JP6551264B2 - Mass spectrometer - Google Patents

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Description

本発明は、質量分析装置に関し、特に、質量分析装置が有する電極と電源を電気的に接続するための接続構造に特徴を有する質量分析装置に関する。   The present invention relates to a mass spectrometer, and more particularly to a mass spectrometer characterized by a connection structure for electrically connecting an electrode and a power source of the mass spectrometer.

質量分析装置の一例として、特許文献1に記載の飛行時間型質量分析装置がある。この飛行時間型質量分析装置90は、図9に示すように、測定対象であるイオンを導入するイオン導入部91に、該イオンを加速させるイオン加速部92としての押出電極921とグリッド電極(引出電極)922が配置され、飛行空間93の終端に多数の板状電極から成る反射電極94が配置されている。測定の際には、飛行時間型質量分析装置90内は真空ポンプ80により高真空状態にする。測定対象であるイオンは、イオン導入部91に導入され、押出電極921とグリッド電極922により形成された電場によって飛行空間93に向けて加速される。加速されたイオンは飛行空間93を飛行し、反射電極94により形成された反射電場の作用で折返して再び飛行空間93を飛行してイオン検出器98に到達する。イオンが加速を開始してからイオン検出器98へ入射するまでの時間に基づき、イオンの質量電荷比を測定することができる。   As an example of the mass spectrometer, there is a time-of-flight mass spectrometer described in Patent Document 1. As shown in FIG. 9, this time-of-flight mass spectrometer 90 has an ion introduction unit 91 for introducing ions to be measured, an extrusion electrode 921 as an ion acceleration unit 92 for accelerating the ions and a grid electrode (extraction Electrode) 922, and a reflective electrode 94 made up of a number of plate-like electrodes is arranged at the end of the flight space 93. At the time of measurement, the time-of-flight mass spectrometer 90 is brought into a high vacuum state by the vacuum pump 80. The ions to be measured are introduced into the ion introduction part 91 and accelerated toward the flight space 93 by the electric field formed by the extrusion electrode 921 and the grid electrode 922. The accelerated ions fly in the flight space 93, are turned back by the action of the reflected electric field formed by the reflection electrode 94, fly again in the flight space 93, and reach the ion detector 98. The mass-to-charge ratio of the ions can be measured based on the time from when the ions begin to accelerate to when they enter the ion detector 98.

このように飛行時間型質量分析装置90は電場を形成するための様々な電極を備えており、各電極にそれぞれ所定の電圧が供給される。例えば、反射電極94は、飛行空間93の側方に配置された電源基板95に、接続線97を介して接続されている。電源基板95は、飛行時間型質量分析装置90の外に設けられた電源99と、真空フィードスルー96を介して接続されている。   As described above, the time-of-flight mass spectrometer 90 includes various electrodes for forming an electric field, and a predetermined voltage is supplied to each electrode. For example, the reflective electrode 94 is connected to the power supply board 95 disposed on the side of the flight space 93 via the connection line 97. The power supply board 95 is connected to a power supply 99 provided outside the time-of-flight mass spectrometer 90 via a vacuum feedthrough 96.

特開2014-165053号公報JP 2014-165053 特開2015-118887号公報(図1〜4)Unexamined-Japanese-Patent No. 2015-118887 (FIGS. 1-4) 米国特許第5689111号明細書(Fig. 2)US Patent No. 5689111 (Fig. 2) 米国特許第6812453号明細書U.S. Pat.No. 6812453

