JPH0334831Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0334831Y2 JPH0334831Y2 JP1985126769U JP12676985U JPH0334831Y2 JP H0334831 Y2 JPH0334831 Y2 JP H0334831Y2 JP 1985126769 U JP1985126769 U JP 1985126769U JP 12676985 U JP12676985 U JP 12676985U JP H0334831 Y2 JPH0334831 Y2 JP H0334831Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electric field
- ring
- voltage
- ions
- power source
- 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.)
- Expired
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- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本考案は飛行時間型質量分析計に関する。
〈従来の技術〉
一般に、難揮発性物質や熱的不安定物質のよう
なイオン化の容易でない物質、すなわち、生成イ
オン量が微量である物質や、イオンが生成されて
もその寿命が極めて短い物質等の質量分析には、
そのイオン透過率が優れていることから、飛行時
間型質量分析計が有用であるといわれている。
なイオン化の容易でない物質、すなわち、生成イ
オン量が微量である物質や、イオンが生成されて
もその寿命が極めて短い物質等の質量分析には、
そのイオン透過率が優れていることから、飛行時
間型質量分析計が有用であるといわれている。
飛行時間型質量分析計の基本的なものは、イオ
ン源から生成されたイオンに所定の加速電圧を与
えて、一定距離を飛行せしめ、その飛行に要する
時間からイオンの質量を求めるよう構成されてい
る。
ン源から生成されたイオンに所定の加速電圧を与
えて、一定距離を飛行せしめ、その飛行に要する
時間からイオンの質量を求めるよう構成されてい
る。
また、本考案者らの一人が既に提案した傾斜電
界型の飛行時間型質量分析計は、上述の基本タイ
プのものにおけるイオンの初期エネルギの相違に
起因する分解能の低下を改良すべく、イオンの飛
行行程に加速電界の方向と逆方向で、かつ、飛行
方向に漸増する強さを有してなる傾斜電界を形成
し、加速電圧によりその傾斜電界に突入したイオ
ンを逆向きに押し戻し、その戻つたイオンを検出
器で捕らえ、イオンの飛行開始後押し戻されて検
出器に捕らえられるまでの所要時間からイオンの
質量を求め、イオンの持つ初期エネルギのばらつ
きが測定値に影響を及ぼさないよう構成されてい
る。
界型の飛行時間型質量分析計は、上述の基本タイ
プのものにおけるイオンの初期エネルギの相違に
起因する分解能の低下を改良すべく、イオンの飛
行行程に加速電界の方向と逆方向で、かつ、飛行
方向に漸増する強さを有してなる傾斜電界を形成
し、加速電圧によりその傾斜電界に突入したイオ
ンを逆向きに押し戻し、その戻つたイオンを検出
器で捕らえ、イオンの飛行開始後押し戻されて検
出器に捕らえられるまでの所要時間からイオンの
質量を求め、イオンの持つ初期エネルギのばらつ
きが測定値に影響を及ぼさないよう構成されてい
る。
〈考案が解決しようとする問題点〉
ところで、微量のイオンによる分析を行うため
には、飛行時間型質量分析計であつても、まず高
透過率（低質量分解能）の状態で質量スペクトル
を採取し、イオンの生成を確認すると同時に、概
略の質量数を推測した後に、高分解能での測定を
行うことができると、分析の効率がよくなる。し
かし、従来の飛行時間型質量分析計においては、
基本型、傾斜電界型いずれも以下に述べる如く質
量分解能を変化させることができない。
には、飛行時間型質量分析計であつても、まず高
透過率（低質量分解能）の状態で質量スペクトル
を採取し、イオンの生成を確認すると同時に、概
