JP2000067809A - Quadrupole mass spectrometric device - Google Patents

Quadrupole mass spectrometric device

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JP2000067809A
JP2000067809A JP10236168A JP23616898A JP2000067809A JP 2000067809 A JP2000067809 A JP 2000067809A JP 10236168 A JP10236168 A JP 10236168A JP 23616898 A JP23616898 A JP 23616898A JP 2000067809 A JP2000067809 A JP 2000067809A
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JP
Japan
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ionization chamber
filament
gas
measured
quadrupole mass
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JP10236168A
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Japanese (ja)
Inventor
Junichiro Ozaki
純一郎 小崎
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To measure a gas pressure by a single device regardless of the pressure of a measured gas and to improve detection sensitivity when the pressure of the measured gas is low. SOLUTION: A grid-like ionizing chamber 32 and a filament 33 are additionally arranged in an ionizing chamber 12, and when the pressure of a measured gas is high, ions are generated by turning on only a filament 13 and entering thermal electrons from it into the ionizing chamber 12 through an opening in a side wall of the ionizing chamber 12 and when the pressure of the measured gas is low, ions are generated by turning on only the filament 33 and entering thermal electrons from it into the ionizing chamber 32 through the grid-like side wall of the ionizing chamber 32.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、質量分析を行う
四重極質量分析装置に関し、とくにプロセスガス成分を
分析検出してモニタするガスモニタ等として好適な四重
極質量分析装置の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a quadrupole mass spectrometer for performing mass spectrometry, and more particularly to an improvement of a quadrupole mass spectrometer suitable for use as a gas monitor for analyzing and detecting process gas components.

【0002】[0002]

【従来の技術】四重極質量分析装置は、表面の断面形状
が双曲線もしくはその近似形状である円形となっている
2組の細長い対向電極(四重極電極)を90°の間隔で
配置し、対向するもの同士を等電位とした上で90°異
なるそれぞれの組の間に直流電圧Uと高周波電圧Vco
sωtとを重畳した電圧を印加し、そのU/V比を一定
にするとともにVを変化させて、その対向電極内に入射
したイオンを(質量/電荷数)の比に応じて選択通過さ
せるものである。
2. Description of the Related Art In a quadrupole mass spectrometer, two sets of elongated counter electrodes (quadrupole electrodes) having a surface whose cross-sectional shape is a hyperbola or an approximate shape thereof are arranged at 90 ° intervals. The DC voltage U and the high-frequency voltage Vco are applied between each pair which is different from each other by 90 ° after the opposing ones are equipotential.
A voltage in which sωt is superimposed is applied, the U / V ratio is made constant and V is changed, and ions incident on the counter electrode are selectively passed according to the (mass / charge number) ratio. It is.

【0003】具体的には、図12に示すように、真空排
気系19により排気される真空容器10の中に、導入さ
れたガスをイオン化するイオン源11と、そのイオンが
レンズ系15を経て入射される四重極マスフィルタ(四
重極電極)16と、これを通過したイオンの電流を検出
するイオン電流検出器17とを封入して構成される。イ
オン源11は、フィラメント13と、電子反射板14等
を備えるイオン化室12よりなる。このイオン源11の
イオン化室12には、配管22およびそこに挿入された
バルブ23を経て、被測定系チャンバ21より被測定ガ
スが導入される。この被測定ガスが導入されたイオン化
室12には、フィラメント13から放出された熱電子
が、イオン化室12の側壁に設けられた開口を通じて入
射させられており、この熱電子によって被測定ガスのイ
オンが生成される。このイオンはレンズ系15により加
速収束されて四重極マスフィルタ16に入射され、これ
を選択通過したイオンの電流がイオン電流検出器17に
よって検出される。検出されたイオン電流信号はコント
ローラ18に送られる。
More specifically, as shown in FIG. 12, an ion source 11 for ionizing a gas introduced into a vacuum vessel 10 evacuated by an evacuating system 19, and the ions are passed through a lens system 15 through a lens system 15. A quadrupole mass filter (quadrupole electrode) 16 to be incident, and an ion current detector 17 for detecting the current of ions passing through the quadrupole mass filter 16 are enclosed. The ion source 11 includes a filament 13 and an ionization chamber 12 including an electron reflecting plate 14 and the like. A gas to be measured is introduced into the ionization chamber 12 of the ion source 11 from a measurement system chamber 21 via a pipe 22 and a valve 23 inserted therein. Into the ionization chamber 12 into which the gas to be measured has been introduced, thermoelectrons emitted from the filament 13 are made to enter through an opening provided in the side wall of the ionization chamber 12, and the thermoelectrons cause ionization of the gas to be measured. Is generated. The ions are accelerated and converged by the lens system 15 and are incident on the quadrupole mass filter 16, and the current of the ions selectively passing therethrough is detected by the ion current detector 17. The detected ion current signal is sent to the controller 18.

