JPH07142026A - 四重極質量分析装置 - Google Patents
四重極質量分析装置Info
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- JPH07142026A JPH07142026A JP5314394A JP31439493A JPH07142026A JP H07142026 A JPH07142026 A JP H07142026A JP 5314394 A JP5314394 A JP 5314394A JP 31439493 A JP31439493 A JP 31439493A JP H07142026 A JPH07142026 A JP H07142026A
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- JP
- Japan
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- quadrupole
- holders
- mass spectrometer
- pair
- electrode rods
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/26—Mass spectrometers or separator tubes
- H01J49/34—Dynamic spectrometers
- H01J49/42—Stability-of-path spectrometers, e.g. monopole, quadrupole, multipole, farvitrons
- H01J49/4205—Device types
- H01J49/421—Mass filters, i.e. deviating unwanted ions without trapping
- H01J49/4215—Quadrupole mass filters
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/02—Details
- H01J49/04—Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components
- H01J49/0468—Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components with means for heating or cooling the sample
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 使用時に４本の電極棒の位置関係が崩れない
ようにし、長時間、正確な測定を行なえるようにする。 【構成】 ４本の電極棒１２の両端を保持する１対のホ
ルダ１３、１４に、電極棒１２に平行な、対向する平面
１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂを設ける。そして、１
対の銅板１６、１７により、バネ１８を用いて該１対の
ホルダを挟む。 【効果】 高周波電磁場によりホルダ１３、１４に発生
する熱が銅板に逃がされ、ホルダ１３、１４の温度上昇
が防止される。
ようにし、長時間、正確な測定を行なえるようにする。 【構成】 ４本の電極棒１２の両端を保持する１対のホ
ルダ１３、１４に、電極棒１２に平行な、対向する平面
１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂを設ける。そして、１
対の銅板１６、１７により、バネ１８を用いて該１対の
ホルダを挟む。 【効果】 高周波電磁場によりホルダ１３、１４に発生
する熱が銅板に逃がされ、ホルダ１３、１４の温度上昇
が防止される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、四重極型の質量分析装
置に関する。
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】四重極質量分析装置は、図４に示すよう
に、ｚ軸を中心に回転対称的に配置された４本の電極棒
４１、４２、４３、４４と、その出口側に置かれたイオ
ン検出器４６で構成される。ｘ軸方向に配置された一対
の電極棒４２、４４とｙ軸方向に配置された一対の電極
棒４１、４３との間に直流電圧Ｕ及び高周波電圧Ｖ・cos
(ω・ｔ)を重畳して印加しておき、ｚ軸に沿ってイオン
を四重極の中心に入射すると、電圧Ｕ及びＶにより定ま
る特定質量のイオンのみが安定的に四重極を通過するこ
とができ、他の質量のイオン４５は途中で発散してしま
う。従って、電圧Ｕ及びＶを、互いに所定の関係を持た
せつつ変化させることにより、四重極を通過する質量を
軽いものから重いものまで順に走査することができる。
に、ｚ軸を中心に回転対称的に配置された４本の電極棒
４１、４２、４３、４４と、その出口側に置かれたイオ
ン検出器４６で構成される。ｘ軸方向に配置された一対
の電極棒４２、４４とｙ軸方向に配置された一対の電極
棒４１、４３との間に直流電圧Ｕ及び高周波電圧Ｖ・cos
(ω・ｔ)を重畳して印加しておき、ｚ軸に沿ってイオン
を四重極の中心に入射すると、電圧Ｕ及びＶにより定ま
る特定質量のイオンのみが安定的に四重極を通過するこ
とができ、他の質量のイオン４５は途中で発散してしま
