JPH0973874A - 飛行時間型質量分析計 - Google Patents
飛行時間型質量分析計Info
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- JPH0973874A JPH0973874A JP7246799A JP24679995A JPH0973874A JP H0973874 A JPH0973874 A JP H0973874A JP 7246799 A JP7246799 A JP 7246799A JP 24679995 A JP24679995 A JP 24679995A JP H0973874 A JPH0973874 A JP H0973874A
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- JP
- Japan
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- ion
- electrode
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- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 87
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 27
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 8
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 6
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 2
- 238000004868 gas analysis Methods 0.000 description 1
- 238000001819 mass spectrum Methods 0.000 description 1
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- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 特定の質量範囲のみを効率よく分析すること
ができ、感度が良好で長寿命の飛行時間型質量分析計を
提供すること。 【解決手段】 加速電極１とイオン検出器２との間のイ
オン飛行路４中に偏向電極３を設け、測定対象範囲内の
イオンの飛来時には前記偏向電極３をグラウンド電位と
して、測定対象範囲内のイオンをイオン検出器２方向に
飛行させる一方、測定対象範囲外のイオンの飛来時には
前記偏向電極３に所定の電位を付与して測定対象範囲外
のイオンを偏向させ、これのイオン検出器２への入射を
妨げるようにした。
ができ、感度が良好で長寿命の飛行時間型質量分析計を
提供すること。 【解決手段】 加速電極１とイオン検出器２との間のイ
オン飛行路４中に偏向電極３を設け、測定対象範囲内の
イオンの飛来時には前記偏向電極３をグラウンド電位と
して、測定対象範囲内のイオンをイオン検出器２方向に
飛行させる一方、測定対象範囲外のイオンの飛来時には
前記偏向電極３に所定の電位を付与して測定対象範囲外
のイオンを偏向させ、これのイオン検出器２への入射を
妨げるようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、飛行時間型質量
分析計に関する。
分析計に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の飛行時間型質量分析計を用いたガ
ス分析においては、図３に示すように、イオン化領域に
存在する全てのイオンを加速電極３１，３２によって同
時に加速し、その全てのイオンがＭＣＰ（Ｍｕｌｔｉ
Ｃｈａｎｎｅｌ Ｐｌａｔｅ）検出器などのイオン検出
器３３に到達する時間を測定し、質量スペクトルを得る
ようにしていた。
ス分析においては、図３に示すように、イオン化領域に
存在する全てのイオンを加速電極３１，３２によって同
時に加速し、その全てのイオンがＭＣＰ（Ｍｕｌｔｉ
Ｃｈａｎｎｅｌ Ｐｌａｔｅ）検出器などのイオン検出
器３３に到達する時間を測定し、質量スペクトルを得る
ようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来構成の飛行時間型質量分析計においては、次のような
不都合がある。すなわち、 特定の質量範囲にのみ興味がある場合においても全
スペクトルが測定され、それだけ時間が無駄になる、 一定時間内のスペクトルの加算平均をとることによ
りＳ／Ｎを改善しようとする場合、前記の理由によ
り、改善効果が制約されてしまう、 測定に不要なイオンがイオン検出器３３に導かれる
ことにより、イオン検出器３３の劣化が早くなる、など
といった欠点がある。
来構成の飛行時間型質量分析計においては、次のような
不都合がある。すなわち、 特定の質量範囲にのみ興味がある場合においても全
スペクトルが測定され、それだけ時間が無駄になる、 一定時間内のスペクトルの加算平均をとることによ
りＳ／Ｎを改善しようとする場合、前記の理由によ
り、改善効果が制約されてしまう、 測定に不要なイオンがイオン検出器３３に導かれる
ことにより、イオン検出器３３の劣化が早くなる、など
といった欠点がある。
【０００４】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、その目的は、特定の質量範囲のみを効率よく
分析することができ、感度が良好かつ長寿命の飛行時間
型質量分析計を提供することにある。
たもので、その目的は、特定の質量範囲のみを効率よく
分析することができ、感度が良好かつ長寿命の飛行時間
型質量分析計を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明では次の二つの手段を採用している。一つ
の手段は、加速電極とイオン検出器との間のイオン飛行
路中に偏向電極を設け、測定対象範囲内のイオンの飛来
時には前記偏向電極をグラウンド電位として、測定対象
範囲内のイオンをイオン検出器方向に飛行させる一方、
測定対象範囲外のイオンの飛来時には前記偏向電極に所
定の電位を付与して測定対象範囲外のイオンを偏向さ
せ、これのイオン検出器への入射を妨げるようにした点
に特徴がある。
め、この発明では次の二つの手段を採用している。一つ
の手段は、加速電極とイオン検出器との間のイオン飛行
路中に偏向電極を設け、測定対象範囲内のイオンの飛来
時には前記偏向電極をグラウンド電位として、測定対象
範囲内のイオンをイオン検出器方向に飛行させる一方、
測定対象範囲外のイオンの飛来時には前記偏向電極に所
定の電位を付与して測定対象範囲外のイオンを偏向さ
せ、これのイオン検出器への入射を妨げるようにした点
に特徴がある。
【０００６】他の手段は、加速電極とイオン検出器との
間のイオン飛行路中に開口を有する反射電極を設け、測
定対象範囲内のイオンの飛来時には前記反射電極をグラ
ウンド電位として、測定対象範囲内のイオンをイオン検
出器方向に飛行させる一方、測定対象範囲外のイオンの
飛来時には前記反射電極に所定の電位を付与して測定対
象範囲外のイオンを加速電極方向に追い返し、これのイ
オン検出器への入射を妨げるようにした点に特徴があ
る。
間のイオン飛行路中に開口を有する反射電極を設け、測
定対象範囲内のイオンの飛来時には前記反射電極をグラ
ウンド電位として、測定対象範囲内のイオンをイオン検
出器方向に飛行させる一方、測定対象範囲外のイオンの
飛来時には前記反射電極に所定の電位を付与して測定対
象範囲外のイオンを加速電極方向に追い返し、これのイ
オン検出器への入射を妨げるようにした点に特徴があ
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、この発明の詳細を、図を参
照しながら説明する。
照しながら説明する。
【０００８】図１（Ａ），（Ｂ）は、この発明の第１の
実施の形態に係る飛行時間型質量分析計の構成の一例を
概略的に示し、この図１（Ａ），（Ｂ）において、１は
イオンソース部に設けられる加速電極で、適宜の間隔を
おいて設けられる二つの加速電極板１ａ，１ｂからな
り、図示してない電源から適宜の電圧を有するパルス電
圧が印加される。２は加速電極１に対向して適宜離れた
位置に設けられるイオン検出器で、例えばＭＣＰ検出器
である。
実施の形態に係る飛行時間型質量分析計の構成の一例を
概略的に示し、この図１（Ａ），（Ｂ）において、１は
イオンソース部に設けられる加速電極で、適宜の間隔を
おいて設けられる二つの加速電極板１ａ，１ｂからな
り、図示してない電源から適宜の電圧を有するパルス電
圧が印加される。２は加速電極１に対向して適宜離れた
