JP3186812B2 - 二次電子増倍管 - Google Patents

二次電子増倍管

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JP3186812B2 JP34557091A JP34557091A JP3186812B2 JP 3186812 B2 JP3186812 B2 JP 3186812B2 JP 34557091 A JP34557091 A JP 34557091A JP 34557091 A JP34557091 A JP 34557091A JP 3186812 B2 JP3186812 B2 JP 3186812B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高周波誘導コイルに高
周波エネルギ―を供給し高周波磁界を形成して高周波誘
導結合プラズマを生じさせ該プラズマを利用して試料中
の被測定元素を分析する高周波誘導結合プラズマ質量分
析計(以下、「ICP−MS」という)などの検出器と
して使用される二次電子増倍管に関し、特に、ゲインを
切り換えることによってICPーMSなどのダイナミッ
クレンジを拡大できるようにした二次電子増倍管に関す
る。
【0002】
【従来の技術】図2は、ICP−MSの一般的な構成説
明図である。この図において、プラズマト―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ると共に、内室
1aには試料槽4内の試料がネブライザ5で霧化されて
のちキャリアガスであるアルゴンガスによって搬入され
るようになっている。また、プラズマト―チ1に巻回さ
れた高周波誘導コイル6には高周波電源10によって高
周波電流が流され、該コイル6の周囲に高周波磁界(図
示せず)が形成されている。この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、該高
周波磁界の作用によって瞬時に高周波誘導結合プラズマ
7が生ずる。
【0003】更に、ノズル8とスキマ―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
吸引されている。また、センタ―チェンバ―13内に
は、イオンレンズ系14a,14bが設けられると共
に、該センタ―チェンバ―の内部は第1油拡散ポンプ1
5によって吸引され、四重極マスフィルタ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
よって吸引されている。
【0004】この状態で、高周波誘導結合プラズマ7中
に上述のようにして霧化された試料が導入され、イオン
化や発光が行われる。該プラズマ7内のイオンは、ノズ
ル8やスキマ―9を経由してのちイオンレンズ系14
a,14bの間を通って収束され、四重極マスフィルタ
16に導入される。このようにして四重極マスフィルタ
16に入ったイオンのうち目的の質量電荷比のイオンだ
けが、四重極マスフィルタ16を通過し二次電子増倍管
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って、前記
試料中の被測定元素分析値が求められる。
【0005】
【発明が解決しようとする問題点】一方、図3は上記二
次電子増倍管19の構成回路図であり、図中、21はイ
オン入射口、22〜27は電極、28はコレクタ、29
a〜29eは抵抗、30は高電圧電源、31は変換増幅
器である。また、電極22に高電圧電源30から高電圧
が印加されると共に、電極27がアース接続されてい
る。然しながら、このような構成回路からなる従来の二
次電子増倍管においては、電極22〜27に印加される
電圧によってイオン検出器のゲインが1つに決まり、イ
オン検出器のダイナミックレンジが小さいという欠点が
あった。本発明は、かかる状況などに鑑み上述のような
従来例の欠点を解消せんとして成されたものであり、一
部の電極に印加される電圧を変化させるだけで二次電子
増倍管のゲインを切り換えることができるような二次電
子増倍管を提供することを目的とする。
【0006】
【問題点を解決するための手段】本発明は、イオン入射
口の後段に2列に対向して配置された複数の電極と、こ
れら電極の初段に接続された高電圧電源と、これら電極
の後段に配置されたコレクタと、このコレクタに接続さ
れた変換増幅器を有し、前記イオン入射口から入射した
イオンを前記初段に配置された電極に衝突させて2次電
子を放出させ、放出した2次電子を後段の電極により順
次増幅するように構成した2次電子増倍管において、前
電極のうちの2段目の電極を並べて配置し、前記変換
増幅器の信号強度に応じて前記並べて配置した電極のう
ちの一方の電極を前記初段の電極若しくは他方の電極の
何れかの電極に抵抗を介さずに選択的に接続する切換え
手段を設けることによって前記課題を解決したものであ
る。
【0007】
【作用】本発明は次のように作用する。即ち、二次電子
を発生する電極を二列に配置し、そのうちの1つの電極に
印加される電圧を切り換えるようになっており、イオン
検出器のゲインをイオンの入射量に応じて変化させるこ
とができる。このため、一部の電極に印加される電圧を
変化させるだけでイオン検出器のゲインを切り換えるこ
とができる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例について図を用いて詳
細に説明する。図1は本発明実施例の要部構成回路図で
あり、図中、23’は電極23とともに同一の抵抗29
aに接続されている。32はリレー回路、33はリレー
制御回路である。また、電極22〜27,23’は入射
したイオンや電子によって二次電子を放出するようにな
っている。電極23と電極23’は並んで配置されてお
り、これらの電極23,23’は電極22と電極24に
段違いに平行な位置で向かい合っている。電極24と電
極25、及び電極25と電極26は、それぞれ平行な位
置で向かい合っている。
【0009】更に、電極22と電極23は抵抗29aを
介して接続され、電極23と電極24は抵抗29bを介
して接続されている。同様に、電極24と電極25は抵
抗29cを介して接続され、電極25と電極26は抵抗
29dを介して接続されている。電極26と電極27
抵抗29eを介して接続されると共に、電極27はアー
ス接続されている。
【0010】電極22には高電圧電源30から所定の高
電圧V1が印加されており、電極23若しくは電極2
3’には高電圧V1から抵抗29aで降下する電圧分を
引いた電圧V2が印加されている。同様に、電極24には
高電圧V2から抵抗29bで降下する電圧分を引いた電
圧V3が印加され、電極25 には高電圧V3から抵抗29c
で降下する電圧分を引いた電圧V4が印加されている。同
様に、電極26には、高電圧V4から抵抗29c で降下
する電圧分を引いた電圧V5が印加されている。尚、電極
23’はリレー回路32を介して電極22や電極23に
接続されている。
【0011】このような構成回路からなる本発明の実施
例において、図1の太線矢印で示すようにしてイオン入
射口21からイオンが入射すると、該イオンが電極22
に衝突し、電極22から二次電子を発生させる。この二
次電子は、電極23,23’→電極24→電極25→電
極26によって順次増幅されて後、コレクタ28に捕捉
される。
【0012】このようにしてコレクタ28に捕捉された
二次電子は、変換増幅器31によって電気信号S1に変
換される。この電気信号S1はリレー制御回路33に送
出されて制御信号S2となり、この制御信号S2によって
リレー回路32が制御され、その結果、電極23’が電
極22及び電極23のいずれかに選択的に接続される。
【0013】以下、本発明実施例の動作について、更に
詳しく説明する。図1において、最初、制御信号S2
よってリレー回路32が制御され、電極23’が電極2
3に接続されている。この状態で、図1の太線矢印で示
すようにしてイオン入射口21からイオンが入射する
と、該イオンが電極22に衝突し、電極22から二次電
子を発生させる。
【0014】この二次電子は電極23と電極23’に衝
突し、電極23,23’から更に二次電子を発生させ
る。このようにして増倍された二次電子は、電極24
電極25,及び電極26においても夫々同様にして衝突
と新たな二次電子発生をくりかえし、その結果、所謂ね
ずみ算式に二次電子が増倍する。
【0015】このようにしてねずみ算式に増倍した二次
電子はコレクタ28で捕捉されて後、変換増幅器31で
電気信号S1に変換される。また、この電気信号S1の値
が大きい場合には、この電気信号S1に基ずく制御信号
2によってリレー回路32が制御されて電極23’が
電極22に接続される。
【0016】一方、このようにして電極23’が電極2
2に接続されると、これらの電極の電位は等しくなるた
め電極22で発生した二次電子は、電極23’に衝突で
きなくなって電極23だけに衝突するようになる。ま
た、電極23に衝突して増倍された二次電子は、電極
,電極25,及び電極26においても夫々同様にして
衝突と新たな二次電子発生をくりかえし、その結果、所
謂ねずみ算式に二次電子が増倍する。このようにしてね
ずみ算式に増倍した二次電子はコレクタ28で捕捉され
て後、変換増幅器31で電気信号S1に変換される。こ
の場合の電気信号S1の大きさは、電極23’が電極電
極23に接続されている場合の電気信号S1の大きさに
比して、小さな信号強度となっている。
【0017】
【発明の効果】以上詳しく説明したような本発明によれ
ば、二次電子を発生する電極を二列に配置し、前記電極
のうちの2段目の電極を並べて配置し、前記変換増幅器
の信号強度に応じて前記並べて配置した電極のうちの一
方の電極を前記初段の電極若しくは他方の電極の何れか
の電極に抵抗を介さずに選択的に接続する切換え手段を
設けた構成としたので、二次電子増倍管のゲインをイオ
ンの入射量に応じて変化させることができる。従って、
本発明によれば、一部の電極に印加される電圧を変化さ
せるだけでゲインを切り換えることができるような二次
電子増倍管が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例の構成回路図である。
【図2】ICP−MSの一般的な構成説明図である。
【図3】従来例の構成回路図である。
【符号の説明】
1 プラズマトーチ 5 ネブライザ 7 高周波誘導結合プラズマ質量分析計 14a,14b イオンレンズ系 16 四重極マスフィルタ 19 イオン電極 21 イオン入射口 22〜27,23’ 電極 28 コレクタ 29a〜29e 抵抗 30 高電圧電源 31 変換増幅器 32 リレー回路 33 リレー制御回路

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】イオン入射口の後段に2列に対向して配置
    された複数の電極と、これら電極の初段に接続された高
    電圧電源と、これら電極の後段に配置されたコレクタ
    と、このコレクタに接続された変換増幅器を有し、前記
    イオン入射口から入射したイオンを前記初段に配置され
    た電極に衝突させて2次電子を放出させ、放出した2次
    電子を後段の電極により順次増幅するように構成した2
    次電子増倍管において、前記電極のうちの2段目の電極
    を並べて配置し、前記変換増幅器の信号強度に応じて前
    並べて配置した電極のうちの一方の電極を前記初段の
    電極若しくは他方の電極の何れかの電極に抵抗を介さず
    に選択的に接続する切換え手段を設けたことを特徴とす
    る2次電子増倍管。
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