JP6002404B2 - 質量分析装置及びその使用方法、並びにガス透過特性測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、質量分析装置及びその使用方法、並びにガス透過特性測定方法に関するものである。

従来から、測定対象ガスが導入されるガス導入口及び前記ガス導入口から導入されたガスを排気するガス排気口を有するイオン化部と、前記イオン化部によりイオン化されたイオンを分析する質量分析部と、を備えた質量分析装置が提供されている（例えば、下記特許文献１）。

従来、このような質量分析装置では、測定対象ガスに含まれる水蒸気がイオン化部に凝縮されてしまうのを防止するため、イオン化部を加熱するヒータが設けられ、前記ヒータによりイオン化部が約１２０゜Ｃに加熱された状態で、前記ガス導入口に前記測定対象ガスを導入しつつ前記ガス導入口からの導入されたガスを前記ガス排気口から排気させながら、前記測定対象ガスの質量分析を行っていた。

また、下記特許文献２には、被測定物のガス透過特性を測定するガス透過特性測定方法であって、前記被測定物により仕切られて画成された第１及び第２の空間が容器内に形成されるように、前記被測定物を容器内に保持し、前記第１の空間に第１のガスを通流させるとともに、前記第２の空間に前記第１のガスに含まれない成分を含む第２のガスを存在させ、前記第１の空間を通流したガスをガス分析装置で分析することにより、前記被測定物のガス透過特性を測定するガス透過特性測定方法が開示されている。

従来は、このようなガス透過特性測定方法においても、前記従来の質量分析装置を用いた前記従来の分析手法が用いられていた。

特開平１０−０９０２２７号公報 特開２００３−３２２５８３号公報

しかしながら、本発明者による研究の結果、前記従来の質量分析装置を用いた前記従来の分析手法では、測定対象ガス中に含まれる極めて微量の含有物質（例えば、１００ｐｐｔ以下の水蒸気（Ｈ_２Ｏ）、水素（Ｈ_２）及び二酸化炭素（ＣＯ_２）など）がバックグラウンドに埋もれてしまう結果、当該微量の含有物質を検出することができないことが、判明した。すなわち、イオン化部が約１２０゜Ｃに加熱されているため、イオン化部自体が、自身に付着している水分、水素、二酸化炭素等に起因して、相対的に量の多い水蒸気等（例えば、１ｐｐｂ程度の水蒸気（Ｈ_２Ｏ）、水素（Ｈ_２）及び二酸化炭素（ＣＯ_２）など）を発生する発生源となってしまい、イオン化部自体が発生する水蒸気等（例えば、１ｐｐｂ程度の水蒸気（Ｈ_２Ｏ）、水素（Ｈ_２）及び二酸化炭素（ＣＯ_２）など）がバックグラウンドとなって、測定対象ガス中に含まれる極めて微量の水蒸気等（例えば、１００ｐｐｔ以下の水蒸気（Ｈ_２Ｏ）、水素（Ｈ_２）及び二酸化炭素（ＣＯ_２）など）を検出することができないことが判明した。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、測定対象ガス中に含まれる極めて微量の含有物質を検出することができる質量分析装置及びその使用方法、並びに、前記使用方法を用いたガス透過特性測定方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するための手段として、以下の各態様を提示する。第１の態様による質量分析装置は、測定対象ガスとクリーニングガスとが切り替えて導入されるガス導入口、及び、前記ガス導入口から導入されたガスを排気するガス排気口を有するイオン化部と、前記イオン化部によりイオン化されたイオンを分析する質量分析部と、前記イオン化部を加熱するイオン化部加熱手段と、前記イオン化部を強制的に冷却するイオン化部冷却手段と、を備えたものである。

前記測定対象ガスは、例えば、アルゴンガスや窒素ガスなどの不活性ガス中に、水蒸気（Ｈ_２Ｏ）、水素（Ｈ_２）及び二酸化炭素（ＣＯ_２）のうちの１種以上を含んだガスであってもよい。前記クリーニングガスは、例えば、高純度のアルゴンガスや窒素ガスなどの不活性ガスでもよい。これらの点は、後述する各態様についても同様である。

前記イオン化部加熱手段は、例えば、電熱線等からなるヒータでもよいし、シーズヒータでもよい。前記イオン化部冷却手段は、例えば、送風機等の空冷手段でもよいし、冷却水等の冷却液等を用いた水冷手段でもよいし、液体窒素や液体ヘリウム等を気化させた冷温ガスを用いた冷却手段でもよい。また、前記イオン化部加熱手段及び前記イオン化部冷却手段は、例えば、ペルチェ素子で兼用してもよい。

この第１の態様によれば、例えば下記第２の態様のように使用することによって、測定対象ガス中に含まれる極めて微量の含有物質（例えば、水蒸気（Ｈ_２Ｏ）、水素（Ｈ_２）及び二酸化炭素（ＣＯ_２）など）を検出することができる。

第２の態様による質量分析装置の使用方法は、前記第１の態様による質量分析装置を使用する方法であって、前記イオン化部加熱手段及び前記イオン化部冷却手段のうちの少なくとも前記イオン化部加熱手段を用いて前記イオン化部を第１の温度以上に加熱した状態で、前記ガス導入口に前記クリーニングガスを導入しつつ前記ガス導入口から導入されたガスを前記ガス排気口から排気させるイオン化部クリーニング段階と、前記イオン化部クリーニング段階の後に、前記イオン化部加熱手段及び前記イオン化部冷却手段のうちの少なくとも前記イオン化部冷却手段を用いて前記イオン化部を前記第１の温度よりも低い温度にした状態で、前記ガス導入口に前記測定対象ガスを導入しつつ前記ガス導入口からの導入されたガスを前記ガス排気口から排気させながら、前記測定対象ガスの質量分析を行う分析段階と、を備えたものである。

この第２の態様によれば、イオン化部クリーニング段階でイオン化部に付着している水分、水素、二酸化炭素等の不純物が低減された後に、イオン化部の温度をイオン化部クリーニング段階での温度よりも低い温度にして分析段階が行われるので、分析段階でイオン化部から発生される水蒸気、水素、二酸化炭素等の不純物が低減される。したがって、第２の態様によれば、測定対象ガス中に含まれる極めて微量の含有物質（例えば、水蒸気（Ｈ_２Ｏ）、水素（Ｈ_２）及び二酸化炭素（ＣＯ_２）など）を検出することができる。

第３の態様による質量分析装置の使用方法は、前記第２の態様において、前記イオン化部クリーニング段階において前記クリーニングガスの質量分析を行い、その分析結果に基づいて前記イオン化部内のクリーニングガス中の不純物が低減されたことを確認してから、前記イオン化部クリーニング段階を終了するものである。

この第３の態様によれば、イオン化部クリーニング段階においてそのクリーニング効果が実際に確認された後にイオン化部クリーニング段階が終了されるので、イオン化部のクリーニングをより確実に所望の程度行うことができる。もっとも、前記第２の態様では、必ずしもこのような確認を行う必要がなく、例えば、イオン化部クリーニング段階を予め定めた所定時間継続した後に終了させてもよい。

