JP2021114438A - Mass spectrometer - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、質量分析装置に関する。 The present disclosure relates to a mass spectrometer.
クロマトグラフ質量分析装置では、クロマトグラフ部のカラムで試料の成分を時間的に分離して質量分析部に導入し、質量分析部で試料をイオン化したうえで順次マススペクトルを取得する。質量分析部で試料をイオン化する方法の1つに、電子イオン化(EI)法がある。電子イオン化法では、一般に、フィラメントを熱することにより熱電子を生成し、該熱電子を加速電圧で加速したうえで試料の分子に衝突させて該分子をイオン化する。特開2018−32481号公報には、このような質量分析装置の例が開示されている。 In the chromatographic mass spectrometer, the components of the sample are temporally separated by the column of the chromatograph unit and introduced into the mass spectrometer, and the sample is ionized by the mass spectrometer, and then the mass spectrum is sequentially acquired. One of the methods for ionizing a sample in the mass spectrometer is an electron ionization (EI) method. In the electron ionization method, generally, thermoelectrons are generated by heating a filament, and the thermoelectrons are accelerated by an acceleration voltage and then collided with a molecule of a sample to ionize the molecule. Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-32481 discloses an example of such a mass spectrometer.
上記のように、質量分析装置にはフィラメントが用いられる。ここで、フィラメントから電子を放出させるためには、フィラメントに一定以上の電流を流す必要がある。フィラメントから電子を放出させるために、フィラメントに電流を流すことを繰り返すとフィラメント自体が少しずつ劣化する。このため、最終的にはフィラメントは寿命に至り断線する。 As described above, filaments are used in the mass spectrometer. Here, in order to emit electrons from the filament, it is necessary to pass a certain current or more through the filament. When an electric current is repeatedly passed through the filament in order to emit electrons from the filament, the filament itself gradually deteriorates. Therefore, the filament eventually reaches the end of its life and breaks.
質量分析中においてフィラメントが断線すると、分析は途中で中断される。このため、従来のクロマトグラフ質量分析装置では、フィラメントが断線した場合同じ分析をもう一度行なっている。しかし、分析に時間を要する場合には、同じ分析を再度繰り返すのはユーザにとって負担である。また、分析の試料がもう一度必要となるため、試料が限られている場合には結果を得ることが困難となる。したがって、フィラメントの寿命を予測し、分析中のフィラメント切れが発生する前に、フィラメントを交換することが望ましい。 If the filament breaks during mass spectrometry, the analysis is interrupted. Therefore, in the conventional chromatograph mass spectrometer, the same analysis is performed again when the filament is broken. However, if the analysis takes time, it is a burden for the user to repeat the same analysis again. In addition, since the sample for analysis is required again, it is difficult to obtain the result when the sample is limited. Therefore, it is desirable to predict filament life and replace filaments before filament breakage occurs during analysis.
本発明の目的は、フィラメントの寿命の予測が可能な質量分析装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a mass spectrometer capable of predicting filament life.
本発明の第1の態様は、ガスクロマトグラフ質量分析装置に関する。ガスクロマトグラフ質量分析装置は、ガスクロマトグラフ部と、ガスクロマトグラフ部を通過した分子の質量分析を行なう質量分析装置と、ガスクロマトグラフ部および質量分析装置を制御する制御装置とを備える。質量分析装置は、フィラメントを備える。制御装置は、フィラメントに流れる電流を監視する電流監視部と、電流検出部が検出する電流値が判定値よりも低下した場合に警告を報知する警告処理部を含む。 A first aspect of the present invention relates to a gas chromatograph mass spectrometer. The gas chromatograph mass spectrometer includes a gas chromatograph unit, a mass spectrometer that performs mass spectrometry of molecules that have passed through the gas chromatograph unit, and a control device that controls the gas chromatograph unit and the mass spectrometer. The mass spectrometer comprises a filament. The control device includes a current monitoring unit that monitors the current flowing through the filament, and a warning processing unit that notifies a warning when the current value detected by the current detection unit is lower than the determination value.
本開示における質量分析装置では、質量分析装置のフィラメントの寿命が近づいたことをユーザが知ることができるため、分析の途中でフィラメントが切れ、再度分析を行なうなどの無駄を無くすことができる。 In the mass spectrometer of the present disclosure, since the user can know that the life of the filament of the mass spectrometer is approaching, it is possible to eliminate waste such as the filament being cut during the analysis and the analysis being performed again.