電源基板95は通常、プリント基板が用いられ、電源基板95と各電極を接続する接続線97はハンダ付けにより電気的に接続される。反射電極94は通常、アルミニウムやステンレス鋼などの金属板で構成されており、反射電極94と接続線97はスポット溶接により電気的に接続される。一方で、前述のように飛行時間型質量分析装置90の内部を真空にするために用いられる真空ポンプ80は、その内部でフィンなどの回転体が高速で回転するため、この回転により発生した振動により、飛行時間型質量分析装置90に振動を与える。反射電極94と接続線97のスポット溶接による固定が十分にできていなかった場合等には、この振動により、反射電極94と接続線97が外れるという問題があった。また、真空ポンプ80による振動以外にも輸送時の振動や衝撃でも同様に、反射電極94と接続線97が外れることがあった。特に、特許文献1に記載の飛行時間型質量分析装置の反射電極94のような多数の電極から成る積層電極の場合、各電極に電圧を供給する接続線97が外れた場合、従来のスポット溶接等では,現地での再接続・修復が困難であった。また、そのようなスポット溶接部の固定が十分でない場合、仮に電気的接触自体は維持されていたとしても接触状態が弱いため、真空ポンプ等の振動により電源99から供給される電圧が不安定になりやすく、質量分析装置の質量精度や質量分解能および感度が不安定になるという問題も発生していた。   The power supply board 95 is usually a printed circuit board, and the connection line 97 connecting the power supply board 95 and each electrode is electrically connected by soldering. The reflective electrode 94 is usually made of a metal plate such as aluminum or stainless steel, and the reflective electrode 94 and the connection wire 97 are electrically connected by spot welding. On the other hand, the vacuum pump 80 used to evacuate the inside of the time-of-flight mass spectrometer 90 as described above rotates at a high speed inside the vacuum pump 80, so that vibration generated by this rotation is generated. Thus, the time-of-flight mass spectrometer 90 is vibrated. If the reflection electrode 94 and the connection wire 97 are not fixed sufficiently by spot welding, for example, there is a problem that the reflection electrode 94 and the connection wire 97 are separated due to this vibration. Further, in addition to the vibration caused by the vacuum pump 80, the reflection electrode 94 and the connection line 97 may be disconnected in the same way due to vibration or impact during transportation. In particular, in the case of a laminated electrode composed of a large number of electrodes such as the reflective electrode 94 of the time-of-flight mass spectrometer described in Patent Document 1, when the connecting line 97 for supplying voltage to each electrode is disconnected, conventional spot welding is performed. Etc., it was difficult to reconnect and repair at the site. In addition, if the fixing of such a spot welded portion is not sufficient, the contact state is weak even if the electrical contact itself is maintained, so that the voltage supplied from the power supply 99 becomes unstable due to the vibration of the vacuum pump or the like. The problem is that the mass accuracy, mass resolution, and sensitivity of the mass spectrometer become unstable.

このような問題は押出電極911やグリッド電極912でも発生していた。また、特許文献2に記載の飛行空間内の加速電極である積層イオンガイド電極や、特許文献3に記載のイオン導入部の手前に設けられる積層イオンガイド電極でも発生し得る。また、飛行時間型質量分析装置以外にも、例えば特許文献4に開示される複数アパーチャイオンガイド電極など、質量分析装置に使用される積層電極全般において同様な問題が発生し得る。   Such a problem also occurs in the extrusion electrode 911 and the grid electrode 912. It can also occur in the laminated ion guide electrode which is an acceleration electrode in the flight space described in Patent Document 2 or the laminated ion guide electrode provided in front of the ion introduction part described in Patent Document 3. In addition to the time-of-flight mass spectrometer, the same problem may occur in general laminated electrodes used in the mass spectrometer, such as a multiple aperture ion guide electrode disclosed in Patent Document 4, for example.

本発明が解決しようとする課題は、輸送による振動及び衝撃や、回転駆動機構等による振動が加わっても電極と電源の接続状態を良好に維持することができ、また、たとえ電極と電源の接続が外れたとしても容易に再接続可能な質量分析装置を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is that the connection state between the electrode and the power source can be satisfactorily maintained even when vibration and shock due to transportation, vibration due to a rotational drive mechanism, etc. are applied. It is to provide a mass spectrometer which can be easily reconnected even if the

