JP3154831B2 - 誘導結合プラズマ質量分析装置 - Google Patents
誘導結合プラズマ質量分析装置Info
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- JP3154831B2 JP3154831B2 JP26020792A JP26020792A JP3154831B2 JP 3154831 B2 JP3154831 B2 JP 3154831B2 JP 26020792 A JP26020792 A JP 26020792A JP 26020792 A JP26020792 A JP 26020792A JP 3154831 B2 JP3154831 B2 JP 3154831B2
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- Japan
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- secondary electron
- electron multiplier
- voltage source
- mass spectrometer
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- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はゲインを高速に切り換え
ることが可能な誘導結合プラズマ質量分析装置に関す
る。
ることが可能な誘導結合プラズマ質量分析装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】誘導結合プラズマ質量分析装置は、高周
波誘導結合プラズマを用いて試料を励起させ、生じたイ
オンをノズルとスキマーからなるインタフェースを介し
て質量分析計に導いて電気的に検出し、このイオン量を
精密に測定することにより、試料中の被測定元素を高精
度に分析するように構成されている。
波誘導結合プラズマを用いて試料を励起させ、生じたイ
オンをノズルとスキマーからなるインタフェースを介し
て質量分析計に導いて電気的に検出し、このイオン量を
精密に測定することにより、試料中の被測定元素を高精
度に分析するように構成されている。
【０００３】このような誘導結合プラズマ質量分析装置
については、特開平２−１２２２５８号公報，特開平２
−２１６０４８号公報及び特開平２−２２７６５３号公
報に記載されている。
については、特開平２−１２２２５８号公報，特開平２
−２１６０４８号公報及び特開平２−２２７６５３号公
報に記載されている。
【０００４】図２はこのような誘導結合プラズマ質量分
析装置の従来の構成を示す構成図である。この図におい
て、プラズマトーチ１の外室１ｂと最外室１ｃにはガス
調節器２を介してアルゴンガス供給源３からアルゴンガ
スが供給され、内室１ａには試料槽４内の試料がネブラ
イザ５により気化されて後アルゴンガスにより搬入され
るようになっている。
析装置の従来の構成を示す構成図である。この図におい
て、プラズマトーチ１の外室１ｂと最外室１ｃにはガス
調節器２を介してアルゴンガス供給源３からアルゴンガ
スが供給され、内室１ａには試料槽４内の試料がネブラ
イザ５により気化されて後アルゴンガスにより搬入され
るようになっている。
【０００５】また、プラズマトーチ１に巻回された高周
波誘導コイル６には高周波電源によって高周波電流が流
され、この高周波誘導コイル６の周囲に高周波磁界が形
成されている。
波誘導コイル６には高周波電源によって高周波電流が流
され、この高周波誘導コイル６の周囲に高周波磁界が形
成されている。
【０００６】一方、ノズル８とスキマー９に挟まれたフ
ォアチェンバ本体１１内は、真空ポンプ１２によって例
えば１Ｔｏｒｒに吸引されている。更に、センタチェン
バ１３にはイオンレンズ１４ａ，１４ｂが設けられてお
り、このセンタチェンバ１３の内部は第一油拡散ポンプ
１５などによって例えば１０-4Ｔｏｒｒに吸引されてい
る。また、マスフィルタ（四重極マスフィルタ等）１６
を収容しているリアチェンバ１７内は第２油拡散ポンプ
１８によって例えば１０-5Ｔｏｒｒに吸引されている。
ォアチェンバ本体１１内は、真空ポンプ１２によって例
えば１Ｔｏｒｒに吸引されている。更に、センタチェン
バ１３にはイオンレンズ１４ａ，１４ｂが設けられてお
り、このセンタチェンバ１３の内部は第一油拡散ポンプ
１５などによって例えば１０-4Ｔｏｒｒに吸引されてい
る。また、マスフィルタ（四重極マスフィルタ等）１６
を収容しているリアチェンバ１７内は第２油拡散ポンプ
１８によって例えば１０-5Ｔｏｒｒに吸引されている。
【０００７】この状態で上記した高周波磁界の近傍でア
ルゴンガス中に電子かイオンが植え付けられると、この
高周波磁界の作用によって瞬時に高周波誘導プラズマ７
が生ずる。
ルゴンガス中に電子かイオンが植え付けられると、この
高周波磁界の作用によって瞬時に高周波誘導プラズマ７
が生ずる。
【０００８】この高周波誘導プラズマ７内のイオンは、
ノズル８やスキマー９を経由してイオンレンズ１４ａ，
１４ｂ（若しくはダブレット四重極レンズ）の間を通っ
て収束され、その後にマスフィルタ１６を通り二次電子
増倍管１９に導かれて検出される。この検出信号が信号
処理部２０に送出されて演算処理されることにより前記
試料中の被測定元素分析値が求められる。
ノズル８やスキマー９を経由してイオンレンズ１４ａ，
１４ｂ（若しくはダブレット四重極レンズ）の間を通っ
て収束され、その後にマスフィルタ１６を通り二次電子
増倍管１９に導かれて検出される。この検出信号が信号
処理部２０に送出されて演算処理されることにより前記
試料中の被測定元素分析値が求められる。
【０００９】図２に示した従来の装置では、１０8 程度
のゲインを有する二次電子増倍管１９の出力を、パルス
をカウントすることにより測定していた。しかし、一時
に大量のイオンが入射されると、パルスが幾重にも重な
り、パルスとして正確にカウントすることができなくな
る。このため、イオン量を正確に測定することができな
くなり、被測定元素を正確に分析することもできなくな
る。
のゲインを有する二次電子増倍管１９の出力を、パルス
をカウントすることにより測定していた。しかし、一時
に大量のイオンが入射されると、パルスが幾重にも重な
り、パルスとして正確にカウントすることができなくな
る。このため、イオン量を正確に測定することができな
くなり、被測定元素を正確に分析することもできなくな
る。
【００１０】そこで、二次電子増倍管のゲインを１０4
〜１０5 程度に落とすと共に、出力を電流値として検出
する。このようにすることで、広い（８桁）ダイナミッ
クレンジを得ることが出来る。このように、測定手法を
２種類切り換えているので、デュアルモードと呼ぶこと
がある。
〜１０5 程度に落とすと共に、出力を電流値として検出
する。このようにすることで、広い（８桁）ダイナミッ
クレンジを得ることが出来る。このように、測定手法を
２種類切り換えているので、デュアルモードと呼ぶこと
がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】図３は誘導結合プラズ
マ質量分析装置の二次電子増倍管のゲイン切り換え部分
についての従来の構成を示す構成図である。この図にお
いて、二次電子増倍管１９は、二次電子を放出する電極
Ｄｙ（ここでは、Ｄｙ１〜Ｄｙ４）を抵抗Ｒ（ここで
は、Ｒ１〜Ｒ４）で接続し、各電極に高圧電源からの負
電圧を印加する。この状態で、外部からの入射イオンに
よってＤｙ１に発生した二次電子をＤｙ２以降の電極に
順次増幅し、その二次電子をコレクタＣにて捉える構成
になっている。そして、イオン検出のゲイン（電流増幅
率）は、負の高圧電源によって印加される各電極間の電
圧により決定される。このため、ゲインを切り換えるに
は、高圧電源１９ａの設定電圧を変える必要がある。
マ質量分析装置の二次電子増倍管のゲイン切り換え部分
についての従来の構成を示す構成図である。この図にお
いて、二次電子増倍管１９は、二次電子を放出する電極
Ｄｙ（ここでは、Ｄｙ１〜Ｄｙ４）を抵抗Ｒ（ここで
は、Ｒ１〜Ｒ４）で接続し、各電極に高圧電源からの負
電圧を印加する。この状態で、外部からの入射イオンに
よってＤｙ１に発生した二次電子をＤｙ２以降の電極に
順次増幅し、その二次電子をコレクタＣにて捉える構成
になっている。そして、イオン検出のゲイン（電流増幅
率）は、負の高圧電源によって印加される各電極間の電
圧により決定される。このため、ゲインを切り換えるに
は、高圧電源１９ａの設定電圧を変える必要がある。
【００１２】すなわち、入射イオンが増大して二次電子
の量が一定以上に増大した場合は、二次電子増倍管１９
のゲインを下げることにより、ダイナミックレンジを確
保する必要がある。
の量が一定以上に増大した場合は、二次電子増倍管１９
のゲインを下げることにより、ダイナミックレンジを確
保する必要がある。
【００１３】以上のようにイオンの濃度によって、二次
電子増倍管のゲインを高速に切り換える必要がある。と
ころが、二次電子増倍管に高電圧を供給している高圧電
源は容量が小さく電圧を高速に切り換えることが困難で
ある。容量を大きくすれば解決するが、非常に大型にな
り誘導結合プラズマ質量分析装置に適さなくなる。ま
た、切り換えが低速のままでは、多元素同時測定という
誘導結合プラズマ質量分析装置の特徴が損なわれること
になる。
電子増倍管のゲインを高速に切り換える必要がある。と
ころが、二次電子増倍管に高電圧を供給している高圧電
源は容量が小さく電圧を高速に切り換えることが困難で
ある。容量を大きくすれば解決するが、非常に大型にな
り誘導結合プラズマ質量分析装置に適さなくなる。ま
た、切り換えが低速のままでは、多元素同時測定という
誘導結合プラズマ質量分析装置の特徴が損なわれること
になる。
【００１４】本発明は上記従来技術の問題点に鑑みてな
されたものであり、その目的は、二次電子増倍管のゲイ
ンを容易にかつ高速に変更することが可能な誘導結合プ
ラズマ質量分析装置を実現することにある。
されたものであり、その目的は、二次電子増倍管のゲイ
ンを容易にかつ高速に変更することが可能な誘導結合プ
ラズマ質量分析装置を実現することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
手段は、高周波誘導結合プラズマを用いて試料を励起し
生じたイオンを二次電子増倍管に導いて検出することに
より気体試料中の被測定元素を分析する誘導結合プラズ
マ質量分析装置において、二次電子増倍管に負の高電圧
を印加する高電圧源と、高電圧源が発生する負の高電圧
に重畳する負の低電圧を外部からの制御により高速に発
生する低電圧源とを備えたことを特徴とするものであ
る。
手段は、高周波誘導結合プラズマを用いて試料を励起し
生じたイオンを二次電子増倍管に導いて検出することに
より気体試料中の被測定元素を分析する誘導結合プラズ
マ質量分析装置において、二次電子増倍管に負の高電圧
を印加する高電圧源と、高電圧源が発生する負の高電圧
に重畳する負の低電圧を外部からの制御により高速に発
生する低電圧源とを備えたことを特徴とするものであ
る。
【００１６】
【作用】高電圧源が発生する高電圧に対し、必要に応じ
て外部からの制御信号に応じて低電圧源が低電圧を発生
して高電圧に重畳する。この結果、二次電子増倍管に与
えられる電圧が高速に変化し、ゲインも瞬時に変化す
る。
て外部からの制御信号に応じて低電圧源が低電圧を発生
して高電圧に重畳する。この結果、二次電子増倍管に与
えられる電圧が高速に変化し、ゲインも瞬時に変化す
る。
【００１７】
【実施例】以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は本発明の一実施例の構成を示す構成
図である。この図において、二次電子増倍管１９に対し
て高電圧源２１が所定の高電圧（−１０００〜−３００
０Ｖ）を印加する。尚、二次電子増倍管の個体差により
要求される電圧が異なり、また、二次電子増倍管の劣化
によるゲイン低下を補償するために、高電圧源２１は可
変電圧の直流電源である。また、フローティングにする
ために、スイッチング電源で構成されている。
に説明する。図１は本発明の一実施例の構成を示す構成
図である。この図において、二次電子増倍管１９に対し
て高電圧源２１が所定の高電圧（−１０００〜−３００
０Ｖ）を印加する。尚、二次電子増倍管の個体差により
要求される電圧が異なり、また、二次電子増倍管の劣化
によるゲイン低下を補償するために、高電圧源２１は可
変電圧の直流電源である。また、フローティングにする
ために、スイッチング電源で構成されている。
【００１８】低電圧源２２は所定の高速に制御可能な低
電圧を発生するためのものである。この低電圧源２２は
ＯＮ信号で−３００Ｖ程度の低電圧を発生し、ＯＦＦ信
号で０Ｖの電圧を発生する。そして、比較的電圧が低い
ので、トランジスタ回路等で直接制御することが出来、
大電流を流すことが出来る。従って、高速に制御（ＯＮ
／ＯＦＦ）することが可能である。
電圧を発生するためのものである。この低電圧源２２は
ＯＮ信号で−３００Ｖ程度の低電圧を発生し、ＯＦＦ信
号で０Ｖの電圧を発生する。そして、比較的電圧が低い
ので、トランジスタ回路等で直接制御することが出来、
大電流を流すことが出来る。従って、高速に制御（ＯＮ
／ＯＦＦ）することが可能である。
【００１９】高濃度のイオンの入力があった場合は、図
示しない制御手段がＯＦＦ信号を低電圧源２２に与える
ことで低電圧源２２の出力をオフにする。これにより、
二次電子増倍管１９に印加される電圧は高電圧源２１の
出力だけとなり、二次電子増倍管１９のゲインが低下す
る。この結果、高濃度のイオンの入力があった場合の二
次電子増倍管１９の出力をアナログ電流として検出する
ことが可能になる。
示しない制御手段がＯＦＦ信号を低電圧源２２に与える
ことで低電圧源２２の出力をオフにする。これにより、
二次電子増倍管１９に印加される電圧は高電圧源２１の
出力だけとなり、二次電子増倍管１９のゲインが低下す
る。この結果、高濃度のイオンの入力があった場合の二
次電子増倍管１９の出力をアナログ電流として検出する
ことが可能になる。
【００２０】一方、低濃度のイオンの入力があった場合
は、図示しない制御手段がＯＮ信号を低電圧源２２に与
えることで低電圧源２２の出力をオンにする。これによ
り、二次電子増倍管１９に印加される電圧は高電圧源２
１の出力と低電圧源２２の出力との和となり、二次電子
増倍管１９のゲインが上昇する。この結果、低濃度イオ
ンを測定した場合の二次電子増倍管１９の出力をパルス
カウントによりアナログ電流として検出することが可能
になる。
は、図示しない制御手段がＯＮ信号を低電圧源２２に与
えることで低電圧源２２の出力をオンにする。これによ
り、二次電子増倍管１９に印加される電圧は高電圧源２
１の出力と低電圧源２２の出力との和となり、二次電子
増倍管１９のゲインが上昇する。この結果、低濃度イオ
ンを測定した場合の二次電子増倍管１９の出力をパルス
カウントによりアナログ電流として検出することが可能
になる。
【００２１】このように、低電圧源２２のオン／オフを
切り換えることにより、二次電子増倍管への印加電圧が
変わり、これによりゲインが変わり、イオン濃度に適し
た測定を行なうことが出来る。ここで、二次電子増倍管
への印加電圧の変化は、単に低電圧源の出力電圧をオン
／オフするだけであるので、非常に高速に行われる。こ
れにより、マスのスキャンに遅れることなく、広いダイ
ナミックレンジの入力が可能になる。以上のように本実
施例によれば、二次電子増倍管１９のゲインを瞬時に切
り換えることが可能である。
切り換えることにより、二次電子増倍管への印加電圧が
変わり、これによりゲインが変わり、イオン濃度に適し
た測定を行なうことが出来る。ここで、二次電子増倍管
への印加電圧の変化は、単に低電圧源の出力電圧をオン
／オフするだけであるので、非常に高速に行われる。こ
れにより、マスのスキャンに遅れることなく、広いダイ
ナミックレンジの入力が可能になる。以上のように本実
施例によれば、二次電子増倍管１９のゲインを瞬時に切
り換えることが可能である。
【００２２】
【発明の効果】以上実施例とともに詳細に説明したよう
に、本発明では、二次電子増倍管に負の高電圧を印加す
る高電圧源と、外部からの制御により高速に負の低電圧
を発生して、高電圧源が発生する負の高電圧に重畳する
低電圧源とを備えるようにし、低電圧源をオン／オフ制
御するようにしたことで、二次電子増倍管のゲインを容
易にかつ高速に変更することが可能な誘導結合プラズマ
質量分析装置を実現することができる。
に、本発明では、二次電子増倍管に負の高電圧を印加す
る高電圧源と、外部からの制御により高速に負の低電圧
を発生して、高電圧源が発生する負の高電圧に重畳する
低電圧源とを備えるようにし、低電圧源をオン／オフ制
御するようにしたことで、二次電子増倍管のゲインを容
易にかつ高速に変更することが可能な誘導結合プラズマ
質量分析装置を実現することができる。
【図１】本発明の一実施例の構成を示す構成図である。
【図２】従来における装置の全体構成を示す説明図であ
る。
る。
【図３】従来における装置の主要部の構成を示す説明図
である。
である。
１９ 二次電子増倍管 ２０ 信号処理部 ２１ 高電圧源 ２２ 低電圧源
Claims (1)
- 【請求項１】 高周波誘導結合プラズマを用いて試料を
励起し生じたイオンを二次電子増倍管に導いて検出する
ことにより気体試料中の被測定元素を分析する誘導結合
プラズマ質量分析装置において、 二次電子増倍管に負の高電圧を印加する高電圧源（２
１）と、 高電圧源（２１）が発生する負の高電圧に重畳する負の
低電圧を外部からの制御により高速に発生する低電圧源
（２２）とを備えたことを特徴とする誘導結合プラズマ
質量分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26020792A JP3154831B2 (ja) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | 誘導結合プラズマ質量分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26020792A JP3154831B2 (ja) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | 誘導結合プラズマ質量分析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06109702A JPH06109702A (ja) | 1994-04-22 |
| JP3154831B2 true JP3154831B2 (ja) | 2001-04-09 |
Family
ID=17344833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26020792A Expired - Fee Related JP3154831B2 (ja) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | 誘導結合プラズマ質量分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3154831B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104752145A (zh) * | 2013-12-27 | 2015-07-01 | 安捷伦科技有限公司 | 质谱分析装置用二次电子倍增管 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9604655D0 (en) * | 1996-03-05 | 1996-05-01 | Fisons Plc | Mass spectrometer and detector apparatus therefor |
-
1992
- 1992-09-29 JP JP26020792A patent/JP3154831B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104752145A (zh) * | 2013-12-27 | 2015-07-01 | 安捷伦科技有限公司 | 质谱分析装置用二次电子倍增管 |
| CN104752145B (zh) * | 2013-12-27 | 2018-12-04 | 安捷伦科技有限公司 | 质谱分析装置用二次电子倍增管 |
| US10615019B2 (en) | 2013-12-27 | 2020-04-07 | Agilent Technologies, Inc. | Electron multiplier for mass spectrometer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06109702A (ja) | 1994-04-22 |
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