第４の態様による質量分析装置の使用方法は、前記第２又は第３の態様において、前記分析段階において前記イオン化部を５０゜Ｃ以下の温度にするものである。

この第４の態様によれば、前述した従来技術のようにイオン化部の温度を約１２０゜Ｃにして分析段階を行う場合に比べて、イオン化部からの水蒸気、水素、二酸化炭素等の不純物の発生量が大幅に減るので、測定対象ガス中に含まれるより微量の含有物質（例えば、水蒸気（Ｈ_２Ｏ）、水素（Ｈ_２）及び二酸化炭素（ＣＯ_２）など）を検出することができる。

第５の態様による質量分析装置の使用方法は、前記第２乃至第４のいずれかの態様において、（i）前記質量分析装置は、前記測定対象ガスを前記ガス導入口に導く管路と、前記管路の少なくとも一部を加熱する管路加熱手段とを有し、（ii）前記分析段階の前に行われる管路クリーニング段階であって、前記管路加熱手段を用いて前記管路の前記少なくとも一部を第２の温度以上に加熱した状態で、前記測定対象ガスに代えてクリーニングガスを前記管路の前記少なくとも一部に通流させる管路クリーニング段階を、備え、（iii）前記分析段階は、前記管路の前記少なくとも一部を前記第２の温度よりも低い温度にした状態で行われるものである。

この第５の態様によれば、管路クリーニング段階で管路に付着している水分、水素、二酸化炭素等の不純物が低減された後に、管路の温度を管路クリーニング段階での温度よりも低い温度にして分析段階が行われるので、分析段階で管路から発生される水蒸気、水素、二酸化炭素等の不純物が低減される。したがって、この第５の態様によれば、測定対象ガス中に含まれるより微量の含有物質（例えば、水蒸気（Ｈ_２Ｏ）、水素（Ｈ_２）及び二酸化炭素（ＣＯ_２）など）を検出することができる。

第６の態様による質量分析装置の使用方法は、測定対象ガスが導入されるガス導入口、及び、前記ガス導入口から導入されたガスを排気するガス排気口を有するイオン化部と、前記イオン化部によりイオン化されたイオンを分析する質量分析部とを備えた質量分析装置を使用する方法であって、前記イオン化部を５０゜Ｃ以下の温度にした状態で、前記ガス導入口に前記測定対象ガスを導入しつつ前記ガス導入口から導入されたガスを前記ガス排気口から排気させながら、前記測定対象ガスの質量分析を行うものである。

この第６の態様によれば、前述した従来技術のようにイオン化部の温度を約１２０゜Ｃにして分析段階を行う場合に比べて、イオン化部からの水蒸気、水素、二酸化炭素等の不純物の発生量が大幅に減るので、測定対象ガス中に含まれる極めて微量の含有物質（例えば、水蒸気（Ｈ_２Ｏ）、水素（Ｈ_２）及び二酸化炭素（ＣＯ_２）など））を検出することができる。

第７の態様による質量分析装置の使用方法は、前記第２乃至第６のいずれかの態様において、前記測定対象ガス中の水蒸気濃度が１００ｐｐｔ以下であるものである。

前記第２乃至第６の態様において、測定対象ガス中の水蒸気濃度が高いと、その水蒸気が分析段階においてイオン化部に付着する量が増大してしまうため、測定対象ガスの質量分析を適切に行うことができなくなってしまう。したがって、前記第７の態様のように、測定対象ガス中の水蒸気濃度が１００ｐｐｔ以下であることが好ましい。測定対象ガス中の水蒸気濃度は、５０ｐｐｔ以下であってもよいし、２０ｐｐｔ以下であってもよいし、１０ｐｐｔ以下であってもよい。

第８の態様によるガス透過特性測定方法は、被測定物のガス透過特性を測定するガス透過特性測定方法であって、前記被測定物により仕切られて画成された第１及び第２の空間が容器内に形成されるように、前記被測定物を容器内に保持し、前記第１の空間に第１のガスを通流させるとともに、前記第２の空間に前記第１のガスに含まれない成分を含む第２のガスを存在させ、前記第１の空間を通流したガスを分析することにより、前記被測定物のガス透過特性を測定するガス透過特性測定方法において、前記第１の空間を通流したガスを前記測定対象ガスとして、前記第２乃至第７のいずれかの態様による質量分析装置の使用方法を用いて、前記測定対象ガスの質量分析を行うものである。

この第８の態様によれば、第１の空間に第１のガスを通流させ、第２の空間に第２のガスを存在させているので、第１の空間と第２の空間との間の被測定物のガス透過率がゼロでなければ、第２の空間内の第２のガスがそのガス透過率に応じて拡散等により第１の空間内に侵入し、第１の空間を通流したガス中には、第２のガスの成分が含まれる。また、第１の空間と第２の空間との間の被測定物のガス透過率がゼロであれば、第２の空間内の第２のガスは第１の空間内に侵入せず、第１の空間を通流したガス中には、第２のガスの成分が含まれない。第２のガスは第１のガスに含まれない成分（以下、説明の便宜上、「特有成分」という。）を含んでいるので、被測定物のガス透過率がゼロであるか否かによって、第１の空間を通流したガス中に特有成分が含まれるか否かが定まるとともに、被測定物のガス透過率がゼロなければ、第１の空間を通流したガス中に含まれる特有成分の量が被測定物のガス透過率に応じたものとなる。

したがって、この第８の態様によれば、膜や板や容器等の被測定物のガス透過特性を測定することができる。なお、本願明細書では、ガス透過特性はガス透過率に関する特性であり、例えば、ガス透過率がゼロか否かを測定結果として得てもよいし、ガス透過の度合い自体を測定結果として得てもよい。

そして、この第８の態様では、前記第２乃至第７のいずれかの態様による質量分析装置の使用方法が用いられているので、特有成分（例えば、水蒸気（Ｈ_２Ｏ）、水素（Ｈ_２）及び二酸化炭素（ＣＯ_２）など））が極めて微量であっても検出できる。したがって、この第８の態様によれば、有機ＥＬ素子で用いられるガスバリア膜のように高いガスバリア性が要求される被測定物のリーク検査などに適している。

第９の態様によるガス透過特性測定方法は、前記第８の態様において、前記分析段階の前に行われる容器クリーニング段階であって、前記容器を加熱する容器加熱手段及び前記容器を強制的に冷却する容器冷却手段のうちの少なくとも前記管路加熱手段を用いて前記容器を第３の温度以上に加熱した状態で、前記第１及び第２の空間にそれぞれクリーニングガスを通流させる容器クリーニング段階を、備え、前記分析段階は、前記容器加熱手段及び前記容器冷却手段のうちの少なくとも前記容器冷却手段を用いて前記容器を前記第３の温度よりも低い温度にした状態で行われるものである。

前記容器加熱手段は、例えば、電熱線等からなるヒータでもよいし、シーズヒータでもよい。前記容器冷却手段は、例えば、送風機等の空冷手段でもよいし、冷却水等の冷却液等を用いた水冷手段でもよい。また、前記容器加熱手段及び前記容器冷却手段は、例えば、ペルチェ素子で兼用してもよい。

この第９の態様によれば、容器クリーニング段階で容器に付着している水分、水素、二酸化炭素等の不純物が低減された後に、容器の温度を容器クリーニング段階での温度よりも低い温度にして分析段階が行われるので、分析段階で容器から発生される水蒸気、水素、二酸化炭素等の不純物が低減される。したがって、この第９の態様によれば、測定対象ガス中に含まれるより微量の含有物質（例えば、水蒸気（Ｈ_２Ｏ）、水素（Ｈ_２）及び二酸化炭素（ＣＯ_２）など）が被測定物のガス透過特性をより正確に反映したものとなり、被測定物のガス透過特性をより精度良く測定することができる。

