JPS6123961A - 飛行時間型質量分析装置 - Google Patents
飛行時間型質量分析装置Info
- Publication number
- JPS6123961A JPS6123961A JP59143954A JP14395484A JPS6123961A JP S6123961 A JPS6123961 A JP S6123961A JP 59143954 A JP59143954 A JP 59143954A JP 14395484 A JP14395484 A JP 14395484A JP S6123961 A JPS6123961 A JP S6123961A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion
- electric field
- ions
- daughter
- flight time
- 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.)
- Granted
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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
- H01J49/40—Time-of-flight spectrometers
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は娘イオンスペクトルを得ることの出来る飛行型
Ｔ４量分析装置に関するものである。
Ｔ４量分析装置に関するものである。
飛行時間型質量分析装置は周知の如く一定■ネルｉ二が
与えられたイオンが一定距離の自由空間を飛ｉ：Ｊ１−
る際、質量電荷比の小さいもの稈元に到着１−る様に展
開されることに基づき飛行時間を測定してイオンの質量
を測定する装置である。
与えられたイオンが一定距離の自由空間を飛ｉ：Ｊ１−
る際、質量電荷比の小さいもの稈元に到着１−る様に展
開されることに基づき飛行時間を測定してイオンの質量
を測定する装置である。
「発明が解決しようとする問題点］
さて、自由空間において親イオンから生じる娘イオンの
速さく飛行時間）は親イオンの速さく飛行時間）と同じ
であることから、前記の如き飛行時間型質量分析装置単
独で、娘イオンの質量スペクトルを得ることが出来ない
と従来考えられていた。
速さく飛行時間）は親イオンの速さく飛行時間）と同じ
であることから、前記の如き飛行時間型質量分析装置単
独で、娘イオンの質量スペクトルを得ることが出来ない
と従来考えられていた。
Ｕ問題点を解決するための手段コ
水元明番よ、イオン源、該イーオン源で作られたイオン
を加速する為の電圧を発生する加速電源、該加速された
イオンから発生したイオンをエネルギ的に選択して通過
させる掃引電場、該電場を通過したイオンの強度を検出
する検出器、該イオンの飛行時間を表わす信号を発生す
る手段、及びスペクトルを表示覆る為の表示手段を具備
した装置において、前記電場強度を掃引する為の手段、
該電場強度の掃引に伴う前記検出器からの信号を、飛行
時間の自乗と加速電圧の積に応じて異なった親イオンに
対応づける為の手段、同一の親イオンに対応づ（プられ
た一群の出力信号を該掃引電場強度に対応させて前記表
示手段に表示させる為の手段を備えたことを特徴とする
。
を加速する為の電圧を発生する加速電源、該加速された
イオンから発生したイオンをエネルギ的に選択して通過
させる掃引電場、該電場を通過したイオンの強度を検出
する検出器、該イオンの飛行時間を表わす信号を発生す
る手段、及びスペクトルを表示覆る為の表示手段を具備
した装置において、前記電場強度を掃引する為の手段、
該電場強度の掃引に伴う前記検出器からの信号を、飛行
時間の自乗と加速電圧の積に応じて異なった親イオンに
対応づける為の手段、同一の親イオンに対応づ（プられ
た一群の出力信号を該掃引電場強度に対応させて前記表
示手段に表示させる為の手段を備えたことを特徴とする
。
［作用］
次に、本発明の原理について詳説する。
イオン源で作られたイオンに電圧Ｖｏを印加することに
よりエネルギを与えて加速し、強度Ｅの電場を通してイ
オン検出器に到達させたとする。
よりエネルギを与えて加速し、強度Ｅの電場を通してイ
オン検出器に到達させたとする。
さて、この時、自由空間で生じる娘イオンの質量をｍ１
加速電圧を■、飛行距離を之、電荷をｅとすれば、これ
らと娘イオンの飛行時間τとの間には次の（１）式が成
立つ。
加速電圧を■、飛行距離を之、電荷をｅとすれば、これ
らと娘イオンの飛行時間τとの間には次の（１）式が成
立つ。
τ−（Ｑ／ Ｆ７Ｔ）（Ｔ／Ｖ
＝αＪＴ−／Ｖ・・・・・・・・・・・・・旧・・・・
・・・・・・・（１）（但し、α−ｃｌ／（７下とした
） 又、電場回転半径をｒどすれば、電場強度Ｅと娘イオン
に！ＪえられるエネルギＵ （＝ｅ Ｖ）との間には次
の（２）式が成立つ。
・・・・・・・（１）（但し、α−ｃｌ／（７下とした
） 又、電場回転半径をｒどすれば、電場強度Ｅと娘イオン
に！ＪえられるエネルギＵ （＝ｅ Ｖ）との間には次
の（２）式が成立つ。
１冨−２Ｕ／（ｅｒ）
一βＶ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・（２）（但し、β−２／
ｒどした） 次に、親イオンと娘イオンの電荷を共にｅ１親イオンの
質量をＭＯ１娘イオンの質ｍ、印加電圧を夫々ｍ １．
＋ Ｖ ＋ とすれば、娘イオンのエネルギ（）１は
次の（３）式で表される。
・・・・・・・・・・・・・・（２）（但し、β−２／
ｒどした） 次に、親イオンと娘イオンの電荷を共にｅ１親イオンの
質量をＭＯ１娘イオンの質ｍ、印加電圧を夫々ｍ １．
＋ Ｖ ＋ とすれば、娘イオンのエネルギ（）１は
次の（３）式で表される。
Ｕ＋ ＝ｅ Ｖ＋
＝ｅ （ｍ １／Ｍｏ ） Ｖｏ −−−（３）この
（３）式から、娘イオンの印加電圧■１は娘イオンの質
ｆｆ１ｍ＋と親イオンの質Ｅｉ Ｍ ｏの比に親イオン
の印加電圧Ｖｏを掛けたものであることが分かる。この
関係式を次の（４）式で示す。
（３）式から、娘イオンの印加電圧■１は娘イオンの質
ｆｆ１ｍ＋と親イオンの質Ｅｉ Ｍ ｏの比に親イオン
の印加電圧Ｖｏを掛けたものであることが分かる。この
関係式を次の（４）式で示す。
Ｖ＋ −（ｍ １／Ｍｏ ） Ｖｏ −−・・・・”
（４）ここで、前記（１）式及び（２）式のｍ、■に夫
々、ｍ＋、Ｖ＋を代入すると、該（１）式及び（２）式
は夫々次の（５）式、（６）式の様になる。
（４）ここで、前記（１）式及び（２）式のｍ、■に夫
々、ｍ＋、Ｖ＋を代入すると、該（１）式及び（２）式
は夫々次の（５）式、（６）式の様になる。
τ−α ｍ−＋ ／ ｍ １ ／Ｍｏ ＞
Ｖｏ ）−（５）Ｅ＝β （ｍ １／Ｍｏ
） Ｖｏ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・ （６）これら（５）式及び（６）式を親イオン
の質量ＭＯと娘イオンの質ｆｆ１ｌｌｌ＋について解（
と、次の（７）式及び（８）式の様になる。
Ｖｏ ）−（５）Ｅ＝β （ｍ １／Ｍｏ
） Ｖｏ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・ （６）これら（５）式及び（６）式を親イオン
の質量ＭＯと娘イオンの質ｆｆ１ｌｌｌ＋について解（
と、次の（７）式及び（８）式の様になる。
Ｍｏ＝（１／α２）τ２ ＶＯ・・・・・・・・・・・
・・・・・・・（７）１１１１＝（α２β）−１τ２−
Ｅ・・・・・・・・・・旧・・・・・・・・（８）さて
、検出器によって検出される強度を■とすると、該強度
ｌは、一般に電場強度Ｅ、加速電圧Ｖ、飛行時間τの関
数であることから、Ｉ＝ｆ （Ｅ、Ｖ、 τ）・・
・・・自・・・・・・・・・・・・・・・旧・・（９）
と表すことが出来、この強度Ｉからは娘イオンの強度を
親イオンに対応づけて知ることは出来ない筈であるが、
もし、前記（７）式が成立する様な特定の飛行時間τと
加速電圧■に対するイオン強度１ （＝ｆ （Ｅ、
Ｖ、τ））を検出すれば、特定の親イオン（特定な質Ｉ