位置に設けられるイオン検出器で、例えばＭＣＰ検出器
である。
【０００９】３は加速電極１とＭＣＰ検出器２との間の
イオン飛行路４に設けられる偏向電極で、イオン飛行路
４の長手方向〔図１（Ａ）において矢印で示す方向〕に
沿うようにして互いに平行かつ適宜の間隔をおいて設け
られる二つの偏向電極板３ａ，３ｂよりなる。そして、
これらの偏向電極板３ａ，３ｂは、図示してない電源に
よって適宜の電位が付与されたり、グラウンド電位にな
るように電圧調整される。
イオン飛行路４に設けられる偏向電極で、イオン飛行路
４の長手方向〔図１（Ａ）において矢印で示す方向〕に
沿うようにして互いに平行かつ適宜の間隔をおいて設け
られる二つの偏向電極板３ａ，３ｂよりなる。そして、
これらの偏向電極板３ａ，３ｂは、図示してない電源に
よって適宜の電位が付与されたり、グラウンド電位にな
るように電圧調整される。
【００１０】上記構成の飛行時間型質量分析計におい
て、イオンソース部において、複数種のイオンが発生す
るものとする。これら複数種のイオンは、加速電極１に
所定のパルス電圧が印加されるごとにＭＣＰ検出器２方
向に送り出される。
て、イオンソース部において、複数種のイオンが発生す
るものとする。これら複数種のイオンは、加速電極１に
所定のパルス電圧が印加されるごとにＭＣＰ検出器２方
向に送り出される。
【００１１】ところで、飛行時間型質量分析計において
は、加速電極１に印加される電圧が一定であり、したが
って、加速電極１からＭＣＰ検出器２に到達するのに要
する時間（飛行時間）は、イオンの質量の平方根に比例
する。つまり、質量の小さいものほど早く偏向電極３を
通過し、ＭＣＰ検出器２に到達し、質量の大きさ（範
囲）によって、それらを区別することができる。
は、加速電極１に印加される電圧が一定であり、したが
って、加速電極１からＭＣＰ検出器２に到達するのに要
する時間（飛行時間）は、イオンの質量の平方根に比例
する。つまり、質量の小さいものほど早く偏向電極３を
通過し、ＭＣＰ検出器２に到達し、質量の大きさ（範
囲）によって、それらを区別することができる。
【００１２】そこで、測定対象とする質量範囲のイオ
ン、すなわち、測定対象範囲内のイオンが偏向電極３の
領域に近づいたときは、偏向電極板３ａ，３ｂをグラウ
ンド電位とすることによって、前記イオンの飛行に影響
を与えないようにする。こうすることにより、前記飛来
してきたイオンは、図１（Ａ）において矢印Ａで示すよ
うに、偏向電極板３ａ，３ｂの間を直線的に通過してＭ
ＣＰ検出器２に到達する。
ン、すなわち、測定対象範囲内のイオンが偏向電極３の
領域に近づいたときは、偏向電極板３ａ，３ｂをグラウ
ンド電位とすることによって、前記イオンの飛行に影響
を与えないようにする。こうすることにより、前記飛来
してきたイオンは、図１（Ａ）において矢印Ａで示すよ
うに、偏向電極板３ａ，３ｂの間を直線的に通過してＭ
ＣＰ検出器２に到達する。
【００１３】これに対して、測定対象としない質量範囲
のイオン、すなわち、測定対象範囲外のイオンが偏向電
極３の領域に近づいたときは、偏向電極板３ａ，３ｂに
適宜の電位、例えば、一方の偏向電極板３ａを＋１００
０Ｖの電位に、また、他方の偏向電極板３ｂを−１００
０Ｖの電位にそれぞれなるようにする。こうすることに
より、前記飛来してきたイオンは、図１（Ｂ）において
矢印Ｂで示すように、偏向電極板３ａ，３ｂの間を通過
する際、飛行方向が曲げられ、ＭＣＰ検出器２に到達す
ることはない。
のイオン、すなわち、測定対象範囲外のイオンが偏向電
極３の領域に近づいたときは、偏向電極板３ａ，３ｂに
適宜の電位、例えば、一方の偏向電極板３ａを＋１００
０Ｖの電位に、また、他方の偏向電極板３ｂを−１００
０Ｖの電位にそれぞれなるようにする。こうすることに
より、前記飛来してきたイオンは、図１（Ｂ）において
矢印Ｂで示すように、偏向電極板３ａ，３ｂの間を通過
する際、飛行方向が曲げられ、ＭＣＰ検出器２に到達す
ることはない。
【００１４】そして、上記動作を高速で繰り返し、ＭＣ
Ｐ検出器２に到達したイオンのスペクトルを測定した
後、加算平均を行うことにより、測定対象範囲内のイオ
ンのみのスペクトルを高感度に得ることができる。ま
た、ＭＣＰ検出器２には、測定に必要なイオンのみが入
射するので、その早期劣化が防止され、長寿命化が図れ
る。
Ｐ検出器２に到達したイオンのスペクトルを測定した
