JP2018025535A - Ion detection device, cleaning air generation device, and measuring system - Google Patents

Ion detection device, cleaning air generation device, and measuring system Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ion detection device that can improve portability without causing a reduction in detection accuracy.SOLUTION: An ion detection device 10 comprises an ion generation part 100, an ion filter part 200, a detection part 600, and a control part. The ion generation part 100 includes a first ion generator 110, an ion selector 120, and a second ion generator 130. The ion selector 120 includes a first selection filter 121 and a second selection filter 122. The control part performs calibration before detecting measurement target molecules, refers to a result of the calibration, and adjusts a voltage applied to the second ion generator 130 so that the amount of ions generated in the second ion generator 130 reaches a prescribed value.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、イオン検出装置、洗浄用空気作成装置及び計測システムに係り、更に詳しくは、イオンを選別して検出するイオン検出装置、該イオン検出装置を洗浄するのに好適な空気を作成する洗浄用空気作成装置、及び該洗浄用空気作成装置を有する計測システムに関する。   The present invention relates to an ion detection device, a cleaning air generation device, and a measurement system, and more specifically, an ion detection device that selects and detects ions, and a cleaning that generates air suitable for cleaning the ion detection device. The present invention relates to an air production device and a measurement system having the cleaning air production device.

気体や気化した化学物質を分析する方法の一つとして、電界非対称波形イオン移動度分光分析(Field Asymmetric Ion Mobility Spectrometry :以下では、「FAIMS」ともいう)と呼ばれる方法がある(例えば、特許文献1〜3参照)。   One method for analyzing gas and vaporized chemical substances is a method called Field Asymmetric Waveform Ion Mobility Spectroscopy (hereinafter also referred to as “FAIMS”) (for example, Patent Document 1). To 3).

この方法は、イオン化された気体分子や化学物質(以下では、これらを総称して「化学物質等」ともいう)を、イオンフィルタに通して移動度の差によって選別し、検出器で検出することにより、該化学物質等を特定するものである。   In this method, ionized gas molecules and chemical substances (hereinafter collectively referred to as “chemical substances”) are screened by an ion filter based on the difference in mobility and detected by a detector. The chemical substance or the like is specified by

近年、FAIMSに用いられる分析装置(以下では、「イオン検出装置」ともいう)に対して、様々な現場で分析できるように携帯性が要求されるようになった。   2. Description of the Related Art In recent years, portability has been required for analysis devices used in FAIMS (hereinafter also referred to as “ion detection devices”) so that analysis can be performed at various sites.

しかしながら、従来のイオン検出装置では、検出精度の低下を招くことなく、携帯性を向上させるのは困難であった。   However, it has been difficult for conventional ion detection devices to improve portability without degrading detection accuracy.

本発明は、第1のイオン発生器と、前記第1のイオン発生器からのイオンを選別するイオン選別器と、前記イオン選別器を通過した分子をイオン化する第2のイオン発生器と、前記第2のイオン発生器からのイオンを選別するイオンフィルタと、前記イオンフィルタで選別されたイオンを検出する検出器と、を備えるイオン検出装置である。   The present invention includes a first ion generator, an ion selector that selects ions from the first ion generator, a second ion generator that ionizes molecules that have passed through the ion selector, An ion detection apparatus comprising: an ion filter that selects ions from a second ion generator; and a detector that detects ions selected by the ion filter.

本発明のイオン検出装置によれば、検出精度の低下を招くことなく、携帯性を向上させることができる。   According to the ion detector of the present invention, portability can be improved without causing a decrease in detection accuracy.

一実施形態に係るイオン検出装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the ion detector which concerns on one Embodiment. イオンの移動度の電界強度依存性を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the electric field strength dependence of the mobility of ion. イオンフィルタ部の電極間における3つのイオン(イオンA、イオンB、イオンC)の移動の軌跡を説明するための図(その1)である。It is FIG. (1) for demonstrating the locus | trajectory of a movement of three ion (ion A, ion B, ion C) between the electrodes of an ion filter part. 電極Aと電極Bとの間に発生させる電界波形を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the electric field waveform generated between the electrode A and the electrode B. FIG. イオンフィルタ部の電極間における3つのイオン(イオンA、イオンB、イオンC)の移動の軌跡を説明するための図(その2)である。It is FIG. (2) for demonstrating the movement locus | trajectory of three ion (ion A, ion B, ion C) between the electrodes of an ion filter part. 実施例1のイオン検出装置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the ion detector of Example 1. FIG. イオン選別器の作用を説明するための図(その1)である。It is FIG. (1) for demonstrating the effect | action of an ion selector. イオン選別器の作用を説明するための図(その2)である。It is FIG. (2) for demonstrating the effect | action of an ion selector. 実施例3のイオン検出装置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the ion detector of Example 3. FIG. 実施例4のイオン検出装置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the ion detector of Example 4. FIG. 実施例1の洗浄用空気作成装置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the cleaning air production apparatus of Example 1. FIG. 実施例1の洗浄用空気作成装置における清浄空気の作成原理を説明するための図(その1)である。It is FIG. (1) for demonstrating the creation principle of the clean air in the cleaning air production apparatus of Example 1. FIG. 実施例1の洗浄用空気作成装置における清浄空気の作成原理を説明するための図(その2)である。It is FIG. (2) for demonstrating the preparation principle of the clean air in the cleaning air preparation apparatus of Example 1. FIG. 実施例1の洗浄用空気作成装置における清浄空気の作成原理を説明するための図(その3)である。FIG. 6 is a diagram (No. 3) for explaining the principle of producing clean air in the cleaning air producing apparatus of Example 1; 実施例1の洗浄用空気作成装置における清浄空気の作成原理を説明するための図(その4)である。FIG. 6 is a diagram (No. 4) for explaining the principle of producing clean air in the cleaning air producing apparatus of Example 1; 実施例1の洗浄用空気作成装置における電圧の極性を切り替えるための切替スイッチを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the changeover switch for switching the polarity of the voltage in the air preparation apparatus for washing | cleaning of Example 1. FIG. 実施例1の洗浄用空気作成装置における排気口及び清浄空気供給口を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the exhaust port and the clean air supply port in the cleaning air production apparatus of Example 1. FIG. 実施例1の洗浄用空気作成装置に付加されたエアーフィルタを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the air filter added to the cleaning air production apparatus of Example 1. FIG. 実施例2の洗浄用空気作成装置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the air preparation apparatus for washing | cleaning of Example 2. FIG. 実施例2の洗浄用空気作成装置における清浄空気の作成原理を説明するための図(その1)である。It is FIG. (1) for demonstrating the preparation principle of the clean air in the cleaning air preparation apparatus of Example 2. FIG. 実施例2の洗浄用空気作成装置における清浄空気の作成原理を説明するための図(その2)である。It is FIG. (2) for demonstrating the creation principle of the clean air in the cleaning air preparation apparatus of Example 2. FIG. 実施例2の洗浄用空気作成装置における排気口及び清浄空気供給口を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the exhaust port and the clean air supply port in the air preparation apparatus for washing | cleaning of Example 2. FIG. 実施例2の洗浄用空気作成装置に付加されたエアーフィルタを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the air filter added to the cleaning air production apparatus of Example 2. FIG. 実施例2の洗浄用空気作成装置の変形例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the modification of the air preparation apparatus for washing | cleaning of Example 2. FIG. 実施例1の洗浄用空気作成装置を有する計測システムを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the measurement system which has the air preparation apparatus for washing | cleaning of Example 1. FIG. 実施例2の洗浄用空気作成装置を有する計測システムを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the measurement system which has the air preparation apparatus for washing | cleaning of Example 2. FIG. 流路切替用のダンパを説明するための図(その1)である。It is FIG. (1) for demonstrating the damper for flow path switching. 流路切替用のダンパを説明するための図(その2)である。It is FIG. (2) for demonstrating the damper for flow path switching. ダクトにエアーフィルタを設けた場合を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the case where the air filter is provided in the duct. イオン検出装置自身で清浄空気を作成する場合を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the case where clean air is created with ion detection apparatus itself.

「概要」
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1には、一実施形態に係るイオン検出装置10の概略構成が示されている。
"Overview"
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of an ion detector 10 according to an embodiment.

このイオン検出装置10は、イオン発生部100、イオンフィルタ部200、検出部600、及び制御部900などを備えている。なお、ここでは、XYZ3次元直交座標系を用い、被測定分子の進行方向を+Z方向とする。   The ion detection apparatus 10 includes an ion generation unit 100, an ion filter unit 200, a detection unit 600, a control unit 900, and the like. Here, an XYZ three-dimensional orthogonal coordinate system is used, and the traveling direction of the molecule to be measured is the + Z direction.

イオン発生部100は、被測定分子をイオン化する。イオンフィルタ部200は、イオン発生部100からのイオンを選別する。検出部600は、イオンフィルタ部200で選別されたイオンを検出する。制御部900は、装置全体を制御する。   The ion generator 100 ionizes the molecule to be measured. The ion filter unit 200 selects ions from the ion generation unit 100. The detection unit 600 detects ions selected by the ion filter unit 200. The control unit 900 controls the entire apparatus.

イオン検出装置10の基本的な検出原理について説明する。   The basic detection principle of the ion detector 10 will be described.

イオンフィルタ部200は、対向して配置された2つの電極(電極A、電極B)を有している。   The ion filter unit 200 has two electrodes (electrode A and electrode B) arranged to face each other.

イオンは、電界Eの環境下では次の(1)式で示される移動速度Vで移動する。ここで、Kは、該イオンの移動度である。
V=K×E ……(1)
In the environment of the electric field E, the ions move at a moving speed V expressed by the following equation (1). Here, K is the mobility of the ions.
V = K × E (1)

ところで、イオンの移動度には電界強度依存性がある。そして、この電界強度依存性は、イオンの種類によって異なっている。図2には、一例として、種類が異なる3つのイオン(イオンA、イオンB、イオンC)における移動度の電界強度依存性が示されている。なお、図2では、分かりやすくするため、各イオンの移動度が電界強度0で等しくなるように正規化されている。   By the way, ion mobility has electric field strength dependency. And this electric field strength dependence changes with kinds of ion. FIG. 2 shows, as an example, the electric field strength dependence of the mobility of three different types of ions (ion A, ion B, and ion C). In FIG. 2, for ease of understanding, the mobility of each ion is normalized so that the electric field strength is equal to zero.