上記課題を解決するために成された本発明に係る質量分析装置は、
a) 電極と、
b) 前記電極に所定の電圧及び/又は電流で電力を供給する電源部と、
c) 弾性を有する導電性の線材から成り、前記電極と前記電源部を電気的に接続する接続線と、
d) 前記接続線の一端に設けられたコネクタ部と、
e) 前記電極に設けられた、前記コネクタ部と接触する座部と、
f) 前記接続線に設けられた、前記電源部に固定される固定部と、
g) 前記接続線の前記コネクタ部と前記固定部の間又は前記コネクタ部に形成された、前記コネクタ部を前記座部に付勢するバネ部と
を備えることを特徴とする。
The mass spectrometer according to the present invention, which was made to solve the above problems,
a) electrodes,
b) a power supply unit which supplies power to the electrodes at a predetermined voltage and / or current;
c) a conductive wire having elasticity, and a connection wire for electrically connecting the electrode and the power supply unit;
d) a connector portion provided at one end of the connection wire;
e) a seat provided on the electrode and in contact with the connector;
f) a fixing portion provided on the connection line and fixed to the power supply portion;
g) A spring portion that is formed between the connector portion and the fixing portion of the connection line or formed in the connector portion and biases the connector portion toward the seat portion.

本発明に係る質量分析装置では、接続線の固定部が電源部に固定され、コネクタ部が電極の座部と接触していることにより、接続線を介して電源部と電極が電気的に接続されている。ここで、コネクタ部がバネ部により座部に付勢されているため、コネクタ部はバネ部のバネ力により座部に押しつけられており、装置に多少の振動が加わっても両者が離れることがない。また、このコネクタ部の摩擦力を超える振動が加わった場合には、コネクタ部がずれることにより振動を吸収するため、接続線やコネクタ部に無理な力が掛かることがなく、電気的接続が良好に維持される。更に大きな振動が加わった場合には、コネクタ部が外れることにより、電気的接続は遮断されるものの、接続線の断線や接続部(コネクタ部)の損傷というという事態は避けることができる。そして、そのような場合には、ハンダ付けや溶接等を行うことなく容易に再接続することができる。   In the mass spectrometer according to the present invention, the connecting part is fixed to the power supply part, and the connector part is in contact with the electrode seat, so that the power supply part and the electrode are electrically connected via the connecting line. It is done. Here, since the connector portion is biased to the seat portion by the spring portion, the connector portion is pressed against the seat portion by the spring force of the spring portion, and both may be separated even if some vibration is applied to the device. Absent. Further, when vibration exceeding the frictional force of the connector portion is applied, the connector portion is displaced to absorb the vibration, so that no excessive force is applied to the connection wire or the connector portion, and the electrical connection is good. Maintained. When a greater vibration is applied, the connector portion is disconnected, so that the electrical connection is interrupted. However, it is possible to avoid a situation where the connection line is broken or the connection portion (connector portion) is damaged. And in such a case, it can be easily reconnected without soldering or welding.

前記電源部は、前記電極に所定の電圧及び/又は電流で電力を供給するものであり、通常は商用電源又はバッテリからの電力を該所定の電圧及び/又は電流に調整する電気回路を有する。また、複数の電極に電力を分配する場合には、電源部がその分配のための電気回路を有することもある。接続線の固定部は、例えばこれらの電気回路が形成されたプリント基板に固定することができる。その場合、プリント基板への固定は、該プリント基板に設けられた孔に接続線を挿入したうえで該接続線を該プリント基板にハンダ付けすることで行うことができる。   The power supply unit supplies power to the electrodes at a predetermined voltage and / or current, and usually includes an electric circuit for adjusting power from a commercial power supply or a battery to the predetermined voltage and / or current. In addition, in the case of distributing power to a plurality of electrodes, the power supply unit may have an electric circuit for the distribution. The fixing portion of the connection line can be fixed to, for example, a printed board on which these electric circuits are formed. In that case, fixing to the printed circuit board can be performed by inserting the connection line into a hole provided in the printed circuit board and soldering the connection line to the printed circuit board.

前記バネ部は、前記接続線をねじりバネや弦巻バネの形状に巻回することにより形成することができる。また、バネ部は、コネクタ部とは別に該コネクタ部と固定部の間に設けて該コネクタ部を電極の座部に付勢するようにしてもよいし、前記接続線を複数回巻回したうえで隣接する2つの巻回部の間に電極の座部を挟むことにより、該バネ部自身をコネクタ部として用いることもできる。   The spring portion can be formed by winding the connecting wire in the shape of a torsion spring or a string spring. Further, the spring portion may be provided between the connector portion and the fixing portion separately from the connector portion to bias the connector portion to the seat portion of the electrode, or the connecting wire is wound a plurality of times. In addition, the spring part itself can be used as a connector part by sandwiching an electrode seat part between two adjacent winding parts.