Ｍ ｏを有する親イオン）から発生した娘イオンのイ
オン強度■を検出したことになる。そして、この時の娘
イオンの質量は前記（８）式で示される。
・・・・・・・（７）１１１１＝（α２β）−１τ２−
Ｅ・・・・・・・・・・旧・・・・・・・・（８）さて
、検出器によって検出される強度を■とすると、該強度
ｌは、一般に電場強度Ｅ、加速電圧Ｖ、飛行時間τの関
数であることから、Ｉ＝ｆ （Ｅ、Ｖ、 τ）・・
・・・自・・・・・・・・・・・・・・・旧・・（９）
と表すことが出来、この強度Ｉからは娘イオンの強度を
親イオンに対応づけて知ることは出来ない筈であるが、
もし、前記（７）式が成立する様な特定の飛行時間τと
加速電圧■に対するイオン強度１ （＝ｆ （Ｅ、
Ｖ、τ））を検出すれば、特定の親イオン（特定な質Ｉ
Ｍ ｏを有する親イオン）から発生した娘イオンのイ
オン強度■を検出したことになる。そして、この時の娘
イオンの質量は前記（８）式で示される。
即ち、電場強度Ｅを掃引して娘イオンのイオン強度を検
出１れば、その時のτ２Ｖｏの値により、その娘イオン
がどの親イオン（質ｍ Ｍ ｏの親イオン）から生じた
ものであるか、対応づけることが出来る。
出１れば、その時のτ２Ｖｏの値により、その娘イオン
がどの親イオン（質ｍ Ｍ ｏの親イオン）から生じた
ものであるか、対応づけることが出来る。
［実施例］
第１図はこの様な本発明の原理に基づく本発明の一実施
例として示した飛行時間型質量分析装置の概略図である
。
例として示した飛行時間型質量分析装置の概略図である
。
図中１はパルスイオン源で、該イオン源で作られた親イ
メンは加速電源２からの加速電圧ＶｏによるエネルギＵ
ｏにより加速される。図中３はスリット、４，４．−は
電場電源５から電場電圧が印加された電極である。該ス
リット３と電場６間の自由空間において前記親イオンか
ら発生した娘イオンはエネルギＵｏにより加速されて該
電場を通過しイオン検出器７に達する。該イオン検出器
により娘イオンの強度Ｉが検出される。図中８は演算回
路で、娘イオンの飛行時間を測定する為のり１」ツタ回
路が内蔵されている。、１０は前記パルスイオン源１か
らその作動と同時に発するスタート信号を設定した値丈
遅延させる為の遅延回路、１１は該遅延回路からの信号
により、前記イオン検出器７と前記演算回路８０問に接
続されたグー１〜回路１２にゲート信号を供給づ−るゲ
ート信局発生器である。前記演算回路には、前記ゲート
回路１２を介して前記検出器７からの娘イオン強度Ｉ、
前記遅延回路１０からの飛行時間τ、前記加速電源２か
らの加速電圧Ｖｏ 、及び電場電源５からの電場強度Ｅ
が入力されており、該演算回路はイ詞ン強度Ｉがどのよ
うな質量を有する親イオンから発生し、どのような質量
を有する娘イオンに基づくものであるかを対応付ける。
メンは加速電源２からの加速電圧ＶｏによるエネルギＵ
ｏにより加速される。図中３はスリット、４，４．−は
電場電源５から電場電圧が印加された電極である。該ス
リット３と電場６間の自由空間において前記親イオンか
ら発生した娘イオンはエネルギＵｏにより加速されて該
電場を通過しイオン検出器７に達する。該イオン検出器
により娘イオンの強度Ｉが検出される。図中８は演算回
路で、娘イオンの飛行時間を測定する為のり１」ツタ回
路が内蔵されている。、１０は前記パルスイオン源１か
らその作動と同時に発するスタート信号を設定した値丈
遅延させる為の遅延回路、１１は該遅延回路からの信号
により、前記イオン検出器７と前記演算回路８０問に接
続されたグー１〜回路１２にゲート信号を供給づ−るゲ
ート信局発生器である。前記演算回路には、前記ゲート
回路１２を介して前記検出器７からの娘イオン強度Ｉ、
前記遅延回路１０からの飛行時間τ、前記加速電源２か
らの加速電圧Ｖｏ 、及び電場電源５からの電場強度Ｅ
が入力されており、該演算回路はイ詞ン強度Ｉがどのよ
うな質量を有する親イオンから発生し、どのような質量
を有する娘イオンに基づくものであるかを対応付ける。
図中、９は記録計で、該演算回路の出力を記録するもの
である。
である。
斯くの如き装置において、前記（７）式において、一定
のＶＯに対して、親イオン質量ＭｏがＭｌとなる様に遅
延時間τをτ１に設定する。その結果、検出器７で検出
されたイオンの内一定の飛行時間τｌのイオン強度信号
を有するもの丈がゲ−１へ回路１２を通過して演算回路
８に送られる。
のＶＯに対して、親イオン質量ＭｏがＭｌとなる様に遅
延時間τをτ１に設定する。その結果、検出器７で検出
されたイオンの内一定の飛行時間τｌのイオン強度信号
を有するもの丈がゲ−１へ回路１２を通過して演算回路
８に送られる。
そして、電極６の強度Ｅを順次Ｅ１１．’Ｅ１２゜［＋
−３，Ｅ＋ ４．・・・・・・と掃引す゛ると、前記（
８）式から演算回路８には質量Ｍ１を右する親イオンか
らの質量ｍ １１＋ Ｉｌｌ Ｉ２．” １３１ ｍ
ｌ ４１ ・・・・・・・・・の娘イオンの強度信号が
供給される。同じ様に、親イオン質量ＭｏがＭ２どなる
様に加速型Ｌ［Ｖｏをその侭一定とし、検出器７で検出
されるイオンの内飛行時間τ２のイオン弾痕（Ｆｉ号を
有するらの史をｔｊ！ｉ算回路８へ）スる様にし、電場
６の強度１−二をＦ２１．１２２．Ｆ２３．・・・・・
・ど掃引し、演算回路８で質＠Ｍ２を有する親イオンか
らの質量ｍ２＋、ｍ２２．ｍ２３．・・・・・・の娘イ
オン強度信７）を寄る。以下同様に加速電圧ＶＯはその
侭一定どし、検出器７から飛行時間がτ３．τ４・・・
・・・のイン２強度イ５号を有するもの丈を演算回路８
に送る様にし、その都度、電場強度を掃引すると、第２
図に示づ様に、親イオンＭ＋ 、Ｍ２ 、Ｍｓ 、・・
・・・・・・・人々に対する娘イオンＩＩｌ＋＋、１１
１＋２．ｍｉ３ 、 ”’ ”’ ”’、 ｍ２＋
、１ｌ１２２．ｍ２３．””””゛、ｍ３＋、ｍ３ｚ、
ｍ３３・・・・・・・・・の強度を示づ一スペクトルが
記録される。
−３，Ｅ＋ ４．・・・・・・と掃引す゛ると、前記（
８）式から演算回路８には質量Ｍ１を右する親イオンか
らの質量ｍ １１＋ Ｉｌｌ Ｉ２．” １３１ ｍ
ｌ ４１ ・・・・・・・・・の娘イオンの強度信号が
供給される。同じ様に、親イオン質量ＭｏがＭ２どなる
様に加速型Ｌ［Ｖｏをその侭一定とし、検出器７で検出
されるイオンの内飛行時間τ２のイオン弾痕（Ｆｉ号を
有するらの史をｔｊ！ｉ算回路８へ）スる様にし、電場
６の強度１−二をＦ２１．１２２．Ｆ２３．・・・・・
・ど掃引し、演算回路８で質＠Ｍ２を有する親イオンか
らの質量ｍ２＋、ｍ２２．ｍ２３．・・・・・・の娘イ
オン強度信７）を寄る。以下同様に加速電圧ＶＯはその
侭一定どし、検出器７から飛行時間がτ３．τ４・・・
・・・のイン２強度イ５号を有するもの丈を演算回路８
に送る様にし、その都度、電場強度を掃引すると、第２
図に示づ様に、親イオンＭ＋ 、Ｍ２ 、Ｍｓ 、・・
・・・・・・・人々に対する娘イオンＩＩｌ＋＋、１１
１＋２．ｍｉ３ 、 ”’ ”’ ”’、 ｍ２＋
、１ｌ１２２．ｍ２３．””””゛、ｍ３＋、ｍ３ｚ、
ｍ３３・・・・・・・・・の強度を示づ一スペクトルが
記録される。
尚、本実施例においては電場の掃引は飛行時間に対して
充分遅く行なう必要がある。
充分遅く行なう必要がある。
又、前記実施例では、τ２ｖＯの値を固定した状態で電
場電圧Ｅを掃引するように成したが、該電場電圧を変化
させ、該各電場電圧において、異なった値を持つイオン
検出信号Ｉ ＣＥ、τ）を検出（）てメモリに記憶させ
、該記憶されたイオン検出信号内、τ２ＶＯの値が等し
い条件の元で得られたもの丈を演算回路の制御２Ｉｌに
より読出し、これらの信号強度を各電場電圧「に対応さ
せて表示するように成してもよい。
場電圧Ｅを掃引するように成したが、該電場電圧を変化
させ、該各電場電圧において、異なった値を持つイオン
検出信号Ｉ ＣＥ、τ）を検出（）てメモリに記憶させ
、該記憶されたイオン検出信号内、τ２ＶＯの値が等し
い条件の元で得られたもの丈を演算回路の制御２Ｉｌに
より読出し、これらの信号強度を各電場電圧「に対応さ
せて表示するように成してもよい。
し発明の効果］
本発明によれば、飛行型質重分析装置単独Ｃ特定の親イ
オンから娘イオンのスペクトルがｉｌｒ′ｔられる。
オンから娘イオンのスペクトルがｉｌｒ′ｔられる。
第１図は本発明の一実施例を示した飛行型質量分析装置
の概略図、第２図は該装置から寄られた特定の親イオン
から娘イオンのスペクトル図である。 １、パルスイオン源 ２：加速電源 ３：スリン１〜 ４．４”：電極 ５：電場電源 ６：電場 ７：イオン検出器 ８：演算回路 ９：記録計 ］Ｏ；冗延回路 １１ニゲ−１−イ３計ｒ１−回路 １２゛ゲ一ト回路 特５′Ｆ出願人 日本電子株式会社 代表者 伊藤 −夫
の概略図、第２図は該装置から寄られた特定の親イオン
から娘イオンのスペクトル図である。 １、パルスイオン源 ２：加速電源 ３：スリン１〜 ４．４”：電極 ５：電場電源 ６：電場 ７：イオン検出器 ８：演算回路 ９：記録計 ］Ｏ；冗延回路 １１ニゲ−１−イ３計ｒ１−回路 １２゛ゲ一ト回路 特５′Ｆ出願人 日本電子株式会社 代表者 伊藤 −夫
Claims (1)
- イオン源、該イオン源で作られたイオンを加速する為の
電圧を発生する加速電源、該加速されたイオンから発生
したイオンをエネルギ的に選択して通過させる掃引電場
、該電場を通過したイオンの強度を検出する検出器、該
イオンの飛行時間を表わす信号を発生する手段、及びス
ペクトルを表示する為の表示手段を具備した装置におい
て、前記電場強度を掃引する為の手段、該電場強度の掃
引に伴う前記検出器からの信号を、飛行時間の自乗と加
速電圧の積に応じて異なった親イオンに対応づける為の
手段、同一の親イオンに対応づけられた一群の出力信号
を該掃引電場強度に対応させて前記表示手段に表示させ
る為の手段を備えたことを特徴とする飛行型質量分析装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59143954A JPS6123961A (ja) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | 飛行時間型質量分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59143954A JPS6123961A (ja) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | 飛行時間型質量分析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6123961A true JPS6123961A (ja) | 1986-02-01 |
| JPH0332018B2 JPH0332018B2 (ja) | 1991-05-09 |
Family
ID=15350911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59143954A Granted JPS6123961A (ja) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | 飛行時間型質量分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6123961A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02144702U (ja) * | 1989-05-08 | 1990-12-07 |
-
1984
- 1984-07-11 JP JP59143954A patent/JPS6123961A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02144702U (ja) * | 1989-05-08 | 1990-12-07 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0332018B2 (ja) | 1991-05-09 |
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