JP2002056800A - Ion-adhesion mass spectroscope - Google Patents
Ion-adhesion mass spectroscopeInfo
- Publication number
- JP2002056800A JP2002056800A JP2000241084A JP2000241084A JP2002056800A JP 2002056800 A JP2002056800 A JP 2002056800A JP 2000241084 A JP2000241084 A JP 2000241084A JP 2000241084 A JP2000241084 A JP 2000241084A JP 2002056800 A JP2002056800 A JP 2002056800A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mass spectrometer
- detected
- metal ion
- ion
- opening
- 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
Links
Landscapes
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はイオン付着質量分析
装置に関し、特に、低濃度のガスの成分濃度を解離なし
に測定するイオン付着質量分析装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ion attachment mass spectrometer, and more particularly to an ion attachment mass spectrometer for measuring the concentration of low concentration gas components without dissociation.
【０００２】[0002]
【従来の技術】イオン付着質量分析装置（Ion Attachme
nt Mass Spectrometer ）によれば、解離を発生させず
に被検出ガスを質量分析することができる。イオン付着
質量分析装置については、従来、ホッジ（Hodge）によ
る文献（Analytcal Chemistry vol.48 No.6 P825 (197
6) ）、ボムビック（Bombick）による文献（Analytcal
Chemistry vol.56 No.3 P396 (1984)）、藤井による文
献（Analytcal Chemistryvol.61 No.9 P1026 (1989)、
Chemical Physics Letters vol.191 No.1.2 P162 (199
2)、特開平６−１１４８５号公報）においてその報告が
なされている。2. Description of the Related Art Ion Attachme
According to the nt mass spectrometer), the gas to be detected can be subjected to mass spectrometry without causing dissociation. The ion attachment mass spectrometer has been described in the literature by Hodge (Analytcal Chemistry vol.48 No.6 P825 (197
6)), a document by Bombick (Analytcal
Chemistry vol.56 No.3 P396 (1984)), a literature by Fujii (Analytcal Chemistryvol.61 No.9 P1026 (1989),
Chemical Physics Letters vol.191 No.1.2 P162 (199
2), JP-A-6-11485).
【０００３】図１２と図１３を参照して従来のイオン付
着質量分析装置の代表例を説明する。図１２は全体的な
構成を示し、図１３はイオン化室付近を拡大して示す。
図において、１０１はイオン化室、１０２は差動排気
室、１０３は質量分析室、１０４は差動排気室用真空ポ
ンプ、１０５は質量分析室用真空ポンプである。１１１
は金属イオン放出体、１１２は第１のアパーチャ板、１
１３は第１アパーチャ板１１２に形成された開口であ
る。１２１は第２のアパーチャ板、１２２は第２アパー
チャ板１２１に形成された開口、１２３は集束レンズで
ある。さらに１３１はＱポール型質量分析器（分別
器）、１３２は出口アパーチャ板、１３３は偏向板、１
３４は電子増倍管である。なお１４１は被検出ガス供給
容器、１４２はガス供給管である。A typical example of a conventional ion attachment mass spectrometer will be described with reference to FIGS. FIG. 12 shows the overall configuration, and FIG. 13 shows an enlarged view of the vicinity of the ionization chamber.
In the figure, 101 is an ionization chamber, 102 is a differential pumping chamber, 103 is a mass spectrometry chamber, 104 is a vacuum pump for a differential pumping chamber, and 105 is a vacuum pump for a mass spectrometry chamber. 111
Is a metal ion emitter, 112 is a first aperture plate, 1
Reference numeral 13 denotes an opening formed in the first aperture plate 112. 121 is a second aperture plate, 122 is an opening formed in the second aperture plate 121, and 123 is a focusing lens. Further, 131 is a Q-pole mass spectrometer (separator), 132 is an exit aperture plate, 133 is a deflection plate,
Reference numeral 34 denotes an electron multiplier. In addition, 141 is a gas supply container to be detected, and 142 is a gas supply pipe.
【０００４】金属イオン放出体１１１はアルカリ金属の
酸化物を含む材料、例えばＬｉ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ａ
ｌ酸化物の混合物から構成されている。形状は直径２ｍ
ｍ程度の球状となっており、加熱用フィラメント１１４
が中央を貫通している。金属イオン放出体１１１が約６
００℃に加熱されると、Ｌｉ+などの正電荷の金属イオ
ン２１１が空間に放出され、電界とガスの流れによって
開口１１３の方に進む。金属イオン２１１の軌跡２１４
は、金属イオンの進む軌跡を示している。その途中で、
イオン化室１０１に導入されている被検出ガス２１２に
付着し、金属イオン２１１が付着した被検出ガス２１３
が形成される。被検出ガス２１３を「被検出イオン」と
いう。被検出イオン２１３は、全体として正の電荷を持
つイオンとなる。被検出イオン２１３は、そのまま進
み、第１アパーチャ板１１２の開口１１３を通過する。
被検出イオン２１３の軌跡２１５は、開口１１３を通過
する進路の軌跡を示す。The metal ion emitter 111 is made of a material containing an oxide of an alkali metal, for example, Li oxide, Si oxide,
1 is composed of a mixture of oxides. Shape is 2m in diameter
m for heating filament 114
Penetrates the center. The metal ion emitter 111 is about 6
When heated to 00 ° C., positively charged metal ions 211 such as Li + are released into the space and proceed toward the opening 113 by the electric field and the flow of gas. Trace 214 of metal ion 211
Indicates the trajectory of the metal ion. On the way,
The gas to be detected 213 which adheres to the gas to be detected 212 introduced into the ionization chamber 101 and to which the metal ions 211 adhere.
Is formed. The detected gas 213 is referred to as “detected ions”. The detected ions 213 are ions having a positive charge as a whole. The ions 213 to be detected proceed as they are and pass through the opening 113 of the first aperture plate 112.
A trajectory 215 of the detected ion 213 indicates a trajectory of a path passing through the opening 113.
【０００５】金属イオン放出体１１１は、開口１１３の
中心を通る軸の上に位置するように設置されている。従
って質量分析器１３１の出口からは、開口１１３を通し
て金属イオン放出体１１１を見通すことができる。この
ような配置構成を採用するのは、被検出イオン２１３を
効率よく開口１１３に通過させるためである。すなわ
ち、金属イオン２１１から被検出イオン２１３に変化し
ても、これらのイオンの電荷量は変化しないので、静電
場であるイオン化室１０１ではこれらのイオンの動きは
連続し、途中で全く変化しない。つまり金属イオン２１
１の軌跡２１４と被検出イオン２１３の軌跡２１５は滑
らかにつながっている。そこでイオンの動きを最も簡単
にするため、金属イオン放出体１１１は開口１１３と同
じ軸２２１の上に設置するのが最も効率がよいのは明ら
かである。[0005] The metal ion emitter 111 is installed so as to be located on an axis passing through the center of the opening 113. Therefore, the metal ion emitter 111 can be seen through the opening 113 from the outlet of the mass analyzer 131. The reason why such an arrangement is adopted is to allow the detected ions 213 to efficiently pass through the opening 113. That is, even if the ions change from the metal ions 211 to the ions to be detected 213, the charge amounts of these ions do not change. Therefore, in the ionization chamber 101, which is an electrostatic field, the movements of these ions are continuous and do not change at all along the way. That is, the metal ions 21
The locus 214 of No. 1 and the locus 215 of the detected ion 213 are smoothly connected. Therefore, in order to make the movement of ions simplest, it is obvious that the metal ion emitter 111 is most efficiently installed on the same axis 221 as the opening 113.
【０００６】また金属イオン放出体１１１は約６００℃
に加熱されているので、わずかであるが、光２２２を発
生している。また被検出ガス２１２に金属イオン２１１
が付着する時には余剰エネルギが出るので、わずかであ
るが、光２２３を発生している。従ってこれらの光は開
口１１３を通り抜けて質量分析器１３１の出口付近まで
達する。特に開口１１３は直径が１〜５ｍｍと比較的に
大きいので、弱い光とはいえ、照射される他の部材に対
して何らかの影響を与える。The metal ion emitter 111 has a temperature of about 600 ° C.
, The light 222 is slightly generated. The metal ions 211 are added to the detected gas 212.
When light is attached, surplus energy is generated, so that light 223 is slightly generated. Therefore, these lights pass through the opening 113 and reach near the exit of the mass analyzer 131. In particular, since the opening 113 has a relatively large diameter of 1 to 5 mm, even though it is weak light, it exerts some influence on other members to be irradiated.
【０００７】金属イオン２１１が被検出ガス２１２に付
着する場合には、ガス分子における電荷の片寄りのある
場所に非常に緩やかに付着（会合）し、解離の発生はほ
とんどない。しかし、結合エネルギが小さい分Ｌｉ+の
再脱離が起きやすく、これを防ぐためイオン化室１０１
の圧力を１０〜１０００Ｐａ（通常１００Ｐａ）にし
て、ガスとの衝突により余剰エネルギを吸収させなけれ
ばならない。When the metal ions 211 adhere to the gas 212 to be detected, they adhere very slowly (associate) to places where the charges in the gas molecules are offset, and there is almost no occurrence of dissociation. However, since the binding energy is small, Li + is likely to be desorbed again.
Must be set to 10 to 1000 Pa (usually 100 Pa) to absorb excess energy by collision with gas.
【０００８】金属イオン２１１が安定に付着した被検出
ガス、すなわち被検出イオン２１３は第１アパーチャ板
１１２の開口１１３を通過し、差動排気室１０２に入
る。差動排気室１０２は、１０〜１０００Ｐａであるイ
オン化室１０１と１×１０-3Ｐａ以下である質量分析室
１０３を真空的に接続する役目を担っており、０．１〜
１Ｐａの圧力となっている。差動排気室１０２の内部に
は集束レンズ１２３が設置されており、被検出イオン２
１３は集束レンズ１２３により集束されて質量分析室１
０３に入る。The gas to be detected to which the metal ions 211 are stably attached, ie, the ions to be detected 213, pass through the opening 113 of the first aperture plate 112 and enter the differential exhaust chamber 102. The differential evacuation chamber 102 has a role of vacuum-connecting the ionization chamber 101 of 10 to 1000 Pa and the mass spectrometry chamber 103 of 1 × 10 −3 Pa or less.
The pressure is 1 Pa. A focusing lens 123 is provided inside the differential exhaust chamber 102, and the detected ions 2
13 is focused by the focusing lens 123 and is
Enter 03.
【０００９】質量分析室１０４に設置されているＱポー
ル型質量分析器１３１は、飛来した被検出イオン２１３
を電磁気力により質量毎に分離して出口より射出する。
Ｑポール型質量分析器１３１から射出された被検出イオ
ン２１３は、出口アパーチャ板１３２を通過して電子増
倍管１３４の入口１３４ａからその内部に入射される。
電子増倍管１３４では、２次電子放出率の高い物質とな
っている内壁に被検出イオンが衝突し、最初は被検出イ
オンから複数の２次電子を放出する。この電子が次々に
２次電子を放出し、最終的には１０3〜１０8倍に増倍さ
れた電子が出口１３４ｂから射出する。この電子をアナ
ログ電流、あるいはパルス数の信号として計測器（図示
せず）によって計測する。The Q-pole type mass spectrometer 131 installed in the mass spectrometry chamber 104
Are separated for each mass by an electromagnetic force and are ejected from an outlet.
The detected ions 213 emitted from the Q-pole mass spectrometer 131 pass through the exit aperture plate 132 and enter the inside of the electron multiplier 134 from the entrance 134a thereof.
In the electron multiplier tube 134, ions to be detected collide with the inner wall, which is a substance having a high secondary electron emission rate, and a plurality of secondary electrons are first emitted from the ions to be detected. These electrons emit secondary electrons one after another, and finally electrons multiplied by 10 3 to 10 8 are emitted from the outlet 134b. The electrons are measured as a signal of an analog current or a pulse number by a measuring device (not shown).
【００１０】電子増倍管１３４は、被検出イオンだけで
なく光に対しても反応する。すなわち、電子増倍管の内
壁が照射された光も２次電子を放出し、それ以後はイオ
ン入射の場合と同じように増倍動作が行われる。これ
は、光によってバックグラウンド（ＢＧ）を形成してし
まうことを意味している。そのため、従来の大部分の質
量分析装置においては電子増倍管１３４の入口１３４ａ
はイオン源から直接見通せない、第１アパーチャ板１１
２、第２アパーチャ板等の各開口の中心を通る軸に対し
てずれたオフ−アクシス型の構造となっている。オフ−
アクシス型電子増倍管１３４では、直進する光２２４は
電子増倍管１３４の入口１３４ａに入射しない。光は周
りの電極などで反射するので光バックグラウンドを完全
になくすことはできない。しかしオフ−アクシス型の構
造によれば、３〜５桁程度、光バックグラウンドを低減
することができる。これに対して、質量分析器１３１か
ら射出した正電荷の被検出イオンは、２ｋＶ程度のマイ
ナス電位が印加されている電子増倍管１３４の入口１３
４ａによる引込み力と１０Ｖ程度のプラス電位が印加さ
れている偏向板１３３による押出し力によって電子増倍
管１３４の入口１３４ａに入射する。これによって信号
強度（Ｓ）と光バックグラウンド（Ｂ）の比率（Ｓ／Ｂ
比）の大幅な改善が達成している。The electron multiplier 134 responds not only to ions to be detected but also to light. That is, the light irradiated on the inner wall of the electron multiplier tube also emits secondary electrons, and thereafter, the multiplication operation is performed as in the case of ion incidence. This means that a background (BG) is formed by light. Therefore, in most of the conventional mass spectrometers, the entrance 134a of the electron multiplier 134 is used.
Is the first aperture plate 11 which cannot be seen directly from the ion source.
2, an off-axis type structure which is shifted with respect to an axis passing through the center of each opening such as the second aperture plate. Off-
In the Axis type electron multiplier 134, the light 224 that goes straight does not enter the entrance 134 a of the electron multiplier 134. Since light is reflected by surrounding electrodes and the like, the light background cannot be completely eliminated. However, according to the off-axis structure, the light background can be reduced by about 3 to 5 digits. On the other hand, the positively-charged ions to be detected emitted from the mass analyzer 131 enter the inlet 13 of the electron multiplier 134 to which a negative potential of about 2 kV is applied.
The light enters the entrance 134a of the electron multiplier 134 due to the pull-in force of 4a and the pushing force of the deflection plate 133 to which a plus potential of about 10 V is applied. As a result, the ratio (S / B) of the signal strength (S) to the light background (B)
A significant improvement in the ratio has been achieved.
【００１１】しかしながら、Ｑポール型質量分析器１３
１から射出された被検出イオンは上記の軸と直角の方向
に関して大きなエネルギを持っているため、射出した被
検出イオンのうち１０％程度のイオンしか電子増倍管１
３４の入口１３４ａに入射できない。すなわち、ここで
１／１０程度の感度低下が発生している。しかも、直角
方向のエネルギは質量によって変わるので、測定してい
るピークによって感度が変化する、すなわち感度の質量
依存性により測定の精度が低下している。このような問
題があるにも拘わらず、後述するように電子衝撃型イオ
ン源は強い光を放出するので、この感度低下・精度低下
を受け入れても、オフ−アクシス型の電子増倍管が有効
となっており、質量分析装置においてはオフ−アクシス
型はほぼ確定的なものとなっている。そのため、従来の
イオン付着質量分析装置においても、このオフ−アクシ
ス型の電子増倍管１３４が使われていた。However, the Q-pole mass analyzer 13
Since the ions to be detected ejected from 1 have a large energy in the direction perpendicular to the axis, only about 10% of the ions to be detected are ejected from the electron multiplier 1.
34 cannot enter the entrance 134a. That is, the sensitivity is reduced by about 1/10 here. Moreover, since the energy in the perpendicular direction changes depending on the mass, the sensitivity changes depending on the peak being measured, that is, the accuracy of the measurement decreases due to the mass dependency of the sensitivity. Despite these problems, the electron impact ion source emits strong light, as described later. Therefore, even if the sensitivity and accuracy are reduced, an off-axis type electron multiplier is effective. In the mass spectrometer, the off-axis type is almost definite. Therefore, the off-axis type electron multiplier 134 has been used in a conventional ion attachment mass spectrometer.
【００１２】なお増幅機能のある電子増倍管ではなく、
単なる電極（コレクタ電極）によって質量分析器から射
出された被検出イオンを電流として検出する方式も存在
する。コレクタ電極は軸の上に置かれるが、これはコレ
クタ電極が光に感じないこと、および微小電流のため電
気バックグラウンドが支配的になっていることが理由と
なっている。It is to be noted that this is not an electron multiplier having an amplification function.
There is also a method in which ions to be detected emitted from a mass analyzer are detected as a current by a simple electrode (collector electrode). The collector electrode is placed on the axis, because the collector electrode is insensitive to light and the electrical background is dominant due to the small current.
【００１３】次にイオン付着質量分析装置に関連して電
子衝撃質量分析装置について説明する。電子衝撃質量分
析装置は、解離しやすいことが大きな欠点となっている
が、装置が簡単であるという長所から質量分析装置とし
ては非常に一般的となっている。図１４と図１５を参照
して従来の電子衝撃質量分析装置の代表例を説明する。
図１４は全体的な構成を示し、図１５はイオン化室付近
を拡大して示す。図１４において、図２で説明した要素
と実質的に同じ要素には同一の符号を付し、詳細な説明
を省略する。基本的にイオン化室の構成が異なる。図１
５を参照して電子衝撃式のイオン化室を説明する。Next, an electron impact mass spectrometer will be described in relation to the ion attachment mass spectrometer. Although the electron impact mass spectrometer has a major drawback that it is easily dissociated, it is very popular as a mass spectrometer because of its simplicity. A representative example of a conventional electron impact mass spectrometer will be described with reference to FIGS.
FIG. 14 shows the overall configuration, and FIG. 15 shows an enlarged view of the vicinity of the ionization chamber. 14, elements substantially the same as the elements described in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description will be omitted. Basically, the configuration of the ionization chamber is different. Figure 1
The electron impact type ionization chamber will be described with reference to FIG.
【００１４】図１５に示されるごとく、イオン化室３１
０において、電子放出用フィラメント３１８とリペラ３
１９が設けられる。フィラメント３１８は第１アパーチ
ャ板１１２の開口１１３から外れた位置に設けられ、リ
ペラ３１９は開口１１３に対向するごとく配置されてい
る。As shown in FIG. 15, the ionization chamber 31
0, the electron emitting filament 318 and the repeller 3
19 are provided. The filament 318 is provided at a position outside the opening 113 of the first aperture plate 112, and the repeller 319 is arranged so as to face the opening 113.
【００１５】電子放出用フィラメント３１８が１８００
℃程度に加熱されると、熱電子３２０がイオン化室３１
０の空間に放出される。熱電子３２０は５０〜１００ｅ
Ｖ程度まで加速されて中性の被検出ガス３１２に衝撃
し、正電荷の被検出イオン（電子が剥ぎとられた被検出
ガス）が形成される。リペラ３１９には正の電圧が印加
されているので、熱電子３２０はリペラ３１９の方に曲
がるが、電子が剥ぎとられた被検出イオンは逆の極性を
もつので、押し出されて質量分析器１３１の方に向って
進む。なおイオン化室３１０の圧力は、電子・イオンの
動きが制限されないように少なくとも１０-2Ｐａが必要
である。The electron emitting filament 318 is 1800
When heated to about ° C, thermionic electrons 320 are generated in the ionization chamber 31.
It is released to space 0. Thermionic 320 is 50-100e
The gas is accelerated to about V and bombards the neutral gas to be detected 312 to form positively-charged ions to be detected (a gas from which electrons have been stripped). Since a positive voltage is applied to the repeller 319, the thermoelectrons 320 bend toward the repeller 319. However, since the detected ions from which the electrons have been stripped have the opposite polarity, they are pushed out and mass-exposed by the mass analyzer 131. Proceed towards. The pressure in the ionization chamber 310 needs to be at least 10 −2 Pa so that the movement of electrons and ions is not restricted.
【００１６】電子放出用フィラメント３１８は約１８０
０℃に加熱されているので、非常に強い光３２４を発生
している。また被検出ガス３２１に電子３２０が衝撃し
た時には大きな余剰エネルギが出るので、非常に強い光
３２５（強く励起された被検出ガスからの光）を発生し
ている。電子放出用フィラメント３１８は開口１１３の
軸から外れて位置しているので、電子放出用フィラメン
ト３１８からの光３２４は質量分析器１３１の出口まで
は届かない。しかし、強く励起された被検出ガスからの
光３２５は、開口１１３の軸上で発生するので質量分析
器１３１の出口まで届き、もし電子増倍管１３４がオフ
−アクシス型ではない場合には大きなバックグランドを
形成する。またオフ−アクシス型であっても、或る程度
のバックグランドを形成し、それが測定限界を決めてい
る。The electron emitting filament 318 has a length of about 180
Since it is heated to 0 ° C., very strong light 324 is generated. When the electrons 320 impact the gas 321 to be detected, a large surplus energy is generated, so that extremely strong light 325 (light from the gas to be detected that is strongly excited) is generated. Since the electron emission filament 318 is located off the axis of the opening 113, the light 324 from the electron emission filament 318 does not reach the exit of the mass analyzer 131. However, the strongly excited light 325 from the gas to be detected is generated on the axis of the opening 113 and reaches the outlet of the mass spectrometer 131. Form a background. Even in the off-axis type, a certain degree of background is formed, which determines the measurement limit.
【００１７】[0017]
【発明が解決しようとしている課題】従来のイオン付着
質量分析装置によって低濃度の被検出ガスを測定する場
合、信号がバックグランドに埋もれて測定が不可能とな
ることがあった。そこで、バックグラウンドを小さくし
て、測定限界をより小さくすることが従来から望まれて
いた。When a low-concentration gas to be detected is measured by a conventional ion attachment mass spectrometer, a signal may be buried in the background and measurement may not be possible. Therefore, it has been conventionally desired to reduce the background and reduce the measurement limit.
【００１８】さらに、バックグランドとしては計測器の
電気ノイズによるもの（電気ＢＧ）とイオン源からの光
によるもの（光ＢＧ）の２つがある。どちらが測定限界
を決めるバックグランドとなるかは、金属イオン放出体
の種類や装置状態によって異なる。例えば、放出される
金属イオンの量と光発生が共に少ない場合には電気ＢＧ
が支配的となるし、反対に放出される金属イオンの量も
光発生が共に多い場合には光ＢＧが支配的となる。測定
限界だけの観点からは、最も金属イオンの放出量が多
く、かつ光の発生量が少ない金属イオン放出体を一種類
を採用すればよいが、同位体など別の理由から異なる特
性を持った金属イオン放出体を使用する必要もある。そ
こで、それぞれの金属イオン放出体において測定限界を
より小さくすることが望まれる。Further, there are two backgrounds, one based on the electrical noise of the measuring instrument (electric BG) and the other based on the light from the ion source (optical BG). Which is the background that determines the measurement limit depends on the type of metal ion emitter and the state of the device. For example, when both the amount of emitted metal ions and the light generation are small, the electric BG
Is dominant. On the contrary, when the amount of emitted metal ions and the amount of generated light are both large, the light BG becomes dominant. From the viewpoint of the measurement limit alone, one type of metal ion emitter that emits the most metal ions and generates the least amount of light may be used, but it has different characteristics for other reasons such as isotopes. It is also necessary to use metal ion emitters. Therefore, it is desired to reduce the measurement limit of each metal ion emitter.
【００１９】本発明の目的は、上記の課題に鑑み、光に
よるバックグラウンドの影響を小さくして、低濃度の被
検出ガスの測定を可能にし、測定限界をより小さくした
イオン付着質量分析装置を提供することにある。In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an ion attachment mass spectrometer capable of reducing the influence of background due to light, enabling measurement of a low-concentration gas to be detected, and reducing the measurement limit. To provide.
【００２０】[0020]
【課題を解決するための手段】本発明に係るイオン付着
分析装置は、上記の目的を達成するために、次の通り構
成される。The ion adhesion analyzer according to the present invention is configured as follows to achieve the above object.
【００２１】第１の本発明に係るイオン付着質量分析装
置（請求項１に対応）は、前提の構成として、イオン化
室と、質量分析室と、それらの間に設けられるアパーチ
ャ板を備えている。イオン化室は、内部に金属イオン放
出体が配置されかつ被検出ガスが導入され、導入された
被検出ガスに対して金属イオン放出体が放出する金属イ
オンを付着させて被検出イオンを生じさせる。質量分析
室は、イオン化室から輸送される被検出イオンを質量分
別する質量分析器と質量分別された被検出イオンを検出
する電子増倍管を備えている。さらにアパーチャ板は、
被検出イオンを質量分析室に向けて通過させる開口を有
している。上記イオン付着質量分析装置では、さらに特
徴的構成として、イオン化室に設けられる金属イオン放
出体を、アパーチャ板の開口を通して質量分析器の出口
から直接に見通せない位置に配置している。通常、アパ
ーチャ板の開口の中心を通る軸に対してその直角の方向
に位置をずらすようにしている。当該軸は、質量分析器
の中心軸と一致している。従って軸に対して直角方向に
金属イオン放出体をずらして配置すれば、質量分析器の
出口からアパーチャ板の開口を通して金属イオン放出体
を見通すことはできない構成となる。The ion attachment mass spectrometer according to the first aspect of the present invention (corresponding to claim 1) is provided with an ionization chamber, a mass analysis chamber, and an aperture plate provided therebetween as prerequisite components. . In the ionization chamber, a metal ion emitter is disposed and a gas to be detected is introduced, and metal ions emitted from the metal ion emitter are attached to the introduced gas to be detected to generate ions to be detected. The mass spectrometry room is provided with a mass analyzer for mass-separating the detected ions transported from the ionization chamber and an electron multiplier for detecting the mass-separated detected ions. In addition, the aperture plate
It has an opening through which ions to be detected pass toward the mass spectrometry chamber. In the ion attachment mass spectrometer, as a further characteristic configuration, the metal ion emitter provided in the ionization chamber is disposed at a position that cannot be directly seen from the outlet of the mass analyzer through the opening of the aperture plate. Usually, the position is shifted in a direction perpendicular to an axis passing through the center of the opening of the aperture plate. This axis coincides with the central axis of the mass analyzer. Therefore, if the metal ion emitter is displaced in the direction perpendicular to the axis, the metal ion emitter cannot be seen through the opening of the aperture plate from the outlet of the mass analyzer.
【００２２】第２の本発明に係るイオン付着質量分析装
置（請求項２に対応）は、上記の構成において、イオン
化室と質量分析室の間に差動排気室を設け、上記のアパ
ーチャ板はイオン化室と差動排気室の間に設けられるよ
うに構成される。差動排気室は、圧力状態の異なるイオ
ン化室と質量分析室の間のつなげるものであり、差動排
気室で排気を行うことにより、開口を通してイオン化室
から質量分析室へのガスあるいはイオンの流れを作るこ
とに寄与する。According to a second aspect of the present invention, there is provided an ion attachment mass spectrometer (corresponding to claim 2), wherein a differential pumping chamber is provided between the ionization chamber and the mass spectrometry chamber. It is configured to be provided between the ionization chamber and the differential exhaust chamber. The differential evacuation chamber is a connection between the ionization chamber and the mass spectrometry chamber having different pressure states. By evacuating the differential evacuation chamber, gas or ion flows from the ionization chamber to the mass spectrometry chamber through the opening. Contribute to making.
【００２３】第３の本発明に係るイオン付着質量分析装
置（請求項３に対応）は、上記の構成において、電子増
倍管が、その入口が上記開口から直接に見通せる位置に
なるように配置されることを特徴とする。従来では、通
常、質量分析器の出口の近傍にいわゆるオフ−アクシス
構造の電子増倍管を配置するようにしていた。しかし、
このイオン付着質量分析装置では、金属イオン放出体の
設置位置を上記のごとくずらすようにしたので、オフ−
アクシス構造ではない電子増倍管を用いることが可能と
なった。According to a third aspect of the present invention, there is provided an ion attachment mass spectrometer according to the third aspect of the present invention, wherein the electron multiplier is arranged such that an entrance thereof is located at a position directly visible from the opening. It is characterized by being performed. Conventionally, usually, an electron multiplier having a so-called off-axis structure is arranged near the outlet of the mass spectrometer. But,
In this ion attachment mass spectrometer, since the installation position of the metal ion emitter is shifted as described above, the off-
It has become possible to use electron multipliers that do not have an axis structure.
【００２４】第４の本発明に係るイオン付着質量分析装
置（請求項４に対応）は、上記の構成において、電子増
倍管が、その入口が上記開口から直接に見通せる位置、
その入口が上記開口から直接に見通せない位置、それら
の間の位置の各々に配置されるように、移動可能に設け
られることを特徴とする。この構成によれば、測定の条
件に応じて電子増倍管の位置を変えることができ、低濃
度のガスをより高い精度で質量分析することができる。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an ion attachment mass spectrometer according to the fourth aspect of the present invention, wherein the electron multiplier has a position at which an entrance thereof can be directly seen through the opening.
It is characterized in that it is movably provided so that the entrance is located at a position that cannot be directly seen through the opening and at a position between them. According to this configuration, the position of the electron multiplier can be changed in accordance with the measurement conditions, and low-concentration gas can be subjected to mass analysis with higher accuracy.
【００２５】第５の本発明に係るイオン付着質量分析装
置（請求項５に対応）は、上記の構成において、上記の
電子増倍管が２つ設けられ、第１の電子増倍管はその入
口が開口から直接に見通せない位置に配置され、第２の
電子増倍管は直接に見通せる位置に設置され、２つの電
子増倍管に印加される電圧を制御していずれかの電子増
倍管で被検出イオンを検出するように構成される。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an ion attachment mass spectrometer according to the fifth aspect of the present invention, wherein two electron multipliers are provided, and the first electron multiplier is provided with two electron multipliers. The inlet is located at a position where it cannot be directly seen through the opening, and the second electron multiplier is installed at a position where it can be seen directly, and the voltage applied to the two electron multipliers is controlled to control any one of the electron multipliers. The tube is configured to detect ions to be detected.
【００２６】第６の本発明に係るイオン付着質量分析装
置（請求項６に対応）は、上記の構成において、金属イ
オン放出体は、質量分析器の出口から直接に見通せない
範囲で移動可能に設けたことを特徴とする。金属イオン
放出体の設置位置は、金属イオンの放出量および光発生
量に応じて適切に変えることができる。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the ion attachment mass spectrometer according to the sixth aspect of the present invention, wherein the metal ion emitter is movable within a range that cannot be directly seen from the outlet of the mass analyzer. It is characterized by having been provided. The installation position of the metal ion emitter can be appropriately changed according to the amount of emitted metal ions and the amount of generated light.
【００２７】本発明に係るイオン付着質量分析装置は、
さらに、上記の構成において、好ましくは、次のように
構成することもできる。金属イオン放出体と差動排気室
における排気口と開口とが直線の上に位置するように構
成される（請求項７に対応）。この構成では滑らかなガ
スの流れを作ることができる。電界を与える偏向板をイ
オン化室に設けることもできる（請求項８に対応）。イ
オン化室から質量分析装置へのガスの流れが弱い場合に
は偏向板による電界で補助することが可能となる。イオ
ン化室の圧力は１０〜１０００Ｐａの範囲内に含まれる
圧力であることが望ましい（請求項９に対応）。さら
に、上記の金属イオンは好ましくはＬｉ+、Ｋ+、Ｎ
ａ+、Ｒｂ+、Ｃｓ+、Ａｌ+、Ｇａ+、Ｉｎ+のうちいずれ
かである（請求項１０に対応）。The ion attachment mass spectrometer according to the present invention comprises:
Further, in the above configuration, preferably, the following configuration can be adopted. The metal ion emitter and the exhaust port and the opening in the differential exhaust chamber are configured to be located on a straight line (corresponding to claim 7). With this configuration, a smooth gas flow can be created. A deflection plate for applying an electric field may be provided in the ionization chamber (corresponding to claim 8). When the gas flow from the ionization chamber to the mass spectrometer is weak, it is possible to assist with the electric field by the deflection plate. It is desirable that the pressure in the ionization chamber be within a range of 10 to 1000 Pa (corresponding to claim 9). Further, the above-mentioned metal ions are preferably Li + , K + , N
a + , Rb + , Cs + , Al + , Ga + , or In + (corresponding to claim 10).
【００２８】[0028]
【作用】図１２に示した従来のイオン付着質量分析装置
を用いて信号強度と光ＢＧの関係を調べた結果、信号強
度と光ＢＧの比率（Ｓ／Ｂ比）は、図１４と図１５に基
づき説明された前述の電子衝撃型質量分析装置に比べて
良好であることが確認された。つまり、イオン付着質量
分析装置のイオン化室から電子増倍管に入射する光は少
ない。これは、電子衝撃型質量分析装置のフィラメント
の温度差が理由と思われる。As a result of examining the relationship between signal intensity and light BG using the conventional ion attachment mass spectrometer shown in FIG. 12, the ratio of signal intensity to light BG (S / B ratio) is shown in FIG. 14 and FIG. It was confirmed to be better than the above-mentioned electron impact mass spectrometer described on the basis of. That is, a small amount of light enters the electron multiplier from the ionization chamber of the ion attachment mass spectrometer. This is probably due to the temperature difference between the filaments of the electron impact mass spectrometer.
【００２９】次に、通常では位置が第１アパーチャ板の
開口の中心を通る軸の上に位置している金属イオン放出
体を、当該軸に直角する方向に移動できる構成を設け
て、信号強度の金属イオン放出***置依存性を求めた。
この結果を図１１に示す。図１１のグラフで、横軸は放
出***置（ｍｍ）を示し、縦軸は信号強度を示してい
る。横軸の放出***置に関して第１アパーチャ板の開口
の中心の位置が０になっており、当該中心位置に対して
両側にずらし位置を設定している。ここで、放出体の直
径は例えば２ｍｍであり、第１アパーチャ板の開口の直
径は例えば１ｍｍであるとする。図１１に示された信号
強度のグラフとしては、イオン化室の圧力を実際の測定
時での圧力である１００Ｐａとした場合での被検出ガス
ＭＬｉ+の特性１、同じくイオン化室の圧力を実際の測
定時での圧力である１００Ｐａとした場合での未付着の
金属イオンＬｉ+の特性２、および被検出ガスの導入が
ない状態で低い圧力である１０-3Ｐａとした場合での未
付着の金属イオンＬｉ+の特性３の３種類の特性が示さ
れている。特性３によれば、金属イオン放出体の直径と
同等の距離（２ｍｍ）を移動すると信号強度が一桁近く
も減少し、２倍の距離を移動すると信号強度が３桁以上
も減少する。これに対して特性１や特性２によれば、金
属イオン放出体の直径の２倍の距離を移動しても信号強
度はわずかに減少するのみである。Next, a structure is provided in which the metal ion emitter, which is normally positioned on an axis passing through the center of the opening of the first aperture plate, can be moved in a direction perpendicular to the axis, and the signal intensity is increased. Of the position of the metal ion emitter was determined.
The result is shown in FIG. In the graph of FIG. 11, the horizontal axis indicates the emitter position (mm), and the vertical axis indicates the signal intensity. The position of the center of the opening of the first aperture plate with respect to the position of the emitter on the horizontal axis is 0, and a position shifted to both sides with respect to the center position is set. Here, the diameter of the emitter is, for example, 2 mm, and the diameter of the opening of the first aperture plate is, for example, 1 mm. As a graph of the signal intensity shown in FIG. 11, the characteristic 1 of the gas to be detected MLi + when the pressure in the ionization chamber is set to 100 Pa which is the pressure at the time of the actual measurement, The characteristic 2 of the metal ion Li + which is not adhered when the pressure at the time of measurement is set to 100 Pa, and the metal ion Li + which is not adhered when the pressure is set to 10 -3 Pa which is a low pressure without introducing the gas to be detected. Three types of characteristics, that is, characteristic 3 of the metal ion Li + are shown. According to the characteristic 3, the signal intensity decreases by almost one digit when moving the same distance (2 mm) as the diameter of the metal ion emitter, and the signal intensity decreases by three digits or more when moving twice. On the other hand, according to the characteristics 1 and 2, the signal intensity only slightly decreases even when the metal ion emitter moves a distance twice the diameter of the metal ion emitter.
【００３０】圧力が１０-3Ｐａの場合には平均自由行程
は数ｍとなるので、イオンはガスとは衝突せずに直進す
る。従って質量分析器の出口から直接見通せない位置に
金属イオン放出体が配置されると、特性３に示されるご
とく（Ｌｉ+、１０-3Ｐａ）の場合の信号強度が激減す
ることは理に適っている。従って金属イオン放出体から
の光が電子増倍管に入射する光の強度変化もこの強度変
化と同じとなることが容易に予想される。また被検出ガ
スに対する金属イオンの付着は金属イオン放出体と開口
の間で発生するので、励起された被検出ガスからの光が
電子増倍管に入射する光の強度変化は、単純化すれば、
この強度変化を横に２倍に広げた形となることが予想さ
れる。When the pressure is 10 −3 Pa, the mean free path is several meters, and the ions travel straight without colliding with the gas. Therefore, if the metal ion emitter is arranged at a position that cannot be seen directly from the outlet of the mass spectrometer, it is reasonable that the signal intensity in the case of (Li + , 10 −3 Pa) drastically decreases as shown in the characteristic 3. ing. Therefore, it is easily expected that the intensity change of the light from the metal ion emitter entering the electron multiplier will be the same as this intensity change. Also, since the attachment of metal ions to the gas to be detected occurs between the metal ion emitter and the opening, the change in the intensity of the light from the excited gas to be detected that enters the electron multiplier can be simplified. ,
It is expected that this intensity change will be spread twice as wide.
【００３１】特性３に基づく上記の現象に対して、特性
２での金属イオンの挙動は非常に注目すべきものとなっ
ている。金属イオン放出体などの電位によって信号強度
が大きく変わることから、金属イオンの動きが電界によ
って強く支配されているのは確かであるが、それと同時
にガスの流れにも支配されていることを示している。１
００Ｐａでは平均自由行程は数十μｍとなり、金属イオ
ンはガスと頻繁に衝突して運動エネルギを失うので、ガ
スの流れに強く影響されることが推測された。特に、差
動排気室の圧力は０．１〜１Ｐａとなっているので、イ
オン化室の開口付近では吸込みによるガスの流れが生じ
ており、開口の軸上から外れた位置で放出された金属イ
オンおよび金属イオンが付着して被検出ガス（被検出イ
オン）も、この強いガスの流れの乗って効率よく第１ア
パーチャ板の開口を通過できていると考えられる。そこ
で金属イオン放出体を、第１アパーチャ板の開口の軸上
からずらすことにより、本来の信号強度はあまり低下さ
せずに、光ＢＧを大幅に減少させることが可能となる。In contrast to the above phenomenon based on the characteristic 3, the behavior of the metal ion in the characteristic 2 is very remarkable. Since the signal intensity greatly changes depending on the potential of the metal ion emitter, it is certain that the movement of metal ions is strongly controlled by the electric field, but at the same time, it is also controlled by the gas flow. I have. 1
At 00 Pa, the mean free path was several tens of μm, and metal ions frequently collided with the gas and lost kinetic energy, so it was presumed that the metal ions were strongly affected by the gas flow. In particular, since the pressure of the differential exhaust chamber is 0.1 to 1 Pa, a gas flow is generated by suction near the opening of the ionization chamber, and metal ions released at a position off the axis of the opening Also, it is considered that the gas to be detected (the ions to be detected) due to the adhesion of the metal ions can efficiently pass through the opening of the first aperture plate with the strong gas flow. Therefore, by shifting the metal ion emitter from the axis of the opening of the first aperture plate, it is possible to greatly reduce the light BG without significantly lowering the original signal intensity.
【００３２】[0032]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を添付図面に基づいて説明する。Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【００３３】図１と図２に基づいて本発明の第１実施形
態を説明する。図１は全体的な構成を示し、図２はイオ
ン化室の部分のイオン付着作用とガスの流れを拡大して
示している。これらの図において、１１はイオン化室、
１２は差動排気室、１３は質量分析室である。イオン化
室１１には被検出ガス供給容器１４が導入管１５を介し
て接続され、これより被検出ガスがイオン化室１１に導
入される。イオン化室１１の内部には金属イオン放出体
１６が所定の位置に配置される。金属イオン放出体１６
には加熱用フィラメント１７が挿通されている。加熱用
フィラメント１７には電源（図示せず）が接続され、給
電が行われる。イオン化室１１と差動排気室１２の間に
は第１アパーチャ板１８が設けられ、第１アパーチャ板
１８の中心部には円形の開口１９が形成されている。こ
の開口１９を通して被検出ガスや被検出イオンが移動す
る。A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows the overall configuration, and FIG. 2 shows an enlarged view of the ion attachment action and gas flow in the ionization chamber. In these figures, 11 is an ionization chamber,
12 is a differential exhaust chamber, and 13 is a mass spectrometry chamber. A detected gas supply container 14 is connected to the ionization chamber 11 via an introduction pipe 15, from which a detected gas is introduced into the ionization chamber 11. Inside the ionization chamber 11, a metal ion emitter 16 is disposed at a predetermined position. Metal ion emitter 16
, A heating filament 17 is inserted. A power supply (not shown) is connected to the heating filament 17 to supply power. A first aperture plate 18 is provided between the ionization chamber 11 and the differential exhaust chamber 12, and a circular opening 19 is formed in the center of the first aperture plate 18. The gas to be detected and the ions to be detected move through the opening 19.
【００３４】差動排気室１２の内部には集束レンズ２０
が配置されている。集束レンズ２０は静電界を利用した
静電レンズである。集束レンズ２０は筒型形態を有し、
その中心軸を含む内部空間は開口１９の中心を通る軸１
０に沿っている。差動排気室１２には差動排気室用真空
ポンプ２１が付設されている。真空ポンプ２１で差動排
気室１２の内部を排気すると、開口１９を通してイオン
化室１１の内部も同時に排気される。従ってイオン化室
１１から差動排気室１２へのガス等の流れが生じる。差
動排気室１２と質量分析室１３との間には第２アパーチ
ャ板２２が設けられる。第２アパーチャ板２２にはその
中央に円形の開口２３が形成されている。開口２３の中
心においても上記の軸１０が通っている。A focusing lens 20 is provided inside the differential exhaust chamber 12.
Is arranged. The focusing lens 20 is an electrostatic lens using an electrostatic field. The focusing lens 20 has a cylindrical shape,
The internal space including the central axis is the axis 1 passing through the center of the opening 19.
It is along 0. The differential exhaust chamber 12 is provided with a differential exhaust chamber vacuum pump 21. When the inside of the differential evacuation chamber 12 is evacuated by the vacuum pump 21, the interior of the ionization chamber 11 is simultaneously evacuated through the opening 19. Therefore, a flow of gas or the like from the ionization chamber 11 to the differential exhaust chamber 12 occurs. A second aperture plate 22 is provided between the differential evacuation chamber 12 and the mass analysis chamber 13. The second aperture plate 22 has a circular opening 23 formed in the center thereof. The shaft 10 passes through the center of the opening 23 as well.
