JPS5914860B2 - 質量分析管のパルス又は交流変調自動補正方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 従来、質量スペクトルを計る場合、第１図に示すように
、質量分析管のイオンソースＡ）質量分析空間Ｂ、イオ
ンコレクタ又は２次電子増倍管Ｃのいずれかに変調信号
発生器Ｅから数Ｈ２から数ＫＨ２の変調信号を加え、質
量分析管からパルス状（又は交流状）のイオン電流を得
て電子回路Ｄへ入力することが一般に行われている。

これはＳ／Ｎの比の向上、バック・グラウンド成分すな
わち、残留ガス成分の除去、又はイオン電流をパルス回
路、交流回路へ入力するときの適合性等のためである。
しかしながら、一定周期の変調信号をイオンソースＡ又
は質量分析空間Ｂ等に加えてイオン電流を変調させると
、質量分析空間Ｂから出てくる変調されているイオン電
流信号の位相、波形は、イオンの質量及びエネルギによ
つて影響を受け、第２図Ａｔｌこ示す変調信号Ｒによつ
て定まる一定の位相、波形のイオン電流信号が得られな
い。

即ち、５ 質量Ｍが大きくなるにつれて位相及び波形が
大きく変化する。（第２図Ｂは質量Ｍが小、第２図Ｃは
質量が大の場合のイオン電流Ｉｉを示す。）これとは逆
に、質量ＭのイオンエネルギＥ１が小さくなると、イオ
ン電流信号の位相及び波形は大きく１０変化する。これ
は質量分析空間を通過するイオンの速度がイオン質量、
エネルギによつて異なるので、周波数が高くなるほど著
しい。このため、折角、イオン電流を変調しても期待す
るような正確な質量スペクトルが計れない。

本１５発明は、以上の点に着目して精度の高い質量スペ
クトルを得ることを目的とするもので、イオン電流を変
調信号によつて変調し質量分析管からパルス状又は交流
状のイオン電流を得るようにした質量スペクトルの測定
方法において、質量分析管に９０入射するイオンの質量
、エネルギに対応する信号によつて、変調信号又は分析
管出カイオン電流の位相、幅を自動的に補正し、一定の
位相、幅を有するイオン電流としたことを特徴とする。
以下、本発明の実施例を図面により説明する。

ク５ 第３図は本発明の一実施例に使用する質量分析装
置のブロック図を示し、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは第１図と同じ
もの、Ｆはイオンソース制御回路、Ｇは掃引制御回路、
Ｈは補正回路である。掃引制御回路Ｇから質量分析空間
Ｂへ供給する３０掃引信号は質量分析空間Ｂの磁界（セ
クター型）、又は電界（四重極型）を変え、それに各対
応する質量のイオン電流が質量分析管から取り出される
ので、掃引信号である電流又は電圧は質量Ｍに対応する
信号Ｑであり、また、イオンソースＡから３５でるイオ
ン電流は、イオン加速電極の電圧によつて運動のエネル
ギーが与えられるから、イオンソース制御回路Ｆから取
り出される該電極の電圧に）ハー −−応じた電圧はそ
のときのイオンのエネルギＥｉに対応する信号Ｐである
。

そこで、このイオンのエネルギに対応する信号Ｐとイオ
ンの質量に対応する信号Ｑを以下に詳述するような動作
をなす補正回路Ｈに供給し、該回路Ｈから補正された変
調信号ｋを取り出してイオンソースＡ又は質量分析空間
Ｂへ供給する。質量Ｍによる変調イオン電流の位相、波
形への影響は、先に記述したように、質量が小さいとき
は、第２図Ｂのように、位相の遅れが少なく且つパルス
幅が大きく、質量が大きくなると、第２図Ｃに示すよう
な位相が大きく遅れ且つパルス幅が狭くなる。

そこで、質量の大小に拘らず、常に一定の位相及びパル
ス幅のイオン電流になるようにするためには、第２図Ｃ
に示すようなイオン電流となる質量Ｍのときは、変調信
号Ｒを第２図Ｄに示すような位相及び波形の変調信号ｋ
になるように補正回路Ｈで補正すれば、第２図Ｅに示す
イオン電流１１が得られ、質量が小さい第２図Ｂに示す
イオン電流１１と位相及び波形が同じになり、イオン電
流ｉは質量の大小に無関係に常に一定の位相、波形のパ
ルスとなる。そこで、補正回路Ｈを例えば、遅れ回路と
単安定マルチパイプレータで構成し、掃引制御回路Ｇか
ら取り出した大きな質量に対応する信号で遅れ回路及び
単安定マルチバイブレータを制御して、変調信号Ｒの位
相及びパルス幅を第２図Ｄに示す変調信号ｗに補正する
。そして、この変調信号ｗをイオンソースＡ又は掃引制
御回路Ｂに供給すれば、第２図Ｅに示す位相及び波形の
パルス状イオン電流が質量分析管から得られる。次に、
小さな質量に対応する信号で同様に遅れ回路及び単安定
マルチバイブレータを制御して変調信号Ｒの位相及びパ
ルス幅を第２図Ａに示す位相及びパルス幅の変調信号ｗ
に補正すれば、第２図Ｂに示す位相、波形のパルス状イ
オン電流１１が質量分析管から得られる。

イオンエネルギが変化する場合には、イオンソースＡの
イオン加速電極の印加電圧に応じた電圧をイオンソース
制御回路Ｆから取り出し、イオンエネルギに対応する信
号Ｐとして補正回路Ｈに加え、前述した質量の変化する
場合と同様にして、補正回路Ｈからイオンエネルギの変
化に応じて補正された変調信号ｗを取り出し、イオン電
流を変調し、質量分析管からイオンエネルギの変化に拘
らず一定の位相、波形のパルス状イオン電流を取り出す
。

尚、イオンエネルギが大きいときは、イオンの速度は大
きいので、変調されたパルス状イオン電流の位相の遅れ
は小さいので、質量とは逆の関係であり変調信号の補正
量は小さく、イオンエネルギが小さいときは該補正量は
大きくなる。

第４図は、本発明の他の実施例に使用する質量分析装置
のプロツク図であり、第５図は第４図の補正回路Ｊの一
例のプロツク図である。この実施例は、イオンの質量、
エネルギによつて位相及び波形が変化した変調イオン電
流を補正回路Ｊに通すことにより、電子回路Ｄにイオン
の質量及びエネルギに関係ない変調イオン電流を供給す
るようにしたものであり、第３図と同じ符号は同じもの
を示し、Ｋ及びＭはイオンエネルギに対応する信号Ｐ及
びイオンの質量に対応する信号Ｑで制御される第１及び
第２の遅延回路、Ｎは加算回路である。

イオンコレクタ又は二次電子増倍管Ｃから取り出された
イオン篭流１１が補正回路Ｊの第一の遅れ回路Ｋに入力
すると、このイオン電流ｉはイオンエネルギに対応した
信号Ｐ及び、又は、イオンの質量に対応した信号Ｑによ
つて信号Ｐ，Ｑに応じた遅れ位相を生じ、更に、第２の
遅れ回路Ｍ及び加算回路Ｎを経ることによつて所定のパ
ルス幅を生じ、電子回路Ｄにはイオンのエネルギ、質量
に関係なく常に一定の位相、波形のイオン電流が入力す
る。尚、以上の記述は、イオン電流をパルス変調した場
合であるが、イオン電流を交流波で変調する交流変調の
場合にも適用できるものであり、その動作はパルス変調
の場合と同じであるので、説明は省略する。

また、本発明の方法を使用するために、以上の実施例で
はハードウエアを用いたが、計算機によリソフトウエア
で処理できることは勿論である。

このように本発明によるときは、質量分析管に入射する
イオンの質量、エネルギに対応する信号によつて変調信
号又は質量分析管の出力イオン電流の位相、及び波形を
自動的に補正し、一定の位相、及び波形の変調イオン電
流を得るようにしたので、精度の高い質量スペクトルが
得られる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の質量スペクトルの測定を実施するため
の質量分析装置の一例のプロツク図、第２図は動作説明
図、第３図及び第４図は、本発明の異なる実施例に使用
する質量分析装置のプロツク図、第５図は第４図の装置
のうちの補正回路Ｊのプロツク図を示す。 Ａ・・・・・・イオンソース、Ｂ・・・・・・質量分析
空間、Ｃ・・・・・・イオンコレクタ（又は２次電子増
倍管）、Ｄ・・・・・・電子回路、Ｅ・・・・・・変調
信号発生器、Ｆ・・・・・・イオンソース制御回路、Ｇ
・・・・・・掃引制御回路、Ｈ，Ｊ・・・・・・補正回
路、Ｋ，Ｍ・・・・・・遅れ回路、Ｎ・・・・・・加算
回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ イオン電流を変調信号によつて変調し質量分析管か
   らパルス状又は交流状のイオン電流を得るようにした質
   量スペクトルの測定方法において、質量分析管に入射す
   るイオンの質量、エネルギに対応する信号によつて、変
   調信号又は分析管出力イオン電流の位相、幅を自動的に
   補正し、一定の位相、幅を有するイオン電流としたこと
   を特徴とする質量分析管のパルス又は交流変調自動補正
   方法。