【0004】そして、真空容器10の直流バイアス電位
をV0(基準値)とし、この基準値V0に対して、電子
反射板14の直流バイアス電位をV1、フィラメント1
3の直流バイアス電位をV2、イオン化室12の直流バ
イアス電位をV3、レンズ系15の第1のレンズ板の直
流バイアス電位をV6、第2のレンズ板の直流バイアス
電位をV7、四重極マスフィルタ16の四重極電極の直
流バイアス電位をV8、イオン電流検出器17の直流バ
イアス電位をV9とするとき、図15で示すようにして
これらの直流バイアス電圧を与える。
[0004] The DC bias potential of the vacuum vessel 10 is set to V0 (reference value).
3, the DC bias potential of the ionization chamber 12 is V3, the DC bias potential of the first lens plate of the lens system 15 is V6, the DC bias potential of the second lens plate is V7, the quadrupole mass When the DC bias potential of the quadrupole electrode of the filter 16 is V8 and the DC bias potential of the ion current detector 17 is V9, these DC bias voltages are applied as shown in FIG.

【0005】このような四重極質量分析装置において、
イオン源11で生成された被測定ガスのイオンが四重極
マスフィルタ16を通過中に雰囲気ガスと衝突して分解
能や感度が低下しないように、四重極マスフィルタ16
部分のガス圧は、一般に、10-3Pa以下に保つ必要が
ある。そのために、被測定ガス系の圧力が10-1Pa台
と高い場合には、イオン源11のイオン化室12の、イ
オンを四重極マスフィルタ16に入射するための開口や
フィラメント13からの熱電子を導入するための開口を
絞ってそのコンダクタンスを小さくするようにしてい
る。
In such a quadrupole mass spectrometer,
The quadrupole mass filter 16 is used to prevent the ions of the gas to be measured generated by the ion source 11 from colliding with the atmospheric gas while passing through the quadrupole mass filter 16 to reduce the resolution and sensitivity.
In general, the gas pressure in the part must be kept at 10 −3 Pa or less. Therefore, when the pressure of the gas system to be measured is as high as 10 -1 Pa, the heat from the opening and the filament 13 in the ionization chamber 12 of the ion source 11 for allowing ions to enter the quadrupole mass filter 16. The aperture for introducing electrons is narrowed to reduce the conductance.

【0006】つまり、図13の(イ)に圧力ダイアグラ
ムを示すように、被測定系チャンバ21の圧力が10-1
Pa台であっても、イオン源11のイオン化室12の開
口のコンダクダンスを小さくすることにより、四重極マ
スフィルタ16の部分の圧力が10-4Pa台となるよう
にしている。なお、図13の(イ)と(ロ)との関係か
ら分かるように、差圧aは被測定ガス導入用配管22お
よびバルブ23によって主に生じる差圧であり、差圧b
はイオン源11のイオン化室12に設けた開口を絞った
ことによる差圧である。
That is, as shown in the pressure diagram of FIG. 13A, the pressure of the chamber 21 to be measured is 10 -1.
Even in the case of the Pa unit, the pressure in the quadrupole mass filter 16 is set to be in the order of 10 -4 Pa by reducing the conductance of the opening of the ionization chamber 12 of the ion source 11. As can be seen from the relationship between (a) and (b) in FIG. 13, the differential pressure a is a differential pressure mainly generated by the measured gas introduction pipe 22 and the valve 23, and the differential pressure b
Is a pressure difference caused by narrowing an opening provided in the ionization chamber 12 of the ion source 11.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の四重極質量分析装置では、イオンの生成効
率が悪く、そのため検出感度が低いという問題がある。
すなわち、フィラメントは、ガス圧が高い雰囲気で点灯
すると寿命が短くなるため、イオン化室12内ではなく
て、その外側の四重極マスフィルタ16の設置空間側に
配置せざるを得ず、その結果、上記のように絞られた開
口を通じてのみ熱電子をイオン化室12内に入射せざる
をえない。つまり、フィラメント13から放出された熱
電子は、コンダクタンスの小さい小径の孔(開口)を通
ってイオン化室12内に入射されることとなり、入射さ
れる熱電子の量が制限され、その結果、イオン生成効率
が落ち、ひいては検出感度が劣化する。この検出感度の
劣化は、被測定ガス系のガス圧が低い(10-3Pa以
下)場合に、イオン化室12に引き込まれる被測定ガス
量自体が少ないことから、著しいものとなる。
However, the conventional quadrupole mass spectrometer as described above has a problem that the ion generation efficiency is low and the detection sensitivity is low.
That is, since the life of the filament is shortened when the filament is lit in an atmosphere having a high gas pressure, the filament must be disposed not in the ionization chamber 12 but in the outer space of the quadrupole mass filter 16 outside the ionization chamber. The thermoelectrons must enter the ionization chamber 12 only through the aperture narrowed as described above. That is, the thermoelectrons emitted from the filament 13 enter the ionization chamber 12 through a small-diameter hole (opening) having a small conductance, and the amount of the incident thermoelectrons is limited. The production efficiency decreases, and the detection sensitivity deteriorates. The deterioration of the detection sensitivity becomes remarkable because the amount of the gas to be measured drawn into the ionization chamber 12 is small when the gas pressure of the gas to be measured is low (10 −3 Pa or less).