【００３５】質量分析装置１３の内部にはＱポール型質
量分析器３１が配置されている。さらに質量分析装置１
３には質量分析室用真空ポンプ３２が付設されている。
Ｑポール型質量分析器３１の入口は第２アパーチャ板２
２の近くに配置され、出口側には出口アパーチャ板３３
が設けられ、さらに偏向板３４が配置されている。そし
て偏向板３４の近傍に電子増倍管３５が配置されてい
る。A Q-pole mass spectrometer 31 is arranged inside the mass spectrometer 13. Further mass spectrometer 1
3 is provided with a vacuum pump 32 for the mass spectrometry room.
The entrance of the Q-pole mass spectrometer 31 is the second aperture plate 2
2 and an exit aperture plate 33 on the exit side.
Are provided, and a deflection plate 34 is further disposed. An electron multiplier 35 is arranged near the deflection plate 34.
【００３６】以上の構成において、イオン付着質量分析
装置では、イオン化室１１、差動排気室１２、質量分析
室１３を通して軸１０が定められている。この軸１０に
対して電子増倍管３５は、その入口３５ａが軸１０から
外れた位置にある。電子増倍管３５はこの意味で従来と
同様なオフ−アクシス構造の電子増倍管である。電子増
倍管３５の入口３５ａは上側を向いている。さらにイオ
ン化室１１に配置される金属イオン放出体１６は、開口
１９の中心を通る上記軸１０に対してずれた位置に配置
される。金属イオン放出体１６の位置のずれ量は、開口
１９およびＱポール型質量分析器３１の出口との位置関
係に基づいて決定される。すなわち、イオン化室１１に
おいて金属イオン放出体１６は、Ｑポール型質量分析器
３１の出口から直接見通せない位置に固定して設置され
る。図１において、３６は金属イオン放出体１６から出
た金属イオンが被検出ガスに付着して被検出イオンとな
り、集束レンズ２０、Ｑポール型質量分析器３１を通過
した後に電子増倍管３５の入口に捕らえられるまでの移
動の全体的な軌跡を示すものである。In the above configuration, in the ion attachment mass spectrometer, the shaft 10 is defined through the ionization chamber 11, the differential exhaust chamber 12, and the mass analysis chamber 13. The electron multiplier 35 is located at a position where the entrance 35 a of the electron multiplier 35 is off the shaft 10 with respect to the shaft 10. The electron multiplier 35 is an electron multiplier having an off-axis structure similar to the conventional one in this sense. The entrance 35a of the electron multiplier 35 faces upward. Further, the metal ion emitter 16 disposed in the ionization chamber 11 is disposed at a position shifted from the axis 10 passing through the center of the opening 19. The amount of displacement of the metal ion emitter 16 is determined based on the positional relationship between the opening 19 and the outlet of the Q-pole mass spectrometer 31. That is, in the ionization chamber 11, the metal ion emitter 16 is fixedly installed at a position where it cannot be seen directly from the outlet of the Q-pole mass spectrometer 31. In FIG. 1, reference numeral 36 denotes a metal ion emitted from the metal ion emitter 16 attached to the gas to be detected and becomes a detected ion, and after passing through the focusing lens 20 and the Q-pole mass spectrometer 31, the electron multiplier 35. It shows the overall trajectory of the movement until it is caught at the entrance.
【００３７】図２において、４１は金属イオン放出体１
６から放出された金属イオン、４２はイオン化室１１へ
導入された中性の被検出ガス、４３は金属イオン４１が
付着した被検出ガスすなわち被検出イオンである。さら
に４４は金属イオン４１の移動の軌跡であり、４５は被
検出イオン４３の移動の軌跡である。また４６は金属イ
オン放出体１６から出た光、４７は弱く励起された被検
出ガスから出た光である。光の大部分は、第１アパーチ
ャ板１８で遮られている。In FIG. 2, reference numeral 41 denotes a metal ion emitter 1
Reference numeral 42 denotes a metal ion released from 6, a neutral gas to be detected introduced into the ionization chamber 11, and 43 denotes a gas to be detected to which the metal ion 41 is attached, that is, a detected ion. Further, reference numeral 44 denotes a locus of movement of the metal ions 41, and reference numeral 45 denotes a locus of movement of the ions 43 to be detected. Reference numeral 46 denotes light emitted from the metal ion emitter 16, and reference numeral 47 denotes light emitted from the weakly excited gas to be detected. Most of the light is blocked by the first aperture plate 18.
【００３８】金属イオン放出体１６から放出された金属
イオン４１は、移動軌跡４４に示すごとく開口１９付近
のガスの流れに乗って開口１９に向って進む。その途中
で金属イオン４１が被検出ガス４２に付着し、被検出イ
オン４３となって、移動軌跡４５に示すごとく開口１９
に向って進む。これらの金属イオン４１と被検出イオン
４３の動きは連続しており、途中で全く変化せず、金属
イオンの移動軌跡４４と被検出イオンの移動軌跡４５は
滑らかにつながっている。The metal ions 41 emitted from the metal ion emitting body 16 travel toward the opening 19 by riding on the gas flow near the opening 19 as shown by a movement locus 44. On the way, the metal ions 41 adhere to the gas 42 to be detected and become the ions 43 to be detected.
Proceed toward. The movement of the metal ion 41 and the detected ion 43 is continuous, does not change at all in the middle, and the moving trajectory 44 of the metal ion and the moving trajectory 45 of the detected ion are smoothly connected.
【００３９】その後、被検出イオン４３は開口１９を通
過し、差動排気室１２内の集束レンズ２０の内部空間を
通ってＱポール型質量分析器３１に送られる。金属イオ
ン放出体１６は開口１９の軸１０の上ではなく、質量分
析器３１の出口から直接見通せない軸１０からずれた位
置に存在する。しかしながら、図１１の特性２で示した
ように、これによる信号強度の低下はわずかである。信
号強度のわずかな低下に対して、前述のごとく光４６，
４７は相当の部分が第１アパーチャ板１８で遮られるた
めに、光ＢＧは大幅に低下する。このため、信号強度と
光ＢＧの比率、すなわちＳ／Ｂ比を大幅に低下させるこ
とができる。特に、本実施形態では、電子増倍管３５が
オフ-アクシス構造であり、光に感じにくい構造である
ため、非常に優れたＳ/Ｂ比となる。使用している金属
イオン放出体１６が、放出される金属イオンの量も光発
生も多い特性を有する場合には、光ＢＧが支配的となり
やすいので、本構造が測定限界の改善に有効となる。Thereafter, the ions 43 to be detected pass through the opening 19, and are sent to the Q-pole mass analyzer 31 through the internal space of the focusing lens 20 in the differential evacuation chamber 12. The metal ion emitter 16 is not on the axis 10 of the opening 19 but at a position shifted from the axis 10 which cannot be directly seen from the outlet of the mass analyzer 31. However, as shown by the characteristic 2 in FIG. 11, the signal strength is slightly reduced. For a slight decrease in signal strength, light 46,
The light BG 47 significantly decreases because a considerable portion is blocked by the first aperture plate 18. Therefore, the ratio between the signal intensity and the light BG, that is, the S / B ratio can be significantly reduced. In particular, in this embodiment, the electron multiplier 35 has an off-axis structure and a structure that is hardly perceived by light, so that a very excellent S / B ratio is obtained. In the case where the metal ion emitter 16 used has a characteristic of emitting a large amount of metal ions and generating a large amount of light, light BG tends to be dominant, and thus the present structure is effective in improving the measurement limit. .
【００４０】本実施形態によるイオン付着質量分析装置
ではイオン化室１１には直接に真空ポンプを取り付けて
いない。イオン化室１１の排気は、差動排気室用真空ポ
ンプ２１により開口１９を経由して行われている。この
ためイオン化室１１では、比検出ガス等のガスの流れが
すべて開口１９に向っているので、金属イオン放出体１
６から放出された金属イオン４１と被検出イオン４３
は、非常に効率的に開口１９に向って進むことになる。In the ion attachment mass spectrometer according to the present embodiment, a vacuum pump is not directly attached to the ionization chamber 11. The exhaust of the ionization chamber 11 is performed by the differential exhaust chamber vacuum pump 21 through the opening 19. For this reason, in the ionization chamber 11, since all the gas flows such as the ratio detection gas are directed to the opening 19, the metal ion emitter 1
Metal ions 41 and detected ions 43 emitted from 6
Go very efficiently to the opening 19.
【００４１】図１および図２に示されるごとく、金属イ
オン放出体１６、開口１９の中心、差動排気室用真空ポ
ンプ４の排気口の３つの位置が概ね直線上になるように
配置されている。これは、金属イオンの付着した被検出
ガス４３の差動排気室１２での動きを補正するためであ
る。すなわち、ガスの流れに乗って第１アパーチャ板１
８の開口１０を通過した被検出イオン４３は、金属イオ
ン放出体１６が設置されている方向の速度成分を保持し
ているので、そのままであると、第２アパーチャ板２２
の開口２３を効率よく通過することができないが、差動
排気室用真空ポンプ２１により排気のガスの流れを利用
して、この成分を相殺している。As shown in FIGS. 1 and 2, the three positions of the metal ion emitter 16, the center of the opening 19, and the exhaust port of the vacuum pump 4 for the differential exhaust chamber are arranged so as to be substantially linear. I have. This is to correct the movement of the detected gas 43 to which the metal ions are attached in the differential exhaust chamber 12. That is, the first aperture plate 1 rides on the gas flow.
The detected ions 43 that have passed through the aperture 10 of FIG. 8 retain the velocity component in the direction in which the metal ion emitters 16 are installed, and if left as such, the second aperture plate 22
However, this component is canceled by utilizing the flow of the exhaust gas by the vacuum pump 21 for the differential exhaust chamber.
【００４２】次に図３に基づいて本発明の第２の実施形
態を説明する。図３において、図１で説明した要素と実
質的に同一の要素には同一の符号を付し、その詳細な説
明を省略する。第２の実施形態で特徴的な点は、Ｑポー
ル型質量分析器３１の出口側に設けられる電子増倍管５
１が、いわゆるオフ−アクシス構造を有していないこと
である。その他の構成および作用は第１実施形態で説明
した構成と同じである。電子増倍管５１の入口５１ａは
軸１０の上にあって、Ｑポール型質量分析器３１の出口
に向かっている。電子増倍管５１は、第１アパーチャ板
１８の開口１９から常に直接に見通せる位置に固定的に
設置されている。このため、もしイオン源からの光があ
ると光ＢＧは高くなってしまう。しかしながら、Ｑポー
ル型質量分析器３１から射出した正電荷の被検出ガス
（被検出イオン）は、大きく軌道を曲げられずにオフ−
アクシス構造でない電子増倍管５１の入口５１ａに入射
するので、感度的にはオフ−アクシス構造の電子増倍管
よりも１０倍程度も有利になり、しかも質量依存性のな
い高精度な測定が可能となる。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3, elements substantially the same as the elements described in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. A feature of the second embodiment is that the electron multiplier 5 provided on the exit side of the Q-pole mass spectrometer 31
1 has no so-called off-axis structure. Other configurations and operations are the same as those described in the first embodiment. The inlet 51a of the electron multiplier 51 is on the shaft 10 and faces the outlet of the Q-pole mass spectrometer 31. The electron multiplier 51 is fixedly installed at a position where it can always be directly seen through the opening 19 of the first aperture plate 18. For this reason, if there is light from the ion source, the light BG will be high. However, the positively-charged gas to be detected (detected ions) emitted from the Q-pole mass spectrometer 31 is turned off because the orbit is not largely bent.