第１０の態様によるガス透過特性測定方法は、前記第９の態様において、（i）前記質量分析装置は、前記測定対象ガスを前記ガス導入口に導く管路と、前記管路の少なくとも一部を加熱する管路加熱手段とを有し、（ii）前記分析段階の前に行われる管路クリーニング段階であって、前記管路加熱手段を用いて前記管路の前記少なくとも一部を第２の温度以上に加熱した状態で、前記測定対象ガスに代えてクリーニングガスを前記管路の前記少なくとも一部に通流させる管路クリーニング段階を、備え、（iii）前記分析段階は、前記管路の前記少なくとも一部を前記第２の温度よりも低い温度にした状態で行われ、（iv）前記分析段階は、前記イオン化部の温度及び前記管路の前記少なくとも一部の温度を前記容器の温度よりも高い温度にした状態で行われるものである。

この第１０の態様によれば、分析段階において、前記イオン化部の温度及び前記管路の前記少なくとも一部の温度が前記容器の温度よりも高い温度にされるので、被測定物のガス透過特性を反映する含有物質、すなわち、測定対象ガス中に含まれるより微量の含有物質（例えば、水蒸気（Ｈ_２Ｏ）、水素（Ｈ_２）及び二酸化炭素（ＣＯ_２）など）が、前記管路や前記イオン化部に付着され難くなる。したがって、この第１０の態様によれば、被測定物のガス透過特性をより精度良く測定することができる。

なお、前記第１乃至第８の態様において、前記質量分析装置は、大気圧イオン化質量分析装置であってもよい。

本発明によれば、測定対象ガス中に含まれる極めて微量の含有物質を検出することができる質量分析装置及びその使用方法、並びに、前記使用方法を用いたガス透過特性測定方法を提供することができる。

本発明の一実施の形態による質量分析装置を用いたガス透過特性測定装置を模式的に示す概略構成図である。 図１中の質量分析装置を用いた他のガス透過特性測定装置を模式的に示す概略構成図である。 図１中の質量分析装置を用いた他の測定装置を模式的に示す概略構成図である。

以下、本発明による質量分析装置及びその使用方法並びにガス透過特性測定方法について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施の形態による質量分析装置１を用いたガス透過特性測定装置を模式的に示す概略構成図である。

本実施の形態による質量分析装置１は、大気圧イオン化質量分析装置として構成され、イオン化部２と、差動排気部３と、イオン化部２によりイオン化され差動排気部３を介して導入されたイオンを分析する質量分析部４と、を備えている。イオン化部２は、測定対象ガス（サンプルガス）とクリーニングガスとが切り替えて導入されるガス導入口２ａと、ガス導入口２ａから導入されたガスを排気するガス排気口２ｂと、イオン化部２の室内に配置されイオン化を行うための放電針２ｃとを有している。ガス排気口２ｂには大気に解放した排気管５が接続され、ガス排気口２ｂから排気されたガスは排気管５を介して外部に排気される。

イオン化部２と差動排気部３との間は、細穴６を有する仕切り部で仕切られ、差動排気部３と質量分析部４との間は、細穴７を有する仕切り部で仕切られ、差動排気部３の真空ポンプ８及び質量分析部４の真空ポンプ９により、それぞれの圧力が維持できるようになっている。質量分析部４は質量分離部１０及び検出部１１を有し、大気圧又はこれに近い圧力のイオン化部２でイオン化されたイオンが差動排気部３を通って、高真空の質量分析部４で分析できるようになっている。

本実施の形態による質量分析装置１は、イオン化部２を加熱するイオン化部加熱手段としてのヒータ１２と、イオン化部２を強制的に冷却するイオン化部冷却手段としての複数の空冷ファン１３とを備えている。イオン化部２の外壁には、イオン化部２の冷却効率を高めるために、放熱フィン１４が設けられている。もっとも、放熱フィン１４は必ずしも設ける必要はない。本実施の形態では、ヒータ１２としてシーズヒータが用いられ、ヒータ１２は、イオン化部２の外壁部に挿入されている。もっとも、ヒータ１２はシーズヒータに限らず、電熱線でもよい。図面には示していないが、イオン化部２の外壁の温度を検出する温度検出器が設けられている。また、図面には示していないが、本実施の形態による質量分析装置１は、前記温度検出器からの検出信号に基づいて、イオン化部２が指令された温度となるように、ヒータ１２及び空冷ファン１３を制御するイオン化部温度制御部を、備えている。

なお、前記イオン化部加熱手段は、ヒータ１２に限らない。また、前記イオン化部冷却手段は、空冷ファン１３に限らず、冷却水等の冷却液等を用いた水冷手段でもよいし、液体窒素や液体ヘリウム等を気化させた冷温ガスを用いた冷却手段でもよい。さらに、前記イオン化部加熱手段及び前記イオン化部冷却手段は、例えば、ペルチェ素子で兼用してもよい。

イオン化部２のガス導入口２ａには、配管２１が接続されている。配管２１の途中の分岐部には、クリーニングガスを導く配管２２が接続されている。

図１に示すガス透過特性測定装置では、高純度の窒素ガスを収容した高圧ボンベ３１が、減圧弁３２、開閉弁３３、ゲッター純化器等の純化器３４、開閉弁３５及び流量制御器（流量コントローラ）３６を介して配管２２に接続されている。高圧ボンベ３１は、例えば、アルゴン等の他の不活性ガスを収容してもよい。

図１に示すガス透過特性測定装置は、被測定物としての膜４０を保持する容器４１を備えている。図１では、容器４１の断面構造を示している。

容器４１は、膜４０により仕切られて画成された２つの空間Ｓ１，Ｓ２が容器４１内に形成されるよう、膜４０を保持し得るように、構成されている。具体的には、図１に示す例では、カップ状の２つの部材４２，４３と、Ｏリング４４，４５とを有し、図１に示すように膜４０の周辺部を部材４２，４３間にＯリング４４，４５で気密に挟持し得るように構成されている。また、図面には詳細に示していないが、部材４２，４３は互いに着脱自在となっており、膜４０の装着及び取り外しができるようになっている。部材４２には空間Ｓ１の口５１，５２が設けられ、部材４３には空間Ｓ２の口５３，５４が設けられている。

図１に示すガス透過特性測定装置では、高純度の窒素ガス（第１のガス）を収容した高圧ボンベ６１が、減圧弁６２、開閉弁６３、ゲッター純化器等の純化器６４、流量制御器６５及び開閉弁６６を介して容器４１の口５１に接続されている。容器４１の口５２は、開閉弁６７，６８を介して配管２１に接続されている。開閉弁６７と開閉弁６８との間は配管２３によって接続され、開閉弁６７と口５２との間は配管２４によって接続されている。

容器４１の口５３には、大気（第２のガス）を導入するための導入管６９が接続されている。導入管６９を設けずに、口５３を大気に開口させてもよい。容器４１の口５４は、流量制御器７１を介して、真空ポンプ７２の吸気口に接続され、真空ポンプ７２の排気口は大気に解放されている。

本実施の形態では、空間Ｓ１に通流する第１のガスが窒素ガスとされ、空間Ｓ２に存在させる第２のガスを大気（空気）としているが、前記第１及び第２のガスはこれらに限らず、第２のガスとして、第１のガスに含まれない成分（以下、特有成分」という。）を含むガスを用いればよい。例えば、第１のガスとしては、窒素ガスに代えて他の不活性ガスを用いてもよい。第２のガスとしては、空気に代えて、水素ガス又は酸素ガスなどを用いてもよいし、不活性ガス中に所定濃度の水蒸気を含むガスを用いてもよい。

図１に示すガス透過特性測定装置を用いたガス透過特性測定方法では、膜４０を容器４１に図１に示すように保持させ、容器４１の口５１〜５４を前述したように接続しておく。そして、まず、前記イオン化部温度制御部により少なくともヒータ１２（必要に応じて空冷ファン１３も）を制御することによってイオン化部２を第１の温度以上に加熱した状態において、開閉弁６８を閉じて、減圧弁３２及び開閉弁３３，３４を開いてクリーニングガス（本例では高純度の窒素ガスであるが、例えば、高純度の他の不活性ガスでもよい。）をイオン化部２のガス導入口２ａに導入しつつ、ガス導入口２ａに導入されたガスをイオン化部２のガス排気口２ｂから排気管５を介して排気させることで、イオン化部２をクリーニングするイオン化部クリーニング段階を行う。このとき、イオン化部２の温度は、水分の沸点である１００゜Ｃ以上の温度にすることが好ましく、例えば、イオン化部２の温度を１２０゜Ｃ乃至１６０゜Ｃ（より具体的には、例えば、１５０゜Ｃ）にすることが好ましい。このイオン化部クリーニング段階によって、イオン化部２に付着していた水分、水素、二酸化炭素等の不純物が低減されていくことになる。

前記イオン化部クリーニング段階において、質量分析装置１によってイオン化部２内のクリーニングガスの質量分析を行い、その分析結果に基づいてイオン化部２内のクリーニングガス中の不純物が低減されたことを確認してから、前記イオン化部クリーニング段階を終了する。この場合、イオン化部２のクリーニングをより確実に所望の程度行うことができる。もっとも、必ずしもこのような確認を行う必要はなく、例えば、前記イオン化部クリーニング段階を予め定めた所定時間継続した後に終了させてもよい。

前記イオン化部クリーニング段階の後に、サンプルガス（測定対象ガス）の質量分析を行う分析段階を行う。本例では、前記イオン化部温度制御部により少なくとも空冷ファン１３（必要に応じてヒータ１２も）を制御することによってイオン化部２を前記第１の温度よりも低い温度にした状態において、開閉弁３５を閉じて、減圧弁６２及び開閉弁６３，６６〜６８を開くとともに真空ポンプ７２を作動させてサンプルガスをイオン化部２のガス導入口２ａに導入しつつ、ガス導入口２ａに導入されたガスをイオン化部２のガス排気口２ｂから排気管５を介して排気させながら、質量分析装置１によって前記サンプルガスの質量分析を行う分析段階を、行う。

本例では、前記サンプルガスは、空間Ｓ２に大気（空気）が通流しているときに空間Ｓ１を通流した窒素ガスであって、膜４０のガス透過率に応じた量の空気を含有した窒素ガスであり、膜４０のガス透過率がゼロならば空気を含有せずに、特有成分としての水蒸気、酸素、水素、二酸化炭素は含有しない。したがって、前記分析段階の質量分析によって、サンプルガス中の特有成分の量を知ることができるので、膜４０のガス透過特性を測定することができる。

被測定物としての膜４０は、有機ＥＬ素子で用いられるガスバリア膜であってもよい。この場合、当該ガスバリア膜のガス透過率がゼロである（すなわち、空間Ｓ１を通流したガス中に特有成分が含まれない）か否かによって、当該ガスバリア膜が良品か否かを判定することができる。

本例では、膜４０が、有機ＥＬ素子で用いられるガスバリア膜などのように、ガス透過率が非常に低い膜であり、純化器６４により十分に窒素ガスが純化されている結果、イオン化部２に導入されるサンプルガスの水蒸気濃度は、１００ｐｐｔ以下、例えば１０ｐｐｔ以下となっている。サンプルガスの水蒸気濃度は必ずしも１００ｐｐｔ以下である必要はないが、前記分析段階においてイオン化部２に付着する水蒸気の量を低減するためには、サンプルガスの水蒸気濃度が１００ｐｐｔ以下であることが好ましく、サンプルガスの水蒸気濃度が５０ｐｐｔ以下であることがより好ましく、サンプルガスの水蒸気濃度が２０ｐｐｔ以下であることがより好ましく、サンプルガスの水蒸気濃度が１０ｐｐｔ以下であることがより一層好ましい。

前記分析段階でのイオン化部２の温度は、前記イオン化部クリーニング段階でのイオン化部２の温度よりも低い温度であればよいが、イオン化部２からの水蒸気等の不純物の発生量をより低減するためには、５０゜Ｃ以下であることが好ましく、２０゜以下であることがより好ましく、０゜Ｃ以下であることがより好ましく、−５０゜Ｃ以下であることがより一層好ましい。なお、イオン化部２をかなりの低温にするには、空冷では困難であるので、ペルチェ素子や冷温ガスを用いた冷却手段を採用すればよい。なお、前記分析段階でのイオン化部２の温度は、精度良く一定温度になるように温度制御することが好ましい。

前述したガス透過特性測定方法では、前記イオン化部クリーニング段階でイオン化部２に付着している水分等の不純物が低減された後に、イオン化部２の温度をイオン化部クリーニング段階での温度よりも低い温度にして前記分析段階が行われるので、前記分析段階でイオン化部から発生される水蒸気等の不純物が低減される。したがって、前述したガス透過特性測定方法によれば、測定対象ガス中に含まれる極めて微量の含有物質（例えば、水蒸気（Ｈ_２Ｏ）、水素（Ｈ_２）及び二酸化炭素（ＣＯ_２）など）を検出することができる。このため、膜４０のガス透過率がゼロに近くてもその測定を行うことができる。

特に、前記分析段階において、イオン化部２を５０゜Ｃ以下の温度にすると、前述した従来技術のようにイオン化部２の温度を約１２０゜Ｃにして分析段階を行う場合に比べて、イオン化部２からの水蒸気等の不純物の発生量が大幅に減るので、測定対象ガス中に含まれるより微量の含有物質（例えば、水蒸気（Ｈ_２Ｏ）、水素（Ｈ_２）及び二酸化炭素（ＣＯ_２）など）を検出することができる。このため、膜４０のガス透過率がゼロに非常に近くてもその測定を行うことができる。

なお、前記分析段階において水分等の不純物がイオン化部２に付着しても、次回の分析段階の前に、前記イオン化部クリーニング段階を行うことで、その付着した水分等の不純物は低減されることになる。

なお、前述したガス透過特性測定方法を次のように変形してもよい。すなわち、例えば、流量制御器７１及び真空ポンプ７２を取り除いて、口５４を大気に解放してもよい。また、前述したガス透過特性測定方法では、空間Ｓ２に第２のガスを通流させることにより、空間Ｓ２に第２のガスを存在させていたが、その代わりに、空間Ｓ２内に第２のガスを封入することにより空間Ｓ２内に第２のガスを存在させてもよい。さらに、前述したガス透過特性測定方法では、被測定物が膜４０である例であったが、例えば、前記特許文献２の図４に示すように被測定物を収容容器（所定物を収容するための収容容器）の一例としてのペットボトルとしたり、前記特許文献２の図５に示すように被測定物を収容容器の他の例としての樹脂製の燃料タンクとしたりしてもよい。

図２は、図１中の質量分析装置１を用いた他のガス透過特性測定装置を模式的に示す概略構成図である。図２において、図１中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。

図２に示すガス透過特性測定装置が図１に示すガス透過特性測定装置と異なる所は、以下に説明する点である。

図２では、純化器６４の流出口と流量制御器６５との間に、開閉弁８１が設けられている。純化器６４の流出口は、開閉弁８２及び流量制御器８３を介して、配管２３の途中の分岐部に接続されている。

また、図２では、容器４１を加熱する容器加熱手段としてのヒータ８４が設けられ、容器４１を強制的に冷却する容器冷却手段としての複数の空冷ファン８５が設けられている。容器４１（特に、その部材４２）の外壁には、容器４１の冷却効率を高めるため、放熱フィン８６が設けられている。もっとも、放熱フィン８６は必ずしも設ける必要はない。本例では、ヒータ８４としてシーズヒータが用いられ、ヒータ８４は、容器４１の部材４２に挿入されている。もっとも、ヒータ８４はシーズヒータに限らず、電熱線でもよい。図面には示していないが、容器４１（特に、その部材４２）の温度を検出する温度検出器が設けられている。また、図面には示していないが、図２に示すガス透過特性測定装置は、前記温度検出器からの検出信号に基づいて、容器４１が指令された温度となるように、ヒータ８４及び空冷ファン８５を制御する容器温度制御部を、備えている。

なお、前記容器加熱手段は、ヒータ８４に限らない。また、前記容器冷却手段は、空冷ファン８５に限らず、冷却水等の冷却液等を用いた水冷手段でもよい。さらに、前記容器加熱手段及び前記容器冷却手段は、例えば、ペルチェ素子で兼用してもよい。

また、図２では、導入管６９の途中に開閉弁８７が設けられ、開閉弁８７と口５３との間の配管の途中の分岐部と純化器３４の流出口と間に、流量制御器８９及び開閉弁８８が設けられている。さらに、図２では、口５４と流量制御器７１との間の配管の途中の分岐部と大気に解放した排気管９０との間に、開閉弁９１が設けられている。

さらに、図２では、測定対象ガスをイオン化部２のガス導入口２ａに導く管路の少なくとも一部を加熱する管路加熱手段としての、電熱線等からなるヒータ９２が、測定対象ガスをイオン化部２のガス導入口２ａに導く管路を構成する配管２１，２３，２４に設けられている。配管２１，２３，２４の熱容量は、イオン化部２や容器４１の熱容量よりも十分に小さいので、ヒータ９２による加熱を停止すると、配管２１，２３，２４は比較的迅速に冷却されていく。なお、ヒータ９２は、必ずしも配管２１，２３，２４の全体に設ける必要はなく、その一部に設けてもよい。また、前記管路加熱手段は、電熱線等に限らない。図面には示していないが、配管２１，２３，２４のうちの所定箇所の温度を検出する温度検出器が設けられている。また、図面には示していないが、図２に示すガス透過特性測定装置は、前記温度検出器からの検出信号に基づいて、配管２１，２３，２４が指令された温度となるように、ヒータ９２を制御する配管温度制御部を、備えている。

次に、図２に示すガス透過特性測定装置を用いたガス透過特性測定方法の一例について説明する。

図２に示すガス透過特性測定装置を用いたガス透過特性測定方法においても、図１に示すガス透過特性測定装置を用いたガス透過特性測定方法と同様に、膜４０を容器４１に図２に示すように保持させ、容器４１の口５１〜５４を前述したように接続しておく。

そして、まず、前記容器温度制御部により少なくともヒータ８４（必要に応じて空冷ファン８５も）を制御することによって容器４１を第３の温度以上に加熱した状態において、容器４１内の空間Ｓ１，Ｓ２にそれぞれクリーニングガス（本例では高純度の窒素ガスであるが、例えば、高純度の他の不活性ガスでもよい。）を通流させる容器クリーニング段階を行う。

本例では、この容器クリーニング段階では、減圧弁６２及び開閉弁６３，６６，６７，６８，８１を開くとともに開閉弁８２を閉じることによって、高圧ボンベ６１からのクリーニングガスとしての高純度の窒素ガスを、容器４１内の空間Ｓ１に通流させる。また、この容器クリーニング段階では、開閉弁３３，８８，９１を開くとともに開閉弁３５，８７を閉じることによって、高圧ボンベ３１からのクリーニングガスとしての高純度の窒素ガスを、容器４１内の空間Ｓ２に通流させる。

この容器クリーニング段階での容器４１の温度は、膜４０を劣化等させない許容範囲内で比較的高い温度（例えば、８０゜Ｃ）にすることが好ましい。また、この容器クリーニング段階では、前記配管温度制御部及び前記イオン化部温度制御部により、配管２１，２３，２４の温度及びイオン化部２の温度を、水分の沸点である１００゜Ｃ以上の温度にすることが好ましく、例えば、１２０゜Ｃ乃至１６０゜Ｃ（より具体的には、例えば、１５０゜Ｃ）にすることが好ましい。この容器クリーニング段階によって、容器４１に付着していた水分、水素、二酸化炭素等の不純物が低減されていくことになる。

前記容器クリーニング段階において、質量分析装置１によってイオン化部２内のクリーニングガスの質量分析を行い、その分析結果に基づいてイオン化部２内のクリーニングガス中の不純物が低減されたことを確認してから、前記容器クリーニング段階を終了してもよいし、例えば、前記容器クリーニング段階を予め定めた所定時間継続した後に終了させてもよい。

前記容器クリーニング段階の後に、前記配管温度制御部によりヒータ９２を制御することによって配管２１，２３，２４を第２の温度以上に加熱した状態において、クリーニングガス（本例では高純度の窒素ガスであるが、例えば、高純度の他の不活性ガスでもよい。）を配管２１，２３，２４に通流させる管路クリーニング段階を行う。

本例では、この管路クリーニング段階では、開閉弁３３，８８，９１を開くとともに開閉弁３５，８７を閉じることによって、高圧ボンベ３１からの高純度の窒素ガスを容器４１内の空間Ｓ２に通流させつつ、減圧弁６２及び開閉弁６３，６６，６７，６８，８１，８２を開くことによって、クリーニングガスとしての高純度の窒素ガスを、配管２１，２３，２４に通流させる。

この管路クリーニング段階での配管２１，２３，２４の温度及びイオン化部２の温度は、水分の沸点である１００゜Ｃ以上の温度にすることが好ましく、例えば、１２０゜Ｃ乃至１６０゜Ｃ（より具体的には、例えば、１５０゜Ｃ）にすることが好ましい。また、この管路クリーニング段階での容器４１の温度は、前記容器クリーニング段階での容器４１の温度よりも低い温度（例えば、４０゜Ｃ）にすることが好ましい。この管路クリーニング段階によって、配管２１，２３，２４に付着していた水分、水素、二酸化炭素等の不純物が低減されていくことになる。

前記管路クリーニング段階において、質量分析装置１によってイオン化部２内のクリーニングガスの質量分析を行い、その分析結果に基づいてイオン化部２内のクリーニングガス中の不純物が低減されたことを確認してから、前記管路クリーニング段階を終了してもよいし、例えば、前記管路クリーニング段階を予め定めた所定時間継続した後に終了させてもよい。

前記管路クリーニング段階の後に、前記イオン化部温度制御部により少なくともヒータ１２（必要に応じて空冷ファン１３も）を制御することによってイオン化部２を第１の温度以上に加熱した状態において、クリーニングガス（本例では高純度の窒素ガスであるが、例えば、高純度の他の不活性ガスでもよい。）をイオン化部２のガス導入口２ａに導入しつつ、ガス導入口２ａに導入されたガスをイオン化部２のガス排気口２ｂから排気管５を介して排気させることで、イオン化部２をクリーニングするイオン化部クリーニング段階を行う。

本例では、このイオン化部クリーニング段階では、開閉弁３３，８８，９１を開くとともに開閉弁８７を閉じることによって、高圧ボンベ３１からの高純度の窒素ガスを容器４１内の空間Ｓ２に通流させつつ、減圧弁６２及び開閉弁６３，６６，６７，６８，８１を開くとともに開閉弁８２を閉じ、さらに、開閉弁３５を開くことによって、クリーニングガスとしての高純度の窒素ガスを、イオン化部２のガス導入口２ａに導入しつつ、ガス導入口２ａに導入されたガスをイオン化部２のガス排気口２ｂから排気管５を介して排気させる。

このイオン化部クリーニング段階でのイオン化部２の温度は、水分の沸点である１００゜Ｃ以上の温度にすることが好ましく、例えば、１２０゜Ｃ乃至１６０゜Ｃ（より具体的には、例えば、１５０゜Ｃ）にすることが好ましい。また、このイオン化部クリーニング段階での容器４１の温度は、前記容器クリーニング段階での容器４１の温度よりも低い温度（例えば、４０゜Ｃ）にすることが好ましい。さらに、イオン化部クリーニング段階での配管２１，２３，２４の温度は、前記管路クリーニング段階での配管２１，２３，２４の温度よりも低い温度（例えば、５０゜Ｃ）にすることが好ましい。このイオン化部クリーニング段階によって、イオン化部２に付着していた水分、水素、二酸化炭素等の不純物が低減されていくことになる。

前記イオン化部クリーニング段階において、質量分析装置１によってイオン化部２内のクリーニングガスの質量分析を行い、その分析結果に基づいてイオン化部２内のクリーニングガス中の不純物が低減されたことを確認してから、前記イオン化部クリーニング段階を終了してもよいし、例えば、前記イオン化部クリーニング段階を予め定めた所定時間継続した後に終了させてもよい。

前記イオン化部クリーニング段階の後に、前記イオン化部温度制御部により少なくとも空冷ファン１３（必要に応じてヒータ１２も）を制御することによってイオン化部２を前記第１の温度よりも低い温度にした状態において、サンプルガス（測定対象ガス）をイオン化部２のガス導入口２ａに導入しつつ、ガス導入口２ａに導入されたガスをイオン化部２のガス排気口２ｂから排気管５を介して排気させながら、質量分析装置１によって前記サンプルガスの質量分析を行う分析段階を、行う。この分析段階では、前記容器温度制御部により少なくとも空冷ファン８５（必要に応じてヒータ８４も）を制御することによって、容器４１の温度を前記第３の温度よりも低い温度にする。また、この分析段階では、前記配管温度制御部によりヒータ９２を制御することによって、配管２１，２３，２４の温度を前記第２の温度よりも低い温度にする。

本例では、この分析段階では、開閉弁３３，８８，９１を閉じるとともに開閉弁８７を開いて真空ポンプ７２を作動させることによって、容器４１内の空間Ｓ２に大気（空気）を通流させつつ、減圧弁６２及び開閉弁６３，６６〜６８，８１を開くとともに開閉弁３５，８２を閉じることによって、サンプルガス（測定対象ガス）をイオン化部２のガス導入口２ａに導入しつつ、ガス導入口２ａに導入されたガスをイオン化部２のガス排気口２ｂから排気管５を介して排気させる。

本例では、膜４０が、有機ＥＬ素子で用いられるガスバリア膜などのように、ガス透過率が非常に低い膜であり、純化器６４により十分に窒素ガスが純化されている結果、イオン化部２に導入されるサンプルガスの水蒸気濃度は、１００ｐｐｔ以下、例えば１０ｐｐｔ以下となっている。サンプルガスの水蒸気濃度は必ずしも１００ｐｐｔ以下である必要はないが、前記分析段階においてイオン化部２に付着する水蒸気の量を低減するためには、サンプルガスの水蒸気濃度が１００ｐｐｔ以下であることが好ましく、サンプルガスの水蒸気濃度が５０ｐｐｔ以下であることがより好ましく、サンプルガスの水蒸気濃度が２０ｐｐｔ以下であることがより好ましく、サンプルガスの水蒸気濃度が１０ｐｐｔ以下であることがより一層好ましい。

前記分析段階でのイオン化部２の温度は、前記イオン化部クリーニング段階でのイオン化部２の温度よりも低い温度であればよいが、イオン化部２からの水蒸気等の不純物の発生量をより低減するためには、５０゜Ｃ以下であることが好ましく、２０゜以下であることがより好ましく、０゜Ｃ以下であることがより好ましく、−５０゜Ｃ以下であることがより一層好ましい。なお、前記分析段階でのイオン化部２の温度は、精度良く一定温度になるように温度制御することが好ましい。

前記分析段階での配管２１，２３，２４の温度は、前記管路クリーニング段階での配管２１，２３，２４の温度よりも低い温度であればよい。前記分析段階での容器４１の温度は、前記容器クリーニング段階での容器４１の温度よりも低い温度であればよい。

前記分析段階でのイオン化部２の温度及び前記分析段階での配管２１，２３，２４の温度は、前記分析段階での容器４１の温度よりも高い温度にすることが好ましい。例えば、前記分析段階では、イオン化部２の温度及び配管２１，２３，２４の温度を５０゜Ｃとし、容器４１の温度を４０゜Ｃにすることが好ましい。

なお、前記イオン化部クリーニング段階においても、開閉弁３５を閉じてもよい。この場合、開閉弁３５は常に閉じられることになるので、開閉弁３５、流量制御器３６及び配管２２を取り除いてもよい。

図２に示すガス透過特性測定装置を用いた前述のガス透過特性測定方法によっても、図１に示すガス透過特性測定装置を用いた前述のガス透過特性測定方法と同様の利点が得られる。

そして、図２に示すガス透過特性測定装置を用いた前述のガス透過特性測定方法では、容器クリーニング段階で容器４１に付着している水分、水素、二酸化炭素等の不純物が低減された後に、容器４１の温度を容器クリーニング段階での温度よりも低い温度にして分析段階が行われるので、分析段階で容器４１から発生される水蒸気、水素、二酸化炭素等の不純物が低減される。したがって、測定対象ガス中に含まれるより微量の含有物質（例えば、水蒸気（Ｈ_２Ｏ）、水素（Ｈ_２）及び二酸化炭素（ＣＯ_２）など）が被測定物のガス透過特性をより正確に反映したものとなり、被測定物４０のガス透過特性をより精度良く測定することができる。