【0008】このため、とくに被測定ガス系のガス圧が
低い(10-3Pa以下)場合には、図16で示すような
ヌード型のイオン源41を有する四重極質量分析装置を
用いることもある。このヌード型イオン源41は、格子
状イオン化室42と、その外部に設置されたフィラメン
ト43と、電子反射板44とを備えて構成されるもので
ある。この場合には、上記に比べて検出感度を2桁ほど
向上させることは可能であるが、逆に被測定ガス系のガ
ス圧が高い(10-3Pa以上)場合には使用できない。
つまり、イオン化室42が格子状に作られているため、
その開口のコンダクタンスが大きくて、被測定ガス系の
ガス圧が高い場合には、図13の(イ)で示すような圧
力ダイアグラムを実現することが不可能であるからであ
る。
For this reason, especially when the gas pressure of the gas to be measured is low (10 −3 Pa or less), a quadrupole mass spectrometer having a nude type ion source 41 as shown in FIG. There is also. The nude ion source 41 includes a lattice ionization chamber 42, a filament 43 provided outside the ionization chamber 42, and an electron reflector 44. In this case, the detection sensitivity can be improved by about two orders of magnitude as compared with the above, but it cannot be used when the gas pressure of the measured gas system is high (10 -3 Pa or more).
That is, since the ionization chamber 42 is formed in a lattice shape,
This is because if the conductance of the opening is large and the gas pressure of the measured gas system is high, it is impossible to realize a pressure diagram as shown in FIG.

【0009】この発明は、上記に鑑み、被測定ガス系の
ガス圧が高い場合でも低い場合でも、フィラメントの寿
命を犠牲にすることなく、検出感度を向上させるように
改善した、四重極質量分析装置を提供することを目的と
する。
In view of the above, the present invention has improved a quadrupole mass to improve detection sensitivity without sacrificing the life of the filament regardless of whether the gas pressure of the gas system to be measured is high or low. An object of the present invention is to provide an analyzer.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明によれば、導入された被測定ガスをイオン
化するイオン源と、そのイオンが入射させられる四重極
マスフィルタと、該四重極マスフィルタを通過したイオ
ンの電流を検出するイオン電流検出器と、これらを収納
する真空容器とを備える四重極質量分析装置において、
上記イオン源は、第1のイオン化室と、その中に形成さ
れた格子状の第2のイオン化室と、上記第1のイオン化
室内に、比較的小さな開口を通じて熱電子を放射する、
上記第1のイオン化室外に設けられた第1のフィラメン
トと、上記格子状の第2のイオン化室を通して該第2の
イオン化室内に熱電子を放射する、上記第1のイオン化
室内に設けられた第2のフィラメントとが備えられるこ
とが特徴となっている。
According to the present invention, an ion source for ionizing an introduced gas to be measured, a quadrupole mass filter into which the ions are incident, and In a quadrupole mass spectrometer including an ion current detector that detects the current of ions that have passed through the quadrupole mass filter, and a vacuum container that stores these,
The ion source emits thermoelectrons through a first ionization chamber, a grid-like second ionization chamber formed therein, and a relatively small opening into the first ionization chamber;
A first filament provided outside the first ionization chamber, and a second filament provided inside the first ionization chamber, which emits thermoelectrons into the second ionization chamber through the grid-like second ionization chamber. And two filaments.