Since the light is incident on the entrance 51a of the electron multiplier 51 having no axis structure, the sensitivity is about 10 times more advantageous than the electron multiplier having the off-axis structure. It becomes possible.
【００４３】また本実施形態においても、第１実施形態
と同様に、金属イオン放出体１６は、Ｑポール型質量分
析器３１の出口から直接に見通せない位置に設置されて
いるため、金属イオン放出体１６から飛来してくる光は
非常に少ない。そのため、オフ-アクシス構造でない電
子増倍管５１であっても光ＢＧはそれほど大きなものと
はならない。特に、放出される金属イオンの量も光発生
も少ない場合には、電気ＢＧが支配的となりやすいの
で、本構造が測定限界の改善に有効となる。Also in this embodiment, as in the first embodiment, the metal ion emitter 16 is installed at a position that cannot be seen directly from the outlet of the Q-pole type mass spectrometer 31, so that the metal ion emitter 16 Light coming from the body 16 is very small. Therefore, even if the electron multiplier tube 51 does not have the off-axis structure, the light BG is not so large. In particular, when the amount of released metal ions and light generation are small, the electric BG tends to be dominant, and thus this structure is effective for improving the measurement limit.
【００４４】図４と図５に基づいて本発明の第３の実施
形態を説明する。図４と図５において、前述の実施形態
で説明した要素と実質的に同一の要素には同一の符号を
付し、詳細な説明を省略する。この実施形態では、可動
式の電子増倍管５２を備えている点に特徴がある。その
他の構成は、上記実施形態で説明した構成と同じであ
る。可動式の電子増倍管５２は、軸１０に対して、これ
と直角の方向に往復して移動できる構造となっている。
図４と図５において、矢印５３は電子増倍管５２が移動
する態様を概念的に示すものである。電子増倍管５２を
移動させる機構は、真空中で物体を移動させる方式とし
ては各種方式が従来からよく知られており、これらのう
ち任意のものを用いることができる。A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5, the same reference numerals are given to substantially the same components as those described in the above embodiment, and the detailed description will be omitted. This embodiment is characterized in that a movable electron multiplier 52 is provided. Other configurations are the same as the configurations described in the above embodiment. The movable electron multiplier 52 has a structure capable of moving back and forth in a direction perpendicular to the shaft 10.
4 and 5, an arrow 53 conceptually shows a mode in which the electron multiplier 52 moves. As a mechanism for moving the electron multiplier 52, various methods for moving an object in a vacuum have been well known, and any of these methods can be used.
【００４５】図４は、電子増倍管５２が上側位置に移動
して配置された状態を示している。この状態では、電子
増倍管５２の入口５２ａは第１アパーチャ板１８の開口
１９から直接に見通せる位置にある。すなわち、この場
合には、電子増倍管５２はオフ−アクシス構造ではない
電子増倍管として設けられている。図５は、電子増倍管
５２が下側位置に移動して配置された状態を示してい
る。この状態では、電子増倍管５２の入口５２ａは第１
アパーチャ板１８の開口１９から見通せない位置にあ
る。すなわち、この場合には、電子増倍管５２はオフ−
アクシス構造を有する電子増倍管として設けられてい
る。実際には、電子増倍管５２の位置は、図４と図５に
示した位置の間の任意の位置に設定することができる。FIG. 4 shows a state in which the electron multiplier 52 has been moved to the upper position. In this state, the entrance 52a of the electron multiplier 52 is at a position where it can be seen directly from the opening 19 of the first aperture plate 18. That is, in this case, the electron multiplier 52 is provided as an electron multiplier not having an off-axis structure. FIG. 5 shows a state in which the electron multiplier 52 has been moved to the lower position. In this state, the inlet 52a of the electron multiplier 52 is the first
It is in a position that cannot be seen through the opening 19 of the aperture plate 18. That is, in this case, the electron multiplier 52 is turned off.
It is provided as an electron multiplier having an axis structure. In practice, the position of the electron multiplier 52 can be set to any position between the positions shown in FIGS.
【００４６】前述の実施形態で説明した通り、本実施形
態においても、イオン化室１１に配置される金属イオン
放出体１６の設置位置は、軸１０に対してずれた位置で
あり、Ｑポール型質量分析器３１の出口から見通せる位
置には存在しない。この構成によれば、上記実施形態で
説明した作用・効果が同様に発揮される。As described in the above embodiment, also in the present embodiment, the installation position of the metal ion emitter 16 arranged in the ionization chamber 11 is a position shifted from the axis 10 and the Q pole type mass It does not exist at a position visible from the outlet of the analyzer 31. According to this configuration, the functions and effects described in the above embodiment are similarly exhibited.
【００４７】本実施形態による構成によれば、真空の中
でその位置を変化させることのできる可動式構造を有す
る電子増倍管５２を備えている。この構造によれば、例
えば金属イオン放出体１６から放出される金属イオンの
量も光発生も少ない場合には、図４に示すように開口１
９から直接に見通せる位置に電子増倍管５２を配置する
ことができ、他方、放出される金属イオンの量も光発生
も多い場合には、図５に示すごとく開口１９から直接に
見通せない位置に電子増倍管５２を配置することができ
る。中間的な条件の場合には、これらの途中の位置とす
ることが好ましい。このように、金属イオン放出体１６
の特性に合わせて最適な条件とすることにより常に測定
限界を低減させることができる。According to the configuration of the present embodiment, the electron multiplier 52 having a movable structure whose position can be changed in a vacuum is provided. According to this structure, for example, when the amount of metal ions emitted from the metal ion emitter 16 and the amount of light generation are small, as shown in FIG.
The electron multiplier 52 can be arranged at a position directly visible from the opening 9. On the other hand, when the amount of emitted metal ions and light generation are large, as shown in FIG. The electron multiplier 52 can be arranged at the position. In the case of intermediate conditions, it is preferable to set these positions in the middle. Thus, the metal ion emitter 16
By setting the optimum conditions in accordance with the characteristics of the above, the measurement limit can always be reduced.
【００４８】図６と図７に基づいて本発明の第４の実施
形態を説明する。この実施形態では、Ｑポール型質量分
析器３１の出口の側にオフ−アクシス構造の電子増倍管
６１とオフ−アクシス構造でない電子増倍管６２が並べ
て設置されている点に特徴がある。さらに電子増倍管６
１，６２の各々には条件に応じて所定の電圧をかけるこ
とのできる電圧印加部６３が設けられる。その他の構成
は、前述の実施形態と同じである。図６と図７におい
て、前述の実施形態で説明した要素と実質的に同一の要
素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment is characterized in that an off-axis structure electron multiplier 61 and an off-axis structure electron multiplier 62 are arranged side by side on the exit side of the Q-pole mass spectrometer 31. Electron multiplier 6
Each of the power supply units 1 and 62 is provided with a voltage application unit 63 that can apply a predetermined voltage according to conditions. Other configurations are the same as those of the above-described embodiment. 6 and 7, substantially the same elements as those described in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
【００４９】図６にオフ−アクシス構造でないの電子増
倍管６２を動作させるときの状態を示す。このときに
は、電圧印加部６３によって、オフ−アクシス構造の電
子増倍管６１の入口をアース電位に近くしておき、オフ
−アクシス構造でない電子増倍管６２の入口には２ｋＶ
程度のマイナス電位を印加するようにする。これにより
Ｑポール型質量分析器３１から出た正電荷の被検出イオ
ンは、大きく軌道を曲げられずにオフ−アクシス構造で
ない電子増倍管６２の入口に入射する。FIG. 6 shows a state in which the electron multiplier 62 without the off-axis structure is operated. At this time, the entrance of the electron multiplier 61 having the off-axis structure is kept close to the ground potential by the voltage application section 63, and the entrance of the electron multiplier 62 having no off-axis structure is set at 2 kV.
About a negative potential is applied. As a result, the positively-charged ions to be detected emitted from the Q-pole type mass spectrometer 31 enter the entrance of the electron multiplier 62 which does not have an off-axis structure without being largely bent.
【００５０】他方、図７にオフ−アクシス構造の電子増
倍管６１を動作させるときの状態を示す。このときに
は、電圧印加部６３によって、オフ−アクシス構造でな
い電子増倍管６２の入口には１０Ｖ程度のプラス電位を
印加し、オフ−アクシス構造の電子増倍管６１の入口に
は２ｋＶ程度のマイナス電位を印加するようにする。こ
れによりＱポール型質量分析器３１から出た正電荷の被
検出イオンは、オフ−アクシス構造の電子増倍管６１の
入口による引込み力とオフ−アクシス構造でない電子増
倍管６２の入口による押出し力によってオフ−アクシス
構造の電子増倍管６１の入口に入射される。FIG. 7 shows a state in which the electron multiplier 61 having the off-axis structure is operated. At this time, a positive potential of about 10 V is applied to the entrance of the electron multiplier tube 62 having no off-axis structure by the voltage application unit 63, and a negative potential of about 2 kV is applied to the entrance of the electron multiplier tube 61 of the off-axis structure. A potential is applied. As a result, the positively-charged ions detected from the Q-pole mass spectrometer 31 are attracted by the entrance of the electron multiplier 61 having an off-axis structure and are pushed out by the entrance of the electron multiplier 62 having no off-axis structure. The light enters the entrance of the electron multiplier 61 having an off-axis structure by force.
【００５１】本実施形態の構成によれば、金属イオン放
出体１６から放出される金属イオンの量も光発生も少な
い場合には、図６に示すごとくオフ−アクシス構造でな
い電子増倍管６２を動作させ、金属イオンの量も光発生
も多い場合には図７に示すごとくオフ−アクシス構造で
ある電子増倍管６１を動作させる。これにより常に測定
限界を低減させることができる。According to the structure of the present embodiment, when the amount of metal ions emitted from the metal ion emitter 16 and the amount of light generated are small, the electron multiplier tube 62 having an off-axis structure as shown in FIG. When the operation is performed and the amount of metal ions and light generation are large, the electron multiplier 61 having an off-axis structure is operated as shown in FIG. Thereby, the measurement limit can always be reduced.
【００５２】次に図８と図９に基づいて本発明の第５の
実施形態を説明する。この実施形態では、可動式の金属
イオン放出体６６を備えている点に特徴がある。図にお
いて矢印６７は、金属イオン放出体６６の移動の状態を
示している。金属イオン放出体６６は前述のごとく過熱
用フィラメントに固定されているが、かかる構造におい
て矢印６７のごとく軸１０に対して直角な方向に移動で
きるようになっている。その他の構成は、前述の実施形
態と同じである。従って、図８と図９において、前述の
実施形態で説明した要素と実質的に同一の要素には同一
の符号を付し、その詳細な説明は省略する。Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment is characterized in that a movable metal ion emitter 66 is provided. In the figure, an arrow 67 indicates the state of movement of the metal ion emitter 66. The metal ion emitter 66 is fixed to the heating filament as described above. In such a structure, the metal ion emitter 66 can move in a direction perpendicular to the axis 10 as indicated by an arrow 67. Other configurations are the same as those of the above-described embodiment. Accordingly, in FIGS. 8 and 9, substantially the same elements as those described in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
【００５３】金属イオン放出体６６を上下の方向に移動
させる機構については、従来から、真空中で物体を移動
させる機構としては各種装置がよく知られているので、
それらのうち任意のものを用いることができる。本実施
形態による可動式の金属イオン放出体６６においても、
基本的に、上記の実施形態と同様に、第１アパーチャ板
１８の開口１９からずれた位置、すなわち軸１０に対し
て直交する方向にずれた位置に設置される。すなわち金
属イオン放出体６６は、Ｑポール型質量分析器３１の出
口から直接に見通せない位置に設置される。さらにこの
可動式金属イオン放出体６６の構成によれば、図８に示
すごとく金属イオン放出体６６が質量分析器３１の出口
から直接見通せない範囲であって軸１０から遠くの位置
に設置し、または図９に示すごとく金属イオン放出体６
６が質量分析器３１の出口から直接見通せない範囲であ
って軸１０に近い位置に設置することができる。実際に
おいて、さらに上限と下限の間の任意位置に設置するこ
とができる。Regarding the mechanism for moving the metal ion emitter 66 in the vertical direction, various devices are well known as mechanisms for moving an object in a vacuum.
Any of them can be used. Also in the movable metal ion emitter 66 according to the present embodiment,
Basically, as in the above embodiment, the first aperture plate 18 is installed at a position shifted from the opening 19, that is, a position shifted in a direction orthogonal to the axis 10. That is, the metal ion emitter 66 is installed at a position that cannot be directly seen from the outlet of the Q-pole mass spectrometer 31. Further, according to the configuration of the movable metal ion emitter 66, as shown in FIG. 8, the metal ion emitter 66 is installed at a position that is not directly visible from the outlet of the mass spectrometer 31 and is far from the axis 10, Alternatively, as shown in FIG.
6 can be installed at a position close to the axis 10 in a range that cannot be directly seen from the outlet of the mass analyzer 31. In practice, it can be further installed at any position between the upper and lower limits.
【００５４】上記の金属イオン放出体６６の設置場所に
関しては、Ｑポール型質量分析器３１の出口から直接に
見通せない範囲において、金属イオン放出体６６から放
出される金属イオンの量も光発生も多い場合には軸１０
から遠くの位置（図８）に、放出される金属イオンの量
も光発生も少ない場合には軸１０に近い位置（図９）に
移動させるようにする。金属イオン放出量と光発生量が
中間的な条件の場合には、これらの途中の位置とするこ
とが好ましい。このように、金属イオン放出体６６の性
能または特性に合わせて最適な設置位置とすることによ
り常に測定限界を低減させることができる。Regarding the location of the metal ion emitter 66, the amount of the metal ion emitted from the metal ion emitter 66 and the generation of light are both within a range that cannot be directly seen from the outlet of the Q-pole mass spectrometer 31. Axis 10 if many
If the amount of emitted metal ions and the amount of light generation are small at a position (FIG. 8) distant from, it is moved to a position near the axis 10 (FIG. 9). In the case where the amount of emitted metal ions and the amount of generated light are intermediate, it is preferable to set the intermediate positions. Thus, the measurement limit can be constantly reduced by setting the optimal installation position in accordance with the performance or characteristics of the metal ion emitter 66.
【００５５】次に図１０に基づいて本発明の第６の実施
形態を説明する。この実施形態では、イオン化室１１の
内部に偏向板６８を設けた点に特徴がある。他の構成は
図１に示した第１実施形態の構成と同じである。従って
第１実施形態で説明した要素と実質的に同一の要素には
同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。イオン
化室１１内に設けた偏向板６８は、特に被検出ガスの流
れが弱い場合に、金属イオン放出体１６から放出される
金属イオン４１、および金属イオン４１が付着した被検
出イオン４３が偏向板６８が与える電界によって開口１
９に進むように設置されている。Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is characterized in that a deflection plate 68 is provided inside the ionization chamber 11. The other configuration is the same as the configuration of the first embodiment shown in FIG. Therefore, the same reference numerals are given to substantially the same elements as those described in the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted. The deflecting plate 68 provided in the ionization chamber 11 serves to deflect the metal ions 41 emitted from the metal ion emitter 16 and the detected ions 43 to which the metal ions 41 adhere, particularly when the flow of the gas to be detected is weak. Opening 1 due to the electric field provided by 68
It is installed to go to 9.
【００５６】イオン化室１１の圧力は、通常、１０〜１
０００Ｐａの範囲に含まれる圧力、好ましくは１００Ｐ
ａが用いられる。このような場合には、図１１で説明さ
れた通り、金属イオン等の輸送にガスの流れの効果が大
きかった。しかし、測定の目的から、より低い圧力で使
用する場合もある。このときにはガスの流れが弱くなる
が、偏向板６８に基づいてイオン輸送効率を高く望まし
い状態に保持することが出きる。The pressure in the ionization chamber 11 is usually 10 to 1
000Pa pressure, preferably 100P
a is used. In such a case, as described with reference to FIG. 11, the effect of the gas flow on transport of metal ions and the like was great. However, lower pressures may be used for measurement purposes. At this time, although the gas flow is weak, the ion transport efficiency can be kept high and a desirable state based on the deflection plate 68.
【００５７】上記の各実施形態の特徴的な構成は、任意
の組合せで組み合わせて構成することができる。さらに
本発明について第１から第６の実施形態を説明したが、
本発明はさらに次のように変形することができる。The characteristic configurations of the above embodiments can be combined in any combination. Further, the first to sixth embodiments of the present invention have been described.
The present invention can be further modified as follows.
【００５８】以上の実施形態では、真空ポンプはイオン
化室１１には直接に取り付けられていなかったが、必ず
しもこれに限定されない。イオン化室１１全体で開口１
９に向かうガスの流れを作る場合には前述の実施形態の
構成がイオンの輸送に有利であるが、そうでない場合に
はイオン化室１１に真空ポンプを取り付けることができ
る。前述の各実施形態では、金属イオン放出体、動排気
室用真空ポンプ２１の排気口、開口１９の中心の３つの
位置が概ね直線上になるように配置されていたが、必ず
しもこれに限定されない。このような配置構成を採用し
たのは、差動排気室１２での被検出イオンの動きを制御
可能にするためである。In the above embodiment, the vacuum pump is not directly attached to the ionization chamber 11, but is not necessarily limited to this. Opening 1 throughout the ionization chamber 11
The configuration of the above-described embodiment is advantageous for transporting ions when producing a gas flow toward 9, but a vacuum pump can be attached to the ionization chamber 11 otherwise. In each of the above embodiments, the three positions of the metal ion emitter, the exhaust port of the dynamic exhaust chamber vacuum pump 21, and the center of the opening 19 are arranged so as to be substantially linear, but the present invention is not necessarily limited to this. . The reason why such an arrangement is adopted is that the movement of ions to be detected in the differential exhaust chamber 12 can be controlled.
【００５９】以上の実施形態では、金属イオンとして最
も軽いＬｉ+を使用したが、これに限定されない。Ｋ+、
Ｎａ+、Ｒｂ+、Ｃｓ+、Ａｌ+、Ｇａ+、Ｉｎ+などの金属
イオンを用いることができる。また質量分析器としては
Ｑポール型を使用したが、これに限定されず３次元（３
Ｄ）型、磁場セクター型、ＴＯＦ（飛行時間）型、ＩＣ
Ｒ（イオン・サイクロトロン・レゾナンス）型も使用す
ることができる。In the above embodiment, the lightest Li + was used as the metal ion, but the present invention is not limited to this. K + ,
Metal ions such as Na + , Rb + , Cs + , Al + , Ga + , and In + can be used. Also, a Q-pole type was used as the mass spectrometer, but the mass spectrometer is not limited to this, and is three-dimensional (3
D) type, magnetic sector type, TOF (time of flight) type, IC
R (ion cyclotron resonance) type can also be used.
【００６０】さらに以上の実施形態では、測定すべき試
料としてすべてガス状のものを前提として説明したが、
試料自体は固体でも液体でも構わない。固体や液体の試
料が何らかの手段でガス状にされ、そのガスを分析する
ものであれば構わない。また、本装置の構成を、他の成
分分離装置、例えばガスクロマトグラフや液体クロマト
グラフに接続して、ガスクロマトグラフ/質量分析装置
（ＧＣ/ＭＳ）、液体クロマト/質量分析装置（ＬＣ/Ｍ
Ｓ）とすることもできる。In the above embodiments, all the samples to be measured have been described as being gaseous.
The sample itself may be solid or liquid. It does not matter if a solid or liquid sample is made into a gaseous state by some means and the gas is analyzed. In addition, the configuration of the present apparatus is connected to another component separation apparatus, for example, a gas chromatograph or a liquid chromatograph, and a gas chromatograph / mass spectrometer (GC / MS), a liquid chromatograph / mass spectrometer (LC / M) is used.
S).
【００６１】[0061]
【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、次の効果を奏する。イオン付着質量分析装置にお
いて、質量分析器の出口から見てイオン化室に設けられ
る金属イオン放出体が直接に見通せない位置に配置され
るようにしたため、質量分析器の出口の近くに配置され
る電子増倍管に金属イオン放出体付近で発生する光が入
るのを防止でき、Ｓ／Ｂ比を高くでき、低濃度の比検出
ガスの測定を可能にし、さらに測定限界をより小さくす
ることができる。As apparent from the above description, the present invention has the following effects. In the ion attachment mass spectrometer, the metal ion emitter provided in the ionization chamber is arranged at a position where the metal ion emitter provided in the ionization chamber cannot be directly seen when viewed from the exit of the mass analyzer. Light generated near the metal ion emitter can be prevented from entering the intensifier, the S / B ratio can be increased, a low-concentration detection gas can be measured, and the measurement limit can be further reduced. .
【図１】本発明の第１実施形態に係るイオン付着質量分
析装置の全体を概略的に示した構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing an entire ion attachment mass spectrometer according to a first embodiment of the present invention.
【図２】第１実施形態のイオン化室での作用を示す拡大
構成図である。FIG. 2 is an enlarged configuration diagram illustrating an operation in the ionization chamber of the first embodiment.
