유입 통로; 를 제공할 수 있다.In order to achieve the object to be solved, the mass spectrometer according to an embodiment of the present invention includes an ion generating unit providing an ion generating passage; An ion selector providing an ion selection passage connected to the ion generation passage; A reaction unit providing a reaction passage connected to the ion selection passage; A second ion selector providing a second ion selector passage connected to the reaction passage; And an ion detection unit coupled to the second ion selection unit. Including, the reaction passage is extended in a first direction, the reaction unit: a reaction tube extending in the first direction to define the reaction passage; And a sample inlet tube coupled to the reaction tube. Including, wherein the sample inlet pipe provides a sample inlet passage connected to the reaction passage, wherein the reaction tube is connected to the sample inlet passage, the distribution passage surrounding the reaction passage axially in the first direction; And a connection inflow passage connecting the distribution passage and the reaction passage. Can provide.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 질량분석기는 상기 분배 통로가 상기 반응 통로를 상기 제1 방향을 축으로 360˚ 둘러쌀 수 있다.In order to achieve the problem to be solved, the mass spectrometer according to an embodiment of the present invention may surround the distribution passage 360° in the first direction as an axis of the distribution passage.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 질량분석기는 상기 연결 유입 통로가 상기 제1 방향에 수직한 방향으로 상기 분배 통로로부터 상기 반응 통로로 연장될 수 있다.In order to achieve the object to be solved, the mass spectrometer according to an embodiment of the present invention may extend the connection inlet passage from the distribution passage to the reaction passage in a direction perpendicular to the first direction.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 질량분석기는 상기 연결 유입 통로가 복수 개가 제공될 수 있다.In order to achieve the problem to be solved, the mass spectrometer according to an embodiment of the present invention may be provided with a plurality of the connection inflow passages.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 질량분석기는 상기 복수 개의 연결 유입 통로의 각각이 서로 일정 간격으로 이격 배치될 수 있다.In order to achieve the object to be solved, the mass spectrometer according to an embodiment of the present invention may be arranged to be spaced apart from each other at a predetermined interval from each other.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 질량분석기는 상기 샘플 유입 통로와 상기 연결 유입 통로가 상기 제1 방향으로 일정 간격 이격될 수 있다.In order to achieve the problem to be solved, the mass spectrometer according to an embodiment of the present invention may be spaced apart from the sample inlet passage and the connection inlet passage at a predetermined interval in the first direction.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 질량분석기는 상기 이온 선택부가 상기 이온 선택 통로에 위치하는 제1 사중극자 필터를 포함할 수 있다.In order to achieve the object to be solved, the mass spectrometer according to an embodiment of the present invention may include a first quadrupole filter in which the ion selector is located in the ion selector passage.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 질량분석기는 상기 제2 이온 선택부가 상기 제2 이온 선택 통로에 위치하는 제2 사중극자 필터를 포함할 수 있다.To achieve the problem to be solved, the mass spectrometer according to an embodiment of the present invention may include a second quadrupole filter in which the second ion selector is located in the second ion selector passage.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 질량분석기는 상기 이온 검출부가 이온 검출기를 포함하되, 상기 이온 검출기는 상기 제2 이온 선택 통로에 노출될 수 있다.In order to achieve the problem to be solved, the mass spectrometer according to an embodiment of the present invention includes the ion detector including an ion detector, and the ion detector may be exposed to the second ion selection passage.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 질량분석기는 상기 이온 선택부 및 상기 반응부 사이에 위치하는 캐리어 가스 유입부를 더 포함하되, 상기 캐리어 가스 유입부는: 상기 이온 선택 통로와 상기 반응 통로를 연결하는 제1 연결 통로를 정의하는 제1 연결관; 상기 제1 연결 통로에 위치하며 혼합 통로를 정의하는 오리피스; 및 캐리어 가스 유입 통로를 정의하는 캐리어 가스 유입관; 을 포함하되, 상기 혼합 통로는 상기 제1 방향으로 연장되고, 상기 캐리어 가스 유입 통로는 상기 제1 방향에 교차되는 방향으로 연장되어 상기 혼합 통로에 연결될 수 있다.In order to achieve the problem to be solved, the mass spectrometer according to an embodiment of the present invention further includes a carrier gas inlet positioned between the ion selector and the reaction unit, wherein the carrier gas inlet: the ion selection passage And a first connection tube defining a first connection passage connecting the reaction passage; An orifice located in the first connection passage and defining a mixing passage; And a carrier gas inlet pipe defining a carrier gas inlet passage. Including, the mixing passage is extended in the first direction, the carrier gas inlet passage is extended in a direction crossing the first direction may be connected to the mixing passage.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 질량분석기는 상기 이온 선택부에 연결되는 제1 펌프; 상기 반응부에 연결되는 제2 펌프; 및 상기 제2 이온 선택부에 연결되는 제3 펌프를 더 포함할 수 있다.In order to achieve the problem to be solved, a mass spectrometer according to an embodiment of the present invention includes a first pump connected to the ion selector; A second pump connected to the reaction unit; And a third pump connected to the second ion selector.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 질량분석기는 상기 샘플 유입관에 연결되는 샘플 공급부를 더 포함할 수 있다.In order to achieve the object to be solved, the mass spectrometer according to an embodiment of the present invention may further include a sample supply part connected to the sample inlet pipe.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 질량분석기는 상기 반응 통로가: 상기 제1 방향으로 갈수록 지름이 커지는 확대 반응 통로; 및 상기 확대 반응 통로를 기준으로 상기 제1 방향에서 상기 확대 반응 통로에 연결되는 연결 반응 통로; 를 포함할 수 있다.In order to achieve the problem to be solved, the mass spectrometer according to an embodiment of the present invention has the reaction passage: an enlarged reaction passage having a larger diameter toward the first direction; And a connection reaction passage connected to the enlargement reaction passage in the first direction based on the enlargement reaction passage. It may include.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 질량분석기는 상기 연결 유입 통로가 상기 확대 반응 통로에 연결될 수 있다.In order to achieve the problem to be solved, the mass spectrometer according to an embodiment of the present invention may be connected to the connecting inlet passage to the expanding reaction passage.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 질량분석기는 상기 반응 통로가 상기 연결 반응 통로를 기준으로 상기 제1 방향에서 상기 연결 반응 통로에 연결되는 축소 반응 통로를 더 포함할 수 있다.In order to achieve the problem to be solved, the mass spectrometer according to an embodiment of the present invention further includes a reduction reaction passage in which the reaction passage is connected to the connection reaction passage in the first direction based on the connection reaction passage. Can.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 질량분석기는 상기 샘플 유입관이 스테인레스 스틸(Stainless Steel)을 포함할 수 있다.In order to achieve the object to be solved, the mass spectrometer according to an embodiment of the present invention may include the sample inlet pipe made of stainless steel.
본 발명의 기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 이상에서 언급한 것에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 사항들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Specific details of other embodiments of the present invention are not limited to those mentioned above, and other matters not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 질량분석기에 따르면, 샘플 가스를 다방향에서 유입시킬 수 있다.According to the mass spectrometer of the present invention, sample gas can be introduced in multiple directions.
본 발명의 질량분석기에 따르면, 샘플 가스의 이온화 반응을 촉진할 수 있다.According to the mass spectrometer of the present invention, it is possible to promote the ionization reaction of the sample gas.
본 발명의 질량분석기에 따르면, 측정의 정확성을 향상시킬 수 있다.According to the mass spectrometer of the present invention, the accuracy of measurement can be improved.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 질량분석기의 부분 절단 사시도이다.
도 2는 도 1의 일부를 도시한 부분 확대도이다.
도 3은 도 2의 Y 부분을 확대한 부분 확대도이다.
도 4는 도 2의 I-I'을 따라 절단한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 질량분석기의 부분 확대도이다.
도 6은 도 5의 B 부분을 확대한 부분 확대도이다.
도 7은 본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 질량분석기의 부분 확대도이다.1 is a partially cut-away perspective view of a mass spectrometer according to exemplary embodiments of the present invention.
FIG. 2 is a partially enlarged view showing a part of FIG. 1.
FIG. 3 is a partially enlarged view of the Y portion of FIG. 2.
4 is a cross-sectional view taken along line I-I' of FIG. 2.
5 is a partially enlarged view of a mass spectrometer according to exemplary embodiments of the present invention.
FIG. 6 is an enlarged view of part B of FIG. 5.
7 is a partially enlarged view of a mass spectrometer according to exemplary embodiments of the present invention.
본 발명의 기술적 사상의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상의 바람직한 실시 예들을 설명한다. 그러나 본 발명 기술적 사상은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시 예들의 설명을 통해 본 발명의 기술적 사상의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.In order to fully understand the configuration and effects of the technical spirit of the present invention, preferred embodiments of the technical spirit of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the technical spirit of the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, and may be implemented in various forms and various changes may be made. However, the disclosure of the technical spirit of the present invention is made complete through the description of the present exemplary embodiments, and is provided to completely inform a person of ordinary skill in the art to which the present invention belongs.
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상의 이상적인 예시도인 블록도, 사시도, 및/또는 단면도를 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시 예들에서 다양한 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시 예들은 그것의 상보적인 실시 예들도 포함한다.Parts indicated by the same reference numerals throughout the specification indicate the same components. Embodiments described in the present specification will be described with reference to block diagrams, perspective views, and/or cross-sectional views that are ideal examples of the technical spirit of the present invention. In the drawings, the thickness of the regions is exaggerated for effective description of the technical content. Accordingly, the regions illustrated in the figures have schematic properties, and the shapes of the regions illustrated in the figures are intended to illustrate specific forms of regions of the device and are not intended to limit the scope of the invention. Although various terms are used to describe various components in various embodiments of the present specification, these components should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another component. The embodiments described and illustrated herein also include its complementary embodiments.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In the present specification, the singular form also includes the plural form unless otherwise specified in the phrase. As used herein,'comprises' and/or'comprising' does not exclude the presence or addition of one or more other components.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상의 바람직한 실시 예들을 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by describing preferred embodiments of the technical spirit of the present invention with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 질량분석기의 부분 절단 사시도이다.1 is a partially cut-away perspective view of a mass spectrometer according to exemplary embodiments of the present invention.
이하에서, 도 1의 D1을 제1 방향, D2를 제2 방향, 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)에 실질적으로 수직한 D3를 제3 방향이라 칭할 수 있다.Hereinafter, D1 in FIG. 1 may be referred to as a first direction, D2 as a second direction, D3 substantially perpendicular to the first direction D1 and the second direction D2 as the third direction.
도 1을 참고하면, 질량분석기는 이온 생성부(R1), 이온 선택부(R2), 캐리어 가스 유입부(R3), 반응부(R4), 연결부(R5), 제2 이온 선택부(R6) 및 검출부(R7)를 포함할 수 있다. 실시 예들에서, 질량분석기는 이온 소스 공급부(Sa), 마이크로파 공급부(M), 제1 펌프(P1), 캐리어 가스 공급부(Sc), 샘플 공급부(Ss), 제2 펌프(P2) 및 제3 펌프(P3) 등을 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the mass spectrometer is an ion generating part (R1), an ion selecting part (R2), a carrier gas inlet part (R3), a reaction part (R4), a connecting part (R5), and a second ion selecting part (R6). And it may include a detection unit (R7). In embodiments, the mass spectrometer is an ion source supply (Sa), a microwave supply (M), a first pump (P1), a carrier gas supply (Sc), a sample supply (Ss), a second pump (P2) and a third pump (P3) and the like.
이온 생성부(R1)는 이온 생성관(11)을 포함할 수 있다. 이온 생성관(11)은 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 이온 생성관(11)은 이온 생성 통로(C1)를 제공할 수 있다. 즉, 이온 생성관(11)은 이온 생성 통로(C1)를 정의할 수 있다. 이온 생성 통로(C1)는 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 이온 생성부(R1)는 이온 소스 공급부(Sa)로부터 이온 소스를 공급받을 수 있다. 보다 구체적으로, 이온 소스 공급부(Sa)로부터 이온 생성 통로(C1)에 이온 소스가 공급될 수 있다. 이온 소스는 이온이 될 수 있는 입자를 의미할 수 있다. 보다 구체적으로, 이온 소스는 이온화 반응을 거쳐 반응물 이온이 될 수 있는 입자를 의미할 수 있다. 반응물 이온(Reagent ion)은 샘플 가스와 반응할 수 있는 이온을 의미할 수 있다. 이온 소스는 중성 분자 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이온 소스는 질소(N2), 산소(O2) 및/또는 물(H2O) 등을 포함할 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니다. 이에 대한 보다 상세한 내용은 후술하도록 한다. 이온 소스는 이온 생성 통로(C1)를 따라 제1 방향(D1)으로 이동할 수 있다. 이온 소스는 이온 생성 통로(C1)에서 이온화될 수 있다. 보다 구체적으로, 마이크로파 공급부(M)에서 마이크로파가 가해져, 이온 소스는 이온화될 수 있다. 즉, 이온 소스는 반응물 이온이 될 수 있다. 예를 들어, 이온 소스가 질소(N2), 산소(O2) 및/또는 물(H2O) 등을 포함하는 경우, 반응물 이온은 H3O+, NO+, 및/또는 O2 + 등을 포함할 수 있다. 반응물 이온은 제1 방향(D1)을 따라 이동하여 이온 선택부(R2)로 이동할 수 있다. 실시 예들에서, 이온 생성 통로(C1)는 매우 낮은 압력으로 유지될 수 있다. 예를 들어, 이온 생성 통로(C1)는 약 0.3 torr의 압력으로 유지될 수 있다. 이온 소스의 이온화 작업은 실질적인 진공에 가까운 이러한 낮은 압력 하에서 수행될 수 있다.The ion generating unit R1 may include an
이온 선택부(R2)는 이온 생성부(R1)로부터 유입된 반응물 이온이 필터링될 수 있다. 이온 선택부(R2)는 이온 선택관(12), 제1 포커싱 부재(121), 제1 사중극자 필터(123), 제2 포커싱 부재(125) 및 제1 펌프 연결관(127)을 포함할 수 있다. 이온 선택관(12)은 이온 생성관(11)에 연결될 수 있다. 이온 선택관(12)은 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 이온 선택관(12)은 이온 선택 통로(C2)를 제공할 수 있다. 즉, 이온 선택관(12)은 이온 선택 통로(C2)를 정의할 수 있다. 이온 선택 통로(C2)는 이온 생성 통로(C1)와 연결될 수 있다. 이온 선택 통로(C2)는 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 제1 포커싱 부재(121)는 이온 선택 통로(C2)에 위치할 수 있다. 제1 포커싱 부재(121)는 중심에 구멍이 형성된 판 형상일 수 있다. 제1 포커싱 부재(121)는 이온 생성 통로(C1)에서 유입된 반응물 이온의 흐름을 중심으로 안내할 수 있다. 제1 사중극자 필터(123)는 제1 포커싱 부재(121)를 통과한 반응물 이온의 경로를 둘러 싼 4개의 막대를 포함할 수 있다. 4개의 막대의 각각은 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 4개의 막대의 각각은 금속을 포함할 수 있다. 4개의 막대의 각각은 외부 전원(미도시) 등으로부터 전압을 인가 받을 수 있다. 제1 사중극자 필터(123)는 전기장을 형성할 수 있다. 제1 사중극자 필터(123)에 의해 형성된 전기장에 의해 반응물 이온의 일부 또는 전부의 이동 경로는 휘어질 수 있다. 이온의 반응물 이동 경로가 휘면, 일부 이온만 선택적으로 제2 포커싱 부재(125)를 통과하게 될 수 있다. 이에 의해, 필요 없는 이온이 캐리어 가스 유입부(R3)로 넘어 가는 것을 방지할 수 있다. 즉, 이온 선택부(R2)에서 제1 사중극자 필터(123)에 의해, 다양한 이온 중에서 필요한 반응물 이온만이 필터링될 수 있다. 예를 들어, 필요한 반응물 이온이란 샘플 가스를 이온화시키기 위한 반응에 필요한 이온을 의미할 수 있다. 제2 포커싱 부재(125)는 중심에 구멍이 형성된 판 형상일 수 있다. 제2 포커싱 부재(125)는 필터링된 반응물 이온의 흐름을 중심으로 안내할 수 있다. 제1 펌프 연결관(127)은 제1 펌프(P1)에 연결될 수 있다. 제1 펌프(P1)에 의해, 이온 선택 통로(C2)는 매우 낮은 압력으로 유지될 수 있다. 예를 들어, 이온 선택 통로(C2)는 약 10-5 torr의 압력으로 유지될 수 있다. 이온의 필터링 작업은 실질적인 진공에 가까운 이러한 낮은 압력 하에서 수행될 수 있다.In the ion selector R2, reactant ions flowing from the ion generator R1 may be filtered. The ion selector R2 may include an
캐리어 가스 유입부(R3)는 이온 선택부(R2)와 반응부(R4) 사이에 위치할 수 있다. 캐리어 가스 유입부(R3)는 제1 연결관(131), 오리피스(133) 및 캐리어 가스 유입관(135)을 포함할 수 있다. 제1 연결관(131)은 이온 선택관(12)에 결합될 수 있다. 제1 연결관(131)은 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 제1 연결관(131)은 제1 연결 통로(C3)를 제공할 수 있다. 즉, 제1 연결관(131)에 의해 제1 연결 통로(C3)가 정의될 수 있다. 제1 연결 통로(C3)는 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 제1 연결 통로(C3)는 이온 선택 통로(C2)와 연결될 수 있다. 제1 연결 통로(C3)에 오리피스(133)가 위치할 수 있다. 오리피스(133)는 원기둥 형상의 일부를 포함할 수 있다. 오리피스(133)의 가운데 혼합 통로(133c)가 제공될 수 있다. 혼합 통로(133c)는 이온 선택 통로(C2)와 연결될 수 있다. 캐리어 가스 유입관(135)은 제1 방향(D1)에 교차되는 방향으로 연장될 수 있다. 캐리어 가스 유입관(135)은 제1 연결관(131)에 결합될 수 있다. 캐리어 가스 유입관(135)의 내부공간은 혼합 통로(133c)에 연결될 수 있다. 캐리어 가스 유입관(135)은 캐리어 가스 공급부(Sc)에 연결될 수 있다. 캐리어 가스는 캐리어 가스 공급부(Sc)로부터 캐리어 가스 유입관(135)을 통해 혼합 통로(133c)로 유동할 수 있다. 캐리어 가스는 혼합 통로(133c)에서 반응물 이온과 혼합될 수 있다. 캐리어 가스는 반응부(R4)에서 반응물 이온 등의 흐름을 안내할 수 있다. 예를 들어, 캐리어 가스는 반응부(R4)에서 층류를 형성하여 반응물 이온의 흐름 방향을 가이드할 수 있다. 캐리어 가스는 비활성 기체 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 캐리어 가스는 질소(N2), 아르곤(Ar) 및/또는 헬륨(He) 등을 포함할 수 있다. 이에 대한 상세한 내용은 후술하도록 한다.The carrier gas inlet R3 may be located between the ion selector R2 and the reaction unit R4. The carrier gas inlet R3 may include a
반응부(R4)는 반응관(14), 샘플 유입관(3), 제2 펌프 연결관(147) 및 제3 포커싱 부재(141)를 포함할 수 있다. 반응관(14)은 제1 연결관(131)에 결합될 수 있다. 반응관(14)은 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 반응관(14)은 반응 통로(C4)를 제공할 수 있다. 즉, 반응 통로(C4)는 반응관(14)에 의해 정의될 수 있다. 반응 통로(C4)는 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 반응 통로(C4)는 제1 연결 통로(C3)와 연결될 수 있다. 캐리어 가스 및 반응물 이온이 반응 통로(C4)로 유입될 수 있다. 샘플 유입관(3)은 반응관(14)에 결합될 수 있다. 샘플 유입관(3)은 샘플 공급부(Ss)에 연결될 수 있다. 샘플 유입관(3)은 샘플 공급부(Ss)로부터 샘플 가스를 받아, 반응 통로(C4)로 보낼 수 있다. 샘플 유입관(3)에 대한 상세한 내용은 도 2 및 도 3을 참고하여 후술하도록 한다. 샘플 가스는 질량분석이 필요한 대상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 샘플 가스는 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds, VOCs) 등을 포함할 수 있다. 샘플 유입관(3)으로부터 유입된 샘플 가스는 반응물 이온과 반응할 수 있다. 보다 구체적으로, 샘플 가스는 반응물 이온과 반응하여 이온화될 수 있다. 이온화된 샘플 가스는 샘플 이온이라 칭할 수 있다. 즉, 샘플 가스는 반응물 이온과 반응하여 샘플 이온이 될 수 있다. 샘플 가스의 이온화 반응은 다음과 같이 표현할 수 있다.The reaction unit R4 may include a
R+ + A -> P+ + NR + + A -> P + + N
R+는 반응물 이온을 의미할 수 있다. A는 샘플 가스를 의미할 수 있다. P+는 샘플 이온을 의미할 수 있다. N은 반응물 이온이 샘플 가스와의 반응 후에 중성화된 것을 의미할 수 있다. 예를 들어, N은 다시 중성화된 이온 소스를 의미할 수 있다. 제3 포커싱 부재(141)는 중심에 구멍이 형성된 판 형상일 수 있다. 제3 포커싱 부재(141)는 반응 통로(C4)에서 유입된 이온들의 흐름을 중심으로 안내할 수 있다. 제2 펌프 연결관(147)은 반응 통로(C4)에 연결될 수 있다. 제2 펌프 연결관(147)은 제2 펌프(P2)에 연결될 수 있다. 제2 펌프(P2)는 제2 펌프 연결관(147)을 통해 반응 통로(C4)에 연결될 수 있다. 제2 펌프(P2)에 의해, 반응 통로(C4)는 매우 낮은 압력으로 유지될 수 있다. 예를 들어, 반응 통로(C4)는 약 0.5 torr의 압력으로 유지될 수 있다. 샘플 가스의 이온화 작업은 이러한 낮은 압력 하에서 수행될 수 있다.R + may mean reactant ions. A may mean sample gas. P + may mean sample ions. N may mean that the reactant ions are neutralized after reaction with the sample gas. For example, N may again mean a neutralized ion source. The third focusing
연결부(R5)는 제2 연결관(15)을 포함할 수 있다. 제2 연결관(15)은 반응관(14)에 결합될 수 있다. 제2 연결관(15)은 제2 연결 통로(C5)를 제공할 수 있다. 즉, 제2 연결 통로(C5)는 제2 연결관(15)에 의해 정의될 수 있다. 제2 연결 통로(C5)는 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 제2 연결 통로(C5)는 반응 통로(C4)와 연결될 수 있다.The connection portion R5 may include a
제2 이온 선택부(R6)는 제2 이온 선택관(16), 제4 포커싱 부재(161), 제2 사중극자 필터(163), 제5 포커싱 부재(165) 및 제3 펌프 연결관(167)을 포함할 수 있다. 제2 이온 선택관(16)은 제2 연결관(15)에 결합될 수 있다. 제2 이온 선택관(16)은 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 제2 이온 선택관(16)은 제2 이온 선택 통로(C6)를 제공할 수 있다. 즉, 제2 이온 선택 통로(C6)는 제2 이온 선택관(16)에 의해 정의될 수 있다. 제2 이온 선택 통로(C6)는 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 제2 이온 선택 통로(C6)는 제2 연결 통로(C5)와 연결될 수 있다. 제2 연결 통로(C5)를 통해 제2 이온 선택 통로(C6)로 캐리어 가스 및 샘플 이온 등이 유입될 수 있다. 제4 포커싱 부재(161)는 제2 이온 선택 통로(C6)에 위치할 수 있다. 제4 포커싱 부재(161)는 중심에 구멍이 형성된 판 형상일 수 있다. 제4 포커싱 부재(161)는 제2 연결 통로(C5)에서 유입된 입자의 흐름을 중심으로 안내할 수 있다. 제2 사중극자 필터(163)는 제4 포커싱 부재(161)를 통과한 입자들의 경로를 둘러 싼 4개의 막대를 포함할 수 있다. 4개의 막대의 각각은 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 4개의 막대의 각각은 금속을 포함할 수 있다. 4개의 막대의 각각은 외부 전원(미도시) 등으로부터 전압을 인가 받을 수 있다. 제2 사중극자 필터(163)는 전기장을 형성할 수 있다. 제2 사중극자 필터(163)에 의해 형성된 전기장에 의해 샘플 이온 등의 입자의 일부 또는 전부의 이동 경로는 휘어질 수 있다. 이온 상태의 입자들은 질량과 전하의 비율에 따라 휘어지는 정도가 상이할 수 있다. 측정이 필요 없는 이온은 제2 사중극자 필터(163)가 형성하는 전기장에 의해 이동 경로가 휘어질 수 있다. 예를 들어, 반응부(R4)에서 샘플 가스와 반응되지 아니하고 남은 반응물 이온은 제2 사중극자 필터(163)에 의해 직진하지 못할 수 있다. 직진하지 아니한 이온은 제5 포커싱 부재(165)를 통과하지 못할 수 있다. 제5 포커싱 부재(165)는 중심에 구멍이 형성된 판 형상일 수 있다. 제5 포커싱 부재(165)는 입자들의 흐름을 안내할 수 있다. 제3 펌프 연결관(167)은 제3 펌프(P3)에 연결될 수 있다. 제3 펌프(P3)에 의해, 제2 이온 선택 통로(C6)는 매우 낮은 압력으로 유지될 수 있다. 예를 들어, 제2 이온 선택 통로(C6)는 약 10-5 torr의 압력으로 유지될 수 있다. 샘플 이온의 필터링 작업은 실질적인 진공에 가까운 이러한 낮은 압력 하에서 수행될 수 있다.The second ion selector R6 includes a second