3つのイオン(イオンA、イオンB、イオンC)の移動度は、電界強度が9kV/cm以下の低電界強度ではほぼ変化なしである。電界強度が約10kV/cmから増すにつれてイオンの種類固有の特性が移動度に現れる。イオンAの移動度は、電界強度が増加するに従って大きく増加し、Emaxで最大となる。イオンBの移動度は、イオンAよりも緩やかに増加する。イオンCの移動度は、緩やかに減少する。このように三者三様の特性を示している。イオンフィルタ部200は、低電界強度での移動度と高電界強度での移動度との違いを利用してイオンの選別を行う。   The mobility of the three ions (ion A, ion B, and ion C) is almost unchanged at a low electric field strength of 9 kV / cm or less. As the electric field strength increases from about 10 kV / cm, characteristics specific to the type of ion appear in the mobility. The mobility of ions A greatly increases as the electric field strength increases, and reaches a maximum at Emax. The mobility of ions B increases more slowly than ions A. The mobility of ions C gradually decreases. In this way, the characteristics of the tripartite are shown. The ion filter unit 200 performs ion selection using the difference between the mobility at a low electric field strength and the mobility at a high electric field strength.

図3には、イオンフィルタ部200の電極間における3つのイオン(イオンA、イオンB、イオンC)の移動の軌跡が示されている。なお、ここでは、分かりやすくするため、便宜的に、電極A及び電極Bを導電体でできた平行平板としている。   FIG. 3 shows a trajectory of movement of three ions (ion A, ion B, ion C) between the electrodes of the ion filter unit 200. Here, for the sake of simplicity, the electrodes A and B are parallel plates made of a conductor for convenience.

電極Aと電極Bとの間に発生する電界の波形を非対称電界波形とすることによって、任意のイオン(図3では、イオンB)のみを検出部600に到達させることができる。   By making the waveform of the electric field generated between the electrode A and the electrode B an asymmetric electric field waveform, only arbitrary ions (ion B in FIG. 3) can reach the detection unit 600.

図4には、電極Aと電極Bとの間に発生させる電界波形の一例が示されている。この電界波形は、正の高電界(Emax)と負の低電界(Emin)を交互に繰り返している。そして、高電界の期間(t1)は低電界の期間(t2)よりも短く、t1とt2の比は1:3〜1:5である。このように電界波形は、上下に関して非対称である。この非対称電界波形は、時間平均電界が零であり、次の(2)式が成り立つように設定されている。
|Emax|×t1=|Emin|×t2 ……(2)
FIG. 4 shows an example of an electric field waveform generated between the electrode A and the electrode B. In this electric field waveform, a positive high electric field (Emax) and a negative low electric field (Emin) are alternately repeated. The high electric field period (t1) is shorter than the low electric field period (t2), and the ratio of t1 to t2 is 1: 3 to 1: 5. Thus, the electric field waveform is asymmetric with respect to the upper and lower sides. This asymmetric electric field waveform is set such that the time-average electric field is zero and the following equation (2) is satisfied.
| Emax | × t1 = | Emin | × t2 (2)

すなわち、図4における領域Aの面積と領域Bの面積が一致するように設定されている。   That is, the area of the region A and the area of the region B in FIG.

なお、以下では、次の(3)式に示されるように、|Emax|×t1の値、及び|Emin|×t2の値をβとする。
|Emax|×t1=|Emin|×t2=β ……(3)
In the following, as shown in the following equation (3), the value of | Emax | × t1 and the value of | Emin | × t2 are β.
| Emax | × t1 = | Emin | × t2 = β (3)

ところで、高電界の期間(t1)に、イオンがY軸方向に関して移動する速度Vupは、次の(4)式で示される。ここで、K(Emax)は、高電界(Emax)のときのイオンの移動度である。
Vup=K(Emax)×|Emax| ……(4)
By the way, the velocity Vup at which ions move in the Y-axis direction during the high electric field period (t1) is expressed by the following equation (4). Here, K (Emax) is the ion mobility when the electric field is high (Emax).
Vup = K (Emax) × | Emax | (4)

例えば、|Emax|が約10kV/cm以上の場合、3つのイオン(イオンA、イオンB、イオンC)では、イオン毎に移動度が異なる(図2参照)ので、3つのイオンの移動速度Vupは三者三様に異なる。すなわち、図5に示されるように、高電界の期間(t1)では、3つのイオンの移動軌跡の傾斜は互いに異なっている。   For example, when | Emax | is about 10 kV / cm or more, the mobility of three ions (ion A, ion B, ion C) differs for each ion (see FIG. 2). Are different in three ways. That is, as shown in FIG. 5, the inclinations of the movement trajectories of the three ions are different from each other in the period (t1) of the high electric field.

そして、高電界の期間(t1)に、イオンがY軸方向に関して移動した距離である変位yup(図5参照)は、次の(5)式で示される。
yup=Vup×t1 ……(5)
The displacement yup (see FIG. 5), which is the distance that the ions have moved in the Y-axis direction during the high electric field period (t1), is expressed by the following equation (5).
yup = Vup × t1 (5)

一方、低電界の期間(t2)に、イオンがY軸方向に関して移動する速度Vdownは、次の(6)式で示される。ここで、K(Emin)は、低電界(Emin)のときのイオンの移動度である。
Vdown=−K(Emin)×|Emin| ……(6)
On the other hand, the velocity Vdown at which ions move in the Y-axis direction during the low electric field period (t2) is expressed by the following equation (6). Here, K (Emin) is ion mobility at a low electric field (Emin).
Vdown = −K (Emin) × | Emin | (6)

例えば、|Emin|が約5kV/cm以下の場合、3つのイオン(イオンA、イオンB、イオンC)では、移動度がほぼ同一である(図2参照)ので、3つのイオンの移動速度Vdownはほぼ同一である。すなわち、図5に示されるように、低電界の期間(t2)では、3つのイオンの移動軌跡の傾斜はほぼ同じである。   For example, when | Emin | is about 5 kV / cm or less, the mobility of three ions (ion A, ion B, and ion C) is almost the same (see FIG. 2), so the movement speed Vdown of the three ions Are almost identical. That is, as shown in FIG. 5, the inclinations of the movement trajectories of the three ions are substantially the same during the low electric field period (t2).

そして、低電界の期間(t2)に、イオンがY軸方向に関して移動した距離である変位ydown(図5参照)は、次の(7)式で示される。
ydown=Vdown×t2 ……(7)
The displacement ydown (see FIG. 5), which is the distance that the ions have moved in the Y-axis direction during the low electric field period (t2), is expressed by the following equation (7).
ydown = Vdown × t2 (7)

非対称電界波形の1周期(T)内では、イオンは、+Z方向に移動しつつ、期間t1の間に+Y方向に移動し、期間t2の間に−Y方向に移動する。   Within one period (T) of the asymmetric electric field waveform, ions move in the + Z direction while moving in the + Z direction, move in the + Y direction during the period t1, and move in the −Y direction during the period t2.

そこで、図5に示されるように、ジグザグ運動を繰り返しながら電極Aに向かうもの(イオンA)と、ジグザグ運動を繰り返しながら電極Bに向かうもの(イオンC)と、+Y方向の変位と−Y方向の変位とが釣り合い、検出部に向かうもの(イオンB)とに分かれることとなる。   Therefore, as shown in FIG. 5, the head toward the electrode A while repeating the zigzag motion (ion A), the head toward the electrode B while repeating the zigzag motion (ion C), the displacement in the + Y direction, and the −Y direction. Is balanced with the displacement (ion B) toward the detection unit.

ところで、非対称電界波形における1周期(T)での、イオンのY軸方向に関する平均変位ΔyRFは、次の(8)式で表される。
ΔyRF=yup+ydown
=K(Emax)×|Emax|×t1−K(Emin)×|Emin|×t2 ……(8)
By the way, the average displacement ΔyRF in the Y-axis direction of ions in one cycle (T) in the asymmetric electric field waveform is expressed by the following equation (8).
ΔyRF = yup + ydown
= K (Emax) * | Emax | * t1-K (Emin) * | Emin | * t2 (8)

そして、上記(8)式は、上記(3)式を用いて次の(9)式のように表すことができる。
ΔyRF=β{K(Emax)−K(min)} ……(9)
And said (8) Formula can be represented like the following (9) Formula using said (3) Formula.
ΔyRF = β {K (Emax) −K (min)} (9)

ここで、K(Emax)−K(min)をΔKとおくと、上記(9)式は次の(10)式のように表される。
ΔyRF=βΔK ……(10)
Here, when K (Emax) −K (min) is set to ΔK, the above equation (9) is expressed as the following equation (10).
ΔyRF = βΔK (10)

βは電極Aと電極Bとの間に印加される非対称電界で決まる定数である。そこで、非対称電界波形の1周期(T)あたりのイオンのY軸方向に関する変位は、低電界(Emin)での移動度と高電界(Emax)での移動度の差分であるΔKに依存する。   β is a constant determined by an asymmetric electric field applied between the electrode A and the electrode B. Therefore, the displacement of the ions per cycle (T) of the asymmetric electric field waveform in the Y-axis direction depends on ΔK which is the difference between the mobility in the low electric field (Emin) and the mobility in the high electric field (Emax).

キャリアガスだけがイオンをZ軸方向に移送させると仮定すると、イオンが電極Aと電極Bとの間に滞在しているときの、該イオンのY軸方向に関する変位Yは、次の(11)式となる。ここで、tresは、イオンが電極Aと電極Bとの間に滞在している平均時間(平均イオン滞在時間)である。   Assuming that only the carrier gas transports ions in the Z-axis direction, the displacement Y of the ions in the Y-axis direction when the ions stay between the electrodes A and B is the following (11) It becomes an expression. Here, tres is an average time during which ions stay between the electrode A and the electrode B (average ion stay time).

Figure 2018025535
Figure 2018025535

平均イオン滞在時間tresは、次の(12)式で表される。ここで、Aはイオンフィルタ部の断面積、LはZ軸方向に関する電極の長さ(電極深さ)(図5参照)、Qはキャリアガスの容積流量である。Vはイオンフィルタ部の容積(=AL)である。   The average ion residence time tres is expressed by the following equation (12). Here, A is the cross-sectional area of the ion filter portion, L is the electrode length (electrode depth) in the Z-axis direction (see FIG. 5), and Q is the volumetric flow rate of the carrier gas. V is the volume (= AL) of the ion filter section.

Figure 2018025535
Figure 2018025535

上記(11)式は、上記(12)式及び上記(3)を用いて、次の(13)式のように表すことができる。ここで、Dは非対称電界波形のデューティであり、D=t1/Tである。   The above formula (11) can be expressed as the following formula (13) using the above formula (12) and the above formula (3). Here, D is the duty of the asymmetric electric field waveform, and D = t1 / T.

Figure 2018025535
Figure 2018025535

非対称電界波形における高電界Emax、イオンフィルタ部の容積V、非対称電界波形のデューティD、及びキャリアガスの容積流量Qについて、すべてのイオン種に対して同一の値を用いると、上記(13)式から、変位Yは、イオン種固有の低電界(Emin)での移動度と高電界(Emax)での移動度との差分ΔKに比例することがわかる。   When the same value is used for all ion species for the high electric field Emax in the asymmetric electric field waveform, the volume V of the ion filter section, the duty D of the asymmetric electric field waveform, and the volume flow rate Q of the carrier gas, the above equation (13) From this, it can be seen that the displacement Y is proportional to the difference ΔK between the mobility at the low electric field (Emin) inherent to the ion species and the mobility at the high electric field (Emax).

なお、図5ではイオンBのみが、変位Yが最小であり、検出部600に到達することができるが、デューティDを変化させることによってイオンBとは異なるΔKを有するイオンを検出部600に到達させることができる。さらに、デューティDを小刻みに変化させていくことで、ΔKが異なる様々なイオンの有無や量を検出することができる。   In FIG. 5, only the ion B has a minimum displacement Y and can reach the detection unit 600, but by changing the duty D, an ion having ΔK different from the ion B reaches the detection unit 600. Can be made. Furthermore, by changing the duty D in small increments, it is possible to detect the presence and amount of various ions with different ΔK.

また、イオン検出装置10において、ΔKが異なる様々なイオン種を検出する方法として、非対称電界波形に低強度のDC電界を重畳する方法がある。この方法によると、期間t1及び期間t2でのY軸方向に関する変位量を変化させることができる。そこで、電極A又は電極Bに接触せずに検出部600に到達することができるイオン種を連続的に変えることができる。なお、非対称電界波形に重畳するDC電界は補償電圧(CV:compensasion voltages)と呼ばれている。この方法では、補償電圧を掃引してΔKが異なる様々なイオン種の有無や量を検出する。   In addition, as a method for detecting various ion species having different ΔK in the ion detector 10, there is a method of superimposing a low-intensity DC electric field on an asymmetric electric field waveform. According to this method, the amount of displacement in the Y-axis direction during the period t1 and the period t2 can be changed. Therefore, the ion species that can reach the detection unit 600 without contacting the electrode A or the electrode B can be continuously changed. The DC electric field superimposed on the asymmetric electric field waveform is called compensation voltage (CV: compensation voltage). In this method, the presence / absence and amount of various ion species having different ΔK are detected by sweeping the compensation voltage.

ところで、検出部600に到達する前に電極A又は電極Bに接触したイオンは、中和されてイオンでなくなり検出されない。   By the way, the ions that have contacted the electrode A or the electrode B before reaching the detection unit 600 are neutralized and are not detected.

なお、制御部900は、従来のイオン検出装置における制御部とほぼ同様であるため、ここでは制御部900の動作についての詳細な説明は省略する。   In addition, since the control part 900 is substantially the same as the control part in the conventional ion detection apparatus, detailed description about operation | movement of the control part 900 is abbreviate | omitted here.

「詳細」
イオン検出装置は、気体に含まれる微量な分子の種類及び量を検出する装置である。イオン検出装置は、汎用性が高く、試料中の薬物、化学成分などの分析、環境中の有害ガス、生体ガス、においの分析など広範囲で使われているが、従来のイオン検出装置は比較的大型であり使用環境が限られていた。
"Details"
An ion detector is a device that detects the type and amount of a trace amount of molecules contained in a gas. Ion detection devices are highly versatile and are used in a wide range of applications, including analysis of drugs and chemical components in samples, and analysis of harmful gases, biological gases, and odors in the environment. It was large and the usage environment was limited.

また、従来のイオン検出装置はポンプなどが必要であり、携帯性の高いものはみられなかった。また、特許文献3には、分析装置の応答を較正する目的で、標準器(ガス)を使用することが開示されている。しかし、別途ポンプを使用する場合は、環境ガスに含まれる微少ガス成分の割合の差が検出精度に影響するとともに、携帯性が低下し、加圧ガス貯槽を用いる場合は、携帯性が低下するという不都合があった。   In addition, a conventional ion detector requires a pump or the like, and no portable device has been found. Patent Document 3 discloses that a standard device (gas) is used for the purpose of calibrating the response of the analyzer. However, when a separate pump is used, the difference in the proportion of minute gas components contained in the environmental gas affects the detection accuracy, and portability is reduced. When a pressurized gas storage tank is used, portability is reduced. There was an inconvenience.

ところで、イオン検出装置は、前述したように電界強度が10kV/cm以上でイオン種によって移動度に差がでることを利用して分析を行なう。前述した図2の例ではEmax、つまり20kV程度の電界強度を2つの電極間に発生させることでイオン種を分別することになる。   By the way, as described above, the ion detector performs analysis by utilizing the difference in mobility depending on the ion species when the electric field intensity is 10 kV / cm or more. In the example of FIG. 2 described above, Emax, that is, an electric field strength of about 20 kV is generated between the two electrodes, whereby the ion species are separated.

例えば、2つの電極間の距離を1mm(=0.1cm)とすると、20kV/cmの電界を発生させるために2つの電極間に印加される電圧は、2kV(=20kV/cm×0.1cm)となる。この場合、イオン検出装置を電池駆動で実現しようとすると、数V〜十数Vを元に2kVを発生させねばならず、昇圧回路や高耐圧部品を使用する必要がある。これは、部品点数の増加、イオン検出装置の大形化、及び消費電力の増加を招く。   For example, if the distance between two electrodes is 1 mm (= 0.1 cm), the voltage applied between the two electrodes to generate an electric field of 20 kV / cm is 2 kV (= 20 kV / cm × 0.1 cm). ) In this case, if the ion detector is to be realized by battery driving, 2 kV must be generated based on several V to several tens of volts, and it is necessary to use a booster circuit or a high breakdown voltage component. This leads to an increase in the number of parts, an increase in the size of the ion detector, and an increase in power consumption.

低い電圧で同じ電界強度を実現するためには2つの電極間の距離を小さくすれば良い。例えば、2つの電極間の距離を1μm(0.0001cm)にすると、20kV/cmの電界を発生させるために2つの電極間に印加される電圧は、2V(=20kV/cm×0.0001cm)となる。   In order to achieve the same electric field strength at a low voltage, the distance between the two electrodes may be reduced. For example, when the distance between two electrodes is 1 μm (0.0001 cm), the voltage applied between the two electrodes to generate an electric field of 20 kV / cm is 2 V (= 20 kV / cm × 0.0001 cm). It becomes.

本実施形態では、イオンフィルタ部200における2つの電極間の距離を従来よりも小さくしている。   In the present embodiment, the distance between the two electrodes in the ion filter unit 200 is made smaller than in the prior art.

<実施例1>
実施例1のイオン検出装置10が、図6に示されている。このイオン検出装置10では、イオン発生部100が、第1のイオン発生器110、イオン選別器120、及び第2のイオン発生器130を有している。
<Example 1>
An ion detection apparatus 10 of Example 1 is shown in FIG. In the ion detection apparatus 10, the ion generation unit 100 includes a first ion generator 110, an ion selector 120, and a second ion generator 130.

第1のイオン発生器110は、コロナ放電によりイオン発生部100に吸入された分子をイオン化するとともに、気流を生成する。   The first ion generator 110 ionizes molecules sucked into the ion generator 100 by corona discharge and generates an air flow.

イオン選別器120は、第1のイオン発生器110の+Z側に配置され、第1の選別フィルタ121と第2の選別フィルタ122を有している。   The ion selector 120 is disposed on the + Z side of the first ion generator 110 and has a first selection filter 121 and a second selection filter 122.

第2のイオン発生器130は、イオン選別器120の+Z側に配置され、第2の選別フィルタ122を通過した分子をコロナ放電によりイオン化するとともに、気流を生成する。第2のイオン発生器130を介したイオンが、イオン発生部100からのイオンであり、イオンフィルタ部200に送られる。   The second ion generator 130 is arranged on the + Z side of the ion selector 120, ionizes the molecules that have passed through the second selection filter 122 by corona discharge, and generates an air flow. The ions that have passed through the second ion generator 130 are ions from the ion generation unit 100 and are sent to the ion filter unit 200.

イオン検出装置10では、被測定分子の検出を行うのに先立って、キャリブレーションが行われる。   In the ion detector 10, calibration is performed prior to detection of the molecule to be measured.

キャリブレーションの際には、外気がイオン発生部100に吸入される。そして、第1のイオン発生器110でのイオン化がある程度進行すると、第1の選別フィルタ121に、イオンと逆極性(イオンが正なら負極性、負なら正極性)の電界がかけられ、第2の選別フィルタ122には、イオンと同極性(イオンが正なら正極性、負なら負極性)の電界がかけられる。   During calibration, outside air is inhaled into the ion generator 100. When ionization in the first ion generator 110 proceeds to some extent, an electric field having a polarity opposite to that of ions (negative polarity if the ions are positive, positive polarity if the ions are negative) is applied to the first sorting filter 121. The selection filter 122 is applied with an electric field having the same polarity as ions (positive polarity if the ions are positive, and negative polarity if the ions are negative).

この場合、第1のイオン発生器110でイオン化された分子は、第1の選別フィルタ121に向かい、第1の選別フィルタ121を通過して排出される(図7参照)。一方、第1のイオン発生器110でイオン化されなかった分子は、第2の選別フィルタ122に向かい、第2の選別フィルタ122を通過する(図8参照)。   In this case, the molecules ionized by the first ion generator 110 are directed to the first sorting filter 121, pass through the first sorting filter 121, and discharged (see FIG. 7). On the other hand, molecules that have not been ionized by the first ion generator 110 go to the second sorting filter 122 and pass through the second sorting filter 122 (see FIG. 8).

第2の選別フィルタ122を通過する気体は、窒素や酸素などのイオン化傾向の小さい分子が含まれ、空気に近い成分となっている。本実施形態では、この気体を「基準気体」という。   The gas passing through the second sorting filter 122 includes molecules having a small ionization tendency such as nitrogen and oxygen, and is a component close to air. In the present embodiment, this gas is referred to as “reference gas”.