う。従って、電圧Ｕ及びＶを、互いに所定の関係を持た
せつつ変化させることにより、四重極を通過する質量を
軽いものから重いものまで順に走査することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】四重極質量分析装置に
よって正確な質量分析を行なうためには、４本の電極棒
４１、４２、４３、４４を正しく軸対称に配置しておか
なければならない。そのため、従来より四重極質量分析
装置では、４本の電極棒４１、４２、４３、４４の両端
を１対のセラミック製の電極ホルダ４８、４９により保
持してユニット化し、相互の位置ズレが生じないように
していた。また、４本の電極棒４１、４２、４３、４４
がイオン入射口及びイオン検出器に対して正しい位置と
なるように、四重極ユニット５１は、所定の位置に置か
れた円筒状のケース５２内に挿入され（図５）、或い
は、位置決め板５３の上に置かれる（図６）。
よって正確な質量分析を行なうためには、４本の電極棒
４１、４２、４３、４４を正しく軸対称に配置しておか
なければならない。そのため、従来より四重極質量分析
装置では、４本の電極棒４１、４２、４３、４４の両端
を１対のセラミック製の電極ホルダ４８、４９により保
持してユニット化し、相互の位置ズレが生じないように
していた。また、４本の電極棒４１、４２、４３、４４
がイオン入射口及びイオン検出器に対して正しい位置と
なるように、四重極ユニット５１は、所定の位置に置か
れた円筒状のケース５２内に挿入され（図５）、或い
は、位置決め板５３の上に置かれる（図６）。
【０００４】ここで問題となるのは、４本の電極棒４
１、４２、４３、４４には上記の通り高周波電圧が印加
されるため、それを保持するセラミックホルダ４８、４
９が高周波の電磁場中に置かれることとなり、誘電損に
よる熱が発生するということである。これによりホルダ
４８、４９の温度が上昇して熱膨張や歪が生じ、その結
果、４本の電極棒４１、４２、４３、４４の間隔が変化
したり対称性が崩れるという問題がある。なお、図５、
図６に示す従来の装置では、円筒状ケース５２や位置決
め板５３とホルダ４８、４９との接触面積が小さく、ま
た、それらの材質がステンレスであったため、十分な熱
伝達が行なわれず、ホルダ４８、４９の熱が十分に逃げ
ない。
１、４２、４３、４４には上記の通り高周波電圧が印加
されるため、それを保持するセラミックホルダ４８、４
９が高周波の電磁場中に置かれることとなり、誘電損に
よる熱が発生するということである。これによりホルダ
４８、４９の温度が上昇して熱膨張や歪が生じ、その結
果、４本の電極棒４１、４２、４３、４４の間隔が変化
したり対称性が崩れるという問題がある。なお、図５、
図６に示す従来の装置では、円筒状ケース５２や位置決
め板５３とホルダ４８、４９との接触面積が小さく、ま
た、それらの材質がステンレスであったため、十分な熱
伝達が行なわれず、ホルダ４８、４９の熱が十分に逃げ
ない。
【０００５】本発明はこのような課題を解決するために
成されたものであり、その目的とするところは、使用時
に４本の電極棒の位置関係が崩れないようにし、長時
間、正確な測定を行なうことのできる四重極質量分析装
置を提供することにある。
成されたものであり、その目的とするところは、使用時
に４本の電極棒の位置関係が崩れないようにし、長時
間、正確な測定を行なうことのできる四重極質量分析装
置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明では、１対のホルダにより両端を固定
された平行な４本の電極棒を有する四重極質量分析装置
において、バネにより連結した１対又は２対の良熱伝導
体により該１対のホルダを挟んだことを特徴としてい
る。
に成された本発明では、１対のホルダにより両端を固定
された平行な４本の電極棒を有する四重極質量分析装置
において、バネにより連結した１対又は２対の良熱伝導
体により該１対のホルダを挟んだことを特徴としてい
る。
【０００７】
【作用】動作時に四重極に印加される高周波電圧により
電極棒及びそれを保持するホルダが加熱されると、その
熱はホルダから良熱伝導体に伝達される。これにより、
四重極及びホルダに熱がたまり、その温度が上昇すると
いうことが防止され、長時間にわたり四重極の位置ズレ
のない、正確な測定を行なうことができる。
電極棒及びそれを保持するホルダが加熱されると、その
熱はホルダから良熱伝導体に伝達される。これにより、
四重極及びホルダに熱がたまり、その温度が上昇すると
いうことが防止され、長時間にわたり四重極の位置ズレ
のない、正確な測定を行なうことができる。
【０００８】なお、ホルダから良熱伝導体に伝達される
熱の量を多くするために、良熱伝導体のホルダに接する
部分は、ホルダの外形形状に合わせた形状としておき、
両者が広い面積で接触するようにしておくことが望まし
い。さらに、良熱伝導体がホルダに無理な力を加えない
ように、この接触部分は平面としておくことが望まし
い。良熱伝導体としては、銅製、アルミニウム製等の板
を用いることができる。また、良熱伝導体に冷却フィン
を付けたり、或いは、更に大きい熱容量を有する良熱伝
導体や能動的冷却装置（電子冷却器や水冷装置等）を接
触させておくことにより、四重極及びホルダの冷却効果
を更に高めることができる。
熱の量を多くするために、良熱伝導体のホルダに接する