以下、本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。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are designated by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
[実施の形態1]
図1は、ガスクロマトグラフ質量分析装置の全体の構成を示す図である。図1に示すガスクロマトグラフ質量分析装置1は、ガスクロマトグラフ部10と質量分析装置20とを備える。ガスクロマトグラフ部10は、試料を導入するインジェクタ11と、インジェクタ11で導入された試料の成分を分離するカラム12とを備える。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a gas chromatograph mass spectrometer. The gas
質量分析装置20は、カラム12を通過した試料の分子をイオン化するイオン源21と、イオン源21でイオン化されたイオンを収束するイオンレンズ22と、印加電圧を制御することによって該印加電圧で定まる質量電荷比を有するイオンのみを通過させる四重極フィルタ23と、四重極フィルタ23を通過したイオンを検出する検出器24とを備える。質量分析装置20の全体は真空容器25内に収容されており、該真空容器25内は真空ポンプ26によって真空に保たれる。
The
ガスクロマトグラフ質量分析装置1は、さらに、各部の動作を制御する制御装置31と、各種の分析条件をユーザが入力する入力部32と、各種情報を表示する表示部33とを備える。これら制御装置31、入力部32、および表示部33は、パーソナルコンピュータ(PC)30のハードウエア及びソフトウェアにより具現化されている。
The gas
図2は、実施の形態1におけるイオン源21の構成を示す図である。図1のイオン源21は、図2に示すようにイオン化室211を有する。イオン化室211の壁は、導電性の材料によって構成され、接地されている。イオン化室211には、カラム12を通過した試料の分子を導入する試料分子導入口(図示せず)と、試料の分子がイオン化されたイオンを引き出すイオン引出口222と、熱電子を導入する熱電子導入口223と、熱電子を送出する熱電子送出口224とが設けられている。イオン引出口222の外には、図1に示すイオンレンズ22が設けられており、イオンレンズ22とイオン化室211の電位差によりイオン化室211内の電子がイオンレンズ22側に引き出される。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the
また、イオン源21は、熱電子導入口223の外側に配置された、熱電子を生成するフィラメント212を備える。フィラメント212には、直流電源回路213と直流電源回路213に流れる電流を測定する電流検出部218とが接続されている。直流電源回路213は、フィラメント212に印加する電圧が可変であるフィラメント電源である。直流電源回路213の電圧は制御装置31により制御される。フィラメント212とイオン化室211の壁(すなわち接地)との間には、フィラメント212側を負とする電位差を付与するバイアス電源回路214およびフィラメント212から放出される熱電子に対応する電流を検出する熱電子電流計219とが直列にが接続されている。バイアス電源回路214は、熱電子を加速するための電位差を発生している。
Further, the
イオン源21は、さらに、熱電子送出口224の外側配置された熱電子コレクタ215を備える。熱電子コレクタ215は、フィラメント212で生成され、イオン化室211内を通過した熱電子を収集する。熱電子コレクタ215とイオン化室211の壁(接地)との間には熱電子コレクタ215側を正とする電位差を付与するコレクタ電源216と、フィラメント212と熱電子コレクタ215の間に流れる熱電子による電流の値を測定する熱電子電流計217が接続されている。なお、図2では、熱電子を観測するために熱電子電流計217,219が設けられているが、熱電子電流計217,219は、いずれか一方のみ設けても良い。
The
制御装置31は、ガスクロマトグラフ質量分析装置1の各種の処理を行なう機能を有しているが、ここではフィラメント212の寿命が近づいたときに警告を発するための構成である電流監視部311および警告処理部312について説明する。電流監視部311は、電流検出部218からの出力値である電流の値を示す信号を受信する。警告処理部312は、電流監視部311が検出した熱電子電流の値が判定値より小さくなったか否かを判定する。警告処理部312は、電流監視部311が検出した熱電子電流の値が判定値より小さくなった場合に、警告表示をさせるための信号を表示部33に送信する。
The
フィラメント電流の大きさとフィラメント212の劣化には相関関係がある。フィラメント212が劣化していくとフィラメント212の抵抗値は大きくなり、フィラメント212から放出する電子を一定にするために、フィラメント電流は小さくなる。
There is a correlation between the magnitude of the filament current and the deterioration of the
そのため、本実施の形態では、フィラメント電流をモニターする電流監視部311によって、フィラメント電流を一定時間毎にモニターすることによって、フィラメント212の劣化を判断する。
Therefore, in the present embodiment, the deterioration of the
劣化の判断方法は、例えば、フィラメントが新品の状態のフィラメント電流をメモリなどに記憶しておき、フィラメント電流がある割合(たとえば、70%程度)まで下がった時に、ユーザに交換時期であるということを通知する。 The method of determining deterioration is, for example, that the filament current in a new state of the filament is stored in a memory or the like, and when the filament current drops to a certain ratio (for example, about 70%), it is time for the user to replace it. Notify.
図3は、制御装置が実行するフィラメント寿命判定処理を説明するためのフローチャートである。まずステップS1において、制御装置31は、電流検出部218の出力をモニターして電流を測定する。そして、ステップS2において、フィラメント212を交換してからの時間を確認して、フィラメント212の交換直後であるか否かを判断する。たとえば、フィラメント212を交換すると、経過時間を測定するタイマーが初期化されるように構成されており、フィラメント212に電流を流すと、タイマーによって時間がカウントされるように制御装置31が構成されている。
FIG. 3 is a flowchart for explaining the filament life determination process executed by the control device. First, in step S1, the
ステップS2において、フィラメント212を交換した直後であった場合、ステップS3において、制御装置31は、ステップS1で測定した電流値を基準値としてメモリに記憶する。一方、ステップS2において、フィラメント212を交換した直後ではない場合、ステップS4に処理が進められる。
If the
ステップS4では、制御装置31は、ステップS1で測定した電流値をステップS3で記憶していた基準値で除算して、電流の低下率を算出し、その値が判定値より小さいか否かを判断する。たとえば、判定値は70%等とする。
In step S4, the
電流の低下率が判定値以上である場合(S4でNO)、制御装置31は、フィラメント212がまだしばらく寿命に達しないと判断し、警告を出さずに、ステップS6に処理を進める。
When the rate of decrease in current is equal to or greater than the determination value (NO in S4), the
電流の低下率が判定値より小さい場合(S4でYES)、制御装置31は、フィラメント212がもうすぐ寿命に達すると判断し、ステップS5において警告表示を行なって、その後、ステップS6に処理を進める。警告は、画像などの表示に限らず、警告ランプ、ブザー等の警告音であっても良い。
If the rate of decrease in current is smaller than the determination value (YES in S4), the
このように、実施の形態1に係る質量分析装置20は、フィラメント212が寿命に達して切れる前に、警告をユーザに出力する。このために、ユーザは、試料が限られた質量分析、または長時間を要する質量分析を実行する前にフィラメント212を交換することができるため、再度分析が必要となるという事態を避けることができる。
As described above, the
以上説明した実施の形態1について総括する。図1に示したガスクロマトグラフ質量分析装置1は、ガスクロマトグラフ部10と、ガスクロマトグラフ部10を通過した分子の質量分析を行なう質量分析装置20と、ガスクロマトグラフ部10および質量分析装置20を制御する制御装置31とを備える。質量分析装置20は、フィラメント212を備える。制御装置31は、フィラメント212に流れる電流を監視する電流監視部311と、電流監視部311が検出する電流値が判定値よりも低下した場合に警告を報知する警告処理部312とを含む。
The first embodiment described above will be summarized. The gas
質量分析装置20は、図2に示すように、フィラメント212の第1端に基準電位をあたえるバイアス電源回路214と、フィラメント212の第1端とフィラメント212の第2端との間に直流電流を印加する直流電源回路213と、直流電源回路213に流れる電流を検出する電流検出部218とをさらに含む。電流検出部218は、直流電源回路213に流れる電流を検出することによって、フィラメント212に流れる電流を検出する。
As shown in FIG. 2, the
バイアス電源回路214は、負の高電位(−10〜−250V)のバイアス電位をフィラメントに与えるため、電流検出部218は、高耐圧電子部品で構成される。
Since the bias
実施の形態1に係るガスクロマトグラフ質量分析装置によれば、フィラメント212が寿命で切れる前に警告が報知されるため、ユーザは、分析前に予めフィラメント212を新品に交換するなどの対策をすることができる。このため、時間および試料の無駄を無くすことができる。
According to the gas chromatograph mass spectrometer according to the first embodiment, a warning is notified before the
[実施の形態2]
実施の形態1の図2に示したイオン源21では、フィラメント電源として直流電源回路213が用いられている。直流電源回路213には、バイアス電源回路214が接続されており、負の高電位(−10〜−250V)に結合されている。したがって、フィラメント212に流れる電流を測定する電流検出部218は、高耐圧の電子部品で構成するか、または別途絶縁回路で絶縁する必要がある。これに対して、実施の形態2では、フィラメント電源を絶縁トランスを内蔵した交流電源回路に変更して、耐圧が低い電流計を使用可能とした。
[Embodiment 2]
In the
図4は、実施の形態2で用いられるイオン源21Aの構成を示す図である。実施の形態2では、質量分析装置20は、図2に示したイオン源21に代えて図4に示すイオン源21Aを備える。イオン源21Aは、図2に示したイオン源21の構成において、直流電源回路213および電流検出部218に代えて、交流電源回路213Aおよび電流検出部218Aを備える。イオン源21Aの他の部分の構成については、イオン源21と同じであるので、説明は繰り返さない。
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the
質量分析装置20においてイオン源21Aは、図4に示すように、フィラメント212の第1端に基準電位を与えるバイアス電源回路214と、フィラメント212の第1端とフィラメントの第2端との間に交流電流を印加する交流電源回路213Aとをさらに含む。電流検出部218Aは、交流電源回路213Aに流れる電流を検出することによって、フィラメント212に流れる電流を検出する。イオン源21Aの他の構成については、図2のイオン源21と同じであるので、説明は繰り返さない。
In the
図5は、交流電源回路213Aおよび電流検出部218Aの構成を示す回路図である。交流電源回路213Aは、図5に示すように、2次側コイル245の第1端、第2端にフィラメント212の第1端、第2端がそれぞれ接続されるトランス243と、2次側コイル245の内部を通過する磁束の向きが交互に変化するようにトランスの1次側コイル244に電流を供給する電流供給回路246とを含む。電流検出部218Aは、電流供給回路246に流れる電流を検出するように構成される。
FIG. 5 is a circuit diagram showing the configuration of the AC
このような構成とすれば、電流検出部218Aとバイアス電源回路214の負の高電位との間に交流電源回路213Aが介在するので、電流検出部218Aを耐圧の低い電子部品で構成することができる。
With such a configuration, since the AC
1次側コイル244は、中間タップTMが電源ノードVCCに接続される。電流供給回路246は、1次側コイル244の第1端T1と電圧検出ノードN1との間に接続される第1スイッチング素子241と、1次側コイル244の第2端T2と電圧検出ノードN1との間に接続される第2スイッチング素子242と、第1スイッチング素子241および第2スイッチング素子242を交互に導通させる駆動回路247と、電圧検出ノードN1と接地ノードGNDとの間に接続される電流検出抵抗251とを含む。駆動回路247は、制御装置31によって制御される。電流検出部218Aは、電圧検出ノードN1と接地ノードGNDとの間の電位差を検出するA/Dコンバータ254を備える。
In the
このような構成とすれば、電流検出部218Aとバイアス電源回路214の負の高電位(−10〜−250V)との間がトランス243によって絶縁されるため、電流検出部218Aを耐圧の低い電子部品で構成することができる。
With such a configuration, the
警告処理部312は、A/Dコンバータ254から電圧検出ノードN1の電圧をデジタル値に変換した信号を受ける。警告処理部312は、メモリ322(ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory))とCPU(Central Processing Unit)321と、図示しない入出力バッファなどを含んで構成される。CPU321は、ROMに格納されているプログラムをRAM等に展開して実行する「制御部」に対応する。ROMに格納されるプログラムは、CPU321の処理手順が記されたプログラムである。ROMには、各種演算に用いられる各種テーブル(マップ)も格納されている。CPU321は、これらのプログラム及びテーブルに従って、警告処理部312における各種処理を実行する。処理については、ソフトウェアによるものに限られず、専用のハードウェア(電子回路)で実行することも可能である。
The
メモリ322は、フィラメント212が正常であるときにフィラメント212に流れる電流値を基準値として記憶する「記憶部」に対応する。CPU321は、基準値と電流検出部218Aによって検出したフィラメント212に流れる電流値とを比較して、フィラメント212の劣化状態を判断する「判断部」に対応する。
The
新品のフィラメント212の初期電流は、個体によってばらついている場合がある。この初期電流の値を警告処理部312のメモリ322に記憶しておき、警告を発するしきい値を初期電流の70%などのように決定すれば、フィラメント212の初期電流がばらついている場合でも、個別のフィラメントに対応した寿命推定ができる。
The initial current of the
図5に示した回路において、フィラメント212に流れる電流の瞬時値をIfil、電流の平均値をIfilaveとするとIfilaveは以下の式(1)で表せる。
Ifilave=(Ns/Np)×Vcc/Rfil×Duty …(1)
なお、式(1)において、Npはトランス243の1次側巻数を示し、Nsはトランス243の2次側巻数を示し、Rfilはフィラメント212の抵抗値を示し、Vccは電源電圧を示し、Dutyは第1スイッチング素子241、第2スイッチング素子242の各々のON時間/(ON時間+OFF時間)を示す。
In the circuit shown in FIG. 5, if the instantaneous value of the current flowing through the
Ifilave = (Ns / Np) x Vcc / Rfil x Duty ... (1)
In the formula (1), Np indicates the number of primary windings of the
また、電流検出抵抗251に流れる電流の瞬時値をIrで示し、平均値をIraveで示すと、Iraveは以下の式(2)で表せる。ここで、トランス243に流れる励磁電流はIraveに比べて十分小さいため、無視する。
Irave=(Ns/Np)×Ifilave …(2)
以上より、フィラメント212に流れる電流値の平均値Ifilaveは、電流検出抵抗251に流れる電流の平均値Iraveを測定し、これを逆算することによって、容易に求めることができる。
Further, when the instantaneous value of the current flowing through the
Irave = (Ns / Np) × Ifilave… (2)
From the above, the average value Ifilave of the current value flowing through the
実施の形態2に示したガスクロマトグラフ質量分析装置によれば、実施の形態1と同様に、フィラメント電流をモニターすることで、フィラメントの劣化を判断することができる。また、フィラメントが切れる前に、ユーザに切れそうであること伝え、交換してもらうことで、分析中にフィラメントが切れることを防ぐ。 According to the gas chromatograph mass spectrometer shown in the second embodiment, deterioration of the filament can be determined by monitoring the filament current as in the first embodiment. Also, before the filament breaks, tell the user that it is about to break and have it replaced to prevent the filament from breaking during analysis.
さらに、実施の形態2に示したガスクロマトグラフ質量分析装置によれば、耐圧の低い電流計をフィラメント212の電流測定に使用することもできる。
Further, according to the gas chromatograph mass spectrometer shown in the second embodiment, an ammeter having a low withstand voltage can be used for measuring the current of the
[態様]
上述した例示的な実施の形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
[Aspect]
It will be understood by those skilled in the art that the above-described exemplary embodiments are specific examples of the following embodiments.
(第1項)本開示の第1の態様は、ガスクロマトグラフ質量分析装置に関する。ガスクロマトグラフ質量分析装置は、ガスクロマトグラフ部と、ガスクロマトグラフ部を通過した分子の質量分析を行なう質量分析装置と、ガスクロマトグラフ部および質量分析装置を制御する制御装置とを備える。質量分析装置は、フィラメントを備える。制御装置は、フィラメントに流れる電流を監視する電流監視部と、電流監視部が検出する電流値が判定値よりも低下した場合に警告を報知する警告処理部とを含む。 (1) The first aspect of the present disclosure relates to a gas chromatograph mass spectrometer. The gas chromatograph mass spectrometer includes a gas chromatograph unit, a mass spectrometer that performs mass spectrometry of molecules that have passed through the gas chromatograph unit, and a control device that controls the gas chromatograph unit and the mass spectrometer. The mass spectrometer comprises a filament. The control device includes a current monitoring unit that monitors the current flowing through the filament, and a warning processing unit that notifies a warning when the current value detected by the current monitoring unit is lower than the determination value.
第1項のガスクロマトグラフ質量分析装置によれば、フィラメントが寿命で切れる前に警告が報知されるため、ユーザは、分析前に予めフィラメントを交換するなどの対策をすることができる。このため、時間および試料の無駄を無くすことができる。 According to the gas chromatograph mass spectrometer of the first item, since the warning is notified before the filament expires, the user can take measures such as replacing the filament in advance before the analysis. Therefore, waste of time and sample can be eliminated.
(第2項)第1項に記載のガスクロマトグラフ質量分析装置において、質量分析装置は、フィラメントの第1端に基準電位をあたえるバイアス電源回路と、フィラメントの第1端とフィラメントの第2端との間に直流電流を印加する直流電源回路と、電流検出部とをさらに含む。電流検出部は、直流電源回路に流れる電流を検出することによって、フィラメントに流れる電流を検出する。 (Item 2) In the gas chromatograph mass spectrometer according to the first item, the mass spectrometer includes a bias power supply circuit that applies a reference current to the first end of the filament, and the first end of the filament and the second end of the filament. Further includes a DC power supply circuit for applying a DC current between the two, and a current detection unit. The current detection unit detects the current flowing through the filament by detecting the current flowing through the DC power supply circuit.
(第3項)第2項に記載のガスクロマトグラフ質量分析装置において、電流検出部は、高耐圧電子部品で構成される。
(Item 3) In the gas chromatograph mass spectrometer according to
第2項および第3項のガスクロマトグラフ質量分析装置によれば、従来から用いられる直流電源回路を使用する構成において、時間および試料の無駄を無くすことができる。 According to the gas chromatograph mass spectrometers of the second and third terms, time and sample waste can be eliminated in the configuration using the conventional DC power supply circuit.
(第4項)第1項に記載のガスクロマトグラフ質量分析装置において、質量分析装置は、フィラメントの第1端に基準電位をあたえるバイアス電源回路と、フィラメントの第1端とフィラメントの第2端との間に交流電流を印加する交流電源回路と、電流検出部とをさらに含む。電流検出部は、交流電源回路に流れる電流を検出することによって、フィラメントに流れる電流を検出する。 (Item 4) In the gas chromatograph mass spectrometer according to the first item, the mass spectrometer includes a bias power supply circuit that applies a reference current to the first end of the filament, and the first end of the filament and the second end of the filament. Further includes an AC power supply circuit for applying an AC current between the two, and a current detection unit. The current detection unit detects the current flowing through the filament by detecting the current flowing through the AC power supply circuit.
(第5項)第4項に記載のガスクロマトグラフ質量分析装置において、交流電源回路は、2次側コイルの第1端、第2端にフィラメントの第1端、第2端がそれぞれ接続されるトランスと、2次側コイルの内部を通過する磁束の向きが交互に変化するようにトランスの1次側コイルに電流を供給する電流供給回路とを含む。電流検出部は、電流供給回路に流れる電流を検出するように構成される。 (Clause 5) In the gas chromatograph mass analyzer according to the fourth item, in the AC power supply circuit, the first end and the second end of the filament are connected to the first end and the second end of the secondary coil, respectively. It includes a transformer and a current supply circuit that supplies current to the primary coil of the transformer so that the direction of the magnetic flux passing through the inside of the secondary coil changes alternately. The current detection unit is configured to detect the current flowing through the current supply circuit.
(第6項)第5項に記載のガスクロマトグラフ質量分析装置において、1次側コイルは、中間タップが電源ノードに接続される。電流供給回路は、1次側コイルの第1端と電圧検出ノードとの間に接続される第1スイッチング素子と、1次側コイルの第2端と電圧検出ノードとの間に接続される第2スイッチング素子と、第1スイッチング素子および第2スイッチング素子を交互に導通させる駆動回路と、電圧検出ノードと接地ノードとの間に接続される抵抗素子とを含む。電流検出部は、電圧検出ノードと接地ノードとの間の電位差を検出するA/Dコンバータを備える。 (Section 6) In the gas chromatograph mass spectrometer according to the fifth item, the intermediate tap of the primary side coil is connected to the power supply node. The current supply circuit has a first switching element connected between the first end of the primary coil and the voltage detection node, and a second switching element connected between the second end of the primary coil and the voltage detection node. It includes a two-switching element, a drive circuit that alternately conducts a first switching element and a second switching element, and a resistance element connected between a voltage detection node and a grounding node. The current detection unit includes an A / D converter that detects a potential difference between the voltage detection node and the ground node.
第4項〜第6項のガスクロマトグラフ質量分析装置によれば、電流検出部とバイアス電源回路の負の高電位との間に交流電源回路が介在するので、電流検出部を耐圧の低い電子部品で構成することができる。 According to the gas chromatograph mass spectrometer of the fourth to sixth paragraphs, since the AC power supply circuit is interposed between the current detection unit and the negative high potential of the bias power supply circuit, the current detection unit is an electronic component having a low withstand voltage. Can be configured with.
(第7項)第1項〜第6項のいずれかに記載のガスクロマトグラフ質量分析装置において、警告処理部は、フィラメントが正常であるときにフィラメントに流れる電流値を基準値として記憶する記憶部と、基準値とフィラメントに流れる電流値とを比較して、フィラメントの劣化状態を判断する判断部とを含む。
(Item 7) In the gas chromatograph mass spectrometer according to any one of
第7項に記載のガスクロマトグラフ質量分析装置によれば、フィラメントの初期電流がばらついている場合でも、個別のフィラメントに対応した寿命推定ができる。 According to the gas chromatograph mass spectrometer according to the seventh item, the life can be estimated corresponding to each filament even when the initial current of the filament varies.
なお、本明細書の各実施の形態に記載された構成は、自由に組み合わせて使用しても良い。 The configurations described in each embodiment of the present specification may be used in any combination.
今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time should be considered to be exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the description of the embodiment described above, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
1 ガスクロマトグラフ質量分析装置、10 ガスクロマトグラフ部、11 インジェクタ、12 カラム、20 質量分析装置、21,21A イオン源、22 イオンレンズ、23 フィルタ、24 検出器、26 真空ポンプ、31 制御装置、32 入力部、33 表示部、211 イオン化室、212 フィラメント、213 直流電源回路、213A 交流電源回路、214 バイアス電源回路、215 熱電子コレクタ、216 コレクタ電源、217,219 熱電子電流計、218,218A 電流検出部、222 イオン引出口、223 熱電子導入口、224 熱電子送出口、241 第1スイッチング素子、242 第2スイッチング素子、243 トランス、244 一次側コイル、245 二次側コイル、246 電流供給回路、247 駆動回路、251 電流検出抵抗、254 A/Dコンバータ、311 電流監視部、312 警告処理部、321 CPU、322 メモリ。 1 Gas chromatograph mass analyzer, 10 gas chromatograph section, 11 injector, 12 columns, 20 mass analyzer, 21,21A ion source, 22 ion lens, 23 filter, 24 detector, 26 vacuum pump, 31 controller, 32 inputs Unit, 33 Display, 211 Ionization chamber, 212 filament, 213 DC power supply circuit, 213A AC power supply circuit, 214 bias power supply circuit, 215 thermionic collector, 216 collector power supply, 217,219 Thermionic current meter, 218,218A Current detection , 222 ion outlet, 223 thermion inlet, 224 thermion outlet, 241 first switching element, 242 second switching element, 243 transformer, 244 primary side coil, 245 secondary side coil, 246 current supply circuit, 247 drive circuit, 251 current detection resistor, 254 A / D converter, 311 current monitoring unit, 312 warning processing unit, 321 CPU, 322 memory.
Claims (7)
前記ガスクロマトグラフ部を通過した分子の質量分析を行なう質量分析装置と、
前記ガスクロマトグラフ部および前記質量分析装置を制御する制御装置とを備え、
前記質量分析装置は、フィラメントを備え、
前記制御装置は、
前記フィラメントに流れる電流を監視する電流監視部と、
前記電流監視部が監視する電流値が判定値よりも低下した場合に警告を報知する警告処理部とを含む、ガスクロマトグラフ質量分析装置。 Gas chromatograph section and
A mass spectrometer that analyzes the mass of molecules that have passed through the gas chromatograph section,
The gas chromatograph unit and the control device for controlling the mass spectrometer are provided.
The mass spectrometer includes a filament and
The control device is
A current monitoring unit that monitors the current flowing through the filament,
A gas chromatograph mass spectrometer including a warning processing unit that notifies a warning when the current value monitored by the current monitoring unit is lower than the determination value.
前記フィラメントの第1端に基準電位をあたえるバイアス電源回路と、
前記フィラメントの第1端と前記フィラメントの第2端との間に直流電流を印加する直流電源回路と、
電流検出部とをさらに含み、
前記電流検出部は、前記直流電源回路に流れる電流を検出することによって、前記フィラメントに流れる電流を検出する、請求項1に記載のガスクロマトグラフ質量分析装置。 The mass spectrometer is
A bias power supply circuit that applies a reference potential to the first end of the filament,
A DC power supply circuit that applies a DC current between the first end of the filament and the second end of the filament.
Including a current detector
The gas chromatograph mass spectrometer according to claim 1, wherein the current detection unit detects a current flowing through the filament by detecting a current flowing through the DC power supply circuit.
前記フィラメントの第1端に基準電位をあたえるバイアス電源回路と、
前記フィラメントの第1端と前記フィラメントの第2端との間に交流電流を印加する交流電源回路と、
電流検出部とをさらに含み、
前記電流検出部は、前記交流電源回路に流れる電流を検出することによって、前記フィラメントに流れる電流を検出する、請求項1に記載のガスクロマトグラフ質量分析装置。 The mass spectrometer is
A bias power supply circuit that applies a reference potential to the first end of the filament,
An AC power supply circuit that applies an AC current between the first end of the filament and the second end of the filament.
Including a current detector
The gas chromatograph mass spectrometer according to claim 1, wherein the current detection unit detects a current flowing through the filament by detecting a current flowing through the AC power supply circuit.
2次側コイルの第1端、第2端に前記フィラメントの第1端、第2端がそれぞれ接続されるトランスと、
前記2次側コイルの内部を通過する磁束の向きが交互に変化するように前記トランスの1次側コイルに電流を供給する電流供給回路とを含み、
前記電流検出部は、前記電流供給回路に流れる電流を検出するように構成される、請求項4に記載のガスクロマトグラフ質量分析装置。 The AC power supply circuit
A transformer in which the first and second ends of the filament are connected to the first and second ends of the secondary coil, respectively.
It includes a current supply circuit that supplies a current to the primary coil of the transformer so that the direction of the magnetic flux passing through the inside of the secondary coil changes alternately.
The gas chromatograph mass spectrometer according to claim 4, wherein the current detection unit is configured to detect a current flowing through the current supply circuit.
前記電流供給回路は、
前記1次側コイルの第1端と電圧検出ノードとの間に接続される第1スイッチング素子と、
前記1次側コイルの第2端と前記電圧検出ノードとの間に接続される第2スイッチング素子と、
前記第1スイッチング素子および前記第2スイッチング素子を交互に導通させる駆動回路と、
前記電圧検出ノードと接地ノードとの間に接続される抵抗素子とを含み、
前記電流検出部は、前記電圧検出ノードと前記接地ノードとの間の電位差を検出するA/Dコンバータを備える、請求項5に記載のガスクロマトグラフ質量分析装置。 The primary side coil has an intermediate tap connected to the power node.
The current supply circuit
A first switching element connected between the first end of the primary coil and the voltage detection node,
A second switching element connected between the second end of the primary coil and the voltage detection node, and
A drive circuit that alternately conducts the first switching element and the second switching element, and
It includes a resistance element connected between the voltage detection node and the ground node.
The gas chromatograph mass spectrometer according to claim 5, wherein the current detection unit includes an A / D converter that detects a potential difference between the voltage detection node and the grounding node.
前記フィラメントが正常であるときに前記フィラメントに流れる電流値を基準値として記憶する記憶部と、
前記基準値と前記フィラメントに流れる電流値とを比較して、前記フィラメントの劣化状態を判断する判断部とを含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載のガスクロマトグラフ質量分析装置。
The warning processing unit
A storage unit that stores the current value flowing through the filament as a reference value when the filament is normal,
The gas chromatograph mass spectrometer according to any one of claims 1 to 6, further comprising a determination unit for determining a deteriorated state of the filament by comparing the reference value with the current value flowing through the filament.
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