基準気体は、第2のイオン発生器130でイオン化される。イオン化された基準気体は、イオンフィルタ部200に送られる。イオンフィルタ部200は、全てのイオンが通過するように設定されている。イオンフィルタ部200を通過したイオンは、検出部600で検出される。なお、ここでは、第2のイオン発生器130でのイオン発生量が予め設定されている規定値になるように、制御部900によって第2のイオン発生器130に印加される電圧が調整されている。なお、規定値は、検出部600において検出されるイオンの検出量が一定になるように設定される。   The reference gas is ionized by the second ion generator 130. The ionized reference gas is sent to the ion filter unit 200. The ion filter unit 200 is set so that all ions pass through. Ions that have passed through the ion filter unit 200 are detected by the detection unit 600. Here, the voltage applied to the second ion generator 130 is adjusted by the control unit 900 so that the amount of ion generation in the second ion generator 130 becomes a preset specified value. Yes. The specified value is set so that the detection amount of ions detected by the detection unit 600 is constant.

第2のイオン発生器130でのイオン発生量は、第2のイオン発生器130における端子の汚れ、磨耗、その他環境によって変動するが、ここでは、第2のイオン発生器130に印加される電圧を調整して、イオン発生量を常に規定値としているため、高い精度で被測定分子を検出することができる。   The amount of ions generated in the second ion generator 130 varies depending on the contamination, wear, and other environments of the terminals in the second ion generator 130, but here, the voltage applied to the second ion generator 130 Therefore, the molecule to be measured can be detected with high accuracy.

すなわち、イオン検出装置の環境条件及びコンディションに依存することなく、高い精度で被測定分子を検出することができる。   That is, the molecule to be measured can be detected with high accuracy without depending on the environmental conditions and conditions of the ion detector.

そこで、実施例1のイオン検出装置10によると、検出精度の低下を招くことなく、携帯性を向上させることができる。   Therefore, according to the ion detection apparatus 10 of the first embodiment, portability can be improved without causing a decrease in detection accuracy.

<実施例2>
実施例2のイオン検出装置10では、前述した実施例1のイオン検出装置10に対し、上記キャリブレーションにおいて検出部600での検出データを「環境データ」として保存することに特徴を有している。
<Example 2>
The ion detection apparatus 10 according to the second embodiment is characterized in that the detection data in the detection unit 600 is stored as “environment data” in the calibration in the ion detection apparatus 10 according to the first embodiment described above. .

そして、制御部900は、被測定分子の検出の際に環境データを参照し、検出部600での検出データを補正する。   Then, the control unit 900 refers to the environmental data when detecting the molecule to be measured, and corrects the detection data in the detection unit 600.

そこで、この場合も、実施例1のイオン検出装置10と同様の効果を得ることができる。   Therefore, also in this case, the same effect as that of the ion detector 10 of the first embodiment can be obtained.

<実施例3>
実施例3のイオン検出装置10が、図9に示されている。このイオン検出装置10は、前述した実施例1のイオン検出装置10に対し、多孔質部材710及び発熱体720が付加されていることに特徴を有している。
<Example 3>
An ion detection apparatus 10 of Example 3 is shown in FIG. The ion detector 10 is characterized in that a porous member 710 and a heating element 720 are added to the ion detector 10 of Example 1 described above.

多孔質部材710は、イオン発生部100の−Z側に配置され、通気性を有し、熱伝導度が高く、表面積が大きい部材である。ここでは、多孔質部材710は、ポーラス金属又は金属粉からなっている。発熱体720は、装置全体を覆い、通過する気体の温度を任意の温度に制御することができるようになっている。   The porous member 710 is a member that is disposed on the −Z side of the ion generation unit 100, has air permeability, has high thermal conductivity, and has a large surface area. Here, the porous member 710 is made of porous metal or metal powder. The heating element 720 covers the entire apparatus and can control the temperature of the passing gas to an arbitrary temperature.

ところで、通過する気体の温度が変化すると、第1のイオン発生器110や第2のイオン発生器130で発生するイオン量が変化し、検出部600での検出結果が変化する。そして、その結果、定量分析の値に誤差を生じる。   By the way, when the temperature of the passing gas changes, the amount of ions generated by the first ion generator 110 and the second ion generator 130 changes, and the detection result of the detection unit 600 changes. As a result, an error occurs in the value of the quantitative analysis.

実施例3のイオン検出装置10では、発熱体720と通過する気体との間の熱交換を素早く行うことができ、通過する気体の温度変化を抑制することができる。   In the ion detector 10 of Example 3, heat exchange between the heating element 720 and the passing gas can be quickly performed, and the temperature change of the passing gas can be suppressed.

そこで、例えば、通過する気体の温度が常温よりも低い場合には、実施例3のイオン検出装置10が好適である。   Therefore, for example, when the temperature of the passing gas is lower than room temperature, the ion detector 10 of the third embodiment is suitable.

<実施例4>
実施例4のイオン検出装置10が、図10に示されている。このイオン検出装置10は、前述した実施例3のイオン検出装置10に対し、保温部材730が付加されていることに特徴を有している。
<Example 4>
An ion detection apparatus 10 of Example 4 is shown in FIG. The ion detector 10 is characterized in that a heat retaining member 730 is added to the ion detector 10 of the third embodiment described above.

保温部材730は、発熱体720の外周を覆っており、発熱体720からの熱が外気に逃げるのを抑制することができる。その結果、省エネルギーを図るとともに、環境温度の影響を抑制することができる。   The heat retaining member 730 covers the outer periphery of the heating element 720 and can suppress the escape of heat from the heating element 720 to the outside air. As a result, energy saving can be achieved and the influence of environmental temperature can be suppressed.

ところで、イオン検出装置10の内部に検出対象の分子が残留していると、次回の検出における検出精度が低下するおそれがある。そこで、この場合、次回の検出作業に先立って、イオン検出装置10の内部を洗浄し、残留している検出対象の分子を除去するのが好ましい。なお、以下では、除去したい分子を「除去対象の分子」という。   By the way, if the molecule to be detected remains inside the ion detector 10, the detection accuracy in the next detection may be lowered. Therefore, in this case, prior to the next detection operation, it is preferable to clean the inside of the ion detector 10 and remove the remaining molecules to be detected. Hereinafter, a molecule to be removed is referred to as “a molecule to be removed”.

イオン検出装置10の内部を洗浄する方法として、空気をイオン検出装置10に供給し、イオン検出装置10の内部を通過させる方法がある。この方法は、空気の流れによって除去対象の分子をイオン検出装置10の外部に排出させるものである。以下では、イオン検出装置10の内部を洗浄するのに用いられる空気を「洗浄用空気」ともいう。   As a method of cleaning the inside of the ion detection device 10, there is a method of supplying air to the ion detection device 10 and passing the inside of the ion detection device 10. In this method, molecules to be removed are discharged to the outside of the ion detector 10 by the air flow. Hereinafter, the air used to clean the inside of the ion detector 10 is also referred to as “cleaning air”.

しかしながら、洗浄用空気に除去対象の分子が含まれていると、洗浄の効果が得られないおそれがある。そこで、洗浄用空気には、除去対象の分子が含まれていないことが必要である。以下では、除去対象の分子が含まれていない空気を「清浄空気」ともいう。そして、この清浄空気を作成する装置を「洗浄用空気作成装置」という。   However, if the cleaning air contains molecules to be removed, the cleaning effect may not be obtained. Therefore, it is necessary that the cleaning air does not contain molecules to be removed. Hereinafter, air that does not contain molecules to be removed is also referred to as “clean air”. And the apparatus which produces this clean air is called "cleaning air production apparatus".

以下、一実施形態に係る洗浄用空気作成装置について説明する。なお、大気は非常に多くの種類の分子から構成されているが、ここでは、わかりやすくするため、大気が空気成分の分子と除去対象の分子とから構成されているものとする。また、除去対象の分子は空気成分の分子よりもイオン化されやすいものとする。   Hereinafter, a cleaning air producing apparatus according to an embodiment will be described. Note that the atmosphere is composed of a large number of types of molecules. Here, for the sake of clarity, it is assumed that the atmosphere is composed of molecules of air components and molecules to be removed. Further, it is assumed that the molecules to be removed are more easily ionized than the air component molecules.

<実施例1>
実施例1の洗浄用空気作成装置150が図11に示されている。この洗浄用空気作成装置150は、イオン発生器160及びイオン選別器170を有している。
<Example 1>
FIG. 11 shows a cleaning air producing apparatus 150 according to the first embodiment. The cleaning air creation device 150 includes an ion generator 160 and an ion selector 170.

イオン発生器160は、前述したイオン検出装置10における第1のイオン発生器110と同様なイオン発生器であり、吸入された大気中に含まれる除去対象の分子をイオン化する。   The ion generator 160 is an ion generator similar to the first ion generator 110 in the ion detector 10 described above, and ionizes molecules to be removed included in the inhaled air.

イオン選別器170は、前述したイオン検出装置10におけるイオン選別器120と同様なイオン選別器であり、イオン発生器160の+Z側に配置され、第1の選別フィルタ171と第2の選別フィルタ172を有している。   The ion sorter 170 is an ion sorter similar to the ion sorter 120 in the ion detector 10 described above, and is arranged on the + Z side of the ion generator 160, and the first sort filter 171 and the second sort filter 172. have.

(1)除去対象の分子がイオン化されると正(プラス)イオンになる場合。 (1) When a molecule to be removed is ionized to become a positive (plus) ion.

この場合、図12に示されるように、イオン選別器170では、第1の選別フィルタ171に電池(バッテリ)の負極が接続され、第2の選別フィルタ172に電池の正極が接続されている。また、イオン発生器160では、正(プラス)イオンが発生するように電池が接続されている。   In this case, as shown in FIG. 12, in the ion selector 170, the negative electrode of the battery (battery) is connected to the first selection filter 171, and the positive electrode of the battery is connected to the second selection filter 172. In the ion generator 160, a battery is connected so as to generate positive (plus) ions.