검출부(R7)는 검출관(17) 및 검출기(171)를 포함할 수 있다. 검출관(17)은 제2 이온 선택관(16)에 결합될 수 있다. 검출기(171)는 검출관(17) 내에 위치할 수 있다. 검출기(171)는 제2 이온 선택 통로(C6)에 노출될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 검출기(171)의 법선은 제1 방향(D1)과 실질적으로 평행할 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 검출기(171)의 법선은 제1 방향(D1)과 일정한 각도를 형성할 수도 있다. 예를 들어, 검출기(171)의 법선은 제1 방향(D1)에 실질적으로 수직할 수도 있다. 제2 이온 선택 통로(C6)에서 필터링된 샘플 이온은 검출기(171)에 의해 감지될 수 있다. 예를 들어, 검출기(171)의 법선이 제1 방향(D1)과 실질적으로 평행한 경우, 검출기(171)는 제2 사중극자 필터(163)가 형성하는 전기장에 의해 휘어지지 아니하고 직진한 샘플 이온의 양을 측정할 수 있다. 즉, 제2 사중극자 필터(163)를 제어하여 일부 이온만 직진하도록 설정하면, 검출기(171)는 직진한 이온의 양을 측정할 수 있다. 제2 사중극자 필터(163)에 의해 가해진 전기장에 대한 정보를 이용하여, 직진하여 검출기(171)에서 검출된 이온의 질량 대 전하비(mass-to-charge ratio, m/z)를 계산할 수 있다. 제2 사중극자 필터(163)를 제어하여 직진할 이온을 바꿀 수 있다. 이후 같은 작업을 반복할 수 있다. 이에 따라 다양한 이온들에 대하여 질량 대 전하비(m/z)를 구할 수 있다. 측정한 데이터를 기존에 확보된 질량 대 전하비(m/z)의 데이터와 비교하면, 샘플 가스 내의 입자들의 질량과 그 비율을 구할 수 있다. 검출기(171)의 법선이 제1 방향(D1)에 평행하지 아니한 경우, 검출기(171)는 제2 사중극자 필터(163)가 형성하는 전기장에 의해 휘어지는 샘플 이온의 양을 측정할 수도 있다. 이 경우에도 측정의 방식은, 검출기(171)의 법선이 제1 방향(D1)에 평행한 경우와 실질적으로 동일 또는 유사할 수 있다.The detection unit R7 may include a
이온 소스 공급부(Sa)는 이온 생성부(R1)에 이온 소스를 공급할 수 있다. 이온 소스는 산소(O2), 질소(N2) 및/또는 물(H2O)등을 공급할 수 있다. 실시 예들에서, 이온 소스 공급부(Sa)가 이온 생성부(R1)에 공급하는 이온 소스는 대기의 구성 성분과 유사할 수 있다.The ion source supply unit Sa may supply an ion source to the ion generation unit R1. The ion source may supply oxygen (O 2 ), nitrogen (N 2 ), and/or water (H 2 O). In embodiments, the ion source supplied by the ion source supply unit Sa to the ion generation unit R1 may be similar to the components of the atmosphere.
마이크로파 공급부(M)는 이온 생성부(R1)에 마이크로파를 가할 수 있다. 이온 생성부(R1)에 유입된 이온 소스는 마이크로파에 의해 이온화될 수 있다. 즉, 이온 소스는 이온화되어 반응물 이온이 될 수 있다.The microwave supply unit M may apply microwaves to the ion generating unit R1. The ion source introduced into the ion generating unit R1 may be ionized by microwaves. That is, the ion source can be ionized to become a reactant ion.
제1 펌프(P1)는 제1 펌프 연결관(127)에 의해 이온 선택 통로(C2)에 연결될 수 있다. 제1 펌프(P1)는 이온 선택 통로(C2)를 실질적인 진공 상태에 가깝게 유지할 수 있다. 예를 들어, 제1 펌프(P1)는 이온 선택 통로(C2)를 약 10-5 torr의 압력으로 유지할 수 있다.The first pump P1 may be connected to the ion selection passage C2 by the
캐리어 가스 공급부(Sc)는 캐리어 가스 유입관(135)을 통해 혼합 통로(133c)에 연결될 수 있다. 캐리어 가스 공급부(Sc)는 캐리어 가스를 공급할 수 있다. 캐리어 가스는 비활성 기체 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 캐리어 가스는 질소(N2), 헬륨(He) 및/또는 아르곤(Ar) 등을 포함할 수 있다. 캐리어 가스는 혼합 통로(133c)에서 반응물 이온과 혼합될 수 있다. 캐리어 가스는 반응 통로(C4)로 유입될 수 있다. 캐리어 가스는 반응 통로(C4)에서 제1 방향(D1)으로 층류를 형성할 수 있다.The carrier gas supply unit Sc may be connected to the
샘플 공급부(Ss)는 샘플 유입관(3)에 샘플 가스를 공급할 수 있다. 샘플 가스는 질량분석이 필요한 대상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 샘플 가스는 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds, VOCs) 등을 포함할 수 있다. 샘플 가스는 샘플 유입관(3)을 통해 반응 통로(C4)에 유입될 수 있다. 이에 대한 상세한 내용은 후술하도록 한다.The sample supply unit Ss may supply sample gas to the
제2 펌프(P2)는 제2 펌프 연결관(147)을 통해 반응 통로(C4)에 연결될 수 있다. 제2 펌프(P2)는 반응 통로(C4)를 실질적인 진공 상태에 가깝게 유지할 수 있다. 예를 들어, 제2 펌프(P2)는 반응 통로(C4)를 약 0.5 torr의 압력으로 유지할 수 있다.The second pump P2 may be connected to the reaction passage C4 through the second
제3 펌프(P3)는 제3 펌프 연결관(167)을 통해 제2 이온 선택 통로(C6)에 연결될 수 있다. 제3 펌프(P3)는 제2 이온 선택 통로(C6)를 실질적인 진공 상태에 가깝게 유지할 수 있다. 예를 들어, 제3 펌프(P3)는 제2 이온 선택 통로(C6)를 약 10-5 torr의 압력으로 유지할 수 있다.The third pump P3 may be connected to the second ion selection passage C6 through the
도 2는 도 1의 일부를 도시한 부분 확대도이고, 도 3은 도 2의 Y 부분을 확대한 부분 확대도이며, 도 4는 도 2의 I-I'을 따라 절단한 단면도이다.FIG. 2 is a partially enlarged view showing a part of FIG. 1, FIG. 3 is a partially enlarged view of the Y portion of FIG. 2, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line I-I' of FIG. 2.
도 2, 도 3 및 도 4를 참고하면, 반응관(14)은 분배 통로(C91) 및 연결 유입 통로(C92)를 제공할 수 있다.2, 3 and 4, the
분배 통로(C91)는 샘플 유입관(3)에 연결될 수 있다. 분배 통로(C91)는 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 분배 통로(C91)는 반응 통로(C4)를 둘러쌀 수 있다. 보다 구체적으로, 분배 통로(C91)는 제1 방향(D1)을 축으로 반응 통로(C4)를 둘러쌀 수 있다. 실시 예들에서, 분배 통로(C91)는 반응 통로(C4)를 완전히 둘러쌀 수 있다. 즉, 분배 통로(C91)는 반응 통로(C4)를 제1 방향(D1)을 축으로 360˚ 둘러쌀 수 있다.The distribution passage C91 may be connected to the
연결 유입 통로(C92)는 분배 통로(C91)와 반응 통로(C4)를 연결할 수 있다. 연결 유입 통로(C92)는 제1 방향(D1)에 교차되는 방향으로 연장될 수 있다. 실시 예들에서, 연결 유입 통로(C92)는 제1 방향(D1)에 실질적으로 수직한 방향으로 연장될 수 있다. 연결 유입 통로(C92)와 샘플 유입관(3)은 제1 방향(D1)으로 이격될 수 있다. 보다 구체적으로, 연결 유입 통로(C92)의 연장선과 샘플 유입관(3)의 연장선은 제1 방향(D1)으로 거리 x 만큼 이격될 수 있다. 연결 유입 통로(C92)는 복수 개가 제공될 수 있다. 예를 들어, 도 4와 같이 복수 개의 연결 유입 통로(C92)의 각각은 반응 통로(C4)를 가운데 두고 서로 이격 배치될 수 있다. 실시 예들에서, 복수 개의 연결 유입 통로(C92)의 각각은 서로 일정 간격 이격될 수 있다.The connecting inlet passage C92 may connect the distribution passage C91 and the reaction passage C4. The connection inflow passage C92 may extend in a direction intersecting the first direction D1. In embodiments, the connection inflow passage C92 may extend in a direction substantially perpendicular to the first direction D1. The connecting inlet passage C92 and the
반응 통로(C4)로 유입된 캐리어 가스(C) 및 반응물 이온(R+)은 제1 방향(D1)으로 이동할 수 있다. 샘플 유입관(3), 분배 통로(C91) 및 연결 유입 통로(C92)를 거쳐 반응 통로(C4)로 유입된 샘플 가스(A)는 반응물 이온(R+)과 반응할 수 있다. 즉, 샘플 가스(A)는 반응물 이온(R+)과 반응하여 샘플 이온(P+)이 될 수 있다. 반응 통로(C4)의 후단에는 반응하지 못한 반응물 이온(R+), 캐리어 가스(C), 샘플 이온(P+) 및 이온 소스(N) 등이 흐를 수 있다.The carrier gas C and the reactant ions R + introduced into the reaction passage C4 may move in the first direction D1. The sample gas (A) introduced into the reaction passage (C4) through the sample inlet pipe (3), the distribution passage (C91) and the connecting inlet passage (C92) may react with reactant ions (R + ). That is, the sample gas A may react with reactant ions R + to become sample ions P + . Reactive reactant ions (R + ), carrier gas (C), sample ions (P + ), and ion source (N) may flow to the rear end of the reaction passage (C4).
본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 질량분석기에 의하면, 샘플 유입관에서 유입관 샘플 가스는 분배 통로에 의해 분배될 수 있다. 샘플 가스는 분배 통로의 분배에 의해, 다양한 방향에서 반응 통로로 들어갈 수 있다. 따라서 샘플 가스는 반응 통로 내에서 균일하게 분포될 수 있다. 이에 따라 샘플 가스와 반응물 이온의 반응은 촉진될 수 있다. 그리고 질량분석의 정확성이 향상될 수 있다.According to the mass spectrometer according to the exemplary embodiments of the present invention, the sample gas in the inlet pipe in the sample inlet pipe may be distributed by a distribution passage. The sample gas can enter the reaction passage in various directions by distribution of the distribution passage. Therefore, the sample gas can be uniformly distributed in the reaction passage. Accordingly, the reaction of the sample gas and the reactant ions can be promoted. And the accuracy of mass spectrometry can be improved.
본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 질량분석기에 의하면, 연결 유입 통로와 샘플 유입관은 제1 방향으로 이격될 수 있다. 샘플 가스가 바로 연결 유입 통로를 통해 반응 통로로 빠져나가는 것이 방지될 수 있다. 즉, 샘플 유입관을 통해 분배 통로로 들어온 샘플 가스가 충분히 분배될 수 있다. 따라서 샘플 가스는 반응 통로 내에서 균일하게 분포될 수 있다. 이에 따라 샘플 가스와 반응물 이온의 반응은 촉진될 수 있다. 그리고 질량분석의 정확성이 향상될 수 있다.According to the mass spectrometer according to the exemplary embodiments of the present invention, the connecting inlet passage and the sample inlet tube may be spaced apart in the first direction. It is possible to prevent the sample gas from escaping directly into the reaction passage through the connecting inlet passage. That is, the sample gas entering the distribution passage through the sample inlet pipe can be sufficiently distributed. Therefore, the sample gas can be uniformly distributed in the reaction passage. Accordingly, the reaction of the sample gas and the reactant ions can be promoted. And the accuracy of mass spectrometry can be improved.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 질량분석기의 부분 확대도이고, 도 6은 도 5의 B 부분을 확대한 부분 확대도이다.5 is a partially enlarged view of a mass spectrometer according to exemplary embodiments of the present invention, and FIG. 6 is a partially enlarged view of a portion B of FIG. 5.
이하에서, 도 1 내지 도 4를 참고하여 설명한 것과 실질적으로 동일 또는 유사한 내용에 대한 것은 설명의 편의상 생략될 수 있다.Hereinafter, substantially identical or similar contents to those described with reference to FIGS. 1 to 4 may be omitted for convenience of description.
도 5 및 도 6을 참고하면, 분배 통로(C91)의 제1 방향(D1)으로의 길이는 도 2를 참고하여 설명한 것보다 작을 수 있다. 분배 통로(C91)가 제공되는 부분은 분배 반응관(143)이라 칭할 수 있다. 분배 통로(C91)가 제공되지 아니하는 부분은 연장 반응관(141)이라 칭할 수 있다.5 and 6, the length of the distribution passage C91 in the first direction D1 may be smaller than that described with reference to FIG. 2. The portion where the distribution passage C91 is provided may be referred to as a
본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 질량분석기에 의하면, 분배 통로의 길이가 제한될 수 있다. 또한, 분배 통로는 앞뒤로 막혀있을 수 있다. 따라서 샘플 유입관을 통해 분배 통로로 들어온 샘플 가스가 다른 곳으로 새어나가는 것을 방지할 수 있다. 샘플 가스는 모두 반응 통로로 유입될 수 있다. 이에 따라 샘플 가스와 반응물 이온의 반응은 촉진될 수 있다. 그리고 질량분석의 정확성이 향상될 수 있다.According to the mass spectrometer according to the exemplary embodiments of the present invention, the length of the distribution passage may be limited. In addition, the distribution passage may be blocked back and forth. Therefore, it is possible to prevent the sample gas entering the distribution passage through the sample inlet pipe from leaking to another place. Any sample gas can be introduced into the reaction passage. Accordingly, the reaction of the sample gas and the reactant ions can be promoted. And the accuracy of mass spectrometry can be improved.
도 7은 본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 질량분석기의 부분 확대도이다.7 is a partially enlarged view of a mass spectrometer according to exemplary embodiments of the present invention.
이하에서, 도 1 내지 도 4를 참고하여 설명한 것과 실질적으로 동일 또는 유사한 내용에 대한 것은 설명의 편의상 생략될 수 있다.Hereinafter, substantially identical or similar contents to those described with reference to FIGS. 1 to 4 may be omitted for convenience of description.
도 7을 참고하면, 반응부(R4)는 확대 반응부(R41), 연결 반응부(R42) 및 축소 반응부(R43)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7, the reaction unit R4 may include an enlarged reaction unit R41, a connected reaction unit R42, and a reduced reaction unit R43.
확대 반응부(R41)는 확대 반응관(14a)을 포함할 수 있다. 확대 반응관(14a)은 확대 반응 통로(C41)를 제공할 수 있다. 즉, 확대 반응 통로(C41)는 확대 반응관(14a)에 의해 정의될 수 있다. 확대 반응 통로(C41)는 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 확대 반응 통로(C41)는 제1 방향(D1)으로 갈수록 지름이 증가할 수 있다. 보다 구체적으로, 확대 반응 통로(C41)의 최소 지름은 D1일 수 있다. 확대 반응 통로(C41)의 최대 지름은 D2일 수 있다. 확대 반응 통로(C41)의 지름은 제1 방향(D1)으로 갈수록 D1에서 D2까지 연속적으로 증가할 수 있다.The enlarged reaction unit R41 may include an
연결 반응부(R42)는 연결 반응관(14b)을 포함할 수 있다. 연결 반응관(14b)은 연결 반응 통로(C42)를 제공할 수 있다. 즉, 연결 반응 통로(C42)는 연결 반응관(14b)에 의해 정의될 수 있다. 연결 반응 통로(C42)는 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 연결 반응 통로(C42)는 확대 반응 통로(C41)와 연결될 수 있다. 연결 반응 통로(C42)의 지름은 제1 방향(D1)으로 일정할 수 있다. 실시 예들에서, 연결 반응 통로(C42)의 지름은 D2일 수 있다. 즉, 연결 반응 통로(C42)의 지름은 확대 반응 통로(C41)의 지름의 최대값과 실질적으로 동일할 수 있다.The connection reaction unit R42 may include a
축소 반응부(R43)는 축소 반응관(14c)을 포함할 수 있다. 축소 반응관(14c)은 축소 반응 통로(C43)를 제공할 수 있다. 즉, 축소 반응 통로(C43)는 축소 반응관(14c)에 의해 정의될 수 있다. 축소 반응 통로(C43)는 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 축소 반응 통로(C43)는 연결 반응 통로(C42)와 연결될 수 있다. 축소 반응 통로(C43)는 제1 방향(D1)으로 갈수록 지름이 감소할 수 있다. 축소 반응 통로(C43)의 지름의 최대값은 연결 반응 통로(C42)의 지름과 실질적으로 동일할 수 있다. 보다 구체적으로, 축소 반응 통로(C43)의 최대 지름은 D2일 수 있다. 축소 반응 통로(C43)의 최소 지름은 D3일 수 있다. 축소 반응 통로(C43)의 지름은 제1 방향(D1)으로 갈수록 D2에서 D3까지 연속적으로 감소할 수 있다.The reduction reaction unit R43 may include a
샘플 유입관(3)은 확대 반응관(14a)에 결합될 수 있다. 샘플 공급부(Ss)에서 공급된 샘플 가스는 샘플 유입관(3), 분배 통로(C91) 및 연결 유입 통로(C92)를 통해 확대 반응 통로(C41)에 유입될 수 있다.The
본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 질량분석기에 의하면, 반응관의 전반부에서 제1 방향으로 갈수록 반응관의 지름이 증가할 수 있다. 따라서 반응 통로에 유입되어 제1 방향으로 이동하는 캐리어 가스 및 반응물 이온의 속도가 느려질 수 있다. 이에 따라 캐리어 가스 및 반응물 이온의 흐름은 안정적이 될 수 있다. 또한 반응물 이온과 샘플 가스의 반응이 촉진될 수 있다. 즉, 샘플 가스의 이온화가 활발히 진행될 수 있다. 이에 의해 질량분석의 정확성이 향상될 수 있다.According to the mass spectrometer according to the exemplary embodiments of the present invention, the diameter of the reaction tube may increase from the first half of the reaction tube toward the first direction. Therefore, the velocity of the carrier gas and the reactant ions flowing into the reaction passage and moving in the first direction may be slowed down. Accordingly, the flow of carrier gas and reactant ions can be stable. In addition, the reaction between the reactant ions and the sample gas can be accelerated. That is, the ionization of the sample gas can be actively progressed. Thereby, the accuracy of mass spectrometry can be improved.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.The embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but those skilled in the art to which the present invention pertains can implement the present invention in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. You will understand that there is. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.
Claims (16)
상기 이온 생성 통로에 연결되는 이온 선택 통로를 제공하는 이온 선택부;
상기 이온 선택 통로에 연결되는 반응 통로를 제공하는 반응부;
상기 반응 통로에 연결되는 제2 이온 선택 통로를 제공하는 제2 이온 선택부; 및
상기 제2 이온 선택부에 결합되는 이온 검출부; 를 포함하고,
상기 반응 통로는 제1 방향으로 연장되며,
상기 반응부는:
상기 제1 방향으로 연장되어 상기 반응 통로를 정의하는 반응관; 및
상기 반응관에 결합되는 샘플 유입관; 을 포함하되,
상기 샘플 유입관은 상기 반응 통로에 연결되는 샘플 유입 통로를 제공하고,
상기 반응관은:
상기 샘플 유입 통로와 연결되되 상기 반응 통로를 상기 제1 방향을 축으로 360˚ 둘러싸는 분배 통로; 및
상기 분배 통로와 상기 반응 통로를 연결하는 복수 개의 연결 유입 통로; 를 제공하며,
상기 복수 개의 연결 유입 통로의 각각은 상기 샘플 유입 통로로부터 상기 제1 방향으로 일정 간격 이격되고,
상기 복수 개의 연결 유입 통로는 상기 제1 방향에 수직한 평면 상에서 원주 방향으로 서로 이격되어 배열되는 질량분석기.
An ion generating unit providing an ion generating passage;
An ion selector providing an ion selection passage connected to the ion generation passage;
A reaction unit providing a reaction passage connected to the ion selection passage;
A second ion selector providing a second ion selector passage connected to the reaction passage; And
An ion detector coupled to the second ion selector; Including,
The reaction passage extends in the first direction,
The reaction unit:
A reaction tube extending in the first direction to define the reaction passage; And
A sample inlet tube coupled to the reaction tube; Including,
The sample inlet pipe provides a sample inlet passage connected to the reaction passage,
The reaction tube is:
A distribution passage connected to the sample inflow passage and surrounding the reaction passage 360° in the first direction as an axis; And
A plurality of connection inflow passages connecting the distribution passage and the reaction passage; Provides
Each of the plurality of connection inlet passages is spaced a predetermined distance from the sample inlet passage in the first direction,
The plurality of connection inflow passages are mass spectrometers arranged to be spaced apart from each other in a circumferential direction on a plane perpendicular to the first direction.
상기 복수 개의 연결 유입 통로의 각각은 상기 제1 방향에 수직한 방향으로 상기 분배 통로로부터 상기 반응 통로로 연장되는 질량분석기.
According to claim 1,
Each of the plurality of connection inflow passages is a mass spectrometer extending from the distribution passage to the reaction passage in a direction perpendicular to the first direction.
상기 복수 개의 연결 유입 통로의 각각은 서로 일정 간격으로 이격 배치되는 질량분석기.
According to claim 1,
Each of the plurality of connection inlet passages are mass spectrometers spaced apart from each other at regular intervals.
상기 이온 선택부는 상기 이온 선택 통로에 위치하는 제1 사중극자 필터를 포함하는 질량분석기.
According to claim 1,
The ion selector is a mass spectrometer including a first quadrupole filter located in the ion selection passage.
상기 제2 이온 선택부는 상기 제2 이온 선택 통로에 위치하는 제2 사중극자 필터를 포함하는 질량분석기.
The method of claim 7,
The second ion selector is a mass spectrometer including a second quadrupole filter positioned in the second ion selector passage.
상기 이온 검출부는 이온 검출기를 포함하되,
상기 이온 검출기는 상기 제2 이온 선택 통로에 노출되는 질량분석기.
According to claim 1,
The ion detector includes an ion detector,
The ion detector is a mass spectrometer exposed to the second ion selection passage.
상기 이온 선택부 및 상기 반응부 사이에 위치하는 캐리어 가스 유입부를 더 포함하되,
상기 캐리어 가스 유입부는:
상기 이온 선택 통로와 상기 반응 통로를 연결하는 제1 연결 통로를 정의하는 제1 연결관;
상기 제1 연결 통로에 위치하며 혼합 통로를 정의하는 오리피스; 및
캐리어 가스 유입 통로를 정의하는 캐리어 가스 유입관; 을 포함하되,
상기 혼합 통로는 상기 제1 방향으로 연장되고,
상기 캐리어 가스 유입 통로는 상기 제1 방향에 교차되는 방향으로 연장되어 상기 혼합 통로에 연결되는 질량분석기.
According to claim 1,
Further comprising a carrier gas inlet located between the ion selector and the reaction unit,
The carrier gas inlet:
A first connection tube defining a first connection passage connecting the ion selection passage and the reaction passage;
An orifice located in the first connection passage and defining a mixing passage; And
A carrier gas inlet pipe defining a carrier gas inlet passage; Including,
The mixing passage extends in the first direction,
The carrier gas inlet passage extends in a direction crossing the first direction, and the mass spectrometer is connected to the mixing passage.
상기 이온 선택부에 연결되는 제1 펌프;
상기 반응부에 연결되는 제2 펌프; 및
상기 제2 이온 선택부에 연결되는 제3 펌프를 더 포함하는 질량분석기.
According to claim 1,
A first pump connected to the ion selector;
A second pump connected to the reaction unit; And
A mass spectrometer further comprising a third pump connected to the second ion selector.
상기 샘플 유입관에 연결되는 샘플 공급부를 더 포함하는 질량분석기.
According to claim 1,
A mass spectrometer further comprising a sample supply part connected to the sample inlet pipe.
상기 반응 통로는:
상기 제1 방향으로 갈수록 지름이 커지는 확대 반응 통로; 및
상기 확대 반응 통로를 기준으로 상기 제1 방향에서 상기 확대 반응 통로에 연결되는 연결 반응 통로; 를 포함하는 질량분석기.
According to claim 1,
The reaction pathway is:
An enlarged reaction passage that increases in diameter in the first direction; And
A connection reaction passage connected to the enlargement reaction passage in the first direction based on the enlargement reaction passage; Mass spectrometer comprising a.
상기 복수 개의 연결 유입 통로의 각각은 상기 확대 반응 통로에 연결되는 질량분석기.
The method of claim 13,
Each of the plurality of connection inlet passages are mass spectrometers connected to the enlarged reaction passages.
상기 반응 통로는 상기 연결 반응 통로를 기준으로 상기 제1 방향에서 상기 연결 반응 통로에 연결되는 축소 반응 통로를 더 포함하는 질량분석기.
The method of claim 13,
The reaction passage further comprises a reduction reaction passage connected to the connection reaction passage in the first direction based on the connection reaction passage.
상기 샘플 유입관은 스테인레스 스틸(Stainless Steel)을 포함하는 질량분석기.
According to claim 1,
The sample inlet pipe is a mass spectrometer including stainless steel (Stainless Steel).
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