JPH0574411A - 四重極電極 - Google Patents
四重極電極Info
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- JPH0574411A JPH0574411A JP3231658A JP23165891A JPH0574411A JP H0574411 A JPH0574411 A JP H0574411A JP 3231658 A JP3231658 A JP 3231658A JP 23165891 A JP23165891 A JP 23165891A JP H0574411 A JPH0574411 A JP H0574411A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、質量分析計等に用いる四重極電極
の改良に関する。 【構成】 対向する面の断面を双曲線状に又は円形状に
形成した２対の電極棒１、２、３、４からなる四重極電
極であって、電極棒がセラミックスからなり、電極表面
が導電性金属の被覆層５で被覆されたものであるもの。 【効果】 電極棒を正確な寸法に成形することが容易な
セラミックスをもって形成してあるので、組み立て時に
電極間位置調整のために多大の努力を必要とすることが
なく、再現性よく高性能の四重極電極を提供することが
できる。
の改良に関する。 【構成】 対向する面の断面を双曲線状に又は円形状に
形成した２対の電極棒１、２、３、４からなる四重極電
極であって、電極棒がセラミックスからなり、電極表面
が導電性金属の被覆層５で被覆されたものであるもの。 【効果】 電極棒を正確な寸法に成形することが容易な
セラミックスをもって形成してあるので、組み立て時に
電極間位置調整のために多大の努力を必要とすることが
なく、再現性よく高性能の四重極電極を提供することが
できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、質量分析計等のセンサ
ー部に用いる四重極電極に関するものである。
ー部に用いる四重極電極に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】質量分析計等に用いる四重極電極は、図
４に示すように、対向する面を断面で双曲線状になる如
く形成した４つの電極棒１１、１２、１３、１４をある
いは図５に示すように円形状に形成した４つの電極棒１
１’、１２’、１３’、１４’を、それぞれ所定の電極
間隔となるように位置関係を調整して配置してなるもの
である。かかる四重極電極に対して中心に矢印方向にイ
オンを送り込むと、特定の質量／電荷比をもつイオンを
高精度で逆側から取出すことが可能となる。このような
従来の四重極電極は、相互の間隔を正確に保つ必要があ
り、その組立には極めて高精度の作業が要求されるとと
もに、分析時に電極間相互の間隔の変化が極めて小さい
ことが要求される。
４に示すように、対向する面を断面で双曲線状になる如
く形成した４つの電極棒１１、１２、１３、１４をある
いは図５に示すように円形状に形成した４つの電極棒１
１’、１２’、１３’、１４’を、それぞれ所定の電極
間隔となるように位置関係を調整して配置してなるもの
である。かかる四重極電極に対して中心に矢印方向にイ
オンを送り込むと、特定の質量／電荷比をもつイオンを
高精度で逆側から取出すことが可能となる。このような
従来の四重極電極は、相互の間隔を正確に保つ必要があ
り、その組立には極めて高精度の作業が要求されるとと
もに、分析時に電極間相互の間隔の変化が極めて小さい
ことが要求される。
【０００３】例えば、特開昭５８−３００５６号公報に
は、電極の軽量化と寸法精度の向上を目的として、金属
材料を押出し又は引抜き加工によりＶ字状に加工した電
極棒を用いることが記載されている。又、特開昭５９−
８７７４３号公報や公開実用昭６０−６４５６２号公報
には組立て容易な形状が示され、その他にも種々の設計
提案がなされている。
は、電極の軽量化と寸法精度の向上を目的として、金属
材料を押出し又は引抜き加工によりＶ字状に加工した電
極棒を用いることが記載されている。又、特開昭５９−
８７７４３号公報や公開実用昭６０−６４５６２号公報
には組立て容易な形状が示され、その他にも種々の設計
提案がなされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の四重極電極は、
各構成電極間を所定の精度にするために、手作業で組立
てた上で精度の確認のため、モニターガスを導入し、精
度のチェックを繰り返しながら精度を補正することが通
常である。本発明ではこのような手間をかけずに寸法精
度を正確に配置することができるとともに、使用時の電
極間の所定寸法精度を高精度に保つことができるように
したものである。
各構成電極間を所定の精度にするために、手作業で組立
てた上で精度の確認のため、モニターガスを導入し、精
度のチェックを繰り返しながら精度を補正することが通
常である。本発明ではこのような手間をかけずに寸法精
度を正確に配置することができるとともに、使用時の電
極間の所定寸法精度を高精度に保つことができるように
したものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、対向する２対
の電極棒からなる四重極電極であって、電極棒が絶縁体
のセラミックスからなり、電極表面が導電性金属で被覆
された４本の電極が予め所定の寸法精度で固定されてい
ることを特徴とする四重極電極である。
の電極棒からなる四重極電極であって、電極棒が絶縁体
のセラミックスからなり、電極表面が導電性金属で被覆
された４本の電極が予め所定の寸法精度で固定されてい
ることを特徴とする四重極電極である。
【０００６】すなわち、本発明は四重極電極を高精度で
再現性よく、しかも容易に形成されるためになされたも
ので、電極材料として絶縁性の低膨張係数セラミックス
を高精度に加工したものを用い、電極表面には導電性金
属を被覆した後、四本の電極を組み立てて、質量分析装
置に組み込むことにより、電極相互間の寸法を±５μｍ
以内の高精度に、しかも、分析使用時の電極相互間の寸
法変化を極力小さくおさえることができるものである。
再現性よく、しかも容易に形成されるためになされたも
ので、電極材料として絶縁性の低膨張係数セラミックス
を高精度に加工したものを用い、電極表面には導電性金
属を被覆した後、四本の電極を組み立てて、質量分析装
置に組み込むことにより、電極相互間の寸法を±５μｍ
以内の高精度に、しかも、分析使用時の電極相互間の寸
法変化を極力小さくおさえることができるものである。
【０００７】これを図１によって具体的に説明すると、
１、２、３、４は予め高精度に加工された４本の電極棒
で、本体はセラミックスを用いて作製する。セラミック
スは絶縁性で低熱膨脹であればよいが、特に熱膨張係数
が小さいことが必要である。本発明者らは種々のセラミ
ックスを用いて、鋭意研究した結果、熱膨張係数が９
（×１０-6／℃）以下であればよく、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ
Ｃ、ムライト、石英、サイアロン、ＡｌＮ、コージエラ
イト、Ｓｉ3Ｎ4が効果があることが判明した。これらセ
ラミックスのなかで更に詳細に検討した結果、熱膨張係
数が４（×１０￣6／℃）以下のＳｉ3Ｎ4セラミックス
が好ましいことが判明した。これは特に高分解能が要求
される分析計の四重極電極の電極間距離は２０ｍｍ以上
と大きく、この場合温度変化による電極間距離の経時変
化の影響が分析精度に関与すると言われている。
１、２、３、４は予め高精度に加工された４本の電極棒
で、本体はセラミックスを用いて作製する。セラミック
スは絶縁性で低熱膨脹であればよいが、特に熱膨張係数
が小さいことが必要である。本発明者らは種々のセラミ
ックスを用いて、鋭意研究した結果、熱膨張係数が９
（×１０-6／℃）以下であればよく、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ
Ｃ、ムライト、石英、サイアロン、ＡｌＮ、コージエラ
イト、Ｓｉ3Ｎ4が効果があることが判明した。これらセ
ラミックスのなかで更に詳細に検討した結果、熱膨張係
数が４（×１０￣6／℃）以下のＳｉ3Ｎ4セラミックス
が好ましいことが判明した。これは特に高分解能が要求
される分析計の四重極電極の電極間距離は２０ｍｍ以上
と大きく、この場合温度変化による電極間距離の経時変
化の影響が分析精度に関与すると言われている。
【０００８】熱膨張係数が小さいＳｉ3Ｎ4セラミックス
電極を用いれば、電極間距離の大きい四重極電極に用い
ても、電極相互間の寸法を±５μｍ以内の高精度に保持
でき、分析精度が充分維持できる。
電極を用いれば、電極間距離の大きい四重極電極に用い
ても、電極相互間の寸法を±５μｍ以内の高精度に保持
でき、分析精度が充分維持できる。
【０００９】セラミックス本体の電極部分で合せ面を除
いた部分は導電性金属薄膜５として導電性を付与する。
導電性金属はＷ、Ｍｏ等の高融点金属あるいはＰｔ、Ａ
ｕ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｔｉ等の金属の蒸着等による膜
形成による。又、必要に応じてメタライズ面は加工して
精度を維持する。
いた部分は導電性金属薄膜５として導電性を付与する。
導電性金属はＷ、Ｍｏ等の高融点金属あるいはＰｔ、Ａ
ｕ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｔｉ等の金属の蒸着等による膜
形成による。又、必要に応じてメタライズ面は加工して
精度を維持する。
【００１０】このように加工した４本の電極は例えばチ
ップ６等を用いて強固に固定される。又、電極メタライ
ズ５面への電気の供給は、端面部に電極を取付けるか、
あるいは図示の如く電極に穴７をあけ、ネジ８により固
定するリード線９より電気を供給することも可能であ
る。
ップ６等を用いて強固に固定される。又、電極メタライ
ズ５面への電気の供給は、端面部に電極を取付けるか、
あるいは図示の如く電極に穴７をあけ、ネジ８により固
定するリード線９より電気を供給することも可能であ
る。
【００１１】
【実施例】セラミックス材料として熱膨張係数が３．２
（×１０-6／℃）のＳｉ3Ｎ4を用いて相対する電極間距
離を８．６ｍｍ、長さ２００ｍｍの電極本体を形成し、
双極線面を高精度に加工した後、活性金属（Ｔｉ−Ｃｕ
−Ａｇ）を５μｍの厚み、更にその上にＮｉを１μｍの
厚みで蒸着して電極を形成し、これを図１に示すように
組み立てて四重極電極とした。この四重極電極１５の一
端に図３に示すように、イオン生成用のイオン源１６
を、他端にイオン検出用の２次電子増倍器１７を取り付
け、四重極質量分析計として、超真空装置に組み込み、
３００℃でベーキング後Ｈｅ、Ｎ2、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ
ガスを流し、この操作を数回繰り返してマススペクトル
のピーク波形のバラツキを測定した。
（×１０-6／℃）のＳｉ3Ｎ4を用いて相対する電極間距
離を８．６ｍｍ、長さ２００ｍｍの電極本体を形成し、
双極線面を高精度に加工した後、活性金属（Ｔｉ−Ｃｕ
−Ａｇ）を５μｍの厚み、更にその上にＮｉを１μｍの
厚みで蒸着して電極を形成し、これを図１に示すように
組み立てて四重極電極とした。この四重極電極１５の一
端に図３に示すように、イオン生成用のイオン源１６
を、他端にイオン検出用の２次電子増倍器１７を取り付
け、四重極質量分析計として、超真空装置に組み込み、
３００℃でベーキング後Ｈｅ、Ｎ2、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ
ガスを流し、この操作を数回繰り返してマススペクトル
のピーク波形のバラツキを測定した。
【００１２】その結果、従来のメタル電極（Ｍｏ電極）
を用いた四重極質量分析計のピーク波形は図４（ｂ）の
ような割れが生じた放物線形状が見られた。またピーク
高さのバラツキも大きかった。このようなピーク波形の
バラツキは寸法精度のバラツキに起因していると思われ
る。これに対してＳｉ3Ｎ4セラミックス製四重極電極を
使った四重極質量分析計のピーク波形は図４（ａ）のよ
うな放物線形状をしており、ピーク高さのバラツキもほ
とんどなかった。以上のようにＳｉ3Ｎ4セラミックス製
四重極電極を採用することにより電極の組み立て調整の
簡素化及び高精度の維持による高分析精度の維持が可能
となった。
を用いた四重極質量分析計のピーク波形は図４（ｂ）の
ような割れが生じた放物線形状が見られた。またピーク
高さのバラツキも大きかった。このようなピーク波形の
バラツキは寸法精度のバラツキに起因していると思われ
る。これに対してＳｉ3Ｎ4セラミックス製四重極電極を
使った四重極質量分析計のピーク波形は図４（ａ）のよ
うな放物線形状をしており、ピーク高さのバラツキもほ
とんどなかった。以上のようにＳｉ3Ｎ4セラミックス製
四重極電極を採用することにより電極の組み立て調整の
簡素化及び高精度の維持による高分析精度の維持が可能
となった。
【００１３】
【発明の効果】本発明においては、各電極棒を正確な寸
法に成形することが容易なセラミックスをもって形成し
てあるので、組み立て時に電極間位置調整のために多大
の努力を必要とすることがなく、再現性よく高性能の四
重極電極を提供することができる。又、Ｍｏやステンレ
ススチール等と違って、セラミックスが主材料であるた
め、軽量で安価に得ることができる。
法に成形することが容易なセラミックスをもって形成し
てあるので、組み立て時に電極間位置調整のために多大
の努力を必要とすることがなく、再現性よく高性能の四
重極電極を提供することができる。又、Ｍｏやステンレ
ススチール等と違って、セラミックスが主材料であるた
め、軽量で安価に得ることができる。
【図１】本発明の実施の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の電極を質量分析計に組込んだ態様の説
明図である。
明図である。
【図３】質量分析計のマススペクトルのピーク波形のバ
ラツキの測定結果を示すグラフである。
ラツキの測定結果を示すグラフである。
【図４】従来の四重極電極の一例の構成を説明するため
の斜視図である。
の斜視図である。
【図５】従来の四重極電極の他の例の構成を説明するた
めの斜視図である。
めの斜視図である。
１ 電極棒 ２ 電極棒 ３ 電極棒 ４ 電極棒 ５ メタライズ ６ チップ ７ 穴 ８ ネジ ９ リード線 １１ 電極棒 １２ 電極棒 １３ 電極棒 １４ 電極棒 １１’ 電極棒 １２’ 電極棒 １３’ 電極棒 １４’ 電極棒 １５ 四重極電極 １６ イオン源 １７ ２次電子増倍器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 義夫 茨城県那珂郡那珂町大字向山801番地の１ 日本原子力研究所内 (72)発明者 高ノ 由重 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 山川 晃 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 三宅 雅也 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内
Claims (3)
- 【請求項１】 対向する２対の電極棒からなる四重極電
極であって、電極棒が絶縁体のセラミックスからなり、
電極表面が導電性金属で被覆された４本の電極が予め所
定の寸法精度で固定されていることを特徴とする四重極
電極。 - 【請求項２】 電極棒の熱膨張係数が９（×１０-6／
℃）以下のセラミックスからなる請求項１記載の四重極
電極。 - 【請求項３】 電極棒の熱膨張係数が４（×１０-6／
℃）以下のＳｉ3Ｎ4セラミックスからなる請求項１記載
の四重極電極。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3231658A JP3056847B2 (ja) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | 四重極電極およびその製造方法 |
| DE69227825T DE69227825T2 (de) | 1991-09-11 | 1992-09-07 | Vierpolige Elektrode und Herstellungsverfahren derselben. |
| US07/965,258 US5373157A (en) | 1991-09-11 | 1992-09-07 | Quadrupole electrode and process for producing the same |
| EP92918881A EP0556411B1 (en) | 1991-09-11 | 1992-09-07 | Quadrupole electrode and manufacture thereof |