イオン発生器160に大気が導入されると、除去対象の分子がイオン化され正(プラス)イオンになる。そして、イオン化された除去対象の分子は、第2の選別フィルタ172で反発され、第1の選別フィルタ171に向かう。一方、空気成分の分子は、気圧の低い第2の選別フィルタ172に向かう。このようにして、イオン選別器170において、空気成分の分子と除去対象の分子とが分離される(図13参照)。第2の選別フィルタ172を通過した分子は空気成分の分子であり、清浄空気である。   When the atmosphere is introduced into the ion generator 160, the molecules to be removed are ionized into positive (plus) ions. Then, the ionized molecules to be removed are repelled by the second sorting filter 172 and travel toward the first sorting filter 171. On the other hand, air component molecules travel to the second sorting filter 172 having a low atmospheric pressure. In this way, in the ion selector 170, the air component molecules and the molecules to be removed are separated (see FIG. 13). Molecules that have passed through the second sorting filter 172 are air component molecules and are clean air.

(2)除去対象の分子がイオン化されると負(マイナス)イオンになる場合。 (2) A case where a molecule to be removed becomes negative (minus) ion when ionized.

この場合、図14に示されるように、イオン選別器170では、第1の選別フィルタ171に電池の正極が接続され、第2の選別フィルタ172に電池の負極が接続される。また、イオン発生器160では、負(マイナス)イオンが発生するように電池が接続される。   In this case, as shown in FIG. 14, in the ion selector 170, the positive electrode of the battery is connected to the first selection filter 171, and the negative electrode of the battery is connected to the second selection filter 172. In the ion generator 160, a battery is connected so that negative (minus) ions are generated.

イオン発生器160に大気が導入されると、除去対象の分子がイオン化され負(マイナス)イオンになる。そして、イオン化された除去対象の分子は、第2の選別フィルタ172で反発され、第1の選別フィルタ171に向かう。一方、空気成分の分子は、気圧の低い第2の選別フィルタ172に向かう。このようにして、イオン選別器170において、空気成分の分子と除去対象の分子とが分離される(図15参照)。第2の選別フィルタ172を通過した分子は空気成分の分子であり、清浄空気である。   When the atmosphere is introduced into the ion generator 160, the molecules to be removed are ionized to become negative (minus) ions. Then, the ionized molecules to be removed are repelled by the second sorting filter 172 and travel toward the first sorting filter 171. On the other hand, air component molecules travel to the second sorting filter 172 having a low atmospheric pressure. In this way, in the ion selector 170, the air component molecules and the molecules to be removed are separated (see FIG. 15). Molecules that have passed through the second sorting filter 172 are air component molecules and are clean air.

ところで、一例として図16に示されるように、電池の極性を切り替えることができる切替スイッチ151を設けることにより、除去対象の分子がイオン化されると正(プラス)イオンになる分子の場合、及び除去対象の分子がイオン化されると負(マイナス)イオンになる分子とからなる場合の両方に対応することができる。   By the way, as shown in FIG. 16 as an example, by providing a changeover switch 151 that can switch the polarity of the battery, when a molecule to be removed becomes a positive ion when it is ionized and removed It is possible to deal with both cases where the target molecule is made of a molecule that becomes a negative (minus) ion when ionized.

図17に示されるように、除去対象の分子は排気口を介して洗浄用空気作成装置150から放出され、清浄空気は清浄空気供給口を介して洗浄用空気作成装置150から放出される。   As shown in FIG. 17, the molecules to be removed are released from the cleaning air creation device 150 through the exhaust port, and the clean air is released from the cleaning air creation device 150 through the clean air supply port.

また、大気中に異粒子などが含まれる場合は、一例として図18に示されるように、洗浄用空気作成装置150において、大気の入力側にエアーフィルタ152を付加しても良い。これにより、イオン発生器160やイオン選別器170に異粒子などが詰まるのを抑制することができる。   Further, when different particles are included in the atmosphere, as shown in FIG. 18 as an example, an air filter 152 may be added to the input side of the atmosphere in the cleaning air creating apparatus 150. Thereby, it is possible to suppress clogging of foreign particles and the like in the ion generator 160 and the ion selector 170.

<実施例2>
実施例2の洗浄用空気作成装置150が図19に示されている。この洗浄用空気作成装置150は、第1のイオン発生器160A、第1のイオン選別器170A、第2のイオン発生器160B、及び第2のイオン選別器170Bを有している。
<Example 2>
FIG. 19 shows a cleaning air production apparatus 150 according to the second embodiment. The cleaning air generating apparatus 150 includes a first ion generator 160A, a first ion selector 170A, a second ion generator 160B, and a second ion selector 170B.

第1のイオン発生器160Aは、前述したイオン検出装置10における第1のイオン発生器110と同様なイオン発生器であり、吸入された大気中に含まれる除去対象の分子をイオン化する。ここでは、正(プラス)又は負(マイナス)のイオンを発生させる。   The first ion generator 160A is an ion generator similar to the first ion generator 110 in the ion detector 10 described above, and ionizes molecules to be removed contained in the inhaled air. Here, positive (plus) or negative (minus) ions are generated.

第1のイオン選別器170Aは、前述したイオン検出装置10におけるイオン選別器120と同様なイオン選別器であり、第1のイオン発生器160Aの+Z側に配置され、第1の選別フィルタ171Aと第2の選別フィルタ172Aを有している。第1のイオン選別器170Aでは、第1のイオン発生器160Aでイオン化された分子とイオン化されなかった分子とが分離される。   The first ion selector 170A is an ion selector similar to the ion selector 120 in the ion detector 10 described above, and is arranged on the + Z side of the first ion generator 160A. A second sorting filter 172A is provided. In the first ion selector 170A, the molecules ionized by the first ion generator 160A and the molecules not ionized are separated.

第2のイオン発生器160Bは、前述したイオン検出装置10における第1のイオン発生器110と同様なイオン発生器であり、第2の選別フィルタ172Aを通過した大気中に含まれる除去対象の分子をイオン化する。なお、第2のイオン発生器160Bでは、第1のイオン発生器160Aとは逆の極性のイオンを発生させる。   The second ion generator 160B is an ion generator similar to the first ion generator 110 in the ion detector 10 described above, and is a molecule to be removed contained in the atmosphere that has passed through the second sorting filter 172A. Is ionized. The second ion generator 160B generates ions having a polarity opposite to that of the first ion generator 160A.

第2のイオン選別器170Bは、前述したイオン検出装置10におけるイオン選別器120と同様なイオン選別器であり、第2のイオン発生器160Bの+Z側に配置され、第1の選別フィルタ171Bと第2の選別フィルタ172Bを有している。第2のイオン選別器170Bでは、第2のイオン発生器160Bでイオン化された分子とイオン化されなかった分子とが分離される。   The second ion selector 170B is an ion selector similar to the ion selector 120 in the ion detector 10 described above, and is disposed on the + Z side of the second ion generator 160B. A second sorting filter 172B is provided. In the second ion selector 170B, the molecules ionized by the second ion generator 160B and the molecules not ionized are separated.

すなわち、実施例2の洗浄用空気作成装置150は、上記実施例1の洗浄用空気作成装置と同様な構成を2つ直列に連結させたものである。そこで、以下では、第1のイオン発生器160Aと第1のイオン選別器170Aとからなる部分を「前段部」ともいい、第2のイオン発生器160Bと第2のイオン選別器170Bとからなる部分を「後段部」ともいう。   That is, the cleaning air creation device 150 of the second embodiment is configured by connecting two similar configurations in series to the cleaning air creation device of the first embodiment. Therefore, in the following, a portion including the first ion generator 160A and the first ion selector 170A is also referred to as a “front stage portion”, and includes the second ion generator 160B and the second ion selector 170B. The part is also referred to as “rear part”.

図20には、前述した図12に示される実施例1の洗浄用空気作成装置と同様な構成を前段部とし、前述した図14に示される実施例1の洗浄用空気作成装置と同様な構成を後段部とした例が示されている。   In FIG. 20, the same configuration as that of the cleaning air preparation device of the first embodiment shown in FIG. 12 is used as the front stage, and the same configuration as that of the cleaning air preparation device of the first embodiment shown in FIG. An example in which is used as a rear stage is shown.

この場合は、第1の選別フィルタ171Aに電池の負極が接続され、第2の選別フィルタ172Aに電池の正極が接続されている。また、第1のイオン発生器160Aでは、正(プラス)イオンが発生するように電池が接続されている。そして、第1の選別フィルタ171Bに電池の正極が接続され、第2の選別フィルタ172Bに電池の負極が接続されている。また、第2のイオン発生器160Bでは、負(マイナス)イオンが発生するように電池が接続されている。   In this case, the negative electrode of the battery is connected to the first sorting filter 171A, and the positive electrode of the battery is connected to the second sorting filter 172A. In the first ion generator 160A, a battery is connected so that positive (plus) ions are generated. The positive electrode of the battery is connected to the first sorting filter 171B, and the negative electrode of the battery is connected to the second sorting filter 172B. In the second ion generator 160B, a battery is connected so as to generate negative (minus) ions.

図20の構成では、第1のイオン発生器160Aに大気が導入されると、除去対象の分子の一部がイオン化され正(プラス)イオンになる。そして、イオン化された除去対象の分子は、第2の選別フィルタ172Aで反発され、第1の選別フィルタ171Aに向かう。一方、空気成分の分子及び第1のイオン発生器160Aでイオン化されなかった除去対象の分子は、気圧の低い第2の選別フィルタ172Aに向かう(図21参照)。   In the configuration of FIG. 20, when the atmosphere is introduced into the first ion generator 160A, some of the molecules to be removed are ionized to become positive (plus) ions. Then, the ionized molecules to be removed are repelled by the second sorting filter 172A and travel toward the first sorting filter 171A. On the other hand, air component molecules and molecules to be removed that have not been ionized by the first ion generator 160A are directed to the second sorting filter 172A having a low atmospheric pressure (see FIG. 21).

第2の選別フィルタ172Aを通過した空気成分の分子及び第1のイオン発生器160Aでイオン化されなかった除去対象の分子は、第2のイオン発生器160Bに向かう。   Molecules of air components that have passed through the second sorting filter 172A and molecules to be removed that have not been ionized by the first ion generator 160A are directed to the second ion generator 160B.

第2のイオン発生器160Bでは、第1のイオン発生器160Aでイオン化されなかった除去対象の分子が、イオン化され負(マイナス)イオンになる。そして、イオン化された除去対象の分子は、第2の選別フィルタ172Bで反発され、第1の選別フィルタ171Bに向かう。一方、空気成分の分子は、気圧の低い第2の選別フィルタ172Bに向かう(図21参照)。第2の選別フィルタ172Bを通過した分子は空気成分の分子であり、清浄空気である。   In the second ion generator 160B, molecules to be removed that have not been ionized by the first ion generator 160A are ionized to become negative (minus) ions. The ionized molecules to be removed are repelled by the second sorting filter 172B and travel toward the first sorting filter 171B. On the other hand, the air component molecules go to the second sorting filter 172B having a low atmospheric pressure (see FIG. 21). Molecules that have passed through the second sorting filter 172B are air component molecules and are clean air.

すなわち、正(プラス)にイオン化された除去対象の分子が前段部で分離され、負(マイナス)にイオン化された除去対象の分子が後段部で分離される。このようにして空気成分の分子と除去対象の分子とが分離され、清浄空気が作成される。   That is, positive (plus) ionized molecules to be removed are separated at the front stage, and negative (minus) ionized molecules to be removed are separated at the rear stage. In this way, the air component molecules and the molecules to be removed are separated to create clean air.

実施例2の洗浄用空気作成装置150は、除去対象の分子が複数種類の分子からなり、イオン化されると正(プラス)イオンになる分子と負(マイナス)イオンになる分子とを含む場合であっても、清浄空気を作成することができる。   The cleaning air creation device 150 of the second embodiment includes a case where the molecules to be removed are composed of a plurality of types of molecules and include molecules that become positive (plus) ions and molecules that become negative (minus) ions when ionized. Even so, clean air can be created.

図22に示されるように、除去対象の分子は排気口を介して洗浄用空気作成装置150から放出され、清浄空気は清浄空気供給口を介して洗浄用空気作成装置150から放出される。   As shown in FIG. 22, the molecules to be removed are released from the cleaning air preparation device 150 through the exhaust port, and the clean air is released from the cleaning air preparation device 150 through the clean air supply port.

また、大気中に異粒子などが含まれる場合は、一例として図23に示されるように、洗浄用空気作成装置150において、大気の入力側にエアーフィルタ152を付加しても良い。これにより、各イオン発生器や各イオン選別器に異粒子などが詰まるのを抑制することができる。   Further, when different particles are included in the atmosphere, as shown in FIG. 23 as an example, an air filter 152 may be added to the input side of the atmosphere in the cleaning air creating apparatus 150. Thereby, it can suppress that each particle | grain generator and each ion separator are clogged with foreign particles.

なお、図24に示されるように、上記図21の構成とは逆に、前述した図14に示される実施例1の洗浄用空気作成装置と同様な構成を前段部とし、前述した図12に示される実施例1の洗浄用空気作成装置と同様な構成を後段部としても良い。   As shown in FIG. 24, in contrast to the configuration of FIG. 21 described above, the configuration similar to that of the cleaning air creation device of Example 1 shown in FIG. A configuration similar to that of the cleaning air generating apparatus of the first embodiment shown may be used as the rear stage.

この場合は、第1の選別フィルタ171Aに電池の正極が接続され、第2の選別フィルタ172Aに電池の負極が接続されている。また、第1のイオン発生器160Aでは、負(マイナス)イオンが発生するように電池が接続されている。そして、第1の選別フィルタ171Bに電池の負極が接続され、第2の選別フィルタ172Bに電池の正極が接続されている。また、第2のイオン発生器160Bでは、正(プラス)イオンが発生するように電池が接続されている。   In this case, the positive electrode of the battery is connected to the first sorting filter 171A, and the negative electrode of the battery is connected to the second sorting filter 172A. In the first ion generator 160A, a battery is connected so as to generate negative (minus) ions. The negative electrode of the battery is connected to the first sorting filter 171B, and the positive electrode of the battery is connected to the second sorting filter 172B. In the second ion generator 160B, a battery is connected so as to generate positive (plus) ions.

この構成では、負(マイナス)にイオン化された除去対象の分子が前段部で分離され、正(プラス)にイオン化された除去対象の分子が後段部で分離される。   In this configuration, molecules to be removed that are ionized negatively (minus) are separated at the front part, and molecules that are to be removed ionized positively (plus) are separated at the rear part.

次に、一実施形態に係る計測システムについて説明する。   Next, a measurement system according to an embodiment will be described.

図25には、実施例1の洗浄用空気作成装置150と、該洗浄用空気作成装置150の清浄空気供給口と接続され、該洗浄用空気作成装置150で作成された清浄空気の流路を形成するダクト181と、該ダクト181と接続され、該ダクト181を介して清浄空気が供給される計測装置としてのイオン検出装置10とを備える計測システム180が示されている。   In FIG. 25, the cleaning air generating device 150 of Example 1 and the clean air supply port of the cleaning air generating device 150 connected to the cleaning air generating device 150 are shown. A measurement system 180 including a duct 181 to be formed and an ion detection device 10 connected to the duct 181 and supplied with clean air via the duct 181 is shown.

図26には、実施例2の洗浄用空気作成装置150と、該洗浄用空気作成装置150の清浄空気供給口と接続され、該洗浄用空気作成装置150で作成された清浄空気の流路を形成するダクト181と、該ダクト181と接続され、該ダクト181を介して清浄空気が供給される計測装置としてのイオン検出装置10とを備える計測システム180が示されている。   In FIG. 26, the cleaning air generating device 150 of Example 2 and the clean air supply port of the cleaning air generating device 150 connected to the cleaning air generating device 150 are shown. A measurement system 180 including a duct 181 to be formed and an ion detection device 10 connected to the duct 181 and supplied with clean air via the duct 181 is shown.

ところで、一例として図27及び図28に示されるように、ダクト181に流路の切り替え用のダンパ182を取り付け、洗浄時の空気と測定時の空気とを簡単に選択できるようにしても良い。この場合は、操作性を向上させることができる。また、洗浄用空気作成装置150とイオン検出装置10とを一体化させることができる。なお、流路の切り替えは、例えば、洗浄(30分)→キャリブレーション→測定の順で行う。   As an example, as shown in FIGS. 27 and 28, a damper 182 for switching the flow path may be attached to the duct 181 so that the air for cleaning and the air for measurement can be easily selected. In this case, operability can be improved. Further, the cleaning air creation device 150 and the ion detection device 10 can be integrated. The flow path is switched in the order of cleaning (30 minutes) → calibration → measurement, for example.

また、洗浄用空気作成装置150にエアーフィルタ152が付加されている場合、一例として図29に示されるように、エアーフィルタ152よりも空気の透過圧が小さいエアーフィルタ153を用いると、前記ダンパ182は不要である。   Further, when the air filter 152 is added to the cleaning air generating apparatus 150, as shown in FIG. 29 as an example, when the air filter 153 having a lower air permeation pressure than the air filter 152 is used, the damper 182 is used. Is unnecessary.

以上説明したように、本実施形態に係るイオン検出装置10は、イオン発生部100、イオンフィルタ部200、検出部600、及び制御部900などを備えている。そして、イオン発生部100は、第1のイオン発生器110、イオン選別器120、及び第2のイオン発生器130を有している。さらに、イオン選別器120は、第1の選別フィルタ121と第2の選別フィルタ122を有している。   As described above, the ion detection apparatus 10 according to the present embodiment includes the ion generation unit 100, the ion filter unit 200, the detection unit 600, the control unit 900, and the like. The ion generator 100 includes a first ion generator 110, an ion selector 120, and a second ion generator 130. Further, the ion selector 120 has a first selection filter 121 and a second selection filter 122.

この場合、イオン検出装置10では、被測定分子を検出する前にキャリブレーションを行うことが可能であり、使用環境や装置のコンディションが変化しても、被測定分子を精度良く検出することができる。すなわち、加圧ガス貯槽がなくても、被測定分子を精度良く検出することができる。   In this case, the ion detection apparatus 10 can perform calibration before detecting the molecule to be measured, and can accurately detect the molecule to be measured even if the usage environment or the condition of the apparatus changes. . That is, even if there is no pressurized gas storage tank, the molecule to be measured can be detected with high accuracy.

そこで、イオン検出装置10によると、検出精度の低下を招くことなく、携帯性を向上させることができる。   Therefore, according to the ion detection apparatus 10, portability can be improved without causing a decrease in detection accuracy.

そして、実施例1のイオン検出装置10では、キャリブレーションの結果を参照して、第2のイオン発生器130でのイオン発生量が予め設定されている規定値になるように、第2のイオン発生器130への印加電圧を調整する。   Then, in the ion detection apparatus 10 of the first embodiment, the second ion is determined so that the ion generation amount in the second ion generator 130 becomes a preset value with reference to the result of calibration. The voltage applied to the generator 130 is adjusted.

さらに、実施例2のイオン検出装置10では、制御部900は、キャリブレーションの際の検出部600での検出データを「環境データ」として保存しておき、被測定分子の検出の際に、環境データを参照して検出部600での検出データを補正する。   Furthermore, in the ion detection apparatus 10 of the second embodiment, the control unit 900 stores the detection data of the detection unit 600 at the time of calibration as “environment data”, and the environment is detected when detecting the molecule to be measured. The detection data in the detection unit 600 is corrected with reference to the data.

また、実施例3のイオン検出装置10では、多孔質部材710及び発熱体720が付加され、吸引される気体の温度変化を抑制している。   Moreover, in the ion detector 10 of Example 3, the porous member 710 and the heat generating body 720 are added, and the temperature change of the sucked gas is suppressed.

また、実施例4のイオン検出装置10では、保温部材730が付加され、省エネルギーを図るとともに、環境温度の影響を抑制している。   Moreover, in the ion detector 10 of Example 4, the heat retention member 730 is added, and while saving energy, the influence of environmental temperature is suppressed.

これら実施例1〜実施例4のイオン検出装置10についても、検出精度の低下を招くことなく、携帯性を向上させることができる。   Also for the ion detectors 10 of the first to fourth embodiments, the portability can be improved without causing a decrease in detection accuracy.

また、本実施形態に係る実施例1の洗浄用空気作成装置150は、イオン発生器160、及びイオン選別器170を備えている。イオン発生器160は、大気に含まれる除去対象の分子をイオン化する。イオン選別器170は、イオン発生器160でイオン化された分子とイオン化されなかった分子とを選別する。   Moreover, the cleaning air production apparatus 150 of Example 1 according to the present embodiment includes an ion generator 160 and an ion selector 170. The ion generator 160 ionizes molecules to be removed contained in the atmosphere. The ion sorter 170 sorts the molecules ionized by the ion generator 160 and the molecules not ionized.

この実施例1の洗浄用空気作成装置150は、除去対象の分子がイオン化されると正(プラス)イオンになる分子の場合、又は除去対象の分子が負(マイナス)イオンになる分子の場合において、除去対象の分子を効率的に大気から除去することができる。そこで、例えば、イオン検出装置10を洗浄するのに適した洗浄用空気を作成することができる。   The cleaning air generating apparatus 150 of the first embodiment is a molecule that becomes a positive (plus) ion when the molecule to be removed is ionized or a molecule that becomes a negative (minus) ion when the molecule to be removed is ionized. The molecule to be removed can be efficiently removed from the atmosphere. Therefore, for example, cleaning air suitable for cleaning the ion detector 10 can be created.

そして、実施例1の洗浄用空気作成装置150にイオン発生器160及びイオン選別器170に印加される電圧の極性を切り替えることができる切替スイッチ151を設けることにより、除去対象の分子がイオン化されると正(プラス)イオンになる分子の場合、及び除去対象の分子がイオン化されると負(マイナス)イオンになる分子とからなる場合の両方に対応することができる。   And the molecule | numerator of removal object is ionized by providing the changeover switch 151 which can switch the polarity of the voltage applied to the ion generator 160 and the ion selector 170 in the cleaning air production apparatus 150 of Example 1. And a molecule that becomes a positive (plus) ion, and a case that a molecule that becomes a negative (minus) ion when the molecule to be removed is ionized can be dealt with.

なお、切替スイッチ151は、使用者が手動で操作しても良いし、例えば、制御部を設け、該制御部から電気的に操作されても良い。   The changeover switch 151 may be manually operated by the user, or may be electrically operated from the control unit, for example, by providing a control unit.

また、実施例1の洗浄用空気作成装置150において、イオン発生器160の前段にエアーフィルタを更に備えても良い。この場合は、イオン発生器160やイオン選別器170に異粒子などが詰まるのを抑制することができる。   Further, in the cleaning air generating apparatus 150 of the first embodiment, an air filter may be further provided in the previous stage of the ion generator 160. In this case, it is possible to suppress clogging of foreign particles and the like in the ion generator 160 and the ion selector 170.

また、本実施形態に係る実施例2の洗浄用空気作成装置150は、第1のイオン発生器160A、第1のイオン選別器170A、第2のイオン発生器160B、及び第2のイオン選別器170Bなどを備えている。   In addition, the cleaning air generation apparatus 150 of Example 2 according to the present embodiment includes a first ion generator 160A, a first ion selector 170A, a second ion generator 160B, and a second ion selector. 170B and the like.

第1のイオン発生器160Aは、大気に含まれる除去対象の分子をイオン化する。ここでは、正(プラス)又は負(マイナス)のイオンを発生させる。第1のイオン選別器170Aは、第1のイオン発生器160Aでイオン化された分子とイオン化されなかった分子とを選別する。   The first ion generator 160A ionizes molecules to be removed contained in the atmosphere. Here, positive (plus) or negative (minus) ions are generated. The first ion sorter 170A sorts the molecules ionized by the first ion generator 160A and the molecules not ionized.

第2のイオン発生器160Bには、第1のイオン選別器170Aで選別された第1のイオン発生器160Aでイオン化されなかった分子が供給される。第2のイオン発生器160Bは、除去対象の分子をイオン化する。ここでは、第1のイオン発生器160Aとは異なる極性のイオンを発生させる。   The second ion generator 160B is supplied with molecules that have not been ionized by the first ion generator 160A selected by the first ion selector 170A. The second ion generator 160B ionizes molecules to be removed. Here, ions having a polarity different from that of the first ion generator 160A are generated.

第2のイオン選別器170Bは、第2のイオン発生器160Bでイオン化された分子とイオン化されなかった分子とを選別する。   The second ion sorter 170B sorts the molecules ionized by the second ion generator 160B and the molecules not ionized.

この実施例2の洗浄用空気作成装置150は、除去対象の分子がイオン化されると正(プラス)イオンになる分子と負(マイナス)イオンになる分子とを含む場合において、それらを効率的に大気から除去することができる。そこで、例えば、イオン検出装置10を洗浄するのに適した洗浄用空気を作成することができる。   In the case where the cleaning air generation device 150 of the second embodiment includes molecules that become positive (plus) ions and molecules that become negative (minus) ions when the molecules to be removed are ionized, they are efficiently used. Can be removed from the atmosphere. Therefore, for example, cleaning air suitable for cleaning the ion detector 10 can be created.

また、実施例2の洗浄用空気作成装置150において、第1のイオン発生器160Aの前段にエアーフィルタ152を更に備えても良い。この場合は、各イオン発生器や各イオン選別器に異粒子などが詰まるのを抑制することができる。   In the cleaning air creation device 150 of the second embodiment, an air filter 152 may further be provided in front of the first ion generator 160A. In this case, it is possible to suppress clogging of foreign particles and the like in each ion generator and each ion selector.

そして、実施例1及び2の洗浄用空気作成装置150は、小型であるとともに電池駆動が可能であるため、屋外に容易に持ち出すことができる。これは、イオン検出装置10の携帯性を向上させるのをサポートするものでもある。   And since the air preparation apparatus 150 for washing | cleaning of Example 1 and 2 is small and can drive a battery, it can be taken out outdoors easily. This also supports improving the portability of the ion detector 10.

なお、洗浄用空気作成装置150で作成された清浄空気は、イオン検出装置10以外の計測装置の洗浄にも用いることができる。   The clean air created by the cleaning air creation device 150 can also be used for cleaning measuring devices other than the ion detector 10.

また、本実施形態に係る計測システム180は、洗浄用空気作成装置150、ダクト181、及びイオン検出装置10などを備えている。ダクト181は、洗浄用空気作成装置150で作成された清浄空気(洗浄用空気)をイオン検出装置10に導くための流路を形成している。   In addition, the measurement system 180 according to the present embodiment includes a cleaning air creation device 150, a duct 181 and the ion detection device 10. The duct 181 forms a flow path for guiding the clean air (cleaning air) created by the cleaning air creation device 150 to the ion detection device 10.

この計測システム180は、イオン検出装置10及び洗浄用空気作成装置150を備えているため、小型で、携帯性に優れ、電池駆動が可能である。そこで、この計測システム180によると、屋外でのイオン検出を容易に行うことができる。そして、ダクト181にダンパ182を設けることにより、操作性を向上させることができる。また、イオン検出装置10と洗浄用空気作成装置150とを一体化させることも可能である。   Since the measurement system 180 includes the ion detection device 10 and the cleaning air creation device 150, the measurement system 180 is small in size, excellent in portability, and battery driven. Therefore, according to the measurement system 180, outdoor ion detection can be easily performed. And the operativity can be improved by providing the damper 182 in the duct 181. It is also possible to integrate the ion detector 10 and the cleaning air preparation device 150.

なお、上記実施形態の計測システム180において、前記イオン検出装置10に代えてイオン検出装置以外の計測装置を用いても良い。   In the measurement system 180 of the above embodiment, a measurement device other than the ion detection device may be used instead of the ion detection device 10.

ところで、一例として図30に示されるように、洗浄用空気作成装置150を用いることなく、イオン検出装置10自身で清浄空気を作成し、イオン検出装置10を洗浄することも可能である。この場合、制御部900によって、第1のイオン発生器110及びイオン選別器120に印加される電圧の大きさや極性が除去対象の分子に応じて設定される。   As an example, as shown in FIG. 30, it is possible to clean the ion detector 10 by creating clean air by the ion detector 10 itself without using the cleaning air generator 150. In this case, the control unit 900 sets the magnitude and polarity of the voltage applied to the first ion generator 110 and the ion selector 120 according to the molecule to be removed.

10…イオン検出装置、100…イオン発生部、110…第1のイオン発生器、120…イオン選別器、121…第1の選別フィルタ、122…第2の選別フィルタ、130…第2のイオン発生器、150…洗浄用空気作成装置、151…切替スイッチ(電圧の極性を切り替えるための切替手段)、152…エアーフィルタ、153…エアーフィルタ、160…イオン発生器、160A…第1のイオン発生器、160B…第2のイオン発生器、170…イオン選別器、170A…第1のイオン選別器、170B…第2のイオン選別器、171…第1の選別フィルタ、171A…第1の選別フィルタ、171B…第1の選別フィルタ、172…第2の選別フィルタ、172A…第2の選別フィルタ、172B…第2の選別フィルタ、180…計測システム、181…ダクト(管部材)、182…ダンパ(気体を切り替えるための切替手段)、200…イオンフィルタ部(イオンフィルタ)、600…検出部(検出器)、710…多孔質部材、720…発熱体、730…保温部材、900…制御部(処理部)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Ion detection apparatus, 100 ... Ion generator, 110 ... 1st ion generator, 120 ... Ion sorter, 121 ... 1st sort filter, 122 ... 2nd sort filter, 130 ... 2nd ion generation 150 ... Cleaning air generating device 151 ... Changeover switch (switching means for switching the polarity of voltage), 152 ... Air filter, 153 ... Air filter, 160 ... Ion generator, 160A ... First ion generator , 160B ... second ion generator, 170 ... ion selector, 170A ... first ion selector, 170B ... second ion selector, 171 ... first selection filter, 171A ... first selection filter, 171B ... first sorting filter, 172 ... second sorting filter, 172A ... second sorting filter, 172B ... second sorting filter, 180 ... total System: 181 ... Duct (tube member), 182 ... Damper (switching means for switching gas), 200 ... Ion filter part (ion filter), 600 ... Detection part (detector), 710 ... Porous member, 720 ... Heating element, 730 ... heat insulating member, 900 ... control unit (processing unit).

