JPH0228227B2 - - Google Patents
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- JPH0228227B2 JPH0228227B2 JP56137386A JP13738681A JPH0228227B2 JP H0228227 B2 JPH0228227 B2 JP H0228227B2 JP 56137386 A JP56137386 A JP 56137386A JP 13738681 A JP13738681 A JP 13738681A JP H0228227 B2 JPH0228227 B2 JP H0228227B2
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- ion
- converter
- voltage
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- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は質量分析計等で用いられるイオン検出
器に関し、特に2次電子増倍管を用いたイオン検
出器に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an ion detector used in mass spectrometers and the like, and particularly to an ion detector using a secondary electron multiplier.
従来正及び負のイオンを検出するため、2次電
子増倍管の第1ダイノードの前部にイオン−イオ
ンコンバータを設け、正イオン検出時には同コン
バータに負の電圧を印加して検出しようとする正
イオンを同コンバータに入射させ、負イオン検出
時には同コンバータに正電圧を与えて負イオンを
コンバータに入射させる。正イオン検出時におい
ては正イオンがイオン−イオンコンバータに入射
すると同コンバータからは主に電子が放出されて
2次電子増倍管の第1ダイノードに入射し、負イ
オン検出時においては、負イオンがイオン−イオ
ンコンバータに入射されると、同コンバータから
は正イオンが放出されて2次電子増倍管の第1ダ
イノードに入射せしめられる。 Conventionally, in order to detect positive and negative ions, an ion-ion converter was installed in front of the first dynode of the secondary electron multiplier, and when positive ions were detected, a negative voltage was applied to the converter. Positive ions are made to enter the converter, and when negative ions are detected, a positive voltage is applied to the converter to make negative ions enter the converter. During positive ion detection, when positive ions enter the ion-ion converter, electrons are mainly emitted from the converter and enter the first dynode of the secondary electron multiplier; during negative ion detection, negative ions When the positive ions are incident on the ion-ion converter, positive ions are emitted from the converter and made incident on the first dynode of the secondary electron multiplier.
上述した従来の正、負イオン検出方法では検出
しようとするイオンの極性に従つてイオン−イオ
ンコンバータに印加する電圧を切換えなくてはな
らず、従つてイオン−イオンコンバータ用電源が
複雑になり、また印加電圧切換えのための機構が
必要で操作も面倒である。 In the conventional positive and negative ion detection methods described above, it is necessary to switch the voltage applied to the ion-ion converter according to the polarity of the ions to be detected, which makes the power supply for the ion-ion converter complicated. In addition, a mechanism for switching the applied voltage is required, and operation is troublesome.
本発明は2次電子増倍管を用いたイオン検出器
で正負両種のイオンを検出しようとする場合にお
ける上述した従来方法の難点を解消することを目
的としてなされた。以下実施例によつて本発明を
説明する。 The present invention was made with the object of solving the above-mentioned difficulties of the conventional method when attempting to detect both positive and negative ions with an ion detector using a secondary electron multiplier. The present invention will be explained below with reference to Examples.
第1図は本発明の一実施例を示すものである。
1は偏向電極兼イオン−イオンコンバータ(以下
単にイオン−イオンコンバータまたはコンバータ
と云う)、2は2次電子増倍管の第1ダイノード
で以下複数段のダイノード3,3…とアノード4
によつて2次電子増倍管Pが構成されている。5
はダイノード印加電圧の電源で、初段ダイノード
には−0.7KV〜−3.5KVの電圧が印加できるよう
になつており、この電圧を変えることによりゲイ
ンを変える。イオン−イオンコンバータ1は負イ
オンが入射すると正イオンを放出するもので、入
射負イオンによりコンバータ表面の金属原子或は
吸着分子が正イオンとしてスパツタリングすると
か、入射負イオンが開裂して正イオンを生成する
とか或は入射した負イオンが電子をうばわれて正
イオンになる等のメカニズムによるが、2次電子
増倍管の初段ダイノードと同じ材質のものを用い
ることができる。6はイオン−イオンコンバータ
1印加電圧の電源で0〜+3.5KVの電圧をコンバ
ータ1に印加できるようになつている。コンバー
タに印加される電圧の極性が一定(正)である点
に本発明の特徴がある。検出しようとするイオン
は矢印で示すように左方からイオン−イオンコン
バータ1に向つて進入して来る。正イオンを検出
する場合を考えると、飛来した正イオンはコンバ
ータ1に正電圧が印加されているので反撥され軌
道が2次電子増倍管の第1ダイノード2の方に向
けて偏向され、電源6の電圧を適当に調整する
と、飛来した被検出正イオンは第1ダイノード2
に入射して第1ダイノードから2次電子を放出さ
せる。負イオンを検出する場合、コンバータ1は
上述したように正電圧が印加されているので、被
検出負イオンはコンバータ1に入射し、前述した
ようにコンバータ1からは正イオンが放出され、
この正イオンはコンバータ1が正電圧で第1ダイ
ノード2が負電圧だから第1ダイノードに向つて
加速されて第1ダイノード2に入射し2次電子を
放出させる。 FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
1 is a deflection electrode and an ion-ion converter (hereinafter simply referred to as an ion-ion converter or converter); 2 is a first dynode of a secondary electron multiplier; hereinafter, a plurality of stages of dynodes 3, 3... and an anode 4
A secondary electron multiplier tube P is constructed by the following. 5
is the power supply for the voltage applied to the dynode, and a voltage of -0.7KV to -3.5KV can be applied to the first stage dynode, and by changing this voltage, the gain is changed. The ion-ion converter 1 emits positive ions when negative ions are incident.The incident negative ions cause metal atoms or adsorbed molecules on the converter surface to sputter as positive ions, or the incident negative ions cleave and release positive ions. Depending on the mechanism of generation or incident negative ions stealing electrons and becoming positive ions, it is possible to use the same material as the first-stage dynode of the secondary electron multiplier. Reference numeral 6 denotes a power source for applying voltage to the ion-ion converter 1, which is capable of applying a voltage of 0 to +3.5 KV to the converter 1. The present invention is characterized in that the polarity of the voltage applied to the converter is constant (positive). Ions to be detected enter the ion-ion converter 1 from the left as shown by the arrow. Considering the case of detecting positive ions, the incoming positive ions are repelled because a positive voltage is applied to the converter 1, and their trajectory is deflected toward the first dynode 2 of the secondary electron multiplier, and the power source When the voltage of 6 is adjusted appropriately, the positive ions to be detected that fly in are transferred to the first dynode 2.
is incident on the dynode, causing secondary electrons to be emitted from the first dynode. When detecting negative ions, since a positive voltage is applied to the converter 1 as described above, the negative ions to be detected enter the converter 1, and as described above, positive ions are emitted from the converter 1.
Since the converter 1 has a positive voltage and the first dynode 2 has a negative voltage, these positive ions are accelerated toward the first dynode, enter the first dynode 2, and emit secondary electrons.
上述したようにして、イオンコンバータ1に正
電圧を印加したまゝで2次電子増倍管は正負何れ
のイオンをも検出することができる。 As described above, the secondary electron multiplier can detect both positive and negative ions while applying a positive voltage to the ion converter 1.
第1図の構成で正イオン検出時にイオン−イオ
ンコンバータ1に負電圧を与えると従来の正負両
イオン検出器における正イオン検出モードと同じ
状態になる。第2図は正イオン検出における本発
明装置と従来装置との性能の比較の一例であつて
横軸はイオン−イオンコンバータ1の印加電圧で
あり、第1図の構成でイオン−イオンコンバータ
1に負電圧を印加した場合を図の中心から左にと
り、コンバータ1に正電圧を印加した場合を図の
中心から右にとつている。上述したようにコンバ
ータ1に負電圧を与えた場合は従来装置に相当し
正電圧を与えた場合が本発明装置の性能を示すも
のである。縦軸はイオン検出感度(相対値)であ
り、黒丸をつないだカーブは初段ダイノード電圧
を−1.65KVとした場合(低感度)、白の四角をつ
ないだカーブはダイノード電圧を−2.55KVとし
た場合(高感度)で、図の左右のカーブは互に略
対称的であり、ダイノード電圧を(負方向に)高
めた場合、本発明の方が従来例より高感度の傾向
を示している。 When a negative voltage is applied to the ion-ion converter 1 when positive ions are detected in the configuration shown in FIG. 1, the state is the same as the positive ion detection mode in a conventional positive and negative ion detector. FIG. 2 is an example of a performance comparison between the present invention device and a conventional device in detecting positive ions. The horizontal axis is the applied voltage to the ion-ion converter 1. The case where a negative voltage is applied is shown to the left of the center of the figure, and the case where a positive voltage is applied to the converter 1 is shown to the right of the center of the figure. As mentioned above, the case where a negative voltage is applied to the converter 1 corresponds to the conventional device, and the case where a positive voltage is applied shows the performance of the device of the present invention. The vertical axis is the ion detection sensitivity (relative value), the curve connecting black circles is when the initial stage dynode voltage is -1.65KV (low sensitivity), and the curve connecting white squares is when the dynode voltage is -2.55KV. (high sensitivity), the left and right curves in the figure are approximately symmetrical to each other, and when the dynode voltage is increased (in the negative direction), the present invention tends to have higher sensitivity than the conventional example.
なお上記実施例ではイオン−イオンコンバータ
1はダイノードと同様の彎曲形状にしてあるが、
これは勿論平板形でもよい。唯どちらかと云えば
彎曲形状の方が、正イオンに対する偏向電極とし
ても負イオンに対するイオン−イオンコンバータ
としても効率が高い。また上述実施例では2次電
子増倍管の前方に上述した偏向電極兼イオン−イ
オンコンバータ1を別設するようになつている
が、2次電子増倍管の初段ダイノードと2段ダイ
ノード以下との間を電気的に切離し電気的絶縁耐
圧が充分大きな構造とすれば初段ダイノードを上
述した偏向電極兼イオン−イオンコンバータとす
ることができる。 In the above embodiment, the ion-ion converter 1 has a curved shape similar to a dynode, but
Of course, this may be in the form of a flat plate. However, if anything, the curved shape is more efficient both as a deflection electrode for positive ions and as an ion-ion converter for negative ions. Furthermore, in the above embodiment, the deflection electrode and ion-ion converter 1 described above is separately provided in front of the secondary electron multiplier, but the first stage dynode and second stage dynode of the secondary electron multiplier are connected separately. If the structure is such that the electrical insulation voltage is sufficiently large by electrically separating the two electrodes, the first stage dynode can be used as the above-mentioned deflection electrode and ion-ion converter.
本発明イオン検出器は上述したような構成で、
切換え操作なしに正負何れのイオンも検出でき、
電源装置、切換え機構の面で装置が簡単になる。
特に正負イオンを高速で切換え検出する場合、従
来装置ではイオン−イオンコンバータ電源の正負
切換えは甚だ複雑となり、本発明の有利性が特に
高い。 The ion detector of the present invention has the above-mentioned configuration,
Both positive and negative ions can be detected without switching operations.
The device becomes simpler in terms of power supply and switching mechanism.
In particular, when switching between positive and negative ions at high speed and detecting them, switching between positive and negative ion-ion converter power supplies is extremely complicated in conventional devices, and the present invention is particularly advantageous.
第1図は本発明の一実施例装置の回路図、第2
図は本発明と従来例との性能を比較するグラフで
ある。
1……偏向電極兼イオン−イオンコンバータ、
2,3……ダイノード、4……アノード、5……
ダイノード電源、6……イオン−イオンコンバー
タ1の電源。
Fig. 1 is a circuit diagram of a device according to an embodiment of the present invention;
The figure is a graph comparing the performance of the present invention and a conventional example. 1... Deflection electrode and ion-ion converter,
2, 3...dynode, 4...anode, 5...
Dynode power supply, 6... Power supply for the ion-ion converter 1.
Claims (1)
バータの特性を持つ電極を配置し、この電極に一
定極性の電圧を印加し、この電圧と同じ極性のイ
オンに対しては上記電極が同イオンを2次電子増
倍管に入射させる偏向電極として作用し、上記電
圧と反対の極性のイオンに対しては上記電極がイ
オン−イオンコンバータとして作用し、同電極か
ら放出されたイオンが2次電子増倍管に入射する
ようにしたイオン検出器。1. Place an electrode with the characteristics of an ion-ion converter in front of the secondary electron multiplier tube, apply a voltage of a constant polarity to this electrode, and apply the same polarity to the electrode for ions of the same polarity as this voltage. The electrode acts as a deflection electrode that allows ions to enter the secondary electron multiplier, and for ions of opposite polarity to the voltage, the electrode acts as an ion-ion converter, and the ions emitted from the electrode are converted into secondary electrons. An ion detector whose light is incident on an electron multiplier tube.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56137386A JPS5838446A (en) | 1981-08-31 | 1981-08-31 | Ion detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56137386A JPS5838446A (en) | 1981-08-31 | 1981-08-31 | Ion detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5838446A JPS5838446A (en) | 1983-03-05 |
| JPH0228227B2 true JPH0228227B2 (en) | 1990-06-22 |
Family
ID=15197469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56137386A Granted JPS5838446A (en) | 1981-08-31 | 1981-08-31 | Ion detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5838446A (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH083987B2 (en) * | 1989-01-09 | 1996-01-17 | 株式会社日立製作所 | Post-stage acceleration detector for mass spectrometer |
| US8487242B2 (en) * | 2008-01-04 | 2013-07-16 | Covalx Ag | Detector device for high mass ion detection, a method for analyzing ions of high mass and a device for selection between ion detectors |
| US10672597B2 (en) * | 2018-07-11 | 2020-06-02 | Thermo Finnigan Llc | Calibrating electron multiplier gain using the photoelectric effect |
| GB201817145D0 (en) | 2018-10-22 | 2018-12-05 | Micromass Ltd | ION Detector |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS587229B2 (en) * | 1977-04-22 | 1983-02-08 | フイニガン コ−ポレ−シヨン | Device that detects negative ions |
-
1981
- 1981-08-31 JP JP56137386A patent/JPS5838446A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5838446A (en) | 1983-03-05 |
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