前記コネクタ部と前記座部は、一方がオス、他方がメスの差込構造を有することが望ましい。これにより、コネクタ部が座部から一層外れ難くなる。   As for the said connector part and the said seat part, it is desirable to have an insertion structure where one is a male and the other is a female. As a result, the connector portion is further less likely to be detached from the seat portion.

本発明に係る質量分析装置における電極と電源の接続構造は、飛行時間型質量分析装置の飛行空間におけるイオンの輸送に用いる積層電極に好適に適用することができる。このような積層電極の例として、複数枚の加速電極を積層した電極や、押出電極と引出電極と複数枚の加速電極を積層した電極、反射電極(リフレクトロン)、あるいはイオン導入部の手前に設けられる積層電極が挙げられる。また、飛行時間型質量分析装置に限らず、質量分析装置全般で用いられるイオンガイド電極や反射電極にも、本発明に係る質量分析装置の電極と電源の接続構造を好適に用いることができる。   The connection structure of the electrode and the power supply in the mass spectrometer according to the present invention can be suitably applied to a laminated electrode used for transporting ions in the flight space of a time-of-flight mass spectrometer. As an example of such a laminated electrode, an electrode in which a plurality of acceleration electrodes are laminated, an electrode in which an extrusion electrode, a lead-out electrode, and a plurality of acceleration electrodes are laminated, a reflective electrode (reflectron) or an ion introducing portion The lamination | stacking electrode provided is mentioned. In addition, the connection structure between the electrode and the power source of the mass spectrometer according to the present invention can be suitably used not only for the time-of-flight mass spectrometer but also for ion guide electrodes and reflective electrodes used in general mass spectrometers.

本発明に係る質量分析装置によれば、振動が加わっても、電源部との接続線が電極から外れ難く、電極と電源の接続状態を良好に維持することができる。また、電極と電源の接続が外れたとしても容易に再接続することができる。   According to the mass spectrometer of the present invention, even if vibration is applied, the connection line with the power supply unit is not easily disconnected from the electrode, and the connection state between the electrode and the power supply can be maintained well. Also, even if the connection between the electrode and the power supply is disconnected, it can be easily reconnected.

本発明に係る飛行時間型質量分析装置の概略構成図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The schematic block diagram of the time-of-flight type mass spectrometer which concerns on this invention. 電極と電源部の接続構造を示す図。The figure which shows the connection structure of an electrode and a power supply part. 座部とコネクタ部の接続について説明する図。The figure explaining the connection of a seat part and a connector part. 変形例1の電極と電源部の接続構造を示す図。The figure which shows the connection structure of the electrode of a modification 1, and a power supply part. 変形例2の電極と電源部の接続構造を示す図。The figure which shows the connection structure of the electrode of a modification 2, and a power supply part. 変形例3の電極と電源部の接続構造を示す図。The figure which shows the connection structure of the electrode of the modification 3, and a power supply part. 電源基板を筐体の外部に配置した飛行時間型質量分析装置の概略構成図。The schematic block diagram of the time-of-flight type mass spectrometer which arrange | positioned the power supply board | substrate to the exterior of the housing | casing. 加速電極を有する飛行時間型質量分析装置の要部の概略構成図。The schematic block diagram of the principal part of the time-of-flight type mass spectrometer which has an acceleration electrode. 従来の飛行時間型質量分析装置の一例を示す概略構成図。The schematic block diagram which shows an example of the conventional time-of-flight type mass spectrometer.

本発明の実施形態に係る質量分析装置について、図面を参照しつつ説明する。   A mass spectrometer according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明の一実施形態に係る飛行時間型質量分析装置10の概略構成図を図1に示す。飛行時間型質量分析装置10は、筐体20の内部に、測定対象のイオンを導入するイオン導入部11と、イオン導入部11から導入されたイオンを加速するイオン加速部12としての押出電極121及びグリッド電極(引出電極)122と、イオン加速部12を始端としてイオンが飛行する飛行空間13と、飛行空間13の終端に配置された反射電極14と、反射電極14で反射したイオンを検出するイオン検出器18とを有する。これらの反射電極14及び検出器18はそれぞれが所定の位置で筐体20に固定されている。筐体20の内部にはさらに電源基板15が固定されており、反射電極14が複数の接続線17を介して電源基板15に電気的に接続されている。電源基板15は筐体20の壁面に設けられた真空フィードスルー16を介して、筐体20外に設けられた電源19に接続されている。この電源19と、真空フィードスルー16と、電源基板15が本発明の電源部に相当する。筐体20外には、筐体20内の気体を排出する真空ポンプ30が設けられている。   FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of a time-of-flight mass spectrometer 10 according to an embodiment of the present invention. The time-of-flight mass spectrometer 10 includes an ion introduction unit 11 that introduces ions to be measured into a housing 20 and an extrusion electrode 121 that serves as an ion acceleration unit 12 that accelerates ions introduced from the ion introduction unit 11. And a grid electrode (extraction electrode) 122, a flight space 13 in which ions fly with the ion acceleration unit 12 as a start point, a reflection electrode 14 disposed at the end of the flight space 13, and ions reflected by the reflection electrode 14 And an ion detector 18. Each of the reflective electrode 14 and the detector 18 is fixed to the housing 20 at a predetermined position. A power supply substrate 15 is further fixed inside the housing 20, and the reflective electrode 14 is electrically connected to the power supply substrate 15 via a plurality of connection lines 17. The power supply substrate 15 is connected to a power supply 19 provided outside the housing 20 via a vacuum feedthrough 16 provided on the wall surface of the housing 20. The power supply 19, the vacuum feedthrough 16 and the power supply substrate 15 correspond to the power supply unit of the present invention. Outside the housing 20, a vacuum pump 30 for discharging the gas in the housing 20 is provided.

反射電極14は、ステンレス鋼の金属板から成る板状電極141を所定の間隔で複数配置することにより構成された1組の積層電極から成る。板状電極141には、最後端の1枚を除いて、イオンを通過させるための孔が中央に設けられている。各板状電極141の外縁には、外側に突出した長方形状の座部1411が設けられている(図2(a))。飛行時間型質量分析装置10では、この反射電極14を、イオンの進行方向を反転させるリフレクトロンとして用いている。反射電極14の各板状電極141にはステンレス鋼以外に、アルミニウムなどの金属を使用してもよい。   The reflective electrode 14 is composed of a set of laminated electrodes configured by arranging a plurality of plate-like electrodes 141 made of a stainless steel metal plate at a predetermined interval. The plate-like electrode 141 is provided with a hole in the center for allowing ions to pass through except for the last one. A rectangular seat portion 1411 protruding outward is provided on the outer edge of each plate electrode 141 (FIG. 2A). In the time-of-flight mass spectrometer 10, the reflective electrode 14 is used as a reflectron that reverses the traveling direction of ions. For each plate-like electrode 141 of the reflective electrode 14, a metal such as aluminum may be used other than stainless steel.

電源基板15は、電源19からの電源電圧を所定の電圧に変換して各板状電極141に印加するための電気回路151が形成されたプリント基板である。   The power supply substrate 15 is a printed circuit board on which an electric circuit 151 for converting a power supply voltage from the power supply 19 into a predetermined voltage and applying the voltage to each plate-like electrode 141 is formed.

接続線17は、弾性を有する導電性の線材から成り、図2(b)に示すように、その一部をねじりバネ状に巻回してバネ部172が形成されている。接続線17の一端にはメスの平型圧着端子がコネクタ部173として取り付けられている。接続線17の他端は、電源基板15に設けられた孔に挿通され、電気回路151に電気的に導通するようにハンダ152によって電源基板15に固定されている。このように接続線17のうち電源基板15に固定されている部分が本発明における固定部171となる。なお、コネクタ部173と同様に、接続線17の他端にコネクタを取り付けたものを固定部とすることもでき、この場合、電源基板15に該コネクタに対応する接続機構を設けて接続を行う。   The connecting wire 17 is made of a conductive wire having elