JPH0574186B2 - - Google Patents
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- JPH0574186B2 JPH0574186B2 JP62127792A JP12779287A JPH0574186B2 JP H0574186 B2 JPH0574186 B2 JP H0574186B2 JP 62127792 A JP62127792 A JP 62127792A JP 12779287 A JP12779287 A JP 12779287A JP H0574186 B2 JPH0574186 B2 JP H0574186B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- analysis tube
- central axis
- analysis
- magnetic pole
- tube
- 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 - Lifetime
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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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、電磁石を用いた質量分析装置、ある
いはイオンビーム加工に用いられる質量分離器等
の磁場部分に利用できる質量分析用分析管に関す
る。
いはイオンビーム加工に用いられる質量分離器等
の磁場部分に利用できる質量分析用分析管に関す
る。
〔従来の技術〕
この種の質量分析用分析管は、第７図に示すよ
うに、磁極１間に配置された構成をとつている。
質量分析管２は非磁性体材料からなり、その内部
は真空となつてイオンビーム通路となつている。
うに、磁極１間に配置された構成をとつている。
質量分析管２は非磁性体材料からなり、その内部
は真空となつてイオンビーム通路となつている。
しかし、かかる構成のものにあつては、たとえ
ば磁極間隔がたとえば10mmであつても分析管２内
の有効幅は７mmとするのが限度である。
ば磁極間隔がたとえば10mmであつても分析管２内
の有効幅は７mmとするのが限度である。
それ故、第８図に示すように、磁極１と分析管
２とを溶接で一体構造とするとともに、磁極１面
を分析管２内に突出させた構成とし、磁極１の間
隔をイオンビーム通路として100％有効利用した
ものが知られている。
２とを溶接で一体構造とするとともに、磁極１面
を分析管２内に突出させた構成とし、磁極１の間
隔をイオンビーム通路として100％有効利用した
ものが知られている。
しかし、かかる構成のものにあつては、溶接ひ
ずみが生じたり、また磁性体と非磁性体との溶接
の困難性から加工が煩雑になるとともに、溶接に
よる固定構造から、分析管２内面に汚れを清浄し
にくいものであつた。
ずみが生じたり、また磁性体と非磁性体との溶接
の困難性から加工が煩雑になるとともに、溶接に
よる固定構造から、分析管２内面に汚れを清浄し
にくいものであつた。
このため、磁極１間隔は第８図に示すように充
分に確保することはできないが、第９図に示すよ
うに、分析管２を形成し、この孔を塞ぐようにＯ
−リング５を介して磁極１を配置したものが知ら
れている。
分に確保することはできないが、第９図に示すよ
うに、分析管２を形成し、この孔を塞ぐようにＯ
−リング５を介して磁極１を配置したものが知ら
れている。
しかしながら、第９図に示す構成にあつては、
イオンビーム分析管側壁に衝突して散乱するノイ
ズイオンが発生するという点が配慮されていなか
つたものである。
イオンビーム分析管側壁に衝突して散乱するノイ
ズイオンが発生するという点が配慮されていなか
つたものである。
また、磁極１の間隙部を最小にして設定する結
果、前記磁極１の配置されていない部分における
分析管２の間隙部をそれより小さくしなければな
らないことから、排気コンダクタンスが良好なも
のでなかつた。このことは、走行中のイオンが残
留ガスと衝突し中性化されるという原因となるも
のである。
果、前記磁極１の配置されていない部分における
分析管２の間隙部をそれより小さくしなければな
らないことから、排気コンダクタンスが良好なも
のでなかつた。このことは、走行中のイオンが残
留ガスと衝突し中性化されるという原因となるも
のである。
本発明は、このような事情に基づいてなされた
ものであり、ノイズイオンの発生を防止し、かつ
排気コンダクタンスを向上させた質量分析用分析
管を提供することを目的とするものである。
ものであり、ノイズイオンの発生を防止し、かつ
排気コンダクタンスを向上させた質量分析用分析
管を提供することを目的とするものである。
このような目的を達成するために、本発明は、
一部円弧形状をなす中心軸を有する分析管と、前
記円弧形状の部分における分析管に取り付けられ
て相対向して配置される一対の磁石とからなり、
前記中心軸に沿つて加速されたイオンビームが走
行し分量分析がなされる質量分析用分析管におい
て、前記分析管における前記各磁石配置個所に孔
が設けられ、前記各磁石は前記孔を通して縦横方
向いずれの断面も逆台形状をなしたテーパ構造を
有し、かつ前記分析管の外面にて前記孔の周辺を
被つて形成されている延在部との間にＯ−リング
を介在して前記分析管に取り付けられているとと
もに、前記各テーパ構造部の各対向面のそれぞれ
に前記中心軸と平行な各辺部が突条を有するシム
構造となつており、さらに前記各磁石の両脇側の
前記分析管に取付けられ前記中心軸と平行にかつ
前記中心軸側に突出した断面小形形状のバツフル
板を備えていることを特徴とするものである。
一部円弧形状をなす中心軸を有する分析管と、前
記円弧形状の部分における分析管に取り付けられ
て相対向して配置される一対の磁石とからなり、
前記中心軸に沿つて加速されたイオンビームが走
行し分量分析がなされる質量分析用分析管におい
て、前記分析管における前記各磁石配置個所に孔
が設けられ、前記各磁石は前記孔を通して縦横方
向いずれの断面も逆台形状をなしたテーパ構造を
有し、かつ前記分析管の外面にて前記孔の周辺を
被つて形成されている延在部との間にＯ−リング
を介在して前記分析管に取り付けられているとと
もに、前記各テーパ構造部の各対向面のそれぞれ
に前記中心軸と平行な各辺部が突条を有するシム
構造となつており、さらに前記各磁石の両脇側の
前記分析管に取付けられ前記中心軸と平行にかつ
前記中心軸側に突出した断面小形形状のバツフル
板を備えていることを特徴とするものである。
このように構成した質量分析用分析管は、イオ
ンビーム通路において磁石の磁極部が対向して配
置され、この各磁極部は縦横方向いずれの断面も
逆台形形状をなしている。このため磁極部の分析
管におけるイオンビーム通路と直交する断面は、
その両脇部において分析管との間に隙間が形成さ
れることになる。このため、排気コンダクタンス
を向上させることができ、走行中のイオンが残留
ガスと衝突し中性化されるということがなくな
る。
ンビーム通路において磁石の磁極部が対向して配
置され、この各磁極部は縦横方向いずれの断面も
逆台形形状をなしている。このため磁極部の分析
管におけるイオンビーム通路と直交する断面は、
その両脇部において分析管との間に隙間が形成さ
れることになる。このため、排気コンダクタンス
を向上させることができ、走行中のイオンが残留
ガスと衝突し中性化されるということがなくな
る。
また、磁極間を走行するイオンビームが分析管
側壁に衝突するようなことがあつても、前記分析
管側壁には分析管の中心軸と平行にかつ前記中心
軸側に突出した断面山形状のバツフル板に衝突
し、これに反射されるビームは再び前記磁極間に
侵入せず、前記磁極のテーパ面でエネルギを消耗
するようなになる。したがつて前記ビームはノイ
ズイオンとして働くことはなくなる。
側壁に衝突するようなことがあつても、前記分析
管側壁には分析管の中心軸と平行にかつ前記中心
軸側に突出した断面山形状のバツフル板に衝突
し、これに反射されるビームは再び前記磁極間に
侵入せず、前記磁極のテーパ面でエネルギを消耗
するようなになる。したがつて前記ビームはノイ
ズイオンとして働くことはなくなる。
さらに、各磁石のテーパ構造部の各対向面のそ
れぞれに前記中心軸と平行な各辺部が突条を有す
るシム構成となつていることから、該磁極間にお
ける均一磁場部領域を拡げることができ、これに
より、分析管側壁へのイオンビームの散乱衝突を
極力抑制でき、前記バツフル板の機能とあいまつ
て、ノイズイオンの発生を極力おさえることがで
きるようになる。
れぞれに前記中心軸と平行な各辺部が突条を有す
るシム構成となつていることから、該磁極間にお
ける均一磁場部領域を拡げることができ、これに
より、分析管側壁へのイオンビームの散乱衝突を
極力抑制でき、前記バツフル板の機能とあいまつ
て、ノイズイオンの発生を極力おさえることがで
きるようになる。
第１図ａないしｃは本発明による質量分析用分
析管の一実施例を示す構成図で、第１図ａは平面
図、第１図ｂは第１図ａのBB′における断面図、
第１図ｃは第１図ａのAA′における断面図を示
す。同図において、中心軸（Ｚ軸）の一部が円弧
形状を描くように分析管２が配置されている。こ
の分析管２は断面が矩形状の筒体からなる非磁性
体材料から構成されている。この分析管２におけ
る円弧部の上面および下面にはそれぞれ透孔が設
けられ、この透孔をそれぞれ被うようにして一対
の磁極１が対向して配置されている。この各磁極
１は、前記透孔に対し縦横方向それぞれ延在部１
Ａを有し、この延在部１Ａが前記分析管２にネジ
６によつて取付けられた押え金具７によつて保持
されることで、前記分析管２に固定支持されてい
る。前記磁極１の延在部１Ａと分析管２の当接面
にはＯ−リング１Ａが配置されている。前記各磁
極１のそれぞれの対向面は、その対向する側に前
記透孔を通して突状部１Ｂを有しており、この突
状部１Ｂは、前記中心軸方向、およびその中心軸
と直交する方向いずれの断面をとつても逆台形の
形状をなすように、その側面においてテーパ構造
となつている。前記各突状部１Ｂの互いに対向す
る面はそれぞれ前記分析管２の各対向する上面お
よび下面と面一に形成され、これにより、前記磁
極１が配置された分析管２と、前記磁極１が配置
されていない分析管２とのイオンビーム通路の上
下面幅が同一となつている。
析管の一実施例を示す構成図で、第１図ａは平面
図、第１図ｂは第１図ａのBB′における断面図、
第１図ｃは第１図ａのAA′における断面図を示
す。同図において、中心軸（Ｚ軸）の一部が円弧
形状を描くように分析管２が配置されている。こ
の分析管２は断面が矩形状の筒体からなる非磁性
体材料から構成されている。この分析管２におけ
る円弧部の上面および下面にはそれぞれ透孔が設
けられ、この透孔をそれぞれ被うようにして一対
の磁極１が対向して配置されている。この各磁極
１は、前記透孔に対し縦横方向それぞれ延在部１
Ａを有し、この延在部１Ａが前記分析管２にネジ
６によつて取付けられた押え金具７によつて保持
されることで、前記分析管２に固定支持されてい
る。前記磁極１の延在部１Ａと分析管２の当接面
にはＯ−リング１Ａが配置されている。前記各磁
極１のそれぞれの対向面は、その対向する側に前
記透孔を通して突状部１Ｂを有しており、この突
状部１Ｂは、前記中心軸方向、およびその中心軸
と直交する方向いずれの断面をとつても逆台形の
形状をなすように、その側面においてテーパ構造
となつている。前記各突状部１Ｂの互いに対向す
る面はそれぞれ前記分析管２の各対向する上面お
よび下面と面一に形成され、これにより、前記磁
極１が配置された分析管２と、前記磁極１が配置
されていない分析管２とのイオンビーム通路の上
下面幅が同一となつている。
また、第１図のＡ−Ａ線における断面図である
第１図ｃに示すように、中心軸（Ｚ軸）と平行に
前記磁極１の端辺部に突状が形成されていわゆる
シーム構造８となつている。このシーム構造を構
成する前記突状は磁極１の間隔に対して約５％の
高さに突起した形状となつている。
第１図ｃに示すように、中心軸（Ｚ軸）と平行に
前記磁極１の端辺部に突状が形成されていわゆる
シーム構造８となつている。このシーム構造を構
成する前記突状は磁極１の間隔に対して約５％の
高さに突起した形状となつている。
さらに、前記磁極１が配置された前記分析管２
における各側壁には金属からなるバツフル板９が
配置され、このバツフル板９は断面が山形となつ
て、前記中心軸（Ｚ軸）に平行な突状形状をなし
ている。
における各側壁には金属からなるバツフル板９が
配置され、このバツフル板９は断面が山形となつ
て、前記中心軸（Ｚ軸）に平行な突状形状をなし
ている。
第２図ａは前記バツフル板９の斜視図を示すも
のであり、断面が山形部の個所において中心軸
（Ｚ軸）と直交する方向に切り欠き１０が形成さ
れており、該バツフル板９の円弧形状の曲げ加工
に便ならしめている。このバツフル板９は、第２
図ｂに示すように、磁極１による磁場によつて偏
向された不必要なイオンビーム３を反射させ、磁
極１の間隙部に戻ることを防止する機能を有す
る。
のであり、断面が山形部の個所において中心軸
（Ｚ軸）と直交する方向に切り欠き１０が形成さ
れており、該バツフル板９の円弧形状の曲げ加工
に便ならしめている。このバツフル板９は、第２
図ｂに示すように、磁極１による磁場によつて偏
向された不必要なイオンビーム３を反射させ、磁
極１の間隙部に戻ることを防止する機能を有す
る。
第３図は前記質量分析用分析管の分解斜視図を
示すものである。
示すものである。
以上説明したように、本実施例による質量分析
用分析管によれば、イオンビーム通路において磁
石の磁極部が対向して配置され、この各磁極部は
縦横方向いずれの断面も逆台形形状をなしてい
る。このため磁極部の分析管におけるイオンビー
ム通路と直交する断面は、その両脇部において分
析管との間に隙間が形成されることになる。この
ため排気コンダクタンスを向上させることができ
るようになる。第７図は、磁極部の分析管におけ
るイオンビーム通路と直交する断面を示した図で
ある。従来の磁極形状（図中点線で示している）
に比べてその両脇側に前記磁極のテーパ部を延在
させて形成しているため、この延在部において大
きな隙間を形成することができる。仮に磁極幅を
磁極ギヤツプＧの10倍とし、上記テーパ部の幅を
両側にそれぞれ3Gずつとつた場合、従来の構造
に比べて排気コンダクタンスは４倍に向上する。
用分析管によれば、イオンビーム通路において磁
石の磁極部が対向して配置され、この各磁極部は
縦横方向いずれの断面も逆台形形状をなしてい
る。このため磁極部の分析管におけるイオンビー
ム通路と直交する断面は、その両脇部において分
析管との間に隙間が形成されることになる。この
ため排気コンダクタンスを向上させることができ
るようになる。第７図は、磁極部の分析管におけ
るイオンビーム通路と直交する断面を示した図で
ある。従来の磁極形状（図中点線で示している）
に比べてその両脇側に前記磁極のテーパ部を延在
させて形成しているため、この延在部において大
きな隙間を形成することができる。仮に磁極幅を
磁極ギヤツプＧの10倍とし、上記テーパ部の幅を
両側にそれぞれ3Gずつとつた場合、従来の構造
に比べて排気コンダクタンスは４倍に向上する。
また、磁極の形状を上述のようなテーパ構造と
することにより、第８図のグラフの曲線Ａに示す
ような磁束密度の飽和特性を向上させることがで
きるのは、テーパ構造としない場合の曲線Ｂと比
較して明らかとなる。
することにより、第８図のグラフの曲線Ａに示す
ような磁束密度の飽和特性を向上させることがで
きるのは、テーパ構造としない場合の曲線Ｂと比
較して明らかとなる。
また、磁極間を走行するイオンビームが分析管
側壁に衝突するようなことがあつても、前記分析
管側壁には分析管の中心軸と平行にかつ前記中心
軸側に突出した断面山形状のバツフル板９に衝突
し、これに反射されるビームは再び前記磁極１間
に侵入せず、前記磁極１のテーパ面エネルギを消
耗するようになる。したがつて前記ビームはノイ
ズイオンとして働くことはなくなる。
側壁に衝突するようなことがあつても、前記分析
管側壁には分析管の中心軸と平行にかつ前記中心
軸側に突出した断面山形状のバツフル板９に衝突
し、これに反射されるビームは再び前記磁極１間
に侵入せず、前記磁極１のテーパ面エネルギを消
耗するようになる。したがつて前記ビームはノイ
ズイオンとして働くことはなくなる。
さらに、各磁極のテーパ構造部の各対向面のそ
れぞれに前記中心軸と平行な各辺部が突条を有す
るシム構造となつていることから、各磁極１間に
おける均一磁場部領域を拡げることができる。第
６図はこのことをシーム構造がない場合と比較し
て比較したグラフを示している。これにより、分
析管側壁へのイオンビームの散乱衝突を極力抑制
でき、前記バツフル板９の機能とあいまつて、ノ
イズイオンの発生を極力おさえることができるよ
うになる。
れぞれに前記中心軸と平行な各辺部が突条を有す
るシム構造となつていることから、各磁極１間に
おける均一磁場部領域を拡げることができる。第
６図はこのことをシーム構造がない場合と比較し
て比較したグラフを示している。これにより、分
析管側壁へのイオンビームの散乱衝突を極力抑制
でき、前記バツフル板９の機能とあいまつて、ノ
イズイオンの発生を極力おさえることができるよ
うになる。
以上説明したように、本発明による質量分析用
分析管によれば、ノイズイオンの発生を防止しか
つ排気コンダクタンスを向上させることができる
ようになる。
分析管によれば、ノイズイオンの発生を防止しか
つ排気コンダクタンスを向上させることができる
ようになる。
第１図ａ，ｂ，ｃは本発明による質量分析用分
析管の一実施例を示す構成図、第２図ａ，ｂは本
発明に用いられるバツフル板の一実施例を示す構
成図、第３図は本発明による質量分析用分析管の
一実施例を示す分解斜視図、第４図ないし第６図
はそれぞれ本発明の効果を示す説明図、第７図な
いし第９図はそれぞれ従来の質量分析用分析管の
例を示す構成図である。 １……磁極、２……分析管、３……イオンビー
ム、４……ヨーク、５……Ｏ−リング、８……シ
ーム構造、９……バツフル板。
析管の一実施例を示す構成図、第２図ａ，ｂは本
発明に用いられるバツフル板の一実施例を示す構
成図、第３図は本発明による質量分析用分析管の
一実施例を示す分解斜視図、第４図ないし第６図
はそれぞれ本発明の効果を示す説明図、第７図な
いし第９図はそれぞれ従来の質量分析用分析管の
例を示す構成図である。 １……磁極、２……分析管、３……イオンビー
ム、４……ヨーク、５……Ｏ−リング、８……シ
ーム構造、９……バツフル板。
Claims (1)
- １ 一部円弧形状をなす中心軸を有する分析管
と、前記円弧形状の部分における分析管に取り付
けられて相対向して配置される一対の磁石とから
なり、前記中心軸に沿つて加速されたイオンビー
ムが走行し分量分析がなされる質量分析用分析管
において、前記分析管における前記各磁石配置個
所に孔が設けられ、前記各磁石は前記孔を通して
縦横方向いずれの断面も逆台形状をなしたテーパ
構造を有し、かつ前記分析管の外面にて前記孔の
周辺を被つて形成されている延在部との間にＯ−
リングを介在して前記分析管に取り付けられてい
るとともに、前記各テーパ構造部の各対向面のそ
れぞれに前記中心軸と平行な各辺部が突条を有す
るシム構造となつており、さらに前記各磁石の両
脇側の前記分析管に取付けられ前記中心軸と平行
にかつ前記中心軸側に突出した断面小形形状のバ
ツフル板を備えていることを特徴とする質量分析
用分析管。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62127792A JPS63292557A (ja) | 1987-05-25 | 1987-05-25 | 質量分析用分析管 |
| US07/195,809 US4947041A (en) | 1987-05-25 | 1988-05-19 | Analyzer tube for mass spectrometry |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62127792A JPS63292557A (ja) | 1987-05-25 | 1987-05-25 | 質量分析用分析管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63292557A JPS63292557A (ja) | 1988-11-29 |
| JPH0574186B2 true JPH0574186B2 (ja) | 1993-10-15 |
Family
ID=14968792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62127792A Granted JPS63292557A (ja) | 1987-05-25 | 1987-05-25 | 質量分析用分析管 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4947041A (ja) |
| JP (1) | JPS63292557A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5386115A (en) * | 1993-09-22 | 1995-01-31 | Westinghouse Electric Corporation | Solid state micro-machined mass spectrograph universal gas detection sensor |
| US5412207A (en) * | 1993-10-07 | 1995-05-02 | Marquette Electronics, Inc. | Method and apparatus for analyzing a gas sample |
| US5401963A (en) * | 1993-11-01 | 1995-03-28 | Rosemount Analytical Inc. | Micromachined mass spectrometer |
| US6331227B1 (en) * | 1999-12-14 | 2001-12-18 | Epion Corporation | Enhanced etching/smoothing of dielectric surfaces |
| WO2001085312A1 (en) * | 2000-05-08 | 2001-11-15 | Mass Sensors, Inc. | Microscale mass spectrometric chemical-gas sensor |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3699332A (en) * | 1970-02-27 | 1972-10-17 | Bell & Howell Co | Magnetic mass spectrometer with shaped, uniformly saturating magnetic poles |
| JPS5613706A (en) * | 1979-07-16 | 1981-02-10 | Jeol Ltd | High-uniformity magnet device |
| JPS58204463A (ja) * | 1982-05-24 | 1983-11-29 | Hitachi Ltd | 質量分析計および類似装置の磁石装置 |
| US4560879A (en) * | 1983-09-16 | 1985-12-24 | Rca Corporation | Method and apparatus for implantation of doubly-charged ions |
-
1987
- 1987-05-25 JP JP62127792A patent/JPS63292557A/ja active Granted
-
1988
- 1988-05-19 US US07/195,809 patent/US4947041A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63292557A (ja) | 1988-11-29 |
| US4947041A (en) | 1990-08-07 |
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