【0011】被測定ガス系のガス圧が低い場合は、第2
のフィラメントのみをオンにしてこれから熱電子を放射
させる。すると、この場合、熱電子は格子状の第2のイ
オン化室を通してその第2のイオン化室内に放射される
ことになるので、入射される熱電子の量が制限されるこ
とがなくなり、イオンの生成効率が高まる。その結果、
被測定ガス系のガス圧が低い場合の検出感度が向上す
る。このオンになっている第2のフィラメントは、第1
のイオン化室の内部に配置されるが、この場合は被測定
ガス系のガス圧が低くて第1のイオン化室の内部も低い
ガス圧となっているため、寿命が短縮することはない。
When the gas pressure of the measured gas system is low, the second
Only the filament is turned on, and thermions are emitted from this. Then, in this case, the thermoelectrons are emitted into the second ionization chamber through the grid-like second ionization chamber, so that the amount of the incident thermoelectrons is not limited, and the generation of ions is prevented. Increases efficiency. as a result,
The detection sensitivity when the gas pressure of the measured gas system is low is improved. The second filament turned on is the first filament.
In this case, since the gas pressure of the gas system to be measured is low and the inside of the first ionization chamber is also low, the life is not shortened.

【0012】また、被測定ガス系のガス圧が高い場合
は、第1のフィラメントのみをオンにしてこれから熱電
子を放射させる。この熱電子は第1のイオン化室に設け
られた比較的小さな開口を通じて、その第1のイオン化
室に入射されることになる。そのため、第1のイオン化
室に入射する熱電子の量が限られることになるが、この
場合は被測定ガス系のガス圧が高いため第1のイオン化
室に多量の被測定ガスが導入されており、イオン生成効
率はそれほど悪化しない。オンになっている第1のフィ
ラメントは、このガス圧が高い第1のイオン化室の外に
配置され、四重極マスフィルタが配置されている空間と
同じガス圧下に置かれているので、寿命が短くなること
はない。
When the gas pressure of the gas system to be measured is high, only the first filament is turned on to emit thermoelectrons therefrom. The thermoelectrons enter the first ionization chamber through a relatively small opening provided in the first ionization chamber. Therefore, the amount of thermoelectrons incident on the first ionization chamber is limited. In this case, since the gas pressure of the gas system to be measured is high, a large amount of the gas to be measured is introduced into the first ionization chamber. Therefore, the ion generation efficiency does not deteriorate so much. The first filament that is turned on is located outside the first ionization chamber where the gas pressure is high and is placed under the same gas pressure as the space in which the quadrupole mass filter is located, so that the life span is reduced. Is never shortened.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態に
ついて図面を参照しながら詳細に説明する。図1におい
て、真空排気系19により排気される真空容器10の中
に、導入されたガスをイオン化するイオン源11と、そ
のイオンがレンズ系15を経て入射される四重極マスフ
ィルタ(四重極電極)16と、これを通過したイオンの
電流を検出するイオン電流検出器17とが封入され、そ
の検出電流信号がコントローラ18に送られ、真空容器
10と被測定系チャンバ21との間には、バルブ23を
有する配管22が接続されていることは図12と同様で
ある。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In FIG. 1, an ion source 11 for ionizing introduced gas and a quadrupole mass filter (quadruple) into which the ions are incident via a lens system 15 are placed in a vacuum vessel 10 evacuated by an evacuation system 19. (Electrode) 16 and an ion current detector 17 for detecting the current of ions passing therethrough are enclosed. A detected current signal is sent to the controller 18, and the space between the vacuum vessel 10 and the system chamber 21 is measured. Is similar to FIG. 12 in that a pipe 22 having a valve 23 is connected.

