JP3885185B2 - Mass spectrometer - Google Patents

Mass spectrometer Download PDF

Info

Publication number
JP3885185B2
JP3885185B2 JP2000187586A JP2000187586A JP3885185B2 JP 3885185 B2 JP3885185 B2 JP 3885185B2 JP 2000187586 A JP2000187586 A JP 2000187586A JP 2000187586 A JP2000187586 A JP 2000187586A JP 3885185 B2 JP3885185 B2 JP 3885185B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substance
sample
corona discharge
polarity
ion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2000187586A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2002008585A (en
Inventor
康信 藤田
良博 西川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2000187586A priority Critical patent/JP3885185B2/en
Publication of JP2002008585A publication Critical patent/JP2002008585A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3885185B2 publication Critical patent/JP3885185B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、質量分析装置に係り、特に、爆薬や麻薬などを分析対象として、これら分析対象の物質の質量を分析するに好適な質量分析装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
危険物を検知するに際しては、例えば、空港の手荷物検査などで行われているように、X線検査装置が一般に採用されている。また危険物のうち爆薬などを検知するに際しては、ガスクロマドグラフィ電子捕獲検出器による方法、β線を使用したプラズマクロマドグラフィ質量分析器による方法が採用されている。しかしこれらの方法では、いずれも蒸気圧の低い、例えば、プラスチック爆弾の主成分である10−7PaレベルのRDX(ヘキソーゲン)やPETN(ペンスリット)を検出することは原理的に困難であり、しかも分析に数秒から数十秒要するために、リアルタイムモニタリングが要求される空港の手荷物検査などには使用されるに至っていない。
【0003】
一方、危険物検出装置に質量分析器を使用したものとして、例えば、特開平7−134970号公報に記載されているものが知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来の質量分析器を用いた危険物検出装置においては、検出物が負イオン、正イオンに容易に生成する特性を利用し、爆薬などの被検出物を検出するようになっているが、検出感度が低く、空港の手荷物検査などに使用するには十分ではない。
【0005】
本発明の目的は、分析対象の物質を含む試料ガス中の物質を質量分析するに先立って不要物質を除去することができる質量分析装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、試料から分析対象の物質を含む試料ガスを導入してイオン化するとともにイオン化された試料ガスを正イオン物質と負イオン物質とに分離する試料分離手段と、前記試料分離手段により分離された一方のイオン物質を導入してイオン化するとともに、イオン化されたイオン物質の質量を分析する質量分析手段とを備えてなる質量分析装置を構成したものである。
【0007】
前記質量分析装置を構成するに際しては、試料にガスを接触させて試料から分析対象の物質を含む試料ガスを発生させる試料ガス発生手段を設け、前記試料ガス発生手段からの試料ガスを試料分離手段に導入する構成を採用することもできる。
【0008】
前記各質量分析装置を構成するに際しては、以下の要素を付加することができる。
【0009】
(1)前記試料分離手段は、ガス中にコロナ放電を発生させるコロナ放電電極を備えており、前記コロナ放電電極は、負イオンと結合の強い物質を分析対象とするときには負励磁され、正イオンと結合の強い物質を分析対象とするときには正励磁されてなる。
【0010】
(2)前記試料分離手段は、前記コロナ放電電極とは極性の異なる補助電極を備えており、前記補助電極は、分析対象の物質がイオン化されて生成されたイオン物質とは異なる極性のイオン物質を捕獲してなる。
【0011】
(3)前記試料分離手段は、前記コロナ放電電極の極性を切り替える極性切替手段を備えており、前記極性切替手段は、指定のタイミングに従って前記コロナ放電電極の極性を切り替えて前記コロナ放電電極を負励磁または正励磁してなる。
【0012】
(4)前記試料分離手段は、前記補助電極の極性を切り替える補助極性切替手段を備えており、前記補助極性切替手段は、前記極性切替手段と連動して指定のタイミングで前記補助電極の極性を切り替えてなる。
【0013】
前記した手段によれば、分析対象(検出対象)の物質をイオン化して得られたイオン物質を質量分析手段により、イオン化して質量分析するに先立って、試料ガスをイオン化するとともにイオン化された試料ガスを正イオン物質と負イオン物質とともに分離して不要物質を除去し、分離された一方のイオン物質を質量分析手段に導入するようにしたため、分析対象の物質に対する分析感度(検出感度)を高めることができる。
【0014】
また、分析対象の物質として、ニトロ化合物を分析(検出)する場合には、コロナ放電電極を正励磁し、不要な物質を正イオン化し、ニトロ化合物を負イオン化することでニトロ化合物を容易に検出することができる。一方、麻薬など爆薬とは逆に正イオンを容易に生成する物質の場合には、コロナ放電電極を負励磁し、不要な物質を負イオン化することで麻薬を容易に検知することができる。
【0015】
さらに、分析対象または検出対象の物質の特性が未知のときでも、コロナ放電電極と補助電極の極性を指定のタイミングで切替ることで、正イオン化しやすい物質あるいは負イオン化しやすい物質を容易に検出することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
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は本発明の一実施形態を示す質量分析装置の全体構成図である。図1において、質量分析装置は、試料ガス発生手段としての試料ガス発生部10と、試料分離手段としての試料分離部12と、質量分析計を構成する質量分析手段としての質量分析部14とを備えて構成されている。
【0017】
試料ガス発生部10は、エアボンベ16、試料収納器18を備え、エアボンベ16と試料収納器18とが円筒状の配管20を介して連結されている。エアボンベ16は、ガス(気体)としてエアを、配管20を介して試料収納器18内に送給するようになっている。試料収納器18内には爆薬、例えば、有機ニトロ化合物を含む試料22が収納されており、エアボンベ16からのエアが試料22に吹き付けられてエアが試料22に接触すると、試料22からは、分析対象(検出対象)の物質を含む試料ガスが発生する。この試料ガスは円筒状の配管24を介して試料分離部12に導入されるようになっている。
【0018】
配管24内には、図2に示すように、複数の仕切り板26、28、30が互いに間隔をおいて配置されているとともに、補助電極としての異イオン検出電極32が挿入されている。仕切り板26、30の中心部には貫通孔34、36がそれぞれ形成されている。仕切り板24の中央部には軸状のコロナ放電電極38が固定されており、コロナ放電電極38が仕切り板28を介してコロナ放電用電源40に接続されている。さらに仕切り板28には複数の貫通孔42が形成されている。また配管24のうち仕切り板28と30との間には配管44が接続され、仕切り板30と異イオン検出電極32との間には配管46が接続されている。さらに、異イオン検出電極32には異イオン検出用電源48に接続されている。なお、異イオン検出電極32の外周側は絶縁物50を介して配管24に固定されている。
【0019】