略の質量数を推測した後に、高分解能での測定を
行うことができると、分析の効率がよくなる。し
かし、従来の飛行時間型質量分析計においては、
基本型、傾斜電界型いずれも以下に述べる如く質
量分解能を変化させることができない。
〈考案の原理、並びに問題点を解決する為の手
段〉 飛行時間型質量分析計において、質量分解能
Ｍ／ΔMはＴ／2ΔTによつて定義付けられる。こ
こで、Ｍは質量、ΔMは計測質量幅、Ｔは飛行時
間、ΔTは計測飛行時間幅である。イオンの初期
エネルギの相違に起因するΔTへの影響を無視す
ればΔTはイオン生成時間や測定回路系の応答速
度で決定されるため、一定と見なしてよい。従つ
て分解能を可変にするためにはＴを可変にする必
要がある。
段〉 飛行時間型質量分析計において、質量分解能
Ｍ／ΔMはＴ／2ΔTによつて定義付けられる。こ
こで、Ｍは質量、ΔMは計測質量幅、Ｔは飛行時
間、ΔTは計測飛行時間幅である。イオンの初期
エネルギの相違に起因するΔTへの影響を無視す
ればΔTはイオン生成時間や測定回路系の応答速
度で決定されるため、一定と見なしてよい。従つ
て分解能を可変にするためにはＴを可変にする必
要がある。
飛行時間Ｔは、Ｌを飛行長、V0はイオン加速
電圧とすると、Ｌ・√0に比例する。よつ
て、Ｔを可変にするためには、Ｌを可変とす
る、あるいはV0を可変とすればよいことにな
る。しかし、加速電圧V0は通常、イオン引出し
電圧に相当し、イオン引出し効率や検出器感度は
このV0が大きい程向上するため、微量イオンの
検出のためにはV0を大きく保つておくことが重
要であつて、従つてこのV0をむやみに小さくす
ることはできない。
電圧とすると、Ｌ・√0に比例する。よつ
て、Ｔを可変にするためには、Ｌを可変とす
る、あるいはV0を可変とすればよいことにな
る。しかし、加速電圧V0は通常、イオン引出し
電圧に相当し、イオン引出し効率や検出器感度は
このV0が大きい程向上するため、微量イオンの
検出のためにはV0を大きく保つておくことが重
要であつて、従つてこのV0をむやみに小さくす
ることはできない。
以上のことから、質量分解能を可変とするに
は、飛行長Ｌを可変とすることが必要となる。従
来の飛行時間型質量分析計の基本型のものは、そ
の原理上、Ｌは装置の形状によつて決定される。
従つて質量分解能を可変とすることができない。
は、飛行長Ｌを可変とすることが必要となる。従
来の飛行時間型質量分析計の基本型のものは、そ
の原理上、Ｌは装置の形状によつて決定される。
従つて質量分解能を可変とすることができない。
本考案は、傾斜電界型の飛行時間型質量分析計
において、実施例に対応する第１図に示すよう
に、傾斜電界を、直流電源と４、互いに同軸上に
配設された複数のリング状電極５…５と、直流電
源４と各リング状電極５…５との間に挿入接続さ
れ、直流電源４からの出力電圧をそれぞ所定の率
で分圧して各リング状電極５…５に供給する分圧
抵抗群R1…Roとによつて形成するよう構成する
とともに、直流電源４と分圧抵抗群R1…Roの間
には、この直流電源４の出力電圧を分圧供給すべ
きリング状電極の数を選択するためのスイツチ６
を配設し、このスイツチ６による選択により傾斜
電界の傾斜度が変化するように構成したことによ
つて特徴付けられる。
において、実施例に対応する第１図に示すよう
に、傾斜電界を、直流電源と４、互いに同軸上に
配設された複数のリング状電極５…５と、直流電
源４と各リング状電極５…５との間に挿入接続さ
れ、直流電源４からの出力電圧をそれぞ所定の率
で分圧して各リング状電極５…５に供給する分圧
抵抗群R1…Roとによつて形成するよう構成する
とともに、直流電源４と分圧抵抗群R1…Roの間
には、この直流電源４の出力電圧を分圧供給すべ
きリング状電極の数を選択するためのスイツチ６
を配設し、このスイツチ６による選択により傾斜
電界の傾斜度が変化するように構成したことによ
つて特徴付けられる。
〈作用〉
傾斜電界の傾斜度を変化させると、所定の加速
電圧V0により傾斜電界内に飛来したイオンが検
出器に押し戻されるまでの距離、すなわち飛行長
Ｌが変化することになり、質量分解能を変化させ
ることができる。
電圧V0により傾斜電界内に飛来したイオンが検
出器に押し戻されるまでの距離、すなわち飛行長