部分は、ホルダの外形形状に合わせた形状としておき、
両者が広い面積で接触するようにしておくことが望まし
い。さらに、良熱伝導体がホルダに無理な力を加えない
ように、この接触部分は平面としておくことが望まし
い。良熱伝導体としては、銅製、アルミニウム製等の板
を用いることができる。また、良熱伝導体に冷却フィン
を付けたり、或いは、更に大きい熱容量を有する良熱伝
導体や能動的冷却装置（電子冷却器や水冷装置等）を接
触させておくことにより、四重極及びホルダの冷却効果
を更に高めることができる。
【０００９】１対又は２対の良熱伝導体はバネにより連
結され、ホルダを挟むようになっているため、通常時は
もちろん、測定時においても、電極棒及びホルダの熱膨
張により四重極ユニットに無理な力か掛かることが防止
され、四重極ユニットの高い組立精度が維持される。
結され、ホルダを挟むようになっているため、通常時は
もちろん、測定時においても、電極棒及びホルダの熱膨
張により四重極ユニットに無理な力か掛かることが防止
され、四重極ユニットの高い組立精度が維持される。
【００１０】
【実施例】本発明の第１の実施例を図１及び図２により
説明する。まず、軸対称に配置した４本の電極棒１２の
両端部を１対のセラミック製の電極ホルダ１３、１４に
より保持し、四重極ユニット１１を形成する。ホルダ１
３、１４は図１、図２に示すように８角形とし、上下
（又は左右）に平面部１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ
を設ける。本実施例の四重極質量分析装置では次に、ホ
ルダ１３、１４の上下（又は左右）に２枚の銅製の放熱
板１６、１７を当て、４本のバネ１８でホルダ１３、１
４を挟む。これにより、ホルダ１３、１４と放熱板１
６、１７とは、十分広い面積で接触することになる。測
定時に高周波電圧が印加されることにより電極棒１２及
びホルダ１３、１４に発生する熱は、ホルダ１３、１４
から放熱板１６、１７に伝達され、放熱板１６、１７の
外表面から放出される。なお、図２（ａ）に示すよう
に、放熱板１６、１７の外表面に凹凸（冷却フィン）を
設け、放熱効果を上げるようにしてもよい。また、放熱
板１６、１７の材質としては、銅以外にも、アルミニウ
ム、或いは通常の鉄板等を用いることができる
説明する。まず、軸対称に配置した４本の電極棒１２の
両端部を１対のセラミック製の電極ホルダ１３、１４に
より保持し、四重極ユニット１１を形成する。ホルダ１
３、１４は図１、図２に示すように８角形とし、上下
（又は左右）に平面部１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ
を設ける。本実施例の四重極質量分析装置では次に、ホ
ルダ１３、１４の上下（又は左右）に２枚の銅製の放熱
板１６、１７を当て、４本のバネ１８でホルダ１３、１
４を挟む。これにより、ホルダ１３、１４と放熱板１
６、１７とは、十分広い面積で接触することになる。測
定時に高周波電圧が印加されることにより電極棒１２及
びホルダ１３、１４に発生する熱は、ホルダ１３、１４
から放熱板１６、１７に伝達され、放熱板１６、１７の
外表面から放出される。なお、図２（ａ）に示すよう
に、放熱板１６、１７の外表面に凹凸（冷却フィン）を
設け、放熱効果を上げるようにしてもよい。また、放熱
板１６、１７の材質としては、銅以外にも、アルミニウ
ム、或いは通常の鉄板等を用いることができる
【００１１】こうして放熱板１６、１７で挟まれた四重
極ユニット１１を、所定のケースに挿入し、或いは位置
決め板の上に載置する（図５、図６参照）。ケース、位
置決め板の位置は、放熱板１６、１７の寸法を考慮して
予めイオン入射口及びイオン検出器に対して固定されて
おり、その中又は上に放熱板１６、１７付の四重極ユニ
ット１１を置くことにより、４本の電極棒１２の対称中
心（図４のｚ軸）がイオン入射口及びイオン検出器（図
示せず）を結ぶ直線に正確に一致するようになる。
極ユニット１１を、所定のケースに挿入し、或いは位置
決め板の上に載置する（図５、図６参照）。ケース、位
置決め板の位置は、放熱板１６、１７の寸法を考慮して
予めイオン入射口及びイオン検出器に対して固定されて
おり、その中又は上に放熱板１６、１７付の四重極ユニ
ット１１を置くことにより、４本の電極棒１２の対称中
心（図４のｚ軸）がイオン入射口及びイオン検出器（図
示せず）を結ぶ直線に正確に一致するようになる。
【００１２】本発明の第２実施例を図３に示す。本実施
例では、四重極ユニット１１を２対の放熱板２１、２２
及び２３、２４により挟む。各放熱板２１、２２、２
３、２４の外表面には上記実施例と同様、冷却フィン
（凹凸）を形成してもよい。これにより、第１実施例と
同様の放熱効果を得ることができる他、両ホルダ１３、
１４の上下平面の間に位置ズレがある場合に、無理な力
が四重極ユニット１１に掛かることが防止されるという
特有の効果をも有する。
例では、四重極ユニット１１を２対の放熱板２１、２２
及び２３、２４により挟む。各放熱板２１、２２、２
３、２４の外表面には上記実施例と同様、冷却フィン
（凹凸）を形成してもよい。これにより、第１実施例と
同様の放熱効果を得ることができる他、両ホルダ１３、
１４の上下平面の間に位置ズレがある場合に、無理な力
が四重極ユニット１１に掛かることが防止されるという
特有の効果をも有する。
【００１３】
【発明の効果】本発明に係る四重極質量分析装置では、
使用時にホルダに発生する熱は良熱伝導体に逃がされる
ため、長時間の測定を行なっても四重極の位置ズレが生
じず、測定精度が低下しない。また、１対又は２対の良
熱伝導体はバネにより連結され、ホルダを挟むようにな
っているため、通常時はもちろん、測定時においても、
電極棒及びホルダの熱膨張により四重極ユニットに無理
な力か掛かることが防止され、四重極ユニットの高い組
立精度が維持される。
使用時にホルダに発生する熱は良熱伝導体に逃がされる
ため、長時間の測定を行なっても四重極の位置ズレが生
じず、測定精度が低下しない。また、１対又は２対の良
熱伝導体はバネにより連結され、ホルダを挟むようにな
っているため、通常時はもちろん、測定時においても、
電極棒及びホルダの熱膨張により四重極ユニットに無理
な力か掛かることが防止され、四重極ユニットの高い組
立精度が維持される。
【図１】 本発明の一実施例である四重極質量分析装置
の四重極ユニット及び放熱板の位置関係を示す斜視図。
の四重極ユニット及び放熱板の位置関係を示す斜視図。
【図２】 冷却フィン付放熱板を取り付けた四重極ユニ
ットの正面図（ａ）及び側面図（ｂ）。
ットの正面図（ａ）及び側面図（ｂ）。
【図３】 本発明の別の実施例である四重極質量分析装
置の四重極ユニット及び放熱板の位置関係を示す斜視
図。
置の四重極ユニット及び放熱板の位置関係を示す斜視
図。
【図４】 四重極質量分析装置の測定原理を示す斜視
図。
図。
【図５】 従来の四重極質量分析装置の四重極ユニット
の位置決め方法の一例を示す斜視図。
の位置決め方法の一例を示す斜視図。
【図６】 従来の四重極ユニットの位置決め方法の別の
例を示す斜視図。
例を示す斜視図。
１１…四重極ユニット １２…電極棒 １３…電極ホルダ １３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ…電極ホルダの平面部 １６、２１…放熱板 １８…バネ
Claims (1)
- 【請求項１】 １対のホルダにより両端を固定された平
行な４本の電極棒を有する四重極質量分析装置におい
て、 バネにより連結した１対又は２対の良熱伝導体により該
１対のホルダを挟んだことを特徴とする四重極質量分析
装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31439493A JP3279023B2 (ja) | 1993-11-18 | 1993-11-18 | 四重極質量分析装置 |
| US08/338,168 US5459315A (en) | 1993-11-18 | 1994-11-10 | Quadrupole mass analyzer including spring-clamped heat sink plates |
| EP94308464A EP0655771B1 (en) | 1993-11-18 | 1994-11-16 | Quadrupole mass analyzers |
| DE69402513T DE69402513T2 (de) | 1993-11-18 | 1994-11-16 | Quadrupolmassenspektrometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31439493A JP3279023B2 (ja) | 1993-11-18 | 1993-11-18 | 四重極質量分析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07142026A true JPH07142026A (ja) | 1995-06-02 |
| JP3279023B2 JP3279023B2 (ja) | 2002-04-30 |
Family
ID=18052824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31439493A Expired - Fee Related JP3279023B2 (ja) | 1993-11-18 | 1993-11-18 | 四重極質量分析装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5459315A (ja) |
| EP (1) | EP0655771B1 (ja) |
| JP (1) | JP3279023B2 (ja) |
| DE (1) | DE69402513T2 (ja) |
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| WO2019155545A1 (ja) * | 2018-02-07 | 2019-08-15 | 株式会社島津製作所 | 質量分析装置 |
| WO2019155544A1 (ja) * | 2018-02-07 | 2019-08-15 | 株式会社島津製作所 | 質量分析装置 |
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| US6239429B1 (en) | 1998-10-26 | 2001-05-29 | Mks Instruments, Inc. | Quadrupole mass spectrometer assembly |
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