ここで、分析対象の物質として、例えば、試料22に有機ニトロ化合物が含まれていることを想定した場合、ニトロ化合物は、元素の組成が酸素平衡に近く、コロナ放電に伴って負イオンを容易に生成する。そこで、電源40によってコロナ放電電極38を正励磁し、不要な物質を正イオン化し、さらに電源48から異イオン検出電極32に負電圧を印加して負励磁し、正イオン化された不要な物質を異イオン検出電極32で捕獲することとしている。
【0020】
具体的には、試料収納器18からの試料ガスが配管24内に導入されると、この試料ガスは仕切り板26の貫通孔34を介して仕切り板26と仕切り板28との領域に導入される。このときコロナ放電電極38によってガス中にコロナ放電が発生すると、ガス中のコロナ放電によって生じた酸素イオンによって試料ガスがイオン化される。このときニトロ化合物は負イオン物質として貫通孔42を介して仕切り板28と仕切り板30との領域に送給され、不要な物質は正イオン物質として貫通孔42を介して仕切り板28と仕切り板30との間の領域に送給される。これら正イオン物質と負イオン物質のうち正イオン物質(不要な物質)は異イオン検出電極32の負電圧によって吸着され、貫通孔36を介して異イオン検出電極32に捕獲(吸着)される。また正イオン物質の一部は配管46を介して排出され、負イオン物質は配管44を介して質量分析部14に送給される。
【0021】
質量分析部14は、図1に示すように、イオン源52、質量分析器54、増幅器56、計測処理表示器58を備えて構成されており、イオン源52が配管44に接続され、イオン源52に配管44内の負イオン物質が導入されるようになっている。イオン源52はコロナ放電電極60を備えており、配管44から導入した負イオン物質を導入し、コロナ放電電極60によってコロナ放電を発生させて負イオン物質をイオン化し、イオン化された負イオン物質を、例えば、イオンビームとして質量分析器54に出射するようになっている。質量分析器54は、永久磁石62、イオン検出器64などを備えており、質量分析器54内は真空排気装置(図示省略)により高真空状態に排気されている。イオン源52からのイオンビームはマグネット62間を通過する過程でその質量に応じた軌道に沿ってイオン検出器64に入力される。イオン検出器64はイオンビームの入力した位置に応じた信号を出力するようになっている。イオン検出器64の出力による電気信号は増幅器56で増幅されたあと計測処理表示器58に入力される。計測処理表示器58は、増幅器56からの信号を処理し、質量に応じた計測値を画像表示するようになっている。そして試料22中にニトロ化合物が含まれているときには、ニトロ化合物に対応した質量の計測値が表示され、この表示結果から試料22中にニトロ化合物が含まれていることを把握することができる。
【0022】
このように、本実施形態においては、質量分析部14において分析対象(検出対象)の物質に関する質量分析をするに先立って、試料分離部12において試料ガスに含まれる物質を正イオン物質と負イオン物質とに分離し、不要な物質である正イオン物質を除去し、負イオン物質を質量分析部14に送給するようにしたため、分析(検出)感度を高めることができるとともに、分析に要する時間を短縮することができる。
【0023】
前記実施形態においては、危険物検知として、ニトロ化合物を分析または検知するものについて述べたが、コロナ放電に伴って正イオンを容易に生成する特性を有する物質、例えば、麻薬を検知するときには、ニトロ化合物を検知するときとは逆に、コロナ放電電極38に負電圧を印加して負励磁し、異イオン検出電極32に正電圧を印加して正励磁することにより、不要な物質である負イオン物質が異イオン検出電極32によって捕獲され、正イオン物質が質量分析部14に送給されるため、麻薬を高感度でかつ高速度で検出あるいは分析することができる。
【0024】
一方、爆薬や麻薬を任意の時間周期で検出する場合には、コロナ放電電極38と異イオン検出電極32に対して任意のタイミングあるいは指定のタイミングで正電圧または負電圧を印加することで麻薬や爆薬を同時に検出することができる。
【0025】
具体的には、図3に示すように、コロナ放電電極38と電源40との間に電源切替回路66を挿入するとともに異イオン検出電極32と電源48との間に電源切替回路68を挿入する。
【0026】
電源切替回路66、68は、例えば、図4に示すように、正励磁回路70、負励磁回路72、パワートランジスタ(パワーMOSFET)Q1、Q2、Q3、Q4を用いて構成することができる。正励磁回路70は、図5に示すように、指定のタイミングで、2秒間正パルスをトランジスタQ1、Q4に出力するようになっており、負励磁開路72は、指定のタイミングで、すなわち正励磁回路70からパルス信号が出力された後、2秒後に2秒間トランジスタQ2、Q3にオンパルスを出力するようになっている。
【0027】
したがって、負イオン物質を検出する場合には、コロナ放電電極38を2秒間正励磁するとともに異イオン検出電極32を負励磁し、その後、2秒間無励磁期間が経過したときに、正イオン物質を検出するために、電源切替回路66、68が切替られ、コロナ放電電極38が2秒間負励磁されるとともに異イオン検出電極32が正励磁され、その後、2秒間無励磁期間となるサイクルを繰り返すことで、負イオン物質と正イオン物質を同時に検出することができる。この場合も高感度に且つ高速度に負イオン物質と正イオン物質を検出することができる。
【0028】
なお、正イオン物質と負イオン物質を同時に検出する場合には、電源切替回路66と同一の機能を有するものをコロナ放電電極60に接続し、コロナ放電電極60の励磁状態を正励磁または負励磁状態に切替ることが望ましい。
【0029】
また、本発明は、試料収納器18を空港などの手荷物搬送路に設置することで、空港の手荷物検査に利用することができる。
【0030】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、分析対象(検出対象)の物質をイオン化して得られたイオン物質を質量分析手段により、イオン化して質量分析するに先立って、試料ガスをイオン化するとともにイオン化された試料ガスを正イオン物質と負イオン物質とともに分離して不要物質を除去し、分離された一方のイオン物質を質量分析手段に導入するようにしたため、分析対象の物質に対する分析感度(検出感度)を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す質量分析装置の全体構成図である。
【図2】(a)は試料分離部の要部拡大図、(b)は異イオン検出電極の正面図である。
【図3】試料分離部に電源切替回路を設けたときの構成図である。
【図4】電源切替回路の回路構成図である。
【図5】正イオン物質と負イオン物質を同時に検出するときの作用を説明するためのタイムチャートである。
【符号の説明】
10 試料ガス発生部
12 試料分離部
14 質量分析部
16 エアボンベ
18 試料収納器
26、28、30 仕切り板
32 異イオン検出電極
38 コロナ放電電極
52 イオン源
54 質量分析器
56 増幅器
58 計測処理表示器
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mass spectrometer, and more particularly, to a mass spectrometer suitable for analyzing the mass of a substance to be analyzed using explosives or narcotics as analysis targets.
[0002]
[Prior art]
When detecting a dangerous object, for example, an X-ray inspection apparatus is generally employed as in baggage inspection at an airport. In addition, when detecting explosives among dangerous substances, a method using a gas chromatography electron capture detector and a method using a plasma chromatography mass spectrometer using β-rays are employed. However, in any of these methods, it is theoretically difficult to detect RDX (hexogen) or PETN (pen slit) having a low vapor pressure, for example, 10 −7 Pa level, which is a main component of a plastic bomb, Moreover, since analysis takes several seconds to several tens of seconds, it has not been used for baggage inspection at airports that require real-time monitoring.
[0003]
On the other hand, for example, a device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-134970 is known as a device using a mass analyzer for a dangerous substance detection device.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In a dangerous substance detection device using a conventional mass spectrometer, the detection object detects the detection object such as explosives by utilizing the property that the detection object easily generates negative ions and positive ions. It is not sensitive enough to be used for baggage inspection at airports.
[0005]
An object of the present invention is to provide a mass spectrometer capable of removing unnecessary substances prior to mass analysis of substances in a sample gas containing substances to be analyzed.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a sample separation means for introducing and ionizing a sample gas containing a substance to be analyzed from a sample and separating the ionized sample gas into a positive ion substance and a negative ion substance. In addition, the mass spectrometer is configured to include one ion substance separated by the sample separation means and ionize it, and also to mass analysis means for analyzing the mass of the ionized ion substance.
[0007]
In configuring the mass spectrometer, a sample gas generating means for generating a sample gas containing a substance to be analyzed from a sample by bringing a gas into contact with the sample is provided, and the sample gas from the sample gas generating means is sample-separating means. It is also possible to adopt the configuration introduced in
[0008]
In configuring each mass spectrometer, the following elements can be added.
[0009]
(1) The sample separation means includes a corona discharge electrode for generating a corona discharge in the gas. The corona discharge electrode is negatively excited when a substance having a strong binding to negative ions is to be analyzed. When a substance having a strong bond with the target is analyzed, it is positively excited.
[0010]
(2) The sample separation means includes an auxiliary electrode having a polarity different from that of the corona discharge electrode, and the auxiliary electrode is an ionic material having a polarity different from an ionic material generated by ionizing a substance to be analyzed. To capture.
[0011]
(3) The sample separation means includes a polarity switching means for switching the polarity of the corona discharge electrode, and the polarity switching means switches the polarity of the corona discharge electrode according to a specified timing to make the corona discharge electrode negative. Excited or positively excited.
[0012]
(4) The sample separation unit includes an auxiliary polarity switching unit that switches the polarity of the auxiliary electrode, and the auxiliary polarity switching unit sets the polarity of the auxiliary electrode at a specified timing in conjunction with the polarity switching unit. Switch.
[0013]
According to the above-described means, the ion gas obtained by ionizing the substance to be analyzed (detection target) is ionized by the mass analyzing means and ionized by the sample gas and the ionized sample prior to the mass analysis. Gas is separated with positive and negative ion substances to remove unnecessary substances, and one of the separated ion substances is introduced into the mass spectrometry means, thus increasing the analysis sensitivity (detection sensitivity) for the substance to be analyzed. be able to.
[0014]
In addition, when analyzing (detecting) nitro compounds as substances to be analyzed, the corona discharge electrode is excited positively, unnecessary substances are positively ionized, and nitro compounds are negatively ionized to easily detect nitro compounds. can do. On the other hand, in the case of a substance that easily generates positive ions, such as narcotics, narcotics can be easily detected by negatively exciting the corona discharge electrode and negatively ionizing unnecessary substances.
[0015]
In addition, even when the characteristics of the substance to be analyzed or detected are unknown, the polarity of the corona discharge electrode and auxiliary electrode can be switched at the specified timing to easily detect substances that are easily positively or negatively ionized. can do.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a mass spectrometer showing an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a mass spectrometer includes a sample gas generation unit 10 as a sample gas generation unit, a sample separation unit 12 as a sample separation unit, and a mass analysis unit 14 as a mass analysis unit constituting a mass spectrometer. It is prepared for.
[0017]
The sample gas generator 10 includes an air cylinder 16 and a sample container 18, and the air cylinder 16 and the sample container 18 are connected via a cylindrical pipe 20. The air cylinder 16 supplies air as a gas (gas) into the sample container 18 via the pipe 20. A sample container 18 containing an explosive, for example, an organic nitro compound, is stored in the sample container 18. When the air from the air cylinder 16 is blown onto the sample 22 and the air contacts the sample 22, the sample 22 analyzes the sample 22. A sample gas containing the target substance (detection target) is generated. This sample gas is introduced into the sample separation unit 12 through a cylindrical pipe 24.
[0018]
As shown in FIG. 2, a plurality of partition plates 26, 28, and 30 are arranged at intervals in the pipe 24, and a different ion detection electrode 32 as an auxiliary electrode is inserted. Through holes 34 and 36 are respectively formed in the central portions of the partition plates 26 and 30. A shaft-like corona discharge electrode 38 is fixed to the central portion of the partition plate 24, and the corona discharge electrode 38 is connected to a corona discharge power source 40 through the partition plate 28. Furthermore, a plurality of through holes 42 are formed in the partition plate 28. A pipe 44 is connected between the partition plates 28 and 30 in the pipe 24, and a pipe 46 is connected between the partition plate 30 and the different ion detection electrode 32. Further, the different ion detection electrode 32 is connected to a different ion detection power supply 48. In addition, the outer peripheral side of the different ion detection electrode 32 is fixed to the pipe 24 via an insulator 50.
[0019]
Here, as a substance to be analyzed, for example, when it is assumed that the sample 22 contains an organic nitro compound, the nitro compound has an elemental composition close to oxygen equilibrium, and easily generates negative ions with corona discharge. To generate. Therefore, the corona discharge electrode 38 is positively excited by the power supply 40 to positively ionize unnecessary substances, and negatively excited by applying a negative voltage from the power supply 48 to the different ion detection electrode 32 to remove the positively ionized unnecessary substances. Capture by the different ion detection electrode 32 is performed.
[0020]
Specifically, when the sample gas from the sample container 18 is introduced into the pipe 24, the sample gas is introduced into the region between the partition plate 26 and the partition plate 28 through the through hole 34 of the partition plate 26. The At this time, when corona discharge is generated in the gas by the corona discharge electrode 38, the sample gas is ionized by oxygen ions generated by the corona discharge in the gas. At this time, the nitro compound is fed as a negative ionic substance to the region of the partition plate 28 and the partition plate 30 through the through hole 42, and the unnecessary substance is a positive ion substance through the through hole 42 and the partition plate 28 and the partition plate. To the area between 30. Among these positive ion substances and negative ion substances, positive ion substances (unnecessary substances) are adsorbed by the negative voltage of the different ion detection electrode 32 and captured (adsorbed) by the different ion detection electrode 32 through the through hole 36. A part of the positive ion substance is discharged through the pipe 46, and the negative ion substance is supplied to the mass analyzer 14 through the pipe 44.
[0021]
As shown in FIG. 1, the mass analyzer 14 includes an ion source 52, a mass analyzer 54, an amplifier 56, and a measurement processing display 58. The ion source 52 is connected to a pipe 44, and the ion source The negative ion substance in the pipe 44 is introduced into the pipe 52. The ion source 52 includes a corona discharge electrode 60. The negative ion material introduced from the pipe 44 is introduced, the corona discharge electrode 60 generates a corona discharge to ionize the negative ion material, and the ionized negative ion material is converted into an ion source. For example, it is emitted to the mass analyzer 54 as an ion beam. The mass analyzer 54 includes a permanent magnet 62, an ion detector 64, and the like, and the mass analyzer 54 is evacuated to a high vacuum state by a vacuum evacuation device (not shown). In the process of passing between the magnets 62, the ion beam from the ion source 52 is input to the ion detector 64 along a trajectory corresponding to its mass. The ion detector 64 outputs a signal corresponding to the input position of the ion beam. The electric signal output from the ion detector 64 is amplified by the amplifier 56 and then input to the measurement processing display 58. The measurement processing indicator 58 processes the signal from the amplifier 56 and displays an image of the measurement value corresponding to the mass. When the sample 22 contains a nitro compound, the measured value of the mass corresponding to the nitro compound is displayed, and it can be understood from this display result that the sample 22 contains the nitro compound.
[0022]
Thus, in the present embodiment, prior to performing mass analysis on the substance to be analyzed (detection target) in the mass analyzer 14, the substance contained in the sample gas is converted into a positive ion substance and a negative ion in the sample separator 12. Since it is separated into substances, positive ion substances that are unnecessary substances are removed, and negative ion substances are sent to the mass analyzer 14, the analysis (detection) sensitivity can be increased, and the time required for analysis is also increased. Can be shortened.
[0023]
In the above embodiment, the detection of the nitro compound is described as the dangerous substance detection. However, when detecting a substance having a characteristic of easily generating positive ions in association with the corona discharge, for example, narcotics, the nitro compound is detected. Contrary to the case of detecting a compound, a negative voltage is applied to the corona discharge electrode 38 and negative excitation is performed, and a positive voltage is applied to the different ion detection electrode 32 to perform positive excitation. Since the substance is captured by the different ion detection electrode 32 and the positive ion substance is fed to the mass analyzer 14, the narcotic can be detected or analyzed with high sensitivity and high speed.
[0024]
On the other hand, when explosives or narcotics are detected at an arbitrary time period, a positive voltage or a negative voltage is applied to the corona discharge electrode 38 and the different ion detection electrode 32 at an arbitrary timing or at a designated timing, thereby causing narcotics or narcotics. Explosives can be detected simultaneously.
[0025]
Specifically, as shown in FIG. 3, a power supply switching circuit 66 is inserted between the corona discharge electrode 38 and the power supply 40 and a power supply switching circuit 68 is inserted between the different ion detection electrode 32 and the power supply 48. .
[0026]
The power supply switching circuits 66 and 68 can be configured using, for example, a positive excitation circuit 70, a negative excitation circuit 72, and power transistors (power MOSFETs) Q1, Q2, Q3, and Q4 as shown in FIG. As shown in FIG. 5, the positive excitation circuit 70 outputs a positive pulse to the transistors Q1 and Q4 for 2 seconds at a designated timing, and the negative excitation open circuit 72 is at a designated timing, that is, positive excitation. After the pulse signal is output from the circuit 70, an ON pulse is output to the transistors Q2 and Q3 for 2 seconds after 2 seconds.
[0027]
Therefore, when detecting a negative ion substance, the corona discharge electrode 38 is positively excited for 2 seconds and the different ion detection electrode 32 is negatively excited. In order to detect, the power source switching circuits 66 and 68 are switched, the corona discharge electrode 38 is negatively excited for 2 seconds and the different ion detection electrode 32 is positively excited, and then the cycle of the non-excitation period for 2 seconds is repeated. Thus, the negative ion substance and the positive ion substance can be detected simultaneously. Also in this case, the negative ion substance and the positive ion substance can be detected with high sensitivity and high speed.
[0028]
In the case where the positive ion substance and the negative ion substance are detected simultaneously, an element having the same function as that of the power supply switching circuit 66 is connected to the corona discharge electrode 60, and the excitation state of the corona discharge electrode 60 is positive excitation or negative excitation. It is desirable to switch to a state.
[0029]
In addition, the present invention can be used for baggage inspection at an airport by installing the sample container 18 in a baggage conveyance path such as an airport.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the sample gas is ionized prior to ionization and mass analysis of the ion substance obtained by ionizing the substance to be analyzed (detection object) by the mass analyzing means. The sample gas ionized together with the positive ion substance and the negative ion substance is separated to remove unnecessary substances, and one of the separated ion substances is introduced into the mass spectrometry means. Detection sensitivity).
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a mass spectrometer showing an embodiment of the present invention.
2A is an enlarged view of a main part of a sample separation unit, and FIG. 2B is a front view of a different ion detection electrode.
FIG. 3 is a configuration diagram when a power source switching circuit is provided in a sample separation unit.
FIG. 4 is a circuit configuration diagram of a power supply switching circuit.
FIG. 5 is a time chart for explaining the operation when a positive ion substance and a negative ion substance are detected simultaneously.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Sample gas generation part 12 Sample separation part 14 Mass analysis part 16 Air cylinder 18 Sample container 26,28,30 Partition plate 32 Different ion detection electrode 38 Corona discharge electrode 52 Ion source 54 Mass analyzer 56 Amplifier 58 Measurement process indicator

Claims (6)

試料から分析対象の物質を含む試料ガスを導入してイオン化するとともにイオン化された試料ガスを正イオン物質と負イオン物質とに分離する試料分離手段と、前記試料分離手段により分離された一方のイオン物質を導入してイオン化するとともに、イオン化されたイオン物質の質量を分析する質量分析手段とを備えてなる質量分析装置。Sample separation means for introducing and ionizing a sample gas containing a substance to be analyzed from a sample and separating the ionized sample gas into a positive ion substance and a negative ion substance, and one ion separated by the sample separation means A mass spectrometer comprising: a mass analyzing means for introducing and ionizing a substance and analyzing the mass of the ionized ion substance. 試料にガスを接触させて試料から分析対象の物質を含む試料ガスを発生させる試料ガス発生手段と、前記試料ガス発生手段から試料ガスを導入してイオン化するとともにイオン化された試料ガスを正イオン物質と負イオン物質とに分離する試料分離手段と、前記試料分離手段により分離された一方のイオン物質を導入してイオン化するとともに、イオン化されたイオン物質の質量を分析する質量分析手段とを備えてなる質量分析装置。A sample gas generating means for generating a sample gas containing a substance to be analyzed from the sample by bringing the gas into contact with the sample; and introducing the sample gas from the sample gas generating means to ionize the ionized sample gas as a positive ion substance A sample separation means for separating the ionic substance into a negative ion substance, and a mass analysis means for introducing and ionizing one of the ionic substances separated by the sample separation means and analyzing the mass of the ionized ionic substance. A mass spectrometer. 前記試料分離手段は、ガス中にコロナ放電を発生させるコロナ放電電極を備えており、前記コロナ放電電極は、負イオンと結合の強い物質を分析対象とするときには負励磁され、正イオンと結合の強い物質を分析対象とするときには正励磁されてなる請求項1または2に記載の質量分析装置。The sample separation means includes a corona discharge electrode for generating a corona discharge in the gas. The corona discharge electrode is negatively excited when a substance having a strong binding to negative ions is to be analyzed. The mass spectrometer according to claim 1, wherein the mass spectrometer is positively excited when a strong substance is to be analyzed. 前記試料分離手段は、前記コロナ放電電極とは極性の異なる補助電極を備えており、前記補助電極は、分析対象の物質がイオン化されて生成されたイオン物質とは異なる極性のイオン物質を捕獲してなる請求項3に記載の質量分析装置。The sample separation means includes an auxiliary electrode having a polarity different from that of the corona discharge electrode, and the auxiliary electrode captures an ionic substance having a polarity different from an ionic substance generated by ionizing the substance to be analyzed. The mass spectrometer according to claim 3. 前記試料分離手段は、前記コロナ放電電極の極性を切り替える極性切替手段を備えており、前記極性切替手段は、指定のタイミングに従って前記コロナ放電電極の極性を切り替えて前記コロナ放電電極を負励磁または正励磁してなる請求項3または4に記載の質量分析装置。The sample separation means includes polarity switching means for switching the polarity of the corona discharge electrode, and the polarity switching means switches the polarity of the corona discharge electrode according to a specified timing to negatively or positively correlate the corona discharge electrode. The mass spectrometer according to claim 3 or 4, wherein the mass spectrometer is excited. 前記試料分離手段は、前記補助電極の極性を切り替える補助極性切替手段を備えており、前記補助極性切替手段は、前記極性切替手段と連動して指定のタイミングで前記補助電極の極性を切り替えてなる請求項5に記載の質量分析装置。The sample separation means includes auxiliary polarity switching means for switching the polarity of the auxiliary electrode, and the auxiliary polarity switching means switches the polarity of the auxiliary electrode at a specified timing in conjunction with the polarity switching means. The mass spectrometer according to claim 5.
JP2000187586A 2000-06-22 2000-06-22 Mass spectrometer Expired - Lifetime JP3885185B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000187586A JP3885185B2 (en) 2000-06-22 2000-06-22 Mass spectrometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000187586A JP3885185B2 (en) 2000-06-22 2000-06-22 Mass spectrometer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002008585A JP2002008585A (en) 2002-01-11
JP3885185B2 true JP3885185B2 (en) 2007-02-21

Family

ID=18687540

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000187586A Expired - Lifetime JP3885185B2 (en) 2000-06-22 2000-06-22 Mass spectrometer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3885185B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002008585A (en) 2002-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1245952B1 (en) Ion mobility spectrometer and its usage
JP6663407B2 (en) Method and mass spectrometer for mass spectrometric testing of gas mixtures
US7259369B2 (en) Dual mode ion mobility spectrometer and method for ion mobility spectrometry
EP1875222B1 (en) Ion mobility spectrometer
JP5738997B2 (en) Method and apparatus for gas detection and identification using an ion mobility spectrometer
JP5125248B2 (en) Ion mobility spectrometer
US20160003774A1 (en) Substances Detection System and Method
KR102078116B1 (en) Integrated capacitor transimpedance amplifier
EP1580794B1 (en) Mass spectrometric apparatus and ion source
CA2737623A1 (en) Plasma-based direct sampling of molecules for mass spectrometric analysis
US8829467B2 (en) Analytical apparatus
US8716653B2 (en) Sample analysis and ion detection
EP2993469A1 (en) Method for analysis of sample and apparatus therefor
US6943343B2 (en) Chemical agent detection apparatus and method
JP3885185B2 (en) Mass spectrometer
JP4178193B2 (en) Method for examining the presence of at least one substance of interest in sample air and a trapped ion mobility analyzer
US8710434B2 (en) Mass spectrometry device and method using ion-molecule reaction ionization
JPS59123155A (en) Tetrode mass spectrograph
JP2948146B2 (en) Mass spectrometer and mass spectrometry method
JP2610035B2 (en) Surface analyzer
JPH06118176A (en) Detector for charged paerticles and the like and mass spectrometer with the use of it
JPH01272043A (en) Ionization method of sputtering particles and apparatus therefor
JP2004061350A (en) Trace ion detector
Hahn o; rect Determ; nat; on of Aromat; c Hydrocarbons

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20051014

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060927

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20061017

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20061109

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 3885185

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101201

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111201

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121201

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131201

Year of fee payment: 7

EXPY Cancellation because of completion of term