Ｌが変化することになり、質量分解能を変化させ
ることができる。
本考案では、直流電源４と分圧抵抗群R1…Ro
の間に設けたスイツチ６により、直流電源４から
の出力電圧を供給すべき最遠のリング状電極を選
択するという簡単な構成並びに操作により、傾斜
電界の傾斜度は、図２に示すように変化し、簡単
な構成により質量分解能を変化させることが可能
となる。
の間に設けたスイツチ６により、直流電源４から
の出力電圧を供給すべき最遠のリング状電極を選
択するという簡単な構成並びに操作により、傾斜
電界の傾斜度は、図２に示すように変化し、簡単
な構成により質量分解能を変化させることが可能
となる。
〈実施例〉
本考案の実施例を、以下、図面に基づいて説明
する。
する。
第１図は本考案実施例の要部構成図である。
分析すべき資料Ｗは資料ホルダ１に支持されて
おり、この資料Ｗにパルスレーザ光等を照射する
ことにより、イオンが生成される。生成されたイ
オンは、加速電極２による加速電圧V0のもとに
図中右方向に加速されて飛行し、後述する傾斜電
界Ｅ内に突入する。なお、３は加速電圧電源で、
この例では正イオンについて分析する場合を示し
ている。
おり、この資料Ｗにパルスレーザ光等を照射する
ことにより、イオンが生成される。生成されたイ
オンは、加速電極２による加速電圧V0のもとに
図中右方向に加速されて飛行し、後述する傾斜電
界Ｅ内に突入する。なお、３は加速電圧電源で、
この例では正イオンについて分析する場合を示し
ている。
傾斜電界Ｅは、加速電圧V0によつて生成され
る電界と逆方向で、かつ、イオンの突入方向に漸
増する強さを有し、突入してくるイオンを押し戻
して、イオン検出器７に衝突させる。イオン検出
器６からの出力はイオン信号検出系へと導かれ、
例えば質量スペクトル等が作成される。
る電界と逆方向で、かつ、イオンの突入方向に漸
増する強さを有し、突入してくるイオンを押し戻
して、イオン検出器７に衝突させる。イオン検出
器６からの出力はイオン信号検出系へと導かれ、
例えば質量スペクトル等が作成される。
傾斜電界Ｅは反射電圧電源４と、同軸上に等間
隔に並べられたｎ個のリング状電極５…５とによ
つて形成される。すなわち、互いに隣接するリン
グ状電極をそれぞれ抵抗R1〜Roを介して接続し、
反射電圧電源４からの出力電圧VRを分圧して各
リング状電極５…５に供給する。そして各抵抗
R1〜Roの抵抗値は、各リング状電極５…５に、
試料ホルダ１に最も近い側のリング状電極から遠
い側の電極に向かう方向の距離Ｚの２乗に比例す
る電圧が印加されるよう設定されている。また、
スイツチ６により、反射電圧VRを分圧して供給
するリング状電極の個数は、図に示す如く、例え
ば３段階に選択し得るよう構成されている。すな
わち、スイツチ６により、端子ａを選択すれば、
試料ホルダ１に最も近いリング状電極５から端子
ａに接続されたリング状電極５にまで反射電圧
VRが分圧され、その間のリング状電極５…５に
は、 Ｖ＝１／２αZ2 …(1) なる電圧が印加される。これにより、傾斜電界Ｅ
の強さ〓は、 〓＝αZ …(2) なる比例定数αのもとに距離Ｚに比例することに
なる。同様に、スイツチ６により端子ｃを選択す
ると、全てのリング状電極５…５に反射電圧VR
が分圧され、各リング状電極５…５には、 Ｖ＝１／２γZ2 …(3) なる電圧が印加され、傾斜電界Ｅの強さ〓は、 〓＝γZ（ただし、｜γ｜＜｜α｜） …(4) となる。すなわち、以上の関係を第２図にグラフ
で示す如く、スイツチ６の切換えにより、傾斜電
界Ｅの電界傾斜度を自由に変化させることができ
る。
隔に並べられたｎ個のリング状電極５…５とによ
つて形成される。すなわち、互いに隣接するリン
グ状電極をそれぞれ抵抗R1〜Roを介して接続し、
反射電圧電源４からの出力電圧VRを分圧して各
リング状電極５…５に供給する。そして各抵抗
R1〜Roの抵抗値は、各リング状電極５…５に、
試料ホルダ１に最も近い側のリング状電極から遠
い側の電極に向かう方向の距離Ｚの２乗に比例す
る電圧が印加されるよう設定されている。また、
スイツチ６により、反射電圧VRを分圧して供給
するリング状電極の個数は、図に示す如く、例え
ば３段階に選択し得るよう構成されている。すな
わち、スイツチ６により、端子ａを選択すれば、
試料ホルダ１に最も近いリング状電極５から端子
ａに接続されたリング状電極５にまで反射電圧
VRが分圧され、その間のリング状電極５…５に
は、 Ｖ＝１／２αZ2 …(1) なる電圧が印加される。これにより、傾斜電界Ｅ
の強さ〓は、 〓＝αZ …(2) なる比例定数αのもとに距離Ｚに比例することに
なる。同様に、スイツチ６により端子ｃを選択す
ると、全てのリング状電極５…５に反射電圧VR
が分圧され、各リング状電極５…５には、 Ｖ＝１／２γZ2 …(3) なる電圧が印加され、傾斜電界Ｅの強さ〓は、 〓＝γZ（ただし、｜γ｜＜｜α｜） …(4) となる。すなわち、以上の関係を第２図にグラフ
で示す如く、スイツチ６の切換えにより、傾斜電
界Ｅの電界傾斜度を自由に変化させることができ
る。
以上の本考案実施例において、スイツチ６によ
り端子ａを選択すると、加速電圧V0のもとに加
速されて傾斜電界Ｅに突入したイオンは、第１図
に２点鎖線で示す飛行経路でイオン検出器７に衝
突する。また、同様に端子ｃを選択すると、同じ
加速電圧V0で加速された同一のイオンでも、第
１図に破線で示す如く、より長い飛行経路でイオ
ン検出器７に衝突することになる。
り端子ａを選択すると、加速電圧V0のもとに加
速されて傾斜電界Ｅに突入したイオンは、第１図
に２点鎖線で示す飛行経路でイオン検出器７に衝
突する。また、同様に端子ｃを選択すると、同じ
加速電圧V0で加速された同一のイオンでも、第
１図に破線で示す如く、より長い飛行経路でイオ
ン検出器７に衝突することになる。
従つて、本考案実施例を用いて例えば熱的不安
定物質等の質量分析を行うとき、まず、スイツチ
６により端子ａを選択する。これにより、飛行長
Ｌ、従つて飛行時間Ｔがより短くなつて、質量分
解能は低いけれども、飛行中でのイオンのフラグ
メンテーシヨンが少なくなつて、高透過率、すな
わち高感度の測定が可能となる。この測定によつ
てイオンの生成を確認し、また概略の質量スペク
トルを得た後、次に端子ｃを選択して測定する。
これにより、飛行長Ｌ、従つて飛行時間Ｔが長く
なつて、高い質量分解能での測定が可能となる。
定物質等の質量分析を行うとき、まず、スイツチ
６により端子ａを選択する。これにより、飛行長
Ｌ、従つて飛行時間Ｔがより短くなつて、質量分
解能は低いけれども、飛行中でのイオンのフラグ
メンテーシヨンが少なくなつて、高透過率、すな
わち高感度の測定が可能となる。この測定によつ
てイオンの生成を確認し、また概略の質量スペク
トルを得た後、次に端子ｃを選択して測定する。
これにより、飛行長Ｌ、従つて飛行時間Ｔが長く
なつて、高い質量分解能での測定が可能となる。
なお、スイツチ６で選択し得る端子の数は３に
限られることなく、２以上であれば任意であるこ
とは勿論である。
限られることなく、２以上であれば任意であるこ
とは勿論である。
〈効果〉
以上説明したように、本考案によれば、傾斜電
界型の飛行時間型質量分析計において、直流電源
と複数のリング状電極およびその間に挿入された
分圧抵抗群によつて傾斜電界を形成するととも
に、この分圧抵抗群と直流電源との間に、直流電
源電圧を分圧供給すべきリング状電極の数を選択
するためのスイツチを設けるという簡単な構成に
より、傾斜電界の電界傾斜度を可変とし、同一の
イオンを同一の加速電圧で加速しても、その飛行
長を可変としたから、質量分解能を自由に変化さ
せることができる。その結果、高透過率状態での
測定をも可能とし、微量イオンの検出に有利とな
る。また、測定可能時間範囲が制限されている場
合でも、飛行長を変えることにより、測定可能質
量数範囲を拡大することが可能となる。
界型の飛行時間型質量分析計において、直流電源
と複数のリング状電極およびその間に挿入された
分圧抵抗群によつて傾斜電界を形成するととも
に、この分圧抵抗群と直流電源との間に、直流電
源電圧を分圧供給すべきリング状電極の数を選択
するためのスイツチを設けるという簡単な構成に
より、傾斜電界の電界傾斜度を可変とし、同一の
イオンを同一の加速電圧で加速しても、その飛行
長を可変としたから、質量分解能を自由に変化さ
せることができる。その結果、高透過率状態での
測定をも可能とし、微量イオンの検出に有利とな
る。また、測定可能時間範囲が制限されている場
合でも、飛行長を変えることにより、測定可能質
量数範囲を拡大することが可能となる。
第１図は本考案実施例の要部構成図、第２図は
その距離Ｚと傾斜電界Ｅとの関係を示すグラフで
ある。 １……試料ホルダ、２……加速電極、３……加
速電圧電源、４……反射電圧電源、５……リング
状電極、６……スイツチ、７……イオン検出器。
その距離Ｚと傾斜電界Ｅとの関係を示すグラフで
ある。 １……試料ホルダ、２……加速電極、３……加
速電圧電源、４……反射電圧電源、５……リング
状電極、６……スイツチ、７……イオン検出器。
Claims (1)
- イオン源からのイオンを所定の加速電圧のもと
に所定の向きに飛行せしめ、そのイオンの飛行行
程に上記加速電圧によつて生成される電界（加速
電界）とその方向が逆で、かつ、上記イオンの向
きを漸増する強さを有してなる傾斜電界を形成す
ることにより、上記向きに飛来したイオンを逆向
きに押し戻して検出器に突入せしめ、イオンの飛
行開始時点から上記検出器に到達するまでの所要
時間から、イオンの質量を求める装置において、
上記傾斜電界を、直流電源と、互いに同軸上に配
設された複数のリング状電極と、上記直流電源と
各リング状電極との間に挿入接続され、上記直流
電源からの出力電圧をそれぞの所定の率で分圧し
て上記各リング状電極に供給する分圧抵抗群とに
よつて形成するよう構成されているとともに、上
記直流電源と分圧抵抗群の間には、当該直流電源
の出力電圧を分圧供給すべきリング状電極の数を
選択するためのスイツチが配設され、このスイツ
チによる選択により上記傾斜電界の傾斜度が変化
するように構成されていることを特徴とする飛行
時間型質量分析計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985126769U JPH0334831Y2 (ja) | 1985-08-19 | 1985-08-19 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985126769U JPH0334831Y2 (ja) | 1985-08-19 | 1985-08-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6234755U JPS6234755U (ja) | 1987-02-28 |
| JPH0334831Y2 true JPH0334831Y2 (ja) | 1991-07-24 |
Family
ID=31020892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1985126769U Expired JPH0334831Y2 (ja) | 1985-08-19 | 1985-08-19 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0334831Y2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4506322B2 (ja) * | 2003-07-25 | 2010-07-21 | 株式会社島津製作所 | 飛行時間型質量分析装置 |
| JP4688504B2 (ja) * | 2005-01-11 | 2011-05-25 | 日本電子株式会社 | タンデム飛行時間型質量分析装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59123154A (ja) * | 1982-12-29 | 1984-07-16 | Shimadzu Corp | 飛行時間型質量分析装置 |
-
1985
- 1985-08-19 JP JP1985126769U patent/JPH0334831Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6234755U (ja) | 1987-02-28 |
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