後、加算平均を行うことにより、測定対象範囲内のイオ
ンのみのスペクトルを高感度に得ることができる。ま
た、ＭＣＰ検出器２には、測定に必要なイオンのみが入
射するので、その早期劣化が防止され、長寿命化が図れ
る。
【００１５】なお、測定対象範囲外のイオンを偏向させ
るために偏向電極板３ａ，３ｂに付与する電位は、測定
対象とする質量範囲によって適宜定められるものであ
り、上述した数値に限定されるものではないことはいう
までもない。
るために偏向電極板３ａ，３ｂに付与する電位は、測定
対象とする質量範囲によって適宜定められるものであ
り、上述した数値に限定されるものではないことはいう
までもない。
【００１６】図２は、この発明の第２の実施の形態に係
る飛行時間型質量分析計の構成の一例を概略的に示すも
ので、この実施例では、加速電極１とＭＣＰ検出器２と
の間のイオン飛行路４中に開口５を有する例えば平板状
の反射電極６ａ，６ｂを、イオンの飛行方向と直交する
ように設けたものである。
る飛行時間型質量分析計の構成の一例を概略的に示すも
ので、この実施例では、加速電極１とＭＣＰ検出器２と
の間のイオン飛行路４中に開口５を有する例えば平板状
の反射電極６ａ，６ｂを、イオンの飛行方向と直交する
ように設けたものである。
【００１７】そして、測定対象範囲内のイオンが飛来し
てきたときは、反射電極６ａ，６ｂをグラウンド電位と
して、測定対象範囲内のイオンを、図中の矢印Ｃで示す
ように、ＭＣＰ検出器２方向に直線的に飛行させるよう
にし、測定対象範囲外のイオンが飛来してきたときは、
反射電極６ａ，６ｂに適宜の電位を付与して測定対象範
囲外のイオンを加速電極１方向に追い返し、測定対象範
囲外のイオンがＭＣＰ検出器２に入射しないようにして
いる。
てきたときは、反射電極６ａ，６ｂをグラウンド電位と
して、測定対象範囲内のイオンを、図中の矢印Ｃで示す
ように、ＭＣＰ検出器２方向に直線的に飛行させるよう
にし、測定対象範囲外のイオンが飛来してきたときは、
反射電極６ａ，６ｂに適宜の電位を付与して測定対象範
囲外のイオンを加速電極１方向に追い返し、測定対象範
囲外のイオンがＭＣＰ検出器２に入射しないようにして
いる。
【００１８】この第２の実施の形態の作用効果は、前記
第２の実施の形態のそれと同じであるので、その詳細な
説明は省略する。
第２の実施の形態のそれと同じであるので、その詳細な
説明は省略する。
【００１９】なお、前記測定対象範囲外のイオンを加速
電極１方向に追い返すために反射電極６ａ，６ｂに付与
する電位は、測定対象とする質量範囲によって適宜定め
られるものであることはいうまでもない。
電極１方向に追い返すために反射電極６ａ，６ｂに付与
する電位は、測定対象とする質量範囲によって適宜定め
られるものであることはいうまでもない。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、測定対象範囲外のイオンがイオン検出器に到達する
のを巧みに防止することができ、得られるスペクトルは
対象とする質量範囲のもののみであるので、全イオンが
検出されるのを待つ必要がなく、一つのスペクトルを得
る時間が大幅に短縮される。その結果、繰り返し測定を
高速化でき、特定の質量範囲のみを効率よく分析するこ
とができるので、Ｓ／Ｎが改善され、感度が良好な飛行
時間型質量分析計が得られ、したがって、ガス分析を精
度よく行うことができる。また、イオン検出器には、測
定に必要なイオンのみが入射し、不要なイオンの入射が
防止されるので、その早期劣化が防止され、長寿命化が
図れる。
ば、測定対象範囲外のイオンがイオン検出器に到達する
のを巧みに防止することができ、得られるスペクトルは
対象とする質量範囲のもののみであるので、全イオンが
検出されるのを待つ必要がなく、一つのスペクトルを得
る時間が大幅に短縮される。その結果、繰り返し測定を
高速化でき、特定の質量範囲のみを効率よく分析するこ
とができるので、Ｓ／Ｎが改善され、感度が良好な飛行
時間型質量分析計が得られ、したがって、ガス分析を精
度よく行うことができる。また、イオン検出器には、測
定に必要なイオンのみが入射し、不要なイオンの入射が
防止されるので、その早期劣化が防止され、長寿命化が
図れる。
【図１】この発明の第１の実施の形態に係る飛行時間型
質量分析計の一例を概略的に示す構成図である。
質量分析計の一例を概略的に示す構成図である。
【図２】この発明の第２の実施の形態に係る飛行時間型
質量分析計の一例を概略的に示す構成図である。
質量分析計の一例を概略的に示す構成図である。
【図３】従来の飛行時間型質量分析計を概略的に示す構
成図である。
成図である。
１…加速電極、２…イオン検出器、３…偏向電極、４…
イオン飛行路、５…開口、６ａ，６ｂ…反射電極。
イオン飛行路、５…開口、６ａ，６ｂ…反射電極。
Claims (2)
- 【請求項１】 加速電極とイオン検出器との間のイオン
飛行路中に偏向電極を設け、測定対象範囲内のイオンの
飛来時には前記偏向電極をグラウンド電位として、測定
対象範囲内のイオンをイオン検出器方向に飛行させる一
方、測定対象範囲外のイオンの飛来時には前記偏向電極
に所定の電位を付与して測定対象範囲外のイオンを偏向
させ、これのイオン検出器への入射を妨げるようにした
ことを特徴とする飛行時間型質量分析計。 - 【請求項２】 加速電極とイオン検出器との間のイオン
飛行路中に開口を有する反射電極を設け、測定対象範囲
内のイオンの飛来時には前記反射電極をグラウンド電位
として、測定対象範囲内のイオンをイオン検出器方向に
飛行させる一方、測定対象範囲外のイオンの飛来時には
前記反射電極に所定の電位を付与して測定対象範囲外の
イオンを加速電極方向に追い返し、これのイオン検出器
への入射を妨げるようにした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 |
|---|---|---|---|
| JP7246799A JPH0973874A (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | 飛行時間型質量分析計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7246799A JPH0973874A (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | 飛行時間型質量分析計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0973874A true JPH0973874A (ja) | 1997-03-18 |
Family
ID=17153858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7246799A Pending JPH0973874A (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | 飛行時間型質量分析計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0973874A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115951390A (zh) * | 2022-07-27 | 2023-04-11 | 中国科学院国家空间科学中心 | 一种基于飞行时间法的空间中能离子谱仪 |
| JP2024541723A (ja) * | 2021-11-18 | 2024-11-11 | 安▲図▼▲実▼▲験▼▲儀▼器（▲鄭▼州）有限公司 | 質量分析計におけるイオンをスクリーニングするための方法およびシステム、高電圧パルス回路および選択回路 |
-
1995
- 1995-08-31 JP JP7246799A patent/JPH0973874A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2024541723A (ja) * | 2021-11-18 | 2024-11-11 | 安▲図▼▲実▼▲験▼▲儀▼器（▲鄭▼州）有限公司 | 質量分析計におけるイオンをスクリーニングするための方法およびシステム、高電圧パルス回路および選択回路 |
| CN115951390A (zh) * | 2022-07-27 | 2023-04-11 | 中国科学院国家空间科学中心 | 一种基于飞行时间法的空间中能离子谱仪 |
| CN115951390B (zh) * | 2022-07-27 | 2026-04-28 | 中国科学院国家空间科学中心 | 一种基于飞行时间法的空间中能离子谱仪 |
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