【図３】本発明の第２実施形態に係るイオン付着質量分
析装置の全体を概略的に示した構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram schematically showing an entire ion attachment mass spectrometer according to a second embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第３実施形態に係るイオン付着質量分
析装置の第１の状態を概略的に示した全体構成図であ
る。FIG. 4 is an overall configuration diagram schematically showing a first state of an ion attachment mass spectrometer according to a third embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第３実施形態に係るイオン付着質量分
析装置の第２の状態を概略的に示した全体構成図であ
る。FIG. 5 is an overall configuration diagram schematically showing a second state of the ion attachment mass spectrometer according to the third embodiment of the present invention.
【図６】本発明の第４実施形態に係るイオン付着質量分
析装置の第１の状態を概略的に示した全体構成図であ
る。FIG. 6 is an overall configuration diagram schematically showing a first state of an ion attachment mass spectrometer according to a fourth embodiment of the present invention.
【図７】本発明の第４実施形態に係るイオン付着質量分
析装置の第２の状態を概略的に示した全体構成図であ
る。FIG. 7 is an overall configuration diagram schematically showing a second state of the ion attachment mass spectrometer according to the fourth embodiment of the present invention.
【図８】本発明の第５実施形態に係るイオン付着質量分
析装置の第１の状態を概略的に示した全体構成図であ
る。FIG. 8 is an overall configuration diagram schematically showing a first state of an ion attachment mass spectrometer according to a fifth embodiment of the present invention.
【図９】本発明の第５実施形態に係るイオン付着質量分
析装置の第２の状態を概略的に示した全体構成図であ
る。FIG. 9 is an overall configuration diagram schematically showing a second state of the ion attachment mass spectrometer according to the fifth embodiment of the present invention.
【図１０】本発明の第６実施形態に係るイオン付着質量
分析装置を概略的に示した全体構成図である。FIG. 10 is an overall configuration diagram schematically showing an ion attachment mass spectrometer according to a sixth embodiment of the present invention.
【図１１】金属イオン放出体の位置と信号強度との間の
依存関係を表すグラフである。FIG. 11 is a graph showing the dependency between the position of the metal ion emitter and the signal intensity.
【図１２】従来のイオン付着質量分析装置の全体を概略
的に示した構成図である。FIG. 12 is a configuration diagram schematically showing an entire conventional ion attachment mass spectrometer.
【図１３】図１２に示したイオン化室での作用を示す拡
大構成図である。FIG. 13 is an enlarged configuration diagram showing an operation in the ionization chamber shown in FIG.
【図１４】従来の電子衝撃質量分析装置の全体を概略的
に示した構成図である。FIG. 14 is a configuration diagram schematically showing an entire conventional electron impact mass spectrometer.
【図１５】図１４に示したイオン化室での作用を示す拡
大構成図である。FIG. 15 is an enlarged configuration diagram showing an operation in the ionization chamber shown in FIG.
１０ 軸 １１ イオン化室 １２ 差動排気室 １３ 質量分析室 １６，６６ 金属イオン放出体 １８ 第１アパーチャ板 １９ 開口 ３１ Ｑポール型質量分析器 ３２ 電子増倍管 ４１ 金属イオン ４２ 被検出ガス ４３ 被検出イオン ４６，４７ 光 ５１，５２ 電子増倍管 ６１，６２ 電子増倍管 ６３ 電圧印加部 REFERENCE SIGNS LIST 10 axis 11 ionization chamber 12 differential exhaust chamber 13 mass spectrometry chamber 16, 66 metal ion emitter 18 first aperture plate 19 opening 31 Q-pole mass spectrometer 32 electron multiplier 41 metal ion 42 detected gas 43 detected Ions 46, 47 light 51, 52 electron multiplier 61, 62 electron multiplier 63 voltage applying unit
Claims (10)
た被検出ガスに対して前記金属イオン放出体が放出する
金属イオンを付着させて被検出イオンを生じさせるイオ
ン化室と、このイオン化室から輸送される前記被検出イ
オンを質量分別する質量分析器と質量分別された前記被
検出イオンを検出する電子増倍管を備える質量分析室
と、前記被検出イオンを前記質量分析室に向けて通過さ
せる開口を有するアパーチャ板とを備えたイオン付着質
量分析装置において、 前記イオン化室で前記金属イオン放出体を、前記アパー
チャ板の前記開口を通して前記質量分析器の出口から直
接に見通せない位置に配置したことを特徴とするイオン
付着質量分析装置。1. An ionization chamber in which a metal ion emitter is disposed, a metal ion emitted by the metal ion emitter is attached to an introduced gas to be detected, and ions to be detected are generated. A mass spectrometer provided with a mass analyzer for mass-separating the detected ions to be transported and an electron multiplier for detecting the mass-separated ions to be detected, and passing the detected ions toward the mass spectrometer An ion attachment mass spectrometer provided with an aperture plate having an opening to allow the metal ion emitter in the ionization chamber to be disposed at a position that cannot be directly seen from the outlet of the mass analyzer through the opening of the aperture plate. An ion attachment mass spectrometer characterized by the above-mentioned.
差動排気室を設け、前記アパーチャ板は前記イオン化室
と前記差動排気室の間に設けられることを特徴とする請
求項１記載のイオン付着質量分析装置。2. The differential exhaust chamber is provided between the ionization chamber and the mass spectrometry chamber, and the aperture plate is provided between the ionization chamber and the differential exhaust chamber. Ion attachment mass spectrometer.
から直接に見通せる位置になるように配置されることを
特徴とする請求項１または２記載のイオン付着質量分析
装置。3. The ion attachment mass spectrometer according to claim 1, wherein the electron multiplier is arranged such that an entrance thereof is in a position directly visible from the opening.
から直接に見通せる位置、その入口が前記開口から直接
に見通せない位置、それらの間の位置の各々に配置され
るように、移動可能に設けられることを特徴とする請求
項１または２記載のイオン付着質量分析装置。4. The electron multiplier is moved such that its entrance is located at a position where the entrance can be directly seen through the opening, at which the entrance cannot be seen directly from the opening, and at a position between them. The ion attachment mass spectrometer according to claim 1, wherein the ion attachment mass spectrometer is provided so as to be capable of being provided.
前記電子増倍管はその入口が前記開口から直接に見通せ
ない位置に配置され、第２の前記電子増倍管は直接に見
通せる位置に設置され、２つの前記電子増倍管に印加さ
れる電圧を制御していずれかの前記電子増倍管で前記被
検出イオンを検出するようにしたことを特徴とする請求
項１または２記載のイオン付着質量分析装置。5. An electron multiplier according to claim 1, wherein two electron multipliers are provided, a first electron multiplier is disposed at a position where an entrance thereof cannot be directly seen through said opening, and a second electron multiplier is directly connected to said electron multiplier. The voltage applied to the two electron multipliers is controlled to detect the ion to be detected by one of the electron multipliers. Or the ion attachment mass spectrometer according to 2.
器の出口から直接に見通せない範囲で移動可能に設けた
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の
イオン付着質量分析装置。6. The ion attachment according to claim 1, wherein the metal ion emitter is provided so as to be movable within a range that cannot be directly seen from an outlet of the mass classifier. Mass spectrometer.
における排気口と前記開口とが直線の上に位置すること
を特徴とする請求項２記載のイオン付着質量分析装置。7. The ion attachment mass spectrometer according to claim 2, wherein the metal ion emitter, the exhaust port in the differential exhaust chamber, and the opening are located on a straight line.
設けたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に
記載のイオン付着質量分析装置。8. The ion attachment mass spectrometer according to claim 1, wherein a deflection plate for applying an electric field is provided in the ionization chamber.
Ｐａの範囲内に含まれる圧力であることを特徴とする請
求項１〜８のいずれか１項に記載のイオン付着質量分析
装置。9. The pressure in the ionization chamber is 10 to 1000.
The ion attachment mass spectrometer according to any one of claims 1 to 8, wherein the pressure is within a range of Pa.
ａ+、Ｒｂ+、Ｃｓ+、Ａｌ+、Ｇａ+、Ｉｎ+のうちいずれ
かであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項
に記載のイオン付着質量分析装置。10. The metal ions are Li + , K + , N
The ion attachment mass spectrometer according to any one of claims 1 to 9, wherein the ion attachment mass spectrometer is any one of a + , Rb + , Cs + , Al + , Ga + , and In + .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000241084A JP4605865B2 (en) | 2000-08-09 | 2000-08-09 | Ion attachment mass spectrometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000241084A JP4605865B2 (en) | 2000-08-09 | 2000-08-09 | Ion attachment mass spectrometer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002056800A true JP2002056800A (en) | 2002-02-22 |
| JP4605865B2 JP4605865B2 (en) | 2011-01-05 |
Family
ID=18732333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000241084A Expired - Lifetime JP4605865B2 (en) | 2000-08-09 | 2000-08-09 | Ion attachment mass spectrometer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4605865B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10612124B2 (en) * | 2015-02-10 | 2020-04-07 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Manufacturing method for deposition mask, metal plate used for producing deposition mask, and manufacturing method for said metal sheet |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61237358A (en) * | 1985-04-11 | 1986-10-22 | Murata Mfg Co Ltd | Mass spectrometer |
-
2000
- 2000-08-09 JP JP2000241084A patent/JP4605865B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10612124B2 (en) * | 2015-02-10 | 2020-04-07 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Manufacturing method for deposition mask, metal plate used for producing deposition mask, and manufacturing method for said metal sheet |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4605865B2 (en) | 2011-01-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1994545B1 (en) | Mass spectrometer for trace gas leak detection with suppression of undesired ions | |
| JP4416259B2 (en) | Mass spectrometer | |
| JP6301907B2 (en) | Method and apparatus for acquiring mass spectrometry / mass spectrometry data in parallel | |
| EP1994546B1 (en) | High sensitivity slitless ion source mass spectrometer for trace gas leak detection | |
| JP2015514300A5 (en) | ||
| US11056327B2 (en) | Inorganic and organic mass spectrometry systems and methods of using them | |
| JP4176532B2 (en) | Reflective ion attachment mass spectrometer | |
| CN112424902B (en) | Ionization source and system and method for using the same | |
| JP6717429B2 (en) | Ion detector and mass spectrometer | |
| JP4605865B2 (en) | Ion attachment mass spectrometer | |
| US11430650B2 (en) | Quadrupole mass spectrometer | |
| US11437227B2 (en) | Quadrupole mass spectrometer | |
| JP7315061B2 (en) | Quadrupole mass spectrometer | |
| JP7497779B2 (en) | Mass Spectrometer | |
| WO2022239243A1 (en) | Mass spectrometry device | |
| JP2010027622A (en) | Mass spectroscope | |
| CN112868085B (en) | Ion detector | |
| Kalinin et al. | Ion source with longitudinal ionization of a molecular beam by an electron beam in a magnetic field | |
| US6818887B2 (en) | Reflector for a time-of-flight mass spectrometer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070710 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091210 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100518 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100720 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20101005 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20101005 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4605865 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131015 Year of fee payment: 3 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |