JP3284500B2 - 分析装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、質量分析装置等の高電
圧を用いる分析装置に係り、特に高圧放電による異常を
検知することができる分析装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】質量分析装置は、概略図２に示す構成を
有している。筐体１の内部には、制御部２、制御回路
３、電源回路４、イオン化部５、電磁場部６、検出部７
が配置されている。また、外部の装置として、種々の分
析条件を設定するためのキーボード等から構成される入
力部８、及び検出部７からの検出データを取り込んで分
析のための処理を行うホストコンピュータ９が配置され
ている。

【０００３】ここで、制御部２は入力部８において設定
された分析条件に基づいて、制御回路３に対して通信回
線１０を介して、当該分析条件に応じた電圧、電流の発
生を指示するものであり、マイクロプロセッサ（以下、
ＭＰＵと称す）及びその周辺回路で構成される。

【０００４】制御回路３は電源回路４を制御するための
ものであり、制御部２から指示された電圧、電流を電源
回路４で発生させる処理を行う。この制御回路３もＭＰ
Ｕ及びその周辺回路で構成される。

【０００５】電源回路４は、試料をイオン化するために
必要な高電圧、生成されたイオンを加速するための高電
圧、電場セクタに印加するための高電圧、磁場セクタに
供給する電流、検出部７に印加する所定の電圧等種々の
電圧、電流を発生するためのものであり、上述したよう
にその出力電圧、出力電流は制御回路３によって制御さ
れる。

【０００６】イオン化部５は試料をイオン化するもので
あるが、ここでは生成されたイオンを加速する加速部を
も含むものとする。従って、このイオン化部５には電源
回路４から試料をイオン化するための高電圧及び加速電
圧が印加されることになる。

【０００７】電磁場部６は電場セクタと磁場セクタ（共
に図２には図示せず）を含むものであり、電場セクタに
は分析条件に応じた高電圧が、磁場セクタには分析条件
に応じた電流がそれぞれ電源回路４から供給される。

【０００８】検出部７は検出器を備えるものであり、こ
の検出器には電源回路７から当該検出器を動作させるた
めの所定の電圧が印加される。

【０００９】ホストコンピュータ９は、検出部７の出力
である検出データを取り込むと共に、制御部２から設定
された分析条件を取り込み、質量分析のための処理を行
うものである。

【００１０】従って、イオン化部５に試料をセットする
と共に、入力部８を操作して分析条件を設定して分析開
始のための操作を行うと、制御部２は当該分析条件に対
応する各部の電圧、電流を決定して通信回線１０を介し
て制御回路３に通知する。

【００１１】これに応じて制御回路３は制御部２から指
示された電圧、電流を電源回路４から発生させ、これら
の電圧、電流はイオン化部５、電磁場部６、検出部７に
供給される。これによって試料はイオン化され、加速さ
れて電磁場部６を通過し、検出部７に至る。

【００１２】そして、検出器７からの検出データはホス
トコンピュータ９に取り込まれ、処理されて質量分析が
行われることになる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うに電源回路４は高電圧電源を含むのであるが、そのた
めに高圧放電が発生することがあり、その際に制御回路
３の動作が異常になることがある。また、通信回線１０
を介して制御部２が制御回路３に対して何等かのデータ
を送信しているときに高圧放電が発生すると、その高圧
放電によるノイズが通信回線１０に入り込み、送信中の
データが変形されて、いわゆるデータ化けが生じてしま
うこともある。

【００１４】そして、このような事態が生じた場合には
各部は正しい分析条件で動作しなくなるので、検出部７
からの検出データも異常なものとなり、分析そのものが
無効になってしまうものである。

【００１５】なお、制御部２は筐体１の内部に配置され
ているのであるが、電源回路４とは隔離されて配置さ
れ、しかも適宜な絶縁対策が施されているのが通常であ
るので、高圧放電によって影響を受けることは殆どない
ものである。従って、ここでは制御部２は高圧放電によ
る影響は受けないものとすることにする。

【００１６】このような場合の対策として、所定の周期
で設定された分析条件に基づくデータ（以下、このデー
タを設定データと称する）を制御部２から制御回路３に
転送することが考えられる。

【００１７】即ち、例えばいま転送周期を10ｍsec とす
ると、図３に示すように制御部２は制御回路３に対して
10ｍsec 毎に設定データ１１を転送するのである。

【００１８】これによれば、あるとき高圧放電が発生し
たとしても、次の設定データの転送が行われることによ
って制御回路３の動作を復旧させることができる。つま
り、高圧放電が発生して、それによって影響を受けたと
しても、設定データの転送周期単位、この場合には10ｍ
sec 単位で制御回路３の動作を復旧させることができる
ので、高圧放電により影響される時間を短時間にとどめ
ることができるのである。

【００１９】しかしながら、所定の周期で設定データを
制御回路３に転送することによって当該周期単位で制御
回路３を復旧させることはできるのであるが、どの時点
で高圧放電が発生したのかを検知することはできないの
で、検出部７からの検出データの全てを信用することは
できないものである。

【００２０】本発明は、上記の課題を解決するものであ
って、どの時点で異常が生じたかを検知することができ
る分析装置を提供することを目的とするものである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の分析装置は、高電圧電源を含む電源回路
を制御する第１の制御手段と、第１の制御手段と通信回
線で接続され、第１の制御手段に対して設定された分析
条件に応じた電圧、電流の発生を通知する第２の制御手
段と、検出データを取り込んで分析のための処理を行う
処理手段とを備える分析装置において、前記第１の制御
手段と、前記第２の制御手段とは定期的に予め定められ
たパターンを有するパルス列の授受を行い、前記第２の
制御手段は、前記第１の制御手段からのパルス列に基づ
き、前記第１の制御手段において異常が発生したか否か
を判断して、異常が発生したと判断した場合には前記処
理手段に対して異常の発生を通知し、前記処理手段は、
前記第２の制御手段から異常の発生の通知を受けた場合
には、そのときに取り込んだ検出データに対して分析結
果の信頼性を向上させる処理を行うことを特徴とする。

【００２２】

【作用及び発明の効果】この分析装置は、第１の制御手
段、第２の制御手段、及び処理手段を備える。第１の制
御手段は、高電圧電源を含む電源回路を制御するもので
あり、第２の制御手段は、第１の制御手段とは通信回線
で接続されており、第１の制御手段に対して設定された
分析条件に応じた電圧、電流の発生を通知するものであ
る。また、処理手段は検出データを取り込んで分析のた
めの処理を行うものである。

【００２３】そして、第１の制御手段と、第２の制御手
段とは定期的に予め定められたパターンを有するパルス
列の授受を行い、第２の制御手段は、第１の制御手段か
らのパルス列に基づき、第１の制御手段において異常が
発生したか否かを判断して、異常が発生したと判断した
場合には処理手段に対して異常の発生を通知し、処理手
段は、第２の制御手段から異常の発生の通知を受けた場
合には、そのときに取り込んだ検出データに対して分析
結果の信頼性を向上させる処理を行う。

【００２４】この構成において、あるとき高圧放電が発
生し、それによって第１の制御手段、あるいは第１の制
御手段と第２の制御手段を接続する通信回線が影響を受
けたとすると、第１の制御手段または第２の制御手段は
正しいパルス列を受信することができなくなる。

【００２５】従って、第２の制御手段は、第１の制御手
段から正しいパターンのパルス列を受信できなかった場
合には、高圧放電等によって異常が生じたことを検知す
ることができる。そして、第２の制御手段は、異常が発
生したことを検知すると処理手段に対して異常の発生を
通知する。

【００２６】そして、処理手段は、第２の制御手段から
異常の発生の通知を受けた場合には、そのときに取り込
んだ検出データに対して分析結果の信頼性を向上させる
処理を行う。従って、分析結果の信頼性を向上させるこ
とができる。

【００２７】

【実施例】以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。
以下の実施例においては本発明を質量分析装置に適用し
た場合について説明するが、本発明は質量分析装置に限
らず、高電圧と真空排気系を有する荷電粒子線を利用し
た分析装置に対して一般的に適用できるものであり、従
って、透過型電子顕微鏡、走査型電子顕微鏡、Ｘ線マイ
クロアナライザ、オージェ電子分析装置、光電子分析装
置等にも適用できるものである。

【００２８】この質量分析装置の構成は図２に示すと同
様であるが、制御部２と制御回路３の動作が異なってい
る。即ち、制御部２は上述したと同様に所定の周期、例
えば10ｍsec 周期で設定データを制御回路３に転送する
と共に、次の設定データの転送までの間に設定データの
転送周期より短い周期で予め定められたパターンのパル
ス列（以下、単にパルス列と称する）１２を転送する。
ここではパルス列の転送周期は 100μsec であるとす
る。また、パルス列１２のパターンは任意に定めること
ができ、例えば、「111111000000」、「10101010101010
10」等の 8〜16ビット程度のビット列でよい。

【００２９】まず、基本的な動作について説明する。い
ま設定データの転送のタイミングが到来したとすると、
図１のステップＳ１のように制御部２は制御回路３に設
定データを転送する。なお、設定データには巡回冗長符
号チェック方式等の適宜な符号チェック方式が採用され
ているものとする。

【００３０】この設定データを受信すると制御回路３は
当該受信した設定データをチェックし、正常であれば当
該設定データを用いて電源回路４を制御すると共に、こ
れまで用いられていた設定データを制御部２に返送する
が、チェックの結果設定データに異常があった場合に
は、予め定められている異常を示すデータを制御部２に
返送する。

【００３１】また、ステップＳ１の設定データの転送中
に高圧放電によって制御回路３あるいは通信回線１０に
異常が発生した場合には、制御回路３は正常な設定デー
タを受信できないので、このときにも制御回路３は異常
を示すデータを返送する。以上が図１のステップＳ２の
返送の処理である。

【００３２】制御回路３からの返送を受けると、制御部
２は、返送されてきたデータが異常を示すデータであっ
た場合にはホストコンピュータ９に対して異常が発生し
たことを通知して次の処理に移行する。

【００３３】また、返送されてきたデータがこれまで制
御回路３で用いられていた設定データである場合には、
当該データをチェックし、正常であれば次の処理を実行
するが、異常であれば制御回路３または通信回線１０に
異常が発生していると判断してホストコンピュータ９に
異常の発生を通知して次の処理に移行する。

【００３４】また、制御回路３が設定データを受信して
からステップＳ２の返送が完了するまでの間に高圧放電
によって制御回路３あるいは通信回線１０に異常が発生
した場合には、制御部２は正常なデータを受信できない
ので、この場合にも制御部２はホストコンピュータ９に
対して異常の発生を通知して次の処理に移行する。

【００３５】以上のようにして制御回路３からの返送に
対する処理を終了すると、制御部２はパルス列を転送す
る（ステップＳ３）。これに対して制御回路３は受信し
たパルス列をそのまま制御部２に返送する（ステップＳ
４）。

【００３６】そして、制御部２は制御回路３からパルス
列を受けると、返送されてきたパルス列が正常であるか
否かを判断し、正常である場合には次の処理に移行す
る。

【００３７】しかし、ステップＳ３のパルス列の転送の
開始からステップＳ４のパルス列の返送の完了までの間
に高圧放電によって制御回路３あるいは通信回線１０に
異常が発生した場合には、制御回路３から返送されてき
たパルス列は正常なパルス列とは異なるので、制御回路
３または通信回線１０に異常が発生していると判断して
ホストコンピュータ９に異常の発生を通知して次の処理
に移行する。また、パルス列の転送後所定の時間内に制
御回路３からパルス列が返送されなかった場合にも制御
部２は異常が発生したとしてホストコンピュータ９に異
常の発生を通知する。

【００３８】そして、制御部２は、前回のパルス列の転
送から 100μsec 経過すると、再びパルス列を制御回路
３に転送する（ステップＳ５）。

【００３９】以上のようにして 100μsec 周期でパルス
列を転送し、前回の設定データの転送から10ｍsec 経過
すると、制御部２は再び設定データを制御回路３に転送
する（ステップＳ６）。

【００４０】制御部２と制御回路３は以上の処理を繰り
返し行う。このように制御部２と制御回路３とで定期的
に定形パターンのパルス列の授受を行うことによって高
圧放電等による異常を検知しているので、ホストコンピ
ュータ９はどの時点で異常が発生したかを認識できるの
で、そのときに検出部７から取り込んだ検出データを無
視する等の処理を行うことができ、その結果分析結果の
信頼性を向上させることができる。

【００４１】また、定期的に設定データを制御回路３に
転送しているので、定期的に制御回路３を復旧させるこ
とができ、分析の再設定、分析の続行をスムーズに行う
ことができる。

【００４２】なお、上記実施例では入力部が直接制御部
に接続されているが、ホストコンピュータが備えている
入力手段を入力部として利用し、ホストコンピュータか
ら制御部にデータを入力するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 制御部２と制御回路３とのデータの授受を説
明するためのタイミングチャートである。

【図２】 質量分析装置の概略の構成を示すブロック図
である。

【図３】 設定データの転送を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１…筐体、２…制御部、３…制御回路、４…電源回路、
５…イオン化部、６…電磁場部、７…検出部、８…入力
部、９…ホストコンピュータ、１０…通信回線

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 27/62 - 27/70 H04L 1/16 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高電圧電源を含む電源回路を制御する第１
   の制御手段と、 第１の制御手段と通信回線で接続され、第１の制御手段
   に対して設定された分析条件に応じた電圧、電流の発生
   を通知する第２の制御手段と、検出データを取り込んで分析のための処理を行う処理手
   段と を備える分析装置において、 前記第１の制御手段と、前記第２の制御手段とは定期的
   に予め定められたパターンを有するパルス列の授受を行
   い、 前記第２の制御手段は、前記第１の制御手段からのパル
   ス列に基づき、前記第１の制御手段において異常が発生
   したか否かを判断して、異常が発生したと判断した場合
   には前記処理手段に対して異常の発生を通知し、 前記処理手段は、前記第２の制御手段から異常の発生の
   通知を受けた場合には、そのときに取り込んだ検出デー
   タに対して分析結果の信頼性を向上させる処理を行う こ
   とを特徴とする分析装置。