【0014】ここでは、イオン源11はイオン化室とフ
ィラメントとを二重に備えている。イオン化室12は、
上記の図12と同様で、フィラメント13と、電子反射
板14を備え、側壁にはフィラメント13からの熱電子
を導入するための、絞られた開口が設けられている。こ
のイオン化室12の内部にもう一つの格子状のイオン化
室32とフィラメント33とが配置されている。このフ
ィラメント33はイオン化室12の内部であるが、イオ
ン化室32の外部に配置されている。
Here, the ion source 11 is provided with an ionization chamber and a filament doubly. The ionization chamber 12
As in FIG. 12 described above, a filament 13 and an electron reflecting plate 14 are provided, and a narrowed opening for introducing thermoelectrons from the filament 13 is provided on the side wall. Inside the ionization chamber 12, another lattice-like ionization chamber 32 and a filament 33 are arranged. The filament 33 is located inside the ionization chamber 12 but outside the ionization chamber 32.

【0015】被測定ガス系のガス圧が高い場合は、フィ
ラメント13のみをオンにし、図2のように、熱電子を
イオン化室12の側壁に設けた絞られた開口を通じて、
イオン化室12内に引き込む。このとき、各部の直流バ
イアス電圧V0〜V9は概略図3のように設定する。図
2に示すように、V0は基準となる真空容器10の電位
であり、電子反射板14、フィラメント13、イオン化
室12、フィラメント33、格子状イオン化室32、レ
ンズ系15の第1のレンズ板、第2のレンズ板、四重極
マスフィルタ16の四重極電極、イオン電流検出器17
のそれぞれの直流バイアス電位がV1,V2、V3,V
4,V5,V6,V7,V8,V9となっている。
When the gas pressure of the gas system to be measured is high, only the filament 13 is turned on, and the thermoelectrons are passed through a narrowed opening provided on the side wall of the ionization chamber 12 as shown in FIG.
It is drawn into the ionization chamber 12. At this time, the DC bias voltages V0 to V9 of each section are set as schematically shown in FIG. As shown in FIG. 2, V0 is a potential of the vacuum container 10 serving as a reference, and includes an electron reflecting plate 14, a filament 13, an ionization chamber 12, a filament 33, a lattice ionization chamber 32, and a first lens plate of the lens system 15. , Second lens plate, quadrupole electrode of quadrupole mass filter 16, ion current detector 17
DC bias potentials are V1, V2, V3, V
4, V5, V6, V7, V8, and V9.

【0016】この場合は、熱電子は絞られた開口を通じ
てイオン化室12に導入されるので、その量は限られた
ものとなるが、イオン化室12内の被測定ガスのガス圧
は高いので、イオン生成効率は悪くはない。オンとなっ
ているフィラメント13は、このガス圧の高いイオン化
室12の外部、つまり四重極マスフィルタ16が配置さ
れる空間と同じ低いガス圧の空間に配置されるので、そ
の寿命に悪影響が生じることはない。
In this case, since the amount of the thermoelectrons is introduced into the ionization chamber 12 through the narrowed opening, the amount thereof is limited. However, since the gas pressure of the gas to be measured in the ionization chamber 12 is high, The ion generation efficiency is not bad. The turned-on filament 13 is disposed outside the ionization chamber 12 having a high gas pressure, that is, in the space having the same low gas pressure as the space in which the quadrupole mass filter 16 is disposed. Will not occur.

【0017】これに対して、被測定ガス系のガス圧が低
い場合は、フィラメント33のみをオンにし、図4のよ
うに、このフィラメント33からの熱電子をイオン化室
32内に引き込む。そのため、図4の各部の電位V0,
V1,V2、V3,V4,V5,V6,V7,V8,V
9を概略図5のように設定する。このとき、フィラメン
ト33からの熱電子は、イオン化室32の格子状となっ
ている側壁を通じてこのイオン化室32内に引き込まれ
るので、熱電子量は十分なものとなり、イオン生成効率
が高まり、結果的に被測定ガスの検出感度が向上する。
また、このときは、オンとなっているフィラメント33
がイオン化室12内に配置されていることになるが、被
測定ガス系のガス圧が低いので、このイオン化室12内
部のガス圧も低く、そのため、フィラメント33の寿命
が短縮することはない。
On the other hand, when the gas pressure of the measured gas system is low, only the filament 33 is turned on, and the thermoelectrons from this filament 33 are drawn into the ionization chamber 32 as shown in FIG. Therefore, the potentials V0,
V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V
9 is set as schematically shown in FIG. At this time, since the thermoelectrons from the filament 33 are drawn into the ionization chamber 32 through the lattice-shaped side walls of the ionization chamber 32, the quantity of the thermoelectrons becomes sufficient, and the ion generation efficiency increases, and as a result, In addition, the detection sensitivity of the gas to be measured is improved.
At this time, the filament 33 which is turned on is
Is disposed in the ionization chamber 12, but the gas pressure in the ionization chamber 12 is low because the gas pressure of the gas system to be measured is low, so that the life of the filament 33 is not shortened.