米国特許出願公開第2015/0028196号明細書US Patent Application Publication No. 2015/0028196 特許第4063676号公報Japanese Patent No. 40636676 特許第5221954号公報Japanese Patent No. 5221954

Claims (16)

第1のイオン発生器と、
前記第1のイオン発生器からのイオンを選別するイオン選別器と、
前記イオン選別器を通過した分子をイオン化する第2のイオン発生器と、
前記第2のイオン発生器からのイオンを選別するイオンフィルタと、
前記イオンフィルタで選別されたイオンを検出する検出器と、を備えるイオン検出装置。
A first ion generator;
An ion selector for selecting ions from the first ion generator;
A second ion generator for ionizing molecules that have passed through the ion selector;
An ion filter for selecting ions from the second ion generator;
A detector for detecting ions selected by the ion filter.
前記イオン選別器は、前記第1のイオン発生器からのイオンを排出し、前記第1のイオン発生器でイオン化されなかった分子を前記第2のイオン発生器に供給することを特徴とする請求項1に記載のイオン検出装置。   The ion selector discharges ions from the first ion generator, and supplies molecules that have not been ionized by the first ion generator to the second ion generator. Item 12. The ion detector according to Item 1. 前記第1のイオン発生器に供給される気体が通過する多孔質部材と、
前記多孔質部材の温度を調整するための発熱体とを、更に備えることを特徴とする請求項1又は2に記載のイオン検出装置。
A porous member through which a gas supplied to the first ion generator passes;
The ion detector according to claim 1, further comprising a heating element for adjusting a temperature of the porous member.
前記多孔質部材は、ポーラス金属または金属粉からなることを特徴とする請求項3に記載のイオン検出装置。   The ion detection apparatus according to claim 3, wherein the porous member is made of porous metal or metal powder. 前記発熱体を覆う保温部材を、更に備えることを特徴とする請求項3又は4に記載のイオン検出装置。   The ion detector according to claim 3, further comprising a heat retaining member that covers the heating element. 前記第2のイオン発生器に印加される電圧を調整する制御部を有し、
前記制御部は、前記第2のイオン発生器でのイオン発生量が予め設定されている規定値になるように、前記第2のイオン発生器に印加される電圧を調整することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のイオン検出装置。
A controller for adjusting a voltage applied to the second ion generator;
The controller adjusts a voltage applied to the second ion generator so that an ion generation amount in the second ion generator becomes a predetermined value set in advance. The ion detector as described in any one of Claims 1-5.
外気のみを導入したときの前記検出器での検出データを参照して、被測定分子を導入したときの前記検出器での検出データを補正する処理部を備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のイオン検出装置。   A processing unit that corrects detection data at the detector when a molecule to be measured is introduced with reference to detection data at the detector when only outside air is introduced is provided. The ion detector according to any one of claims 6 to 6. イオン発生器と、
前記イオン発生器でイオン化された分子とイオン化されなかった分子とを選別するイオン選別器と、を備える洗浄用空気作成装置。
An ion generator;
An air preparation device for cleaning, comprising: an ion selector for selecting molecules ionized by the ion generator and molecules not ionized.
前記イオン発生器及び前記イオン選別器に印加される電圧の極性を切り替えるための切替手段を更に備えることを特徴とする請求項8に記載の洗浄用空気作成装置。   9. The cleaning air production apparatus according to claim 8, further comprising switching means for switching the polarity of a voltage applied to the ion generator and the ion selector. 前記イオン発生器の前段に設けられたエアーフィルタを更に備えることを特徴とする請求項8又は9に記載の洗浄用空気作成装置。   The cleaning air production apparatus according to claim 8 or 9, further comprising an air filter provided in a preceding stage of the ion generator. 第1のイオン発生器と、
前記第1のイオン発生器でイオン化された分子とイオン化されなかった分子とを選別する第1のイオン選別器と、
前記第1のイオン選別器で選別された前記第1のイオン発生器でイオン化されなかった分子が供給され、前記第1のイオン発生器とは異なる極性のイオンを発生させる第2のイオン発生器と、
前記第2のイオン発生器でイオン化された分子とイオン化されなかった分子とを選別する第2のイオン選別器と、を備える洗浄用空気作成装置。
A first ion generator;
A first ion sorter that sorts molecules that have been ionized by the first ion generator and molecules that have not been ionized;
A second ion generator that is supplied with molecules that are not ionized by the first ion generator selected by the first ion selector and generates ions having a polarity different from that of the first ion generator. When,
A cleaning air production apparatus comprising: a second ion selector that sorts molecules ionized and non-ionized by the second ion generator.
前記第1のイオン発生器の前段に設けられたエアーフィルタを更に備えることを特徴とする請求項11に記載の洗浄用空気作成装置。   The cleaning air production device according to claim 11, further comprising an air filter provided in front of the first ion generator. 請求項8〜12のいずれか一項に記載の洗浄用空気作成装置と、
前記洗浄用空気作成装置と接続され、前記洗浄用空気作成装置で作成された洗浄用空気の流路を形成する管部材と、
前記管部材と接続され、前記洗浄用空気が供給される計測装置と、を備える計測システム。
The cleaning air production device according to any one of claims 8 to 12,
A pipe member connected to the cleaning air generating device and forming a flow path of the cleaning air generated by the cleaning air generating device;
A measuring system comprising: a measuring device connected to the tube member and supplied with the cleaning air.
前記管部材に設けられ、前記計測装置に供給される気体を、前記洗浄用空気及び計測対象の気体のいずれかに切り替えるための切替手段を更に備えることを特徴とする請求項13に記載の計測システム。   The measurement according to claim 13, further comprising a switching unit that is provided in the pipe member and switches a gas supplied to the measurement device to either the cleaning air or the measurement target gas. system. 前記洗浄用空気作成装置と前記計測装置は、一体化されていることを特徴とする請求項13又は14に記載の計測システム。   The measurement system according to claim 13 or 14, wherein the cleaning air creation device and the measurement device are integrated. 前記計測装置は、請求項1〜7のいずれか一項に記載のイオン検出装置であることを特徴とする請求項13〜15のいずれか一項に記載の計測システム。
The measurement system according to any one of claims 13 to 15, wherein the measurement device is the ion detection device according to any one of claims 1 to 7.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020020746A (en) * 2018-08-03 2020-02-06 株式会社リコー Detector
JP7445507B2 (en) 2020-04-22 2024-03-07 シャープ株式会社 Analysis equipment

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5221954B2 (en) * 1971-11-22 1977-06-14
JPS60222800A (en) * 1984-04-20 1985-11-07 ラストルイオン株式会社 Ion generation regulator by radioelement
JPH03173114A (en) * 1989-12-01 1991-07-26 Hitachi Ltd Manufacture of semiconductor
JPH06511104A (en) * 1991-09-21 1994-12-08 グレイズビー ダイナミックス リミテッド Ion mobility spectrometer
JPH0817356A (en) * 1994-07-04 1996-01-19 Toshimi Onodera Blower
JP2002273133A (en) * 2001-03-16 2002-09-24 Mitsubishi Electric Corp Air cleaner
JP4063676B2 (en) * 2001-04-17 2008-03-19 ザ・チャールズ・スターク・ドレイパー・ラボラトリー・インコーポレイテッド High field asymmetric ion mobility spectrometer using electrospray
JP2011512536A (en) * 2008-02-15 2011-04-21 シグマ−アルドリッチ・カンパニー Dication liquid salt and method of use thereof
JP2011085604A (en) * 2003-11-25 2011-04-28 Sionex Corp Mobility based apparatus and method using dispersion characteristics, sample fragmentation, and/or pressure control to improve analysis of sample
JP2012208127A (en) * 2007-01-17 2012-10-25 Shimadzu Corp Emitter for ionization, ionization device and method for manufacturing emitter for ionization
WO2014084015A1 (en) * 2012-11-29 2014-06-05 株式会社日立ハイテクノロジーズ Hybrid ion source, mass spectrometer, and ion mobility device
US20150028196A1 (en) * 2012-01-05 2015-01-29 Danielle Toutoungi Field asymmetric ion mobility spectrometry filter
WO2015029449A1 (en) * 2013-08-30 2015-03-05 アトナープ株式会社 Analytical device
JP2015507208A (en) * 2012-02-18 2015-03-05 ペガソー オーワイ Apparatus and method for generating an approved air stream and use of such apparatus in measuring particle concentration in an approved air stream
JP2015045560A (en) * 2013-08-28 2015-03-12 静岡県公立大学法人 Collector and collection method
JP2015188854A (en) * 2014-03-28 2015-11-02 株式会社富士通ゼネラル Electric dust collector, and air conditioner utilizing dust collector

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5221954B2 (en) * 1971-11-22 1977-06-14
JPS60222800A (en) * 1984-04-20 1985-11-07 ラストルイオン株式会社 Ion generation regulator by radioelement
JPH03173114A (en) * 1989-12-01 1991-07-26 Hitachi Ltd Manufacture of semiconductor
JPH06511104A (en) * 1991-09-21 1994-12-08 グレイズビー ダイナミックス リミテッド Ion mobility spectrometer
JPH0817356A (en) * 1994-07-04 1996-01-19 Toshimi Onodera Blower
JP2002273133A (en) * 2001-03-16 2002-09-24 Mitsubishi Electric Corp Air cleaner
JP4063676B2 (en) * 2001-04-17 2008-03-19 ザ・チャールズ・スターク・ドレイパー・ラボラトリー・インコーポレイテッド High field asymmetric ion mobility spectrometer using electrospray
JP2011085604A (en) * 2003-11-25 2011-04-28 Sionex Corp Mobility based apparatus and method using dispersion characteristics, sample fragmentation, and/or pressure control to improve analysis of sample
JP2012208127A (en) * 2007-01-17 2012-10-25 Shimadzu Corp Emitter for ionization, ionization device and method for manufacturing emitter for ionization
JP2011512536A (en) * 2008-02-15 2011-04-21 シグマ−アルドリッチ・カンパニー Dication liquid salt and method of use thereof
US20150028196A1 (en) * 2012-01-05 2015-01-29 Danielle Toutoungi Field asymmetric ion mobility spectrometry filter
JP2015507208A (en) * 2012-02-18 2015-03-05 ペガソー オーワイ Apparatus and method for generating an approved air stream and use of such apparatus in measuring particle concentration in an approved air stream
WO2014084015A1 (en) * 2012-11-29 2014-06-05 株式会社日立ハイテクノロジーズ Hybrid ion source, mass spectrometer, and ion mobility device
JP2015045560A (en) * 2013-08-28 2015-03-12 静岡県公立大学法人 Collector and collection method
WO2015029449A1 (en) * 2013-08-30 2015-03-05 アトナープ株式会社 Analytical device
JP2015188854A (en) * 2014-03-28 2015-11-02 株式会社富士通ゼネラル Electric dust collector, and air conditioner utilizing dust collector

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020020746A (en) * 2018-08-03 2020-02-06 株式会社リコー Detector
JP7445507B2 (en) 2020-04-22 2024-03-07 シャープ株式会社 Analysis equipment

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