JP2001351565A - 質量分析装置 - Google Patents
質量分析装置Info
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- JP2001351565A JP2001351565A JP2000172629A JP2000172629A JP2001351565A JP 2001351565 A JP2001351565 A JP 2001351565A JP 2000172629 A JP2000172629 A JP 2000172629A JP 2000172629 A JP2000172629 A JP 2000172629A JP 2001351565 A JP2001351565 A JP 2001351565A
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- Japan
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- metal plate
- ion
- dynode
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- upper metal
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電磁波や高速粒子が電子増倍部内に進入する
ことを良好に防止し、取扱いの便利な質量分析器の提
供。 【解決手段】 下部金属板13には、イオン入射口11
aから入射した電磁波や高速粒子を出射させるための出
射口13aが形成されている。下部金属板13の出射口
13aは、上部金属板11に形成されたイオン入射口1
1aより大きく、イオン入射口11aは、下部金属板1
3に形成された出射口13aの中心軸X1方向投射像に
含まれるよう形成されている。上部金属板11は四重極
電極410の中心軸X2とイオン検出器1の中心軸X1
が一致するように備えられるから、イオン検出器本体1
0が質量分析器100に取付けられる際には、イオン化
部300から四重極電極410の中心軸X2方向を見る
と、イオン検出器1の上部金属板11のイオン入射口1
1aから下部金属板13の出射口13aを通じてイオン
検出器1の外部を見通すことができる。
ことを良好に防止し、取扱いの便利な質量分析器の提
供。 【解決手段】 下部金属板13には、イオン入射口11
aから入射した電磁波や高速粒子を出射させるための出
射口13aが形成されている。下部金属板13の出射口
13aは、上部金属板11に形成されたイオン入射口1
1aより大きく、イオン入射口11aは、下部金属板1
3に形成された出射口13aの中心軸X1方向投射像に
含まれるよう形成されている。上部金属板11は四重極
電極410の中心軸X2とイオン検出器1の中心軸X1
が一致するように備えられるから、イオン検出器本体1
0が質量分析器100に取付けられる際には、イオン化
部300から四重極電極410の中心軸X2方向を見る
と、イオン検出器1の上部金属板11のイオン入射口1
1aから下部金属板13の出射口13aを通じてイオン
検出器1の外部を見通すことができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は質量分析装置に関し、特
に光等のノイズによる影響を少なくした質量分析装置に
関する。
に光等のノイズによる影響を少なくした質量分析装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、質量分析装置においては、フ
ィラメントにおいて生じた電磁波や高速粒子によるフィ
ラメントノイズを避ける対策が施されている。フィラメ
ントノイズを避ける方法としては、フィラメントノイズ
をイオン検出器に到達させない事が最善である。フィラ
メントノイズは直進性があること、試料イオンは電界で
方向を変えることができることを利用し、質量分離部で
ある四重極電極と、イオン検出器の間でイオンの飛行軸
をずらして、イオン検出器にはイオンのみを入射する方
法がとられている。特に、四重極電極から放出されるイ
オンの飛行軸をずらしてイオン検出器に入射させるof
f‐axis構造を持ったイオン検出器が知られてい
る。しかし、電磁波や高速粒子の反射までを考えた、よ
り効率の良いoff‐axis構造はできておらず、o
ff‐axis構造のみによってはフィラメントノイズ
の問題を完全には解決することができない。
ィラメントにおいて生じた電磁波や高速粒子によるフィ
ラメントノイズを避ける対策が施されている。フィラメ
ントノイズを避ける方法としては、フィラメントノイズ
をイオン検出器に到達させない事が最善である。フィラ
メントノイズは直進性があること、試料イオンは電界で
方向を変えることができることを利用し、質量分離部で
ある四重極電極と、イオン検出器の間でイオンの飛行軸
をずらして、イオン検出器にはイオンのみを入射する方
法がとられている。特に、四重極電極から放出されるイ
オンの飛行軸をずらしてイオン検出器に入射させるof
f‐axis構造を持ったイオン検出器が知られてい
る。しかし、電磁波や高速粒子の反射までを考えた、よ
り効率の良いoff‐axis構造はできておらず、o
ff‐axis構造のみによってはフィラメントノイズ
の問題を完全には解決することができない。
【0003】また、従来より、図17、図18に示され
るような質量分析装置101が知られている。図18に
示されるように、四重極電極411のイオン出射部44
1付近には、コンバージョンダイノード815と電子増
倍部820がユニット化されたイオン検出器800が備
えられている。イオン検出器800の上部金属板811
には、イオン入射口811aが形成され、下部金属板8
13にはコンバージョンダイノード815に接続される
リード線を通過させるための貫通孔813aが形成され
ている。図19に、イオン検出器800を四重極電極4
11の中心軸X3方向、上部金属板811方向から見た
様子を示す。参照番号813’は、下部金属板813に
形成された貫通孔813aの、中心軸X3方向投射像を
示す。上部金属板811に形成されたイオン入射口81
1aは四重極電極411の中心軸X3上に形成されてお
り、下部金属板813に形成された貫通孔813aは四
重極電極411の中心軸X3からずれた位置に形成され
ている。
るような質量分析装置101が知られている。図18に
示されるように、四重極電極411のイオン出射部44
1付近には、コンバージョンダイノード815と電子増
倍部820がユニット化されたイオン検出器800が備
えられている。イオン検出器800の上部金属板811
には、イオン入射口811aが形成され、下部金属板8
13にはコンバージョンダイノード815に接続される
リード線を通過させるための貫通孔813aが形成され
ている。図19に、イオン検出器800を四重極電極4
11の中心軸X3方向、上部金属板811方向から見た
様子を示す。参照番号813’は、下部金属板813に
形成された貫通孔813aの、中心軸X3方向投射像を
示す。上部金属板811に形成されたイオン入射口81
1aは四重極電極411の中心軸X3上に形成されてお
り、下部金属板813に形成された貫通孔813aは四
重極電極411の中心軸X3からずれた位置に形成され
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図17、18
に示される質量分析装置101では、四重極電極411
の中心軸X3方向に直進してきた電磁波や高速粒子を効
率よくイオン検出器800の外へ出射することができ
ず、電磁波等がイオン検出器800内で乱反射し、電子
増倍部822内に進入してフィラメントノイズが生じて
しまうという問題があった。
に示される質量分析装置101では、四重極電極411
の中心軸X3方向に直進してきた電磁波や高速粒子を効
率よくイオン検出器800の外へ出射することができ
ず、電磁波等がイオン検出器800内で乱反射し、電子
増倍部822内に進入してフィラメントノイズが生じて
しまうという問題があった。
【0005】特開平10−188878号公報に記載さ
れた質量分析装置では、コンバージョンダイノードを壁
状のシールド電極で取囲み、シールド電極の壁のうち四
重極電極の中心軸が重なる2箇所に開口を形成し、一方
の開口から入射した電磁波等を他方の開口から出射させ
ることとしている。
れた質量分析装置では、コンバージョンダイノードを壁
状のシールド電極で取囲み、シールド電極の壁のうち四
重極電極の中心軸が重なる2箇所に開口を形成し、一方
の開口から入射した電磁波等を他方の開口から出射させ
ることとしている。
【0006】しかし、特開平10−188878号公報
に記載の質量分析装置では、コンバージョンダイノード
と電子増倍部がユニット化されておらず、部品交換の際
には各部材をそれぞれ取外さなければならず、取扱いが
不便であった。
に記載の質量分析装置では、コンバージョンダイノード
と電子増倍部がユニット化されておらず、部品交換の際
には各部材をそれぞれ取外さなければならず、取扱いが
不便であった。
【0007】そこで本発明は、電磁波や高速粒子が電子
増倍部内に進入することを良好に防止すると共に取扱い
の便利な質量分析装置を提供することを目的とする。
増倍部内に進入することを良好に防止すると共に取扱い
の便利な質量分析装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、分子をイオンに変換するためのイオン化
部と、イオン化した分子のうち所定の質量のもののみを
分離するための質量分離部と、質量分離部から出射され
るイオンの量を検出するためのイオン検出器とを有する
質量分析装置において、該イオン検出器は、イオン入射
口が形成された上部金属板と、該上部金属板から垂直に
延び、荷電粒子通過口が形成された支持金属板と、該上
部金属板と平行に配置され、該支持金属板の該上部金属
板が接続された側とは反対側の端部に固定された下部金
属板と、該支持金属板の一面側で該荷電粒子通過口を臨
む位置に設けられたコンバージョンダイノードと、該イ
オン入射口から入射したイオンを該コンバージョンダイ
ノードに向けて偏向させるための電界形成手段と、該支
持金属板の一面側とは反対の他面側に着脱可能に固定さ
れた電子増倍部とを有し、該電子増倍部は、互いに平行
に配設された一対の絶縁板と、該一対の絶縁板に挟持さ
れた複数のアノード電極とダイノード電極とを有し、該
下部金属板には、該上部金属板に形成された該イオン入
射口より大きい出射口が形成され、該イオン入射口は、
該上部金属板に垂直な仮想軸を想定すると、該下部金属
板に形成された出射口の仮想軸方向投射像に含まれる質
量分析装置を提供している。
に、本発明は、分子をイオンに変換するためのイオン化
部と、イオン化した分子のうち所定の質量のもののみを
分離するための質量分離部と、質量分離部から出射され
るイオンの量を検出するためのイオン検出器とを有する
質量分析装置において、該イオン検出器は、イオン入射
口が形成された上部金属板と、該上部金属板から垂直に
延び、荷電粒子通過口が形成された支持金属板と、該上
部金属板と平行に配置され、該支持金属板の該上部金属
板が接続された側とは反対側の端部に固定された下部金
属板と、該支持金属板の一面側で該荷電粒子通過口を臨
む位置に設けられたコンバージョンダイノードと、該イ
オン入射口から入射したイオンを該コンバージョンダイ
ノードに向けて偏向させるための電界形成手段と、該支
持金属板の一面側とは反対の他面側に着脱可能に固定さ
れた電子増倍部とを有し、該電子増倍部は、互いに平行
に配設された一対の絶縁板と、該一対の絶縁板に挟持さ
れた複数のアノード電極とダイノード電極とを有し、該
下部金属板には、該上部金属板に形成された該イオン入
射口より大きい出射口が形成され、該イオン入射口は、
該上部金属板に垂直な仮想軸を想定すると、該下部金属
板に形成された出射口の仮想軸方向投射像に含まれる質
量分析装置を提供している。
【0009】なお、電界形成手段は、金属板と、支持金
属板と、コンバージョンダイノードとをそれぞれ所定の
電位に設定することにより形成することができる。
属板と、コンバージョンダイノードとをそれぞれ所定の
電位に設定することにより形成することができる。
【0010】本発明はまた、分子をイオンに変換するた
めのイオン化部と、イオン化した分子のうち所定の質量
のもののみを分離するための質量分離部と、質量分離部
から出射されるイオンの量を検出するためのイオン検出
器とを有する質量分析装置において、該イオン検出器
は、イオン入射口が形成された上部金属板と、該上部金
属板から垂直に延び、荷電粒子通過口が形成された支持
金属板と、該上部金属板と平行に配置され、該支持金属
板の該上部金属板が接続された側とは反対側の端部に固
定された下部金属板と、該支持金属板の一面側に固定さ
れた絶縁部材と、該絶縁部材に固定され、該荷電粒子通
過口を臨む位置に設けられたコンバージョンダイノード
と、該イオン入射口から入射したイオンを該コンバージ
ョンダイノードに向けて偏向させるための電界形成手段
と、該支持金属板の一面側とは反対の他面側に着脱可能
に固定される電子増倍部とを有し、該電子増倍部は、互
いに平行に配設された一対の絶縁板と、該一対の絶縁板
に両端を支持され一列に整列して固定される複数のダイ
ノード電極からなる第1ダイノード電極群と、各該絶縁
板に両端を支持され第1ダイノード電極群と平行に一列
に整列して固定される複数のダイノード電極からなる第
2ダイノード電極群とを有し、該支持金属板の該荷電粒
子通過口に面する位置に荷電粒子入射口が形成され、該
下部金属板には、該上部金属板に形成された該イオン入
射口より大きい出射口が形成され、該イオン入射口は、
該質量分離部の中心軸を想定すると、該下部金属板に形
成された出射口を該質量分離部の中心軸方向に投射した
像に含まれる質量分析装置を提供している。
めのイオン化部と、イオン化した分子のうち所定の質量
のもののみを分離するための質量分離部と、質量分離部
から出射されるイオンの量を検出するためのイオン検出
器とを有する質量分析装置において、該イオン検出器
は、イオン入射口が形成された上部金属板と、該上部金
属板から垂直に延び、荷電粒子通過口が形成された支持
金属板と、該上部金属板と平行に配置され、該支持金属
板の該上部金属板が接続された側とは反対側の端部に固
定された下部金属板と、該支持金属板の一面側に固定さ
れた絶縁部材と、該絶縁部材に固定され、該荷電粒子通
過口を臨む位置に設けられたコンバージョンダイノード
と、該イオン入射口から入射したイオンを該コンバージ
ョンダイノードに向けて偏向させるための電界形成手段
と、該支持金属板の一面側とは反対の他面側に着脱可能
に固定される電子増倍部とを有し、該電子増倍部は、互
いに平行に配設された一対の絶縁板と、該一対の絶縁板
に両端を支持され一列に整列して固定される複数のダイ
ノード電極からなる第1ダイノード電極群と、各該絶縁
板に両端を支持され第1ダイノード電極群と平行に一列
に整列して固定される複数のダイノード電極からなる第
2ダイノード電極群とを有し、該支持金属板の該荷電粒
子通過口に面する位置に荷電粒子入射口が形成され、該
下部金属板には、該上部金属板に形成された該イオン入
射口より大きい出射口が形成され、該イオン入射口は、
該質量分離部の中心軸を想定すると、該下部金属板に形
成された出射口を該質量分離部の中心軸方向に投射した
像に含まれる質量分析装置を提供している。
【0011】ここで、該絶縁部材は該支持金属板に両端
を支持されたアーチ状をなし、その内部空間が該質量分
離部の中心軸方向に該イオン入射口と連通するように配
置されているのが好ましい。
を支持されたアーチ状をなし、その内部空間が該質量分
離部の中心軸方向に該イオン入射口と連通するように配
置されているのが好ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態による質量分
析装置について図1〜図16に基づき説明する。図1に
示すように、質量分析装置100は、、真空チャンバー
200を形成するステンレス製の包囲器110を備えて
いる。真空チャンバー200の内部には、試料分子をイ
オン化するためのイオン化部300と、イオン化した試
料分子を質量ごとに分離するための質量分離部400
と、質量分離部400から放出されるイオンの量を検出
するためのイオン検出器1とが、この順に設けられてい
る。
析装置について図1〜図16に基づき説明する。図1に
示すように、質量分析装置100は、、真空チャンバー
200を形成するステンレス製の包囲器110を備えて
いる。真空チャンバー200の内部には、試料分子をイ
オン化するためのイオン化部300と、イオン化した試
料分子を質量ごとに分離するための質量分離部400
と、質量分離部400から放出されるイオンの量を検出
するためのイオン検出器1とが、この順に設けられてい
る。
【0013】かかる構成の質量分析装置100は、イオ
ン化部300をガスクロマトグラフ装置600と連通さ
せ、かつ、イオン検出器1をデータ処理装置700と電
気的に接続させて使用する。
ン化部300をガスクロマトグラフ装置600と連通さ
せ、かつ、イオン検出器1をデータ処理装置700と電
気的に接続させて使用する。
【0014】ガスクロマトグラフ装置600は図示しな
い測定試料注入口を有しており、測定試料を液体(例え
ば、ヘキサン等に溶かし込んだ液体)としてガスクロマ
トグラフ装置600内部に注入できるようになってい
る。
い測定試料注入口を有しており、測定試料を液体(例え
ば、ヘキサン等に溶かし込んだ液体)としてガスクロマ
トグラフ装置600内部に注入できるようになってい
る。
【0015】イオン化部300は、図示しないフィラメ
ントを備えており、フィラメントに電流を流すことで熱
電子を発生させ、試料分子を正または負の極性のイオン
に変換する。
ントを備えており、フィラメントに電流を流すことで熱
電子を発生させ、試料分子を正または負の極性のイオン
に変換する。
【0016】質量分離部400は、図2及び図3に示す
ように、四重極電極410を備えている。四重極電極4
10は、中心軸X2の周りで、かつ、中心軸X2に平行
に配列された4個の円筒電極から構成されており、中心
軸X2方向の一端部がイオン入射部430、他端部がイ
オン出射部440となっている。また、4個の円筒電極
内を中心軸X2に沿って延び、イオン入射部430とイ
オン出射部440の間の空間がイオン飛翔空間420と
なる。四重極電極410のイオン入射部430はイオン
化部300に対向配置され、イオン化部300で発生し
たイオンをこのイオン入射部430からイオン飛翔空間
420内に導入する。
ように、四重極電極410を備えている。四重極電極4
10は、中心軸X2の周りで、かつ、中心軸X2に平行
に配列された4個の円筒電極から構成されており、中心
軸X2方向の一端部がイオン入射部430、他端部がイ
オン出射部440となっている。また、4個の円筒電極
内を中心軸X2に沿って延び、イオン入射部430とイ
オン出射部440の間の空間がイオン飛翔空間420と
なる。四重極電極410のイオン入射部430はイオン
化部300に対向配置され、イオン化部300で発生し
たイオンをこのイオン入射部430からイオン飛翔空間
420内に導入する。
【0017】4個の円筒電極410には、定常電圧と所
定の周波数の交流電圧を重畳した電圧が印加され、入射
したイオンのうち、当該周波数に対応する質量数のイオ
ンのみをイオン出射部440まで導くことで、所定の質
量数のイオンを他の質量数のイオンから分離している。
なお、イオン飛翔空間420には、イオン以外に電磁波
や高速粒子も入射しており、これらが計測対象のイオン
と共にイオン飛翔空間420を通り抜ける。
定の周波数の交流電圧を重畳した電圧が印加され、入射
したイオンのうち、当該周波数に対応する質量数のイオ
ンのみをイオン出射部440まで導くことで、所定の質
量数のイオンを他の質量数のイオンから分離している。
なお、イオン飛翔空間420には、イオン以外に電磁波
や高速粒子も入射しており、これらが計測対象のイオン
と共にイオン飛翔空間420を通り抜ける。
【0018】図2及び図3に示すように、質量分析装置
100の包囲器110の下流側には、フランジ部120
が設けられており、イオン検出器1は、このフランジ部
120に複数の支柱131、132を介して取り付けら
れる。フランジ部120には、ピン貫通孔126及び1
28が形成されている。ピン貫通孔126には、外部電
圧印加ピン122が貫通し封止部材にて封止固定されて
いる。外部電圧印加ピン122の外側端部は、データ処
理装置700に電気的に接続されている。外部電圧印加
ピン122の内側端部をイオン検出器1に電気的に接続
することで、後述の電子増倍部22の第一段ダイノード
D1がデータ処理装置700に電気的に接続される。ま
た、ピン貫通孔128には、外部電気信号ピン124が
貫通し封止部材にて封止固定されている。外部電気信号
ピン124の外側端部は、データ処理装置700に電気
的に接続されている。外部電気信号ピン124の内側端
部をイオン検出器1に電気的に接続することで、後述の
電子増倍部22のアノード25がデータ処理装置700
に電気的に接続される。
100の包囲器110の下流側には、フランジ部120
が設けられており、イオン検出器1は、このフランジ部
120に複数の支柱131、132を介して取り付けら
れる。フランジ部120には、ピン貫通孔126及び1
28が形成されている。ピン貫通孔126には、外部電
圧印加ピン122が貫通し封止部材にて封止固定されて
いる。外部電圧印加ピン122の外側端部は、データ処
理装置700に電気的に接続されている。外部電圧印加
ピン122の内側端部をイオン検出器1に電気的に接続
することで、後述の電子増倍部22の第一段ダイノード
D1がデータ処理装置700に電気的に接続される。ま
た、ピン貫通孔128には、外部電気信号ピン124が
貫通し封止部材にて封止固定されている。外部電気信号
ピン124の外側端部は、データ処理装置700に電気
的に接続されている。外部電気信号ピン124の内側端
部をイオン検出器1に電気的に接続することで、後述の
電子増倍部22のアノード25がデータ処理装置700
に電気的に接続される。
【0019】データ処理装置700は、電子増倍部22
のダイノード電極D1への電圧印加を制御するととも
に、アノード25からの電気信号に基づき、所定のイオ
ンの量を演算し出力する。データ処理装置700は、ま
た、四重極電極410及びイオン化部300のフィラメ
ントへの電圧印加を制御する。
のダイノード電極D1への電圧印加を制御するととも
に、アノード25からの電気信号に基づき、所定のイオ
ンの量を演算し出力する。データ処理装置700は、ま
た、四重極電極410及びイオン化部300のフィラメ
ントへの電圧印加を制御する。
【0020】イオン検出器1は、イオン出射部440か
ら出射したイオンの量を電気信号に変換するために、真
空チャンバー200内部に設置される。イオン検出器1
は、所定の中心軸X1を有し、中心軸X1が四重極電極
410の中心軸X2と同軸となるように配列される。
ら出射したイオンの量を電気信号に変換するために、真
空チャンバー200内部に設置される。イオン検出器1
は、所定の中心軸X1を有し、中心軸X1が四重極電極
410の中心軸X2と同軸となるように配列される。
【0021】イオン検出器1は、図4乃至図6に示すよ
うに、イオン検出器本体10と電子増倍部22とを有す
る。電子増倍部22は、イオン検出器本体10に着脱可
能に取り付けられている。図7にはイオン検出器本体1
0から電子増倍部22を取外した様子を示す。
うに、イオン検出器本体10と電子増倍部22とを有す
る。電子増倍部22は、イオン検出器本体10に着脱可
能に取り付けられている。図7にはイオン検出器本体1
0から電子増倍部22を取外した様子を示す。
【0022】イオン検出器本体10は、中心軸X1に対
して垂直に設けられた上部金属板11を有し、上部金属
板11上中心軸X1が貫通する位置にはイオン入射口1
1aが形成されている。なお、イオン検出器本体10を
質量分析装置100に取り付ける際、イオン検出器1の
中心軸X1と四重極電極410の中心軸X2とが同軸と
なるように配列して、イオン入射口11aを四重極電極
410のイオン出射部440に対向させる(図3)。上
部金属板11には支持金属板12の一端部が固定され、
支持金属板12は上部金属板11から垂直に延びてい
る。図7に示すように、支持金属板12には荷電粒子通
過口12aが形成されている。また、支持金属板12の
他端部には、上部金属板11と平行となるように下部金
属板13が固定されている。
して垂直に設けられた上部金属板11を有し、上部金属
板11上中心軸X1が貫通する位置にはイオン入射口1
1aが形成されている。なお、イオン検出器本体10を
質量分析装置100に取り付ける際、イオン検出器1の
中心軸X1と四重極電極410の中心軸X2とが同軸と
なるように配列して、イオン入射口11aを四重極電極
410のイオン出射部440に対向させる(図3)。上
部金属板11には支持金属板12の一端部が固定され、
支持金属板12は上部金属板11から垂直に延びてい
る。図7に示すように、支持金属板12には荷電粒子通
過口12aが形成されている。また、支持金属板12の
他端部には、上部金属板11と平行となるように下部金
属板13が固定されている。
【0023】図8は、イオン検出器10を下部金属板1
3側から中心軸X1方向に見た様子を示したものであ
る。下部金属板13には出射口13aが形成されてい
る。下部金属板13の出射口13aは、上部金属板11
に形成されたイオン入射口11aより大きく、中心軸X
1方向にイオン入射口11aと出射口13aを投影する
と、下部金属板13に形成された出射口13aはイオン
入射口11aを完全に含むような位置関係にある。