【0018】なお、上記の説明はこの発明の一つの実施
形態に関するものであり、この発明の趣旨を逸脱しない
範囲で具体的な構造などは種々に変更可能である。たと
えば、格子状イオン化室32の固定に関しては、図6の
ようにレンズ系15側で絶縁支持体34によって支持す
るようにしてもよいし、反対に図7のように、被測定ガ
ス導入側において絶縁支持体35で支持するようにして
もよい。
The above description relates to one embodiment of the present invention, and the specific structure and the like can be variously changed without departing from the gist of the present invention. For example, the fixing of the lattice ionization chamber 32 may be supported by the insulating support body 34 on the lens system 15 side as shown in FIG. 6, or conversely, as shown in FIG. You may make it support with the insulating support body 35.

【0019】また、レンズ系15を構成するレンズ板
は、上記ではすべて2枚としているが、図8、図9のよ
うに1枚でもよい。図8は格子状イオン化室32をレン
ズ系15側の絶縁支持体34で支持した場合であり、図
9は格子状イオン化室32をガス導入側の絶縁支持体3
5で支持した場合である。また、レンズ系15を構成す
るレンズ板の枚数はこれらに限らない。
Further, the number of lens plates constituting the lens system 15 is two in the above description, but may be one as shown in FIGS. FIG. 8 shows the case where the lattice ionization chamber 32 is supported by the insulating support 34 on the lens system 15 side, and FIG. 9 shows the case where the lattice ionization chamber 32 is supported on the gas introduction side by the insulating support 3.
5 is a case where the support is performed. The number of lens plates constituting the lens system 15 is not limited to these.

【0020】フィラメント13、33については、図1
0に示すように対向する2つのフィラメント13、13
および33、33で構成することもできる。さらに、図
11で示すように、フィラメント13は対向する1対の
フィラメント13、13で構成し、フィラメント33は
イオン化室32を囲むような形状に形成することもでき
る。このようにフィラメント33を形成してもイオン化
室32が格子状であるため熱電子をその中に入射するこ
とが可能であり、またそうすることによって周囲の全体
から熱電子がイオン化室32内に入射することになるの
で入射効率が向上し、イオン生成効率が上がって、検出
感度が向上する。なお、これらの図10、11はイオン
化室12、32を中心軸に直角な平面で断面してその中
心軸方向に見た模式図である。
The filaments 13 and 33 are shown in FIG.
0, two opposing filaments 13, 13
And 33, 33. Further, as shown in FIG. 11, the filament 13 may be constituted by a pair of filaments 13, 13 facing each other, and the filament 33 may be formed in a shape surrounding the ionization chamber 32. Even if the filament 33 is formed in this way, it is possible for the thermoelectrons to enter the ionization chamber 32 because the ionization chamber 32 has a lattice shape, and by doing so, the thermoelectrons from the entire surroundings enter the ionization chamber 32. Since the light is incident, the incident efficiency is improved, the ion generation efficiency is increased, and the detection sensitivity is improved. 10 and 11 are schematic views of the ionization chambers 12 and 32 taken along a plane perpendicular to the central axis and viewed in the direction of the central axis.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上説明したように、この発明の四重極
質量分析装置によれば、1台の装置で被測定ガス圧が高
い場合でも低い場合で測定できるとともに、被測定ガス
圧の低い場合の検出感度を向上させることができ、しか
もフィラメントの寿命が短くなることもない。
As described above, according to the quadrupole mass spectrometer of the present invention, even when the gas pressure to be measured is high even when the gas pressure to be measured is low, it can be measured with a single device and the gas pressure to be measured is low. In this case, the detection sensitivity can be improved, and the life of the filament is not shortened.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の実施の形態を示す模式図。FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】被測定ガス圧が高い場合の動作を説明するため
の真空容器の部分の模式図。
FIG. 2 is a schematic view of a part of a vacuum vessel for explaining an operation when a measured gas pressure is high.

【図3】被測定ガス圧が高い場合の各部の直流バイアス
電圧を示すグラフ。
FIG. 3 is a graph showing a DC bias voltage of each part when a measured gas pressure is high.

【図4】被測定ガス圧が低い場合の動作を説明するため
の真空容器の部分の模式図。
FIG. 4 is a schematic view of a part of a vacuum vessel for explaining an operation when a measured gas pressure is low.

【図5】被測定ガス圧が低い場合の各部の直流バイアス
電圧を示すグラフ。
FIG. 5 is a graph showing a DC bias voltage of each part when a measured gas pressure is low.

【図6】格子状イオン化室の固定に関する変形例を示す
模式図。
FIG. 6 is a schematic view showing a modified example of fixing the lattice ionization chamber.

【図7】格子状イオン化室の固定に関する他の変形例を
示す模式図。
FIG. 7 is a schematic view showing another modification example of fixing the lattice ionization chamber.

【図8】レンズ系のレンズ板を1枚とした変形例を示す
模式図。
FIG. 8 is a schematic diagram showing a modified example in which a single lens system lens plate is used.

【図9】レンズ系のレンズ板を1枚とした他の変形例を
示す模式図。
FIG. 9 is a schematic view showing another modification in which one lens plate of the lens system is used.

【図10】フィラメントについての変形例を示す模式
図。
FIG. 10 is a schematic view showing a modified example of a filament.

【図11】フィラメントについての他の変形例を示す模
式図。
FIG. 11 is a schematic view showing another modification of the filament.

【図12】従来例を示す模式図。FIG. 12 is a schematic view showing a conventional example.

【図13】ガス圧の高い被測定ガス導入時の各部の圧力
およびその対応する各部を示す図。
FIG. 13 is a diagram showing the pressure of each part when introducing a gas to be measured having a high gas pressure and the corresponding parts.

【図14】従来例の動作を説明するための模式図。FIG. 14 is a schematic diagram for explaining the operation of the conventional example.

【図15】従来例の動作時の各部の直流バイアス電圧を
示すグラフ。
FIG. 15 is a graph showing a DC bias voltage of each part during operation of the conventional example.

【図16】ヌード型イオン源を有する従来例を示す模式
図。
FIG. 16 is a schematic diagram showing a conventional example having a nude ion source.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 真空容器 11 イオン源 12 イオン化室 13、33、43 フィラメント 14、44 電子反射板 15 レンズ系 16 四重極マスフィルタ 17 イオン電流検出器 18 コントローラ 19 真空排気系 21 被測定系チャンバ 22 被測定ガス導入用配管 23 バルブ 32、42 格子状イオン化室 41 ヌード型イオン源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vacuum container 11 Ion source 12 Ionization chamber 13, 33, 43 Filament 14, 44 Electron reflector 15 Lens system 16 Quadrupole mass filter 17 Ion current detector 18 Controller 19 Vacuum exhaust system 21 System chamber to be measured 22 Gas to be measured Introducing pipe 23 Valve 32, 42 Grid ionization chamber 41 Nude type ion source

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 導入された被測定ガスをイオン化するイ
オン源と、そのイオンが入射させられる四重極マスフィ
ルタと、該四重極マスフィルタを通過したイオンの電流
を検出するイオン電流検出器と、これらを収納する真空
容器とを備える四重極質量分析装置において、上記イオ
ン源は、第1のイオン化室と、その中に形成された格子
状の第2のイオン化室と、上記第1のイオン化室内に、
比較的小さな開口を通じて熱電子を放射する、上記第1
のイオン化室外に設けられた第1のフィラメントと、上
記格子状の第2のイオン化室を通して該第2のイオン化
室内に熱電子を放射する、上記第1のイオン化室内に設
けられた第2のフィラメントとを備えることを特徴とす
る四重極質量分析装置。
An ion source for ionizing an introduced gas to be measured, a quadrupole mass filter to which the ions are incident, and an ion current detector for detecting a current of ions passing through the quadrupole mass filter And a vacuum vessel for accommodating them, wherein the ion source comprises a first ionization chamber, a grid-like second ionization chamber formed therein, and the first ionization chamber. In the ionization chamber of
The first, which emits thermoelectrons through a relatively small aperture.
A first filament provided outside the ionization chamber, and a second filament provided inside the first ionization chamber, which emits thermoelectrons into the second ionization chamber through the grid-like second ionization chamber. And a quadrupole mass spectrometer.
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