また、図２に示すガス透過特性測定装置を用いた前述のガス透過特性測定方法では、管路クリーニング段階で管路２１，２３，２４に付着している水分、水素、二酸化炭素等の不純物が低減された後に、管路２１，２３，２４の温度を管路クリーニング段階での温度よりも低い温度にして分析段階が行われるので、分析段階で管路２１，２３，２４から発生される水蒸気、水素、二酸化炭素等の不純物が低減される。したがって、測定対象ガス中に含まれるより微量の含有物質（例えば、水蒸気（Ｈ_２Ｏ）、水素（Ｈ_２）及び二酸化炭素（ＣＯ_２）など）を検出することができ、被測定物４０のガス透過特性をより精度良く測定することができる。

図２に示すガス透過特性測定装置を用いた前述のガス透過特性測定方法についても、図１に示すガス透過特性測定装置を用いた前述のガス透過特性測定方法の前記変形を適用することができる。

また、図２に示すガス透過特性測定装置を用いた前述のガス透過特性測定方法を次のように変形してもよい。すなわち、前記管路クリーニング段階及び前記容器クリーニング段階のうちのいずれか一方を行わなくてもよい。前記管路クリーニング段階を行わない場合には、ヒータ９２や前記配管温度制御部を取り除いてもよい。前記容器クリーニング段階を行わない場合には、ヒータ８４、空冷ファン８５、放熱フィン８６及び前記容器温度制御部を取り除いてもよい。

図３は、図１中の質量分析装置１を用いた他の測定装置を模式的に示す概略構成図である。図３において、図２中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。

図３に示す測定装置が図２に示すガス透過特性測定装置と異なる所は、以下に説明する点である。

図３では、図２中の各要素８１，６５，４０〜４５，５１〜５４，６６，６７，６９，７１，７２，９０，９１，３１〜３６，２２が取り除かれ、その代わりに、測定対象ガスを収容したサンプリング容器としてのサンプリングボンベ１０１、減圧弁１０２、開閉弁１０３及び流量制御器１０４が設けられている。配管２３における開閉弁６８とは反対側の端部が、流量制御器１０４、開閉弁１０３及び減圧弁６２を介してサンプリングボンベ１０１に接続されている。サンプリングボンベ１０１に収容される測定対象ガスは、大気などの雰囲気ガスや呼気の他、任意のガスでもよい。

次に、図３に示す測定装置を用いた測定方法の一例について説明する。

サンプリングボンベ１０１を図３に示すように接続した後、配管温度制御部によりヒータ９２を制御することによって配管２１，２３を第２の温度以上に加熱した状態において、クリーニングガス（本例では高純度の窒素ガスであるが、例えば、高純度の他の不活性ガスでもよい。）を配管２１，２３に通流させる管路クリーニング段階を行う。

本例では、この管路クリーニング段階では、減圧弁６２及び開閉弁６３，６８，８２を開くとともに減圧弁１０２及び開閉弁１０３を閉じることによって、クリーニングガスとしての高純度の窒素ガスを、配管２１，２３に通流させる。

この管路クリーニング段階での配管２１，２３の温度及びイオン化部２の温度は、水分の沸点である１００゜Ｃ以上の温度にすることが好ましく、例えば、１２０゜Ｃ乃至１６０゜Ｃ（より具体的には、例えば、１５０゜Ｃ）にすることが好ましい。この管路クリーニング段階によって、配管２１，２３に付着していた水分、水素、二酸化炭素等の不純物が低減されていくことになる。

前記管路クリーニング段階において、質量分析装置１によってイオン化部２内のクリーニングガスの質量分析を行い、その分析結果に基づいてイオン化部２内のクリーニングガス中の不純物が低減されたことを確認してから、前記管路クリーニング段階を終了してもよいし、例えば、前記管路クリーニング段階を予め定めた所定時間継続した後に終了させてもよい。

前記管路クリーニング段階の後に、イオン化部温度制御部により少なくともヒータ１２（必要に応じて空冷ファン１３も）を制御することによってイオン化部２を第１の温度以上に加熱した状態において、クリーニングガス（本例では高純度の窒素ガスであるが、例えば、高純度の他の不活性ガスでもよい。）をイオン化部２のガス導入口２ａに導入しつつ、ガス導入口２ａに導入されたガスをイオン化部２のガス排気口２ｂから排気管５を介して排気させることで、イオン化部２をクリーニングするイオン化部クリーニング段階を行う。

本例では、このイオン化部クリーニング段階では、減圧弁６２及び開閉弁６３，６８，８２を開くとともに減圧弁１０２及び開閉弁１０３を閉じることによって、クリーニングガスとしての高純度の窒素ガスを、配管２１，２３に通流させる。

このイオン化部クリーニング段階でのイオン化部２の温度は、水分の沸点である１００゜Ｃ以上の温度にすることが好ましく、例えば、１２０゜Ｃ乃至１６０゜Ｃ（より具体的には、例えば、１５０゜Ｃ）にすることが好ましい。このイオン化部クリーニング段階での配管２１，２３の温度は、前記管路クリーニング段階での配管２１，２３，２４の温度よりも低い温度（例えば、５０゜Ｃ）にすることが好ましい。このイオン化部クリーニング段階によって、イオン化部２に付着していた水分、水素、二酸化炭素等の不純物が低減されていくことになる。

前記イオン化部クリーニング段階において、質量分析装置１によってイオン化部２内のクリーニングガスの質量分析を行い、その分析結果に基づいてイオン化部２内のクリーニングガス中の不純物が低減されたことを確認してから、前記イオン化部クリーニング段階を終了してもよいし、例えば、前記イオン化部クリーニング段階を予め定めた所定時間継続した後に終了させてもよい。

前記イオン化部クリーニング段階の後に、イオン化部温度制御部により少なくとも空冷ファン１３（必要に応じてヒータ１２も）を制御することによってイオン化部２を前記第１の温度よりも低い温度にした状態において、サンプルガス（測定対象ガス）をイオン化部２のガス導入口２ａに導入しつつ、ガス導入口２ａに導入されたガスをイオン化部２のガス排気口２ｂから排気管５を介して排気させながら、質量分析装置１によって前記サンプルガスの質量分析を行う分析段階を、行う。この分析段階では、前記配管温度制御部によりヒータ９２を制御することによって、配管２１，２３の温度を前記第２の温度よりも低い温度にする。

本例では、この分析段階では、減圧弁１０２及び開閉弁１０３，６８を開くとともに減圧弁６２及び開閉弁６２，８２を閉じることによって、サンプルガス（測定対象ガス）をイオン化部２のガス導入口２ａに導入しつつ、ガス導入口２ａに導入されたガスをイオン化部２のガス排気口２ｂから排気管５を介して排気させる。イオン化部２に導入されるサンプルガスの水蒸気濃度は、１００ｐｐｔ以下、例えば１０ｐｐｔ以下となっている。

前記分析段階でのイオン化部２の温度は、前記イオン化部クリーニング段階でのイオン化部２の温度よりも低い温度であればよいが、イオン化部２からの水蒸気等の不純物の発生量をより低減するためには、５０゜Ｃ以下であることが好ましく、２０゜以下であることがより好ましく、０゜Ｃ以下であることがより好ましく、−５０゜Ｃ以下であることがより一層好ましい。なお、前記分析段階でのイオン化部２の温度は、精度良く一定温度になるように温度制御することが好ましい。前記分析段階での配管２１，２３の温度は、前記管路クリーニング段階での配管２１，２３の温度よりも低い温度であればよい。前記分析段階では、例えば、イオン化部２の温度及び配管２１，２３の温度は５０゜Ｃにされる。

図３に示す測定装置を用いた前述の測定方法によれば、前記イオン化部クリーニング段階でイオン化部２に付着している水分等の不純物が低減された後に、イオン化部２の温度をイオン化部クリーニング段階での温度よりも低い温度にして前記分析段階が行われるので、前記分析段階でイオン化部２から発生される水蒸気等の不純物が低減される。

そして、図３に示す測定装置を用いた前述の測定方法では、管路クリーニング段階で管路２１，２３に付着している水分、水素、二酸化炭素等の不純物が低減された後に、管路２１，２３の温度を管路クリーニング段階での温度よりも低い温度にして分析段階が行われるので、分析段階で管路２１，２３から発生される水蒸気、水素、二酸化炭素等の不純物が低減される。したがって、測定対象ガス中に含まれるより微量の含有物質（例えば、水蒸気（Ｈ_２Ｏ）、水素（Ｈ_２）及び二酸化炭素（ＣＯ_２）など）を検出することができる。

以上、本発明の実施の形態やその変形例について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。

例えば、本発明による質量分析装置の使用方法は、ガス透過特性測定方法において用いることに限定されず、サンプルガス（測定対象ガス）は特に限定されるものではない。

また、本発明では、必ずしもサンプルガスと切り替えてクリーニングガスをイオン化部２に導入し得るようにする必要はない。この場合、例えば、サンプルガスをイオン化部２のガス導入口２ａに供給したままの状態で、イオン化部２を所定温度以上（例えば、１００゜以上）に加熱した後にイオン化部２の温度を前記所定温度よりも低い温度（例えば、５０゜Ｃ）以下にし、その温度で、サンプルガスの質量分析を行ってもよい。

１ 質量分析装置
２ イオン化部
２ａ ガス導入口
２ｂ ガス排気口
４ 質量分析部
１２，８４，９２ ヒータ
１３，８５ 空冷ファン

Claims (9)

1. 測定対象ガスとクリーニングガスとが切り替えて導入されるガス導入口、及び、前記ガス導入口から導入されたガスを排気するガス排気口を有するイオン化部と、
   前記イオン化部によりイオン化されたイオンを分析する質量分析部と、
   前記イオン化部を加熱するイオン化部加熱手段と、
   前記イオン化部を強制的に冷却するイオン化部冷却手段と、
   を備えたことを特徴とする質量分析装置。
2. 請求項１記載の質量分析装置を使用する方法であって、
   前記イオン化部加熱手段及び前記イオン化部冷却手段のうちの少なくとも前記イオン化部加熱手段を用いて前記イオン化部を第１の温度以上に加熱した状態で、前記ガス導入口に前記クリーニングガスを導入しつつ前記ガス導入口から導入されたガスを前記ガス排気口から排気させるイオン化部クリーニング段階と、
   前記イオン化部クリーニング段階の後に、前記イオン化部加熱手段及び前記イオン化部冷却手段のうちの少なくとも前記イオン化部冷却手段を用いて前記イオン化部を前記第１の温度よりも低い温度にした状態で、前記ガス導入口に前記測定対象ガスを導入しつつ前記ガス導入口からの導入されたガスを前記ガス排気口から排気させながら、前記測定対象ガスの質量分析を行う分析段階と、
   を備えたことを特徴とする質量分析装置の使用方法。
3. 前記イオン化部クリーニング段階において前記クリーニングガスの質量分析を行い、その分析結果に基づいて前記イオン化部内のクリーニングガス中の不純物が低減されたことを確認してから、前記イオン化部クリーニング段階を終了することを特徴とする請求項２記載の質量分析装置の使用方法。
4. 前記分析段階において前記イオン化部を５０゜Ｃ以下の温度にすることを特徴とする請求項２又は３記載の質量分析装置の使用方法。
5. 前記質量分析装置は、前記測定対象ガスを前記ガス導入口に導く管路と、前記管路の少なくとも一部を加熱する管路加熱手段とを有し、
   前記分析段階の前に行われる管路クリーニング段階であって、前記管路加熱手段を用いて前記管路の前記少なくとも一部を第２の温度以上に加熱した状態で、前記測定対象ガスに代えてクリーニングガスを前記管路の前記少なくとも一部に通流させる管路クリーニング段階を、備え、
   前記分析段階は、前記管路の前記少なくとも一部を前記第２の温度よりも低い温度にした状態で行われる、
   ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の質量分析装置の使用方法。
6. 前記測定対象ガス中の水蒸気濃度が１００ｐｐｔ以下であることを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の質量分析装置の使用方法。
7. 被測定物のガス透過特性を測定するガス透過特性測定方法であって、前記被測定物により仕切られて画成された第１及び第２の空間が容器内に形成されるように、前記被測定物を容器内に保持し、前記第１の空間に第１のガスを通流させるとともに、前記第２の空間に前記第１のガスに含まれない成分を含む第２のガスを存在させ、前記第１の空間を通流したガスを分析することにより、前記被測定物のガス透過特性を測定するガス透過特性測定方法において、
   前記第１の空間を通流したガスを前記測定対象ガスとして、請求項２乃至６のいずれかに記載の質量分析装置の使用方法を用いて、前記測定対象ガスの質量分析を行うことを特徴とするガス透過特性測定方法。
8. 前記分析段階の前に行われる容器クリーニング段階であって、前記容器を加熱する容器加熱手段及び前記容器を強制的に冷却する容器冷却手段のうちの少なくとも前記容器加熱手段を用いて前記容器を第３の温度以上に加熱した状態で、前記第１及び第２の空間にそれぞれクリーニングガスを通流させる容器クリーニング段階を、備え、
   前記分析段階は、前記容器加熱手段及び前記容器冷却手段のうちの少なくとも前記容器冷却手段を用いて前記容器を前記第３の温度よりも低い温度にした状態で行われる、
   ことを特徴とする請求項７記載のガス透過特性測定方法。
9. 前記質量分析装置は、前記測定対象ガスを前記ガス導入口に導く管路と、前記管路の少なくとも一部を加熱する管路加熱手段とを有し、
   前記分析段階の前に行われる管路クリーニング段階であって、前記管路加熱手段を用いて前記管路の前記少なくとも一部を第２の温度以上に加熱した状態で、前記測定対象ガスに代えてクリーニングガスを前記管路の前記少なくとも一部に通流させる管路クリーニング段階を、備え、
   前記分析段階は、前記管路の前記少なくとも一部を前記第２の温度よりも低い温度にした状態で行われ、
   前記分析段階は、前記イオン化部の温度及び前記管路の前記少なくとも一部の温度を前記容器の温度よりも高い温度にした状態で行われる、
   ことを特徴とする請求項８記載のガス透過特性測定方法。

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