3側から中心軸X1方向に見た様子を示したものであ
る。下部金属板13には出射口13aが形成されてい
る。下部金属板13の出射口13aは、上部金属板11
に形成されたイオン入射口11aより大きく、中心軸X
1方向にイオン入射口11aと出射口13aを投影する
と、下部金属板13に形成された出射口13aはイオン
入射口11aを完全に含むような位置関係にある。
【0024】また、下部金属板13には、イオン検出器
1を包囲器110に固定するための支柱接合用開口13
b、13cが形成されている。図2に示すように、各支
柱接合用開口13b、13cにそれぞれ支柱131、1
32を埋設することにより、イオン検出器1を質量分析
装置100のフランジ部120に固定している。また、
図6及び図7に示すように、下部金属板13には、電
子増倍部22に接続するピンを導入するためのピン貫通
孔13d、13eが形成されている。
1を包囲器110に固定するための支柱接合用開口13
b、13cが形成されている。図2に示すように、各支
柱接合用開口13b、13cにそれぞれ支柱131、1
32を埋設することにより、イオン検出器1を質量分析
装置100のフランジ部120に固定している。また、
図6及び図7に示すように、下部金属板13には、電
子増倍部22に接続するピンを導入するためのピン貫通
孔13d、13eが形成されている。
【0025】図7に示すように、支持金属板12の一面
側にはアーチ状の絶縁部材14が取り付けられている。
アーチ形状の絶縁部材14は、その内部空間がイオン入
射口11aと中心軸X1方向に連通するように配向され
ており、絶縁部材14の2本の脚部が支持金属板12に
固定されている。その2本の脚部は中心軸方向X1で下
部金属板13側に延設されている。
側にはアーチ状の絶縁部材14が取り付けられている。
アーチ形状の絶縁部材14は、その内部空間がイオン入
射口11aと中心軸X1方向に連通するように配向され
ており、絶縁部材14の2本の脚部が支持金属板12に
固定されている。その2本の脚部は中心軸方向X1で下
部金属板13側に延設されている。
【0026】上述のように、イオン検出器1はその中心
軸X1が四重極電極410の中心軸X2と一致するよう
に配列されているため、図9に示すように、イオン化部
300から四重極電極410の中心軸X2方向を見る
と、イオン検出器1の上部金属板11のイオン入射口1
1aから下部金属板13の出射口13aを通じてイオン
検出器1の外部を見通すことができる。これにより、イ
オン化部300から四重極電極410の中心軸X2方向
にイオンと共に放出された電磁波や高速粒子は、イオン
検出器1の上部金属板11のイオン入射口11aからイ
オン検出器1の内部へ進入するが、イオン検出器1内で
乱反射されることなく、下部金属板13の出射口13a
から出射されることになる。
軸X1が四重極電極410の中心軸X2と一致するよう
に配列されているため、図9に示すように、イオン化部
300から四重極電極410の中心軸X2方向を見る
と、イオン検出器1の上部金属板11のイオン入射口1
1aから下部金属板13の出射口13aを通じてイオン
検出器1の外部を見通すことができる。これにより、イ
オン化部300から四重極電極410の中心軸X2方向
にイオンと共に放出された電磁波や高速粒子は、イオン
検出器1の上部金属板11のイオン入射口11aからイ
オン検出器1の内部へ進入するが、イオン検出器1内で
乱反射されることなく、下部金属板13の出射口13a
から出射されることになる。
【0027】図7に示すように、絶縁部材14には、支
持金属板12の荷電粒子通過口12aと対向する位置
に、コンバージョンダイノード15が固定されている。
本実施形態で使用するコンバージョンダイノード15は
イオンが入射することにより電子またはイオンを放出す
るものであり、コンバージョンダイノード15への印加
電圧の極性を切り換えることにより正イオン、負イオン
の双方に対応することができる。即ち、検出対象たるイ
オンが正イオンである場合はコンバージョンダイノード
15を負電位とし、検出対象たるイオンが負イオンであ
る場合はコンバージョンダイノード15を正電位とする
により、入射イオンが正イオンの場合、入射した正イオ
ンに対応した数の電子を放出することができる。また、
入射イオンが負イオンの場合、入射した負イオンに対応
した数の正イオンを放出することができる。そして、後
段のダイノードD1にて正イオンを電子に変換する。な
お、図示はしないが、本実施の形態のコンバージョンダ
イノード15も、図17、図18に示されるコンバージ
ョンダイノード815と同様にリード線に接続されてい
る。
持金属板12の荷電粒子通過口12aと対向する位置
に、コンバージョンダイノード15が固定されている。
本実施形態で使用するコンバージョンダイノード15は
イオンが入射することにより電子またはイオンを放出す
るものであり、コンバージョンダイノード15への印加
電圧の極性を切り換えることにより正イオン、負イオン
の双方に対応することができる。即ち、検出対象たるイ
オンが正イオンである場合はコンバージョンダイノード
15を負電位とし、検出対象たるイオンが負イオンであ
る場合はコンバージョンダイノード15を正電位とする
により、入射イオンが正イオンの場合、入射した正イオ
ンに対応した数の電子を放出することができる。また、
入射イオンが負イオンの場合、入射した負イオンに対応
した数の正イオンを放出することができる。そして、後
段のダイノードD1にて正イオンを電子に変換する。な
お、図示はしないが、本実施の形態のコンバージョンダ
イノード15も、図17、図18に示されるコンバージ
ョンダイノード815と同様にリード線に接続されてい
る。
【0028】上部金属板11及び支持金属板12はグラ
ンド電位に接地されており、正または負の電位を帯びた
コンバージョンダイノード15と、グランド電位の上部
金属板11と支持金属板12とで、イオン入射口11a
から入射されたイオンをコンバージョンダイノード15
に導くための電界形成手段を構成している。
ンド電位に接地されており、正または負の電位を帯びた
コンバージョンダイノード15と、グランド電位の上部
金属板11と支持金属板12とで、イオン入射口11a
から入射されたイオンをコンバージョンダイノード15
に導くための電界形成手段を構成している。
【0029】電子増倍部22は、支持金属板12の前記
一面側とは反対側の面に着脱可能に装着されている。電
子増倍部22は、図10に示すように、凹型金属固定板
21と電子増倍部本体20とからなる。
一面側とは反対側の面に着脱可能に装着されている。電
子増倍部22は、図10に示すように、凹型金属固定板
21と電子増倍部本体20とからなる。
【0030】電子増倍部本体20は、互いに平行な一対
の絶縁板23、24を有しており、その間に複数段のダ
イノード電極D1乃至D14が設けられている。図14
に示すように、第1段ダイノード電極D1、第2段ダイ
ノード電極D2はボックス型、第3段乃至第14段のダ
イノード電極D3乃至D14はライン型のダイノード電
極である。各ダイノード電極D1乃至D14は、両端が
絶縁板に形成された穴に差し込まれ固定されている。
の絶縁板23、24を有しており、その間に複数段のダ
イノード電極D1乃至D14が設けられている。図14
に示すように、第1段ダイノード電極D1、第2段ダイ
ノード電極D2はボックス型、第3段乃至第14段のダ
イノード電極D3乃至D14はライン型のダイノード電
極である。各ダイノード電極D1乃至D14は、両端が
絶縁板に形成された穴に差し込まれ固定されている。
【0031】2枚の絶縁板23、24の外側に露出した
各段のダイノード電極D1乃至D14の端部は抵抗体を
介在させて順次接続されている。第1段ダイノード電極
D1は、データ処理装置700に接続されて負の電圧が
印加され、第2段以降のダイノード電極には、第1段ダ
イノード電極D1に印加された電圧を等分に分圧した電
圧が印加される。即ち、第1段ダイノード電極D1から
抵抗体を介して接地されている最下段の第14段ダイノ
ード電極には段階的に増加する電圧が印加されることに
なる。
各段のダイノード電極D1乃至D14の端部は抵抗体を
介在させて順次接続されている。第1段ダイノード電極
D1は、データ処理装置700に接続されて負の電圧が
印加され、第2段以降のダイノード電極には、第1段ダ
イノード電極D1に印加された電圧を等分に分圧した電
圧が印加される。即ち、第1段ダイノード電極D1から
抵抗体を介して接地されている最下段の第14段ダイノ
ード電極には段階的に増加する電圧が印加されることに
なる。
【0032】電子増倍部本体20の第1段ダイノード電
極D1が対向する位置が、電子増倍部22の荷電粒子入
射口となっている。荷電粒子入射口は、支持金属板12
の荷電粒子通過口12aと連通し、上述のコンバージョ
ンダイノード15を臨む位置に形成されている。最下段
の第14段ダイノード電極D14に対向する位置には、
アノード25が設けられている。アノード25はデータ
処理装置700に接続されており、電子増倍部22に入
射した荷電粒子数に対応した電気信号を出力する。
極D1が対向する位置が、電子増倍部22の荷電粒子入
射口となっている。荷電粒子入射口は、支持金属板12
の荷電粒子通過口12aと連通し、上述のコンバージョ
ンダイノード15を臨む位置に形成されている。最下段
の第14段ダイノード電極D14に対向する位置には、
アノード25が設けられている。アノード25はデータ
処理装置700に接続されており、電子増倍部22に入
射した荷電粒子数に対応した電気信号を出力する。
【0033】第1ダイノード電極D1を除く奇数番目の
ダイノード電極D3、D5、D7、D9、D11、D1
3は、1列に整列され、第1ダイノード電極群26をな
し、第2ダイノード電極D2を除く偶数番目のダイノー
ド電極D4、D6、D8、D10、D12、D14は、
第1ダイノード電極群26と平行に1列に整列され、第
2ダイノード電極群27をなす。絶縁板23、24に
は、第1ダイノード電極群26と第2ダイノード電極群
27とによって挟まれる空間に対向する位置に、第1ダ
イノード電極群26及び第2ダイノード電極群27に平
行なスリット状の開口部23a、24aが形成されてい
る。図14には絶縁板23に形成された開口部23aを
示すが、絶縁板24にも同様の開口部24aが形成され
ている。図13に示すように、絶縁板23、24の最上
端と最下端には、絶縁板23、24のスペーサとして機
能するプラスチック樹脂部材28、29が固定されてい
る。プラスチック樹脂部材28、29には、図12に示
すように、凹型金属固定板21に固定するためのネジ孔
28a、29aが形成されており、図13に示すように
して、ネジにより凹型金属固定板21を電子増倍部本体
20に固定する。このように電子増倍部本体20と凹型
金属固定板21はプラスチック樹脂部材28、29を介
して固定されているので、凹型金属固定板21は電子増
倍部本体20から絶縁された状態にあり十分な耐圧を維
持することができる。
ダイノード電極D3、D5、D7、D9、D11、D1
3は、1列に整列され、第1ダイノード電極群26をな
し、第2ダイノード電極D2を除く偶数番目のダイノー
ド電極D4、D6、D8、D10、D12、D14は、
第1ダイノード電極群26と平行に1列に整列され、第
2ダイノード電極群27をなす。絶縁板23、24に
は、第1ダイノード電極群26と第2ダイノード電極群
27とによって挟まれる空間に対向する位置に、第1ダ
イノード電極群26及び第2ダイノード電極群27に平
行なスリット状の開口部23a、24aが形成されてい
る。図14には絶縁板23に形成された開口部23aを
示すが、絶縁板24にも同様の開口部24aが形成され
ている。図13に示すように、絶縁板23、24の最上
端と最下端には、絶縁板23、24のスペーサとして機
能するプラスチック樹脂部材28、29が固定されてい
る。プラスチック樹脂部材28、29には、図12に示
すように、凹型金属固定板21に固定するためのネジ孔
28a、29aが形成されており、図13に示すように
して、ネジにより凹型金属固定板21を電子増倍部本体
20に固定する。このように電子増倍部本体20と凹型
金属固定板21はプラスチック樹脂部材28、29を介
して固定されているので、凹型金属固定板21は電子増
倍部本体20から絶縁された状態にあり十分な耐圧を維
持することができる。
【0034】凹型金属固定板21は、その背面部21A
がイオン検出器本体10の支持金属板12と面接触する
ように取り付ける。図7に示すように、凹型金属固定板
21の背面部21Aには、支持金属板12の荷電粒子通
過口12aと連通する位置に荷電粒子通過口21aが形
成されている。また、凹型金属固定板21の背面部21
Aには、図13に示すように、上述の電子増倍部本体2
0のプラスチック樹脂部28、29に形成されたネジ孔
28a、29aに対応するネジ孔21bが形成されてい
る。また、凹型金属固定板21は、背面部21Aから垂
直に延び、互いに平行な側部21B、21Cを有し、こ
のために凹型金属固定板21の断面形状は凹型となって
いる。
がイオン検出器本体10の支持金属板12と面接触する
ように取り付ける。図7に示すように、凹型金属固定板
21の背面部21Aには、支持金属板12の荷電粒子通
過口12aと連通する位置に荷電粒子通過口21aが形
成されている。また、凹型金属固定板21の背面部21
Aには、図13に示すように、上述の電子増倍部本体2
0のプラスチック樹脂部28、29に形成されたネジ孔
28a、29aに対応するネジ孔21bが形成されてい
る。また、凹型金属固定板21は、背面部21Aから垂
直に延び、互いに平行な側部21B、21Cを有し、こ
のために凹型金属固定板21の断面形状は凹型となって
いる。
【0035】図11及び図12に示すように、電子増倍
部本体20は凹型金属固定板21の内部空間に収容され
るので、2枚の絶縁板23、24の外側に露出したダイ
ノード電極の端部及びそれに接続される配線等は、凹型
金属固定板21の側部21B、21Cによって覆われ
る。これにより、電子増倍部22をイオン検出器本体1
0に取付けまたは取外しする際に絶縁板23、24の外
側に露出した配線等に触れる恐れが少なくなり、配線等
の断線や短絡等が生じる恐れが少なくなる。なお、絶縁
板23、24の外側に露出したダイノード電極の端部や
配線等から凹型金属固定板21の側部21B、21Cに
対して放電が生じるのを防止するため、凹型金属固定板
21の側部21B、21Cと絶縁板23、24との間の
距離は十分長くとってある。
部本体20は凹型金属固定板21の内部空間に収容され
るので、2枚の絶縁板23、24の外側に露出したダイ
ノード電極の端部及びそれに接続される配線等は、凹型
金属固定板21の側部21B、21Cによって覆われ
る。これにより、電子増倍部22をイオン検出器本体1
0に取付けまたは取外しする際に絶縁板23、24の外
側に露出した配線等に触れる恐れが少なくなり、配線等
の断線や短絡等が生じる恐れが少なくなる。なお、絶縁
板23、24の外側に露出したダイノード電極の端部や
配線等から凹型金属固定板21の側部21B、21Cに
対して放電が生じるのを防止するため、凹型金属固定板
21の側部21B、21Cと絶縁板23、24との間の
距離は十分長くとってある。
【0036】背面部21Aの最下端には、電子増倍部本
体20を支持するための底部21Dが、設けられてい
る。底部21Dには、図12に示すように、電子増倍部
本体20に接続するピンを導入するためのピン貫通孔2
1c、21dが形成されている。ピン貫通孔21cに
は、電圧印加ピン16が貫通して固定され、電圧印加ピ
ン16は電子増倍部本体20の第一段ダイノードD1に
ワイヤで電気的に接続される。電圧印加ピン16は、図
3に示すように、外部電圧印加ピン122に接続され、
データ処理装置700へ接続される。また、他方のピン
貫通孔21dには、電子増倍部本体20のアノード25
にワイヤで電気的に接続される電気信号ピン17が貫通
して固定される。電気信号ピン17は、同じく図3に示
すように、外部電気信号ピン124に接続され、データ
処理装置700へ接続される。電子増倍部22をイオン
検出器本体10に取付ける際、電圧印加ピン16は、下
部金属板13のピン貫通孔13dを貫通し、電気信号ピ
ン17は下部金属板13のピン貫通孔13eを貫通す
る。
体20を支持するための底部21Dが、設けられてい
る。底部21Dには、図12に示すように、電子増倍部
本体20に接続するピンを導入するためのピン貫通孔2
1c、21dが形成されている。ピン貫通孔21cに
は、電圧印加ピン16が貫通して固定され、電圧印加ピ
ン16は電子増倍部本体20の第一段ダイノードD1に
ワイヤで電気的に接続される。電圧印加ピン16は、図
3に示すように、外部電圧印加ピン122に接続され、
データ処理装置700へ接続される。また、他方のピン
貫通孔21dには、電子増倍部本体20のアノード25
にワイヤで電気的に接続される電気信号ピン17が貫通
して固定される。電気信号ピン17は、同じく図3に示
すように、外部電気信号ピン124に接続され、データ
処理装置700へ接続される。電子増倍部22をイオン
検出器本体10に取付ける際、電圧印加ピン16は、下
部金属板13のピン貫通孔13dを貫通し、電気信号ピ
ン17は下部金属板13のピン貫通孔13eを貫通す
る。
【0037】また、凹型金属固定板21の背面部21A
には取付け部21E、21Fが設けられている。取付け
部21E、21Fには、電子増倍部22をイオン検出器
本体10に取付けるためのネジ孔21e、21fが形成
されている。ネジ孔21e、21fを利用したネジ止め
により、電子増倍部22はイオン検出器本体に固定され
る。
には取付け部21E、21Fが設けられている。取付け
部21E、21Fには、電子増倍部22をイオン検出器
本体10に取付けるためのネジ孔21e、21fが形成
されている。ネジ孔21e、21fを利用したネジ止め
により、電子増倍部22はイオン検出器本体に固定され
る。
【0038】次に、本実施の形態のイオン検出器1の動
作について説明する。まず、ガスクロマトグラフ装置6
00の図示しない測定試料注入口から液体の測定試料を
注入すると、ガスクロマトグラフ装置600内部にて気
化し、ガスクロマトグラフ装置600に連通したイオン
化部300内部に、気体として導入される。
作について説明する。まず、ガスクロマトグラフ装置6
00の図示しない測定試料注入口から液体の測定試料を
注入すると、ガスクロマトグラフ装置600内部にて気
化し、ガスクロマトグラフ装置600に連通したイオン
化部300内部に、気体として導入される。
【0039】この測定試料気体分子は、イオン化部30
0において、図示しないフィラメントで発生した熱電子
により、正極性もしくは負極性のイオンにイオン化され
る。当該発生したイオンが四重極電極410のイオン入
射部430よりイオン飛翔空間420内部に入射する
と、これらイオンのうち、所望の質量数のイオンのみが
イオン出射部440から出射して、イオン検出器1のイ
オン入射口11aからイオン検出器1内部に入射する。
0において、図示しないフィラメントで発生した熱電子
により、正極性もしくは負極性のイオンにイオン化され
る。当該発生したイオンが四重極電極410のイオン入
射部430よりイオン飛翔空間420内部に入射する
と、これらイオンのうち、所望の質量数のイオンのみが
イオン出射部440から出射して、イオン検出器1のイ
オン入射口11aからイオン検出器1内部に入射する。
【0040】イオン検出器1内部に入射したイオンは、
コンバージョンダイノード15と上部金属板11と支持
金属板12とにより形成された電子レンズにより、コン
バージョンダイノード15に入射する。このとき、同じ
く四重極電極410を通過してイオン入射口11aを通
過した電磁波や高速粒子は、この電子レンズにより軌道
を曲げられることが無く、そのまま直進する。
コンバージョンダイノード15と上部金属板11と支持
金属板12とにより形成された電子レンズにより、コン
バージョンダイノード15に入射する。このとき、同じ
く四重極電極410を通過してイオン入射口11aを通
過した電磁波や高速粒子は、この電子レンズにより軌道
を曲げられることが無く、そのまま直進する。
【0041】本実施の形態のイオン検出器1では、下部
金属板13には、上部金属板11に形成されたイオン入
射口11aより大きい出射口13aが形成され、上部金
属板11に垂直な仮想軸を想定すると、イオン入射口1
1aは、下部金属板13に形成された出射口13aの仮
想軸方向投射像に含まれるよう形成されている。従っ
て、イオン入射口11aを通過した電磁波や高速粒子が
下部金属板13により乱反射されて支持金属板12に形
成された荷電粒子通過口12aを通じてコンバージョン
ダイノード15や電子増倍部22の荷電粒子入射口に到
達することはない。
金属板13には、上部金属板11に形成されたイオン入
射口11aより大きい出射口13aが形成され、上部金
属板11に垂直な仮想軸を想定すると、イオン入射口1
1aは、下部金属板13に形成された出射口13aの仮
想軸方向投射像に含まれるよう形成されている。従っ
て、イオン入射口11aを通過した電磁波や高速粒子が
下部金属板13により乱反射されて支持金属板12に形
成された荷電粒子通過口12aを通じてコンバージョン
ダイノード15や電子増倍部22の荷電粒子入射口に到
達することはない。
【0042】コンバージョンダイノード15に正イオン
が入射すると、コンバージョンダイノード15に衝突し
た正イオンの量に対応した量の電子をコンバージョンダ
イノード15が放出し、この電子が電子増倍部22の荷
電粒子入射口を介して第1段ダイノード電極D1に入射
する。第1段ダイノード電極D1に電子が入射すると、
第1段ダイノード電極D1から二次電子が放出され、そ
れが第2段ダイノード電極D2へ入射する。なお、コン
バージョンダイノード15に負イオンが入射した場合
は、コンバージョンダイノード15に衝突した負イオン
の量に対応した量の正イオンをコンバージョンダイノー
ド15が放出し、この正イオンが電子増倍部22の荷電
粒子入射口を介して第1段ダイノード電極D1に入射す
る。第1段ダイノード電極D1に正イオンが入射する
と、第1段ダイノード電極D1から二次電子が放出さ
れ、それが第2段ダイノード電極D2へ入射する。
が入射すると、コンバージョンダイノード15に衝突し
た正イオンの量に対応した量の電子をコンバージョンダ
イノード15が放出し、この電子が電子増倍部22の荷
電粒子入射口を介して第1段ダイノード電極D1に入射
する。第1段ダイノード電極D1に電子が入射すると、
第1段ダイノード電極D1から二次電子が放出され、そ
れが第2段ダイノード電極D2へ入射する。なお、コン
バージョンダイノード15に負イオンが入射した場合
は、コンバージョンダイノード15に衝突した負イオン
の量に対応した量の正イオンをコンバージョンダイノー
ド15が放出し、この正イオンが電子増倍部22の荷電
粒子入射口を介して第1段ダイノード電極D1に入射す
る。第1段ダイノード電極D1に正イオンが入射する
と、第1段ダイノード電極D1から二次電子が放出さ
れ、それが第2段ダイノード電極D2へ入射する。
【0043】第2乃至第14段ダイノード電極D2乃至
D14においても同様に、ダイノード電極表面(二次電
子面)に入射した電子による二次電子放出が生じ、これ
らの二次電子はより下段のダイノード電極D3乃至D1
4の表面に入射し、これにより更に二次電子が放出さ
れ、最終的には指数関数的な増倍が行われる。最下段の
第14段ダイノード電極D14から出射した二次電子
は、アノード25に入射し、電気信号として検出され
る。こうして、コンバージョンダイノード15に入射す
るイオン信号は、元は微少であるにも係わらず、大きな
電気信号として取り出すことができる。
D14においても同様に、ダイノード電極表面(二次電
子面)に入射した電子による二次電子放出が生じ、これ
らの二次電子はより下段のダイノード電極D3乃至D1
4の表面に入射し、これにより更に二次電子が放出さ
れ、最終的には指数関数的な増倍が行われる。最下段の
第14段ダイノード電極D14から出射した二次電子
は、アノード25に入射し、電気信号として検出され
る。こうして、コンバージョンダイノード15に入射す
るイオン信号は、元は微少であるにも係わらず、大きな
電気信号として取り出すことができる。
【0044】ダイノード電極D1乃至D14の表面に電
子が入射した際には、二次電子以外にも、入射電子量や
入射電子エネルギーにより、ダイノード電極D1乃至D
14の表面に吸着したガス分子や、ダイノード電極D1
乃至D14の表面から比較的浅い部分に取り込まれてい
るガス分子も放出される。ここで放出されたガス分子
は、最終的には質量分析装置の真空ポンプにより質量分
析装置内から放出されるが、ある程度の時間、複数のダ
イノード電極に挟まれた位置に漂っている。ダイノード
電極D1乃至D14間に漂っているガス分子に二次電子
が衝突すると、ガス分子はイオン化され、電気的にみて
最も入射しやすいダイノード電極D1乃至D14のいず
れかに入射する。イオン化されたガス分子が入射したダ
イノード電極では、そのエネルギーにより二次電子が放
出される。こうして生じた二次電子も電子増倍部22内
で増倍されてしまうため、最終的には、コンバージョン
ダイノード15から出射したイオンが電子増倍部22に
入射した場合と同様な電気信号として検出されてしま
う。このような現象は二次電子の量が多いほど顕著に見
られるため、第1段ダイノード電極D1に印加される電
圧が高いほどこの疑似信号が多く生じる。
子が入射した際には、二次電子以外にも、入射電子量や
入射電子エネルギーにより、ダイノード電極D1乃至D
14の表面に吸着したガス分子や、ダイノード電極D1
乃至D14の表面から比較的浅い部分に取り込まれてい
るガス分子も放出される。ここで放出されたガス分子
は、最終的には質量分析装置の真空ポンプにより質量分
析装置内から放出されるが、ある程度の時間、複数のダ
イノード電極に挟まれた位置に漂っている。ダイノード
電極D1乃至D14間に漂っているガス分子に二次電子
が衝突すると、ガス分子はイオン化され、電気的にみて
最も入射しやすいダイノード電極D1乃至D14のいず
れかに入射する。イオン化されたガス分子が入射したダ
イノード電極では、そのエネルギーにより二次電子が放
出される。こうして生じた二次電子も電子増倍部22内
で増倍されてしまうため、最終的には、コンバージョン
ダイノード15から出射したイオンが電子増倍部22に
入射した場合と同様な電気信号として検出されてしま
う。このような現象は二次電子の量が多いほど顕著に見
られるため、第1段ダイノード電極D1に印加される電
圧が高いほどこの疑似信号が多く生じる。
【0045】しかし、本実施の形態のイオン検出器1に
よれば、図14に示すように、電子増倍部22の絶縁板
23、24に、第1ダイノード電極群26と第2ダイノ
ード電極群27に挟まれた空間に面する位置にスリット
状の開口部23a、24aを形成したので、質量分析装
置の真空ポンプによりここからガス分子が速やかに排出
される。従って、ダイノード電極D1乃至D14から放
出されたガス分子は、第1ダイノード電極群26と第2
ダイノード電極群27に挟まれた空間、即ち、二次電子
の経路上に長期間存在することがない。また、凹型金属
固定板21は背面部21Aと側部21B、21Cと底部
21Dとにより電子増倍部22を覆っているが、電子増
倍部22の外周全体を覆ってはいない。従って、絶縁板
23、24の開口部23a、24aから排出されたガス
分子の拡散が阻害されることがない。
よれば、図14に示すように、電子増倍部22の絶縁板
23、24に、第1ダイノード電極群26と第2ダイノ
ード電極群27に挟まれた空間に面する位置にスリット
状の開口部23a、24aを形成したので、質量分析装
置の真空ポンプによりここからガス分子が速やかに排出
される。従って、ダイノード電極D1乃至D14から放
出されたガス分子は、第1ダイノード電極群26と第2
ダイノード電極群27に挟まれた空間、即ち、二次電子
の経路上に長期間存在することがない。また、凹型金属
固定板21は背面部21Aと側部21B、21Cと底部
21Dとにより電子増倍部22を覆っているが、電子増
倍部22の外周全体を覆ってはいない。従って、絶縁板
23、24の開口部23a、24aから排出されたガス
分子の拡散が阻害されることがない。
【0046】図15は、本実施の形態の質量分析装置1
00を用いて、イオン化部300の電源をONにしたと
きとOFFにしたときのノイズを測定したものである。
始めはイオン化部300の電源をOFFにした状態での
ノイズの測定を行い、その後に電源をONにし、電源を
ONにした状態でのノイズを測定した。図15のAは、
イオン化部300の電源をONした時点を示す。図15
から明らかなように、イオン化部300の電源をONに
した状態であっても、OFFにした状態であってもノイ
ズの信号強度は50〜100(電子増倍部22のアンプ
出力をAD変換した値であって、単位はない。)程度で
あり、検出されるフィラメントノイズはほぼゼロである
ことがわかる。
00を用いて、イオン化部300の電源をONにしたと
きとOFFにしたときのノイズを測定したものである。
始めはイオン化部300の電源をOFFにした状態での
ノイズの測定を行い、その後に電源をONにし、電源を
ONにした状態でのノイズを測定した。図15のAは、
イオン化部300の電源をONした時点を示す。図15
から明らかなように、イオン化部300の電源をONに
した状態であっても、OFFにした状態であってもノイ
ズの信号強度は50〜100(電子増倍部22のアンプ
出力をAD変換した値であって、単位はない。)程度で
あり、検出されるフィラメントノイズはほぼゼロである
ことがわかる。
【0047】また、図16は、図17、図18に示す従
来の質量分析装置800のイオン化部300の電源をO
NにしたときとOFFにしたときのノイズを測定したも
のである。始めはイオン化部300の電源をOFFにし
た状態でノイズの測定を行い、その後に電源をONし、
電源をONにした状態でノイズを測定した。図16のB
は、イオン化部300の電源をONした時点を示す。図
16から明らかなように、イオン化部300の電源をO
FFした状態では60〜110程度であったノイズの信
号強度が、イオン化部300の電源をONした状態では
100〜150程度となっており、約40程度のフィラ
メントノイズが入射して検出されてしまったことがわか
る。
来の質量分析装置800のイオン化部300の電源をO
NにしたときとOFFにしたときのノイズを測定したも
のである。始めはイオン化部300の電源をOFFにし
た状態でノイズの測定を行い、その後に電源をONし、
電源をONにした状態でノイズを測定した。図16のB
は、イオン化部300の電源をONした時点を示す。図
16から明らかなように、イオン化部300の電源をO
FFした状態では60〜110程度であったノイズの信
号強度が、イオン化部300の電源をONした状態では
100〜150程度となっており、約40程度のフィラ
メントノイズが入射して検出されてしまったことがわか
る。
【0048】本発明による質量分析装置は上述した実施
の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で
種々の変形や改良が可能である。
の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で
種々の変形や改良が可能である。
【0049】
【発明の効果】請求項1または2記載の質量分析装置に
よれば、下部金属板には、上部金属板に形成されたイオ
ン入射口より大きい出射口が形成され、イオン入射口
は、上部金属板に垂直な仮想軸を想定すると、下部金属
板に形成された出射口の仮想軸方向投射像に含まれる。
従って、イオン入射口を通過した電磁波や高速粒子が下
部金属板により乱反射されて支持金属板に形成された荷
電粒子通過口を通じて電子増倍部に到達することはな
い。
よれば、下部金属板には、上部金属板に形成されたイオ
ン入射口より大きい出射口が形成され、イオン入射口
は、上部金属板に垂直な仮想軸を想定すると、下部金属
板に形成された出射口の仮想軸方向投射像に含まれる。
従って、イオン入射口を通過した電磁波や高速粒子が下
部金属板により乱反射されて支持金属板に形成された荷
電粒子通過口を通じて電子増倍部に到達することはな
い。
【0050】請求項3記載の質量分析装置によれば、絶
縁部材は支持金属板に両端を支持されたアーチ状をな
し、その内部空間が質量分離部の中心軸方向にイオン入
射口と連通するように配置されている。従って、イオン
入射口を通過した電磁波や高速粒子が絶縁部材により乱
反射されて支持金属板に形成された荷電粒子通過口を通
じて電子増倍部に到達することはない。
縁部材は支持金属板に両端を支持されたアーチ状をな
し、その内部空間が質量分離部の中心軸方向にイオン入
射口と連通するように配置されている。従って、イオン
入射口を通過した電磁波や高速粒子が絶縁部材により乱
反射されて支持金属板に形成された荷電粒子通過口を通
じて電子増倍部に到達することはない。
【図1】本発明の実施の形態による質量分析装置を示す
ブロック図。
ブロック図。
【図2】本発明の実施の形態による質量分析装置を示す
斜視図。
斜視図。
【図3】本発明の実施の形態による質量分析装置を示す
概略図。
概略図。
【図4】本発明の実施の形態による質量分析装置に使用
されるイオン検出器を示す斜視図。
されるイオン検出器を示す斜視図。
【図5】本発明の実施の形態による質量分析装置に使用
されるイオン検出器を示す斜視図。
されるイオン検出器を示す斜視図。
【図6】本発明の実施の形態による質量分析装置に使用
されるイオン検出器を示す斜視図。
されるイオン検出器を示す斜視図。
【図7】本発明の実施の形態による質量分析装置に使用
されるイオン検出器において電子増倍部がイオン検出器
本体から取外された様子を示す斜視図。
されるイオン検出器において電子増倍部がイオン検出器
本体から取外された様子を示す斜視図。
【図8】本発明の実施の形態による質量分析装置に使用
されるイオン検出器を下部金属板側から仮想軸方向に見
た様子を示す図。
されるイオン検出器を下部金属板側から仮想軸方向に見
た様子を示す図。
【図9】本発明の実施の形態による質量分析装置を示す
断面図。
断面図。
【図10】本発明の実施の形態による質量分析装置の電
子増倍部を示す斜視図。
子増倍部を示す斜視図。
【図11】本発明の実施の形態による質量分析装置の電
子増倍部を示す斜視図。
子増倍部を示す斜視図。
【図12】本発明の実施の形態による質量分析装置の電
子増倍部を示す斜視図。
子増倍部を示す斜視図。
【図13】本発明の実施の形態による質量分析装置の電
子増倍部の組立ての様子を示す斜視図。
子増倍部の組立ての様子を示す斜視図。
【図14】本発明の実施の形態による質量分析装置の電
子増倍部を示す斜視図。
子増倍部を示す斜視図。
【図15】本発明の実施の形態の質量分析装置を使用し
て得られたノイズ信号を示す図。
て得られたノイズ信号を示す図。
【図16】従来の質量分析装置を使用して得られたノイ
ズ信号を示す図。
ズ信号を示す図。
【図17】従来の質量分析装置を示すブロック図。
【図18】従来の質量分析装置を示す斜視図。
【図19】従来の質量分析装置に使用されるイオン検出
器を上部金属板側から仮想軸方向に見た様子を示す図。
器を上部金属板側から仮想軸方向に見た様子を示す図。
1 イオン検出器 11 上部金属板 11a イオン入射口 12 支持金属板 12a 荷電粒子通過口 13 下部金属板 13a 出射口 15 コンバージョンダイノード 22 電子増倍部 23、24 絶縁板 25 アノード電極 D1〜D14 ダイノード電極 26 第1ダイノード電極群 27 第2ダイノード電極群 100 質量分析装置 300 イオン化部 400 質量分離部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大村 孝幸 静岡県浜松市市野町1126番地の1 浜松ホ トニクス株式会社内 Fターム(参考) 5C038 FF04 FF10 HH19 JJ09
Claims (3)
- 【請求項1】 分子をイオンに変換するためのイオン化
部と、 イオン化した分子のうち所定の質量のもののみを分離す
るための質量分離部と、 質量分離部から出射されるイオンの量を検出するための
イオン検出器とを有する質量分析装置において、 該イオン検出器は、イオン入射口が形成された上部金属
板と、該上部金属板から垂直に延び、荷電粒子通過口が
形成された支持金属板と、該上部金属板と平行に配置さ
れ、該支持金属板の該上部金属板が接続された側とは反
対側の端部に固定された下部金属板と、該支持金属板の
一面側で該荷電粒子通過口を臨む位置に設けられたコン
バージョンダイノードと、該イオン入射口から入射した
イオンを該コンバージョンダイノードに向けて偏向させ
るための電界形成手段と、該支持金属板の一面側とは反
対の他面側に着脱可能に固定された電子増倍部とを有
し、 該電子増倍部は、互いに平行に配設された一対の絶縁板
と、該一対の絶縁板に挟持されたアノード電極と複数の
ダイノード電極とを有し、 該下部金属板には、該上部金属板に形成された該イオン
入射口より大きい出射口が形成され、該イオン入射口
は、該上部金属板に垂直な仮想軸を想定すると、該下部
金属板に形成された出射口の仮想軸方向投射像に含まれ
ることを特徴とする質量分析装置。 - 【請求項2】 分子をイオンに変換するためのイオン化
部と、 イオン化した分子のうち所定の質量のもののみを分離す
るための質量分離部と、 質量分離部から出射されるイオンの量を検出するための
イオン検出器とを有する質量分析装置において、 該イオン検出器は、イオン入射口が形成された上部金属
板と、該上部金属板から垂直に延び、荷電粒子通過口が
形成された支持金属板と、該上部金属板と平行に配置さ
れ、該支持金属板の該上部金属板が接続された側とは反
対側の端部に固定された下部金属板と、該支持金属板の
一面側に固定された絶縁部材と、該絶縁部材に固定さ
れ、該荷電粒子通過口を臨む位置に設けられたコンバー
ジョンダイノードと、該イオン入射口から入射したイオ
ンを該コンバージョンダイノードに向けて偏向させるた
めの電界形成手段と、該支持金属板の一面側とは反対の
他面側に着脱可能に固定される電子増倍部とを有し、 該電子増倍部は、互いに平行に配設された一対の絶縁板
と、該一対の絶縁板に両端を支持され一列に整列して固
定される複数のダイノード電極からなる第1ダイノード
電極群と、該一対の絶縁板に両端を支持され第1ダイノ
ード電極群と平行に一列に整列して固定される複数のダ
イノード電極からなる第2ダイノード電極群とを有し、
該支持金属板の該荷電粒子通過口に面する位置に荷電粒
子入射口が形成され、 該下部金属板には、該上部金属板に形成された該イオン
入射口より大きい出射口が形成され、該イオン入射口
は、該質量分離部の中心軸を想定すると、該下部金属板
に形成された出射口を該質量分離部の中心軸方向に投射
した像に含まれることを特徴とする質量分析装置。 - 【請求項3】 該絶縁部材は該支持金属板に両端を支持
されたアーチ状をなし、その内部空間が該質量分離部の
中心軸方向に該イオン入射口と連通するように配置され
ていることを特徴とする請求項2記載の質量分析装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000172629A JP2001351565A (ja) | 2000-06-08 | 2000-06-08 | 質量分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000172629A JP2001351565A (ja) | 2000-06-08 | 2000-06-08 | 質量分析装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001351565A true JP2001351565A (ja) | 2001-12-21 |
Family
ID=18674998
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000172629A Pending JP2001351565A (ja) | 2000-06-08 | 2000-06-08 | 質量分析装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001351565A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010125670A1 (ja) * | 2009-04-30 | 2010-11-04 | キヤノンアネルバ株式会社 | イオン検出装置及びイオン検出方法 |
JP2011018470A (ja) * | 2009-07-07 | 2011-01-27 | Ulvac Japan Ltd | 四重極型質量分析計 |
US7999222B2 (en) | 2008-05-30 | 2011-08-16 | Hitachi High-Technologies Corporation | Time-of-flight mass spectrometer |
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JP2021027033A (ja) * | 2020-07-08 | 2021-02-22 | 浜松ホトニクス株式会社 | イオン検出器、測定装置および質量分析装置 |
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JPH05325879A (ja) * | 1992-05-20 | 1993-12-10 | Hamamatsu Photonics Kk | 電子増倍管 |
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-
2000
- 2000-06-08 JP JP2000172629A patent/JP2001351565A/ja active Pending
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JPH05325878A (ja) * | 1992-05-20 | 1993-12-10 | Hamamatsu Photonics Kk | 電子増倍管 |
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JP2021027033A (ja) * | 2020-07-08 | 2021-02-22 | 浜松ホトニクス株式会社 | イオン検出器、測定装置および質量分析装置 |
JP7252179B2 (ja) | 2020-07-08 | 2023-04-04 | 浜松ホトニクス株式会社 | イオン検出器、測定装置および質量分析装置 |
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