| PCT/JP1992/001141 WO1993005532A1 (fr) | 1991-09-11 | 1992-09-07 | Electrode quadripolaire et sa fabrication |
| CA 2085729 CA2085729C (en) | 1991-09-11 | 1992-09-07 | Quadrupole electrode and process for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3231658A JP3056847B2 (ja) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | 四重極電極およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0574411A true JPH0574411A (ja) | 1993-03-26 |
| JP3056847B2 JP3056847B2 (ja) | 2000-06-26 |
Family
ID=16926950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3231658A Expired - Fee Related JP3056847B2 (ja) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | 四重極電極およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3056847B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102305532B1 (ko) * | 2020-03-04 | 2021-09-27 | 한국원자력안전기술원 | 불활성 기체 정성 및 정량 분석 장치 및 방법 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS517069B1 (ja) * | 1970-03-25 | 1976-03-04 | ||
| JPS52150092A (en) * | 1976-06-04 | 1977-12-13 | Finnigan Corp | Multiipolar mass filter stable against temperature and method of its preparation |
| JPS5830056A (ja) * | 1981-08-14 | 1983-02-22 | Hitachi Ltd | 四重極質量分析計の柱状電極 |
| JPS5987743A (ja) * | 1982-11-12 | 1984-05-21 | Hitachi Ltd | 四重極質量分析計 |
| JPS5991651A (ja) * | 1982-11-16 | 1984-05-26 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 四重極分析管 |
| JPS6064562U (ja) * | 1983-10-07 | 1985-05-08 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 四重極質量分析計のロッド固定構造 |
| JPH02220344A (ja) * | 1989-02-20 | 1990-09-03 | Shimadzu Corp | 多重極電極およびその製造方法 |
-
1991
- 1991-09-11 JP JP3231658A patent/JP3056847B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS517069B1 (ja) * | 1970-03-25 | 1976-03-04 | ||
| JPS52150092A (en) * | 1976-06-04 | 1977-12-13 | Finnigan Corp | Multiipolar mass filter stable against temperature and method of its preparation |
| JPS5830056A (ja) * | 1981-08-14 | 1983-02-22 | Hitachi Ltd | 四重極質量分析計の柱状電極 |
| JPS5987743A (ja) * | 1982-11-12 | 1984-05-21 | Hitachi Ltd | 四重極質量分析計 |
| JPS5991651A (ja) * | 1982-11-16 | 1984-05-26 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 四重極分析管 |
| JPS6064562U (ja) * | 1983-10-07 | 1985-05-08 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 四重極質量分析計のロッド固定構造 |
| JPH02220344A (ja) * | 1989-02-20 | 1990-09-03 | Shimadzu Corp | 多重極電極およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3056847B2 (ja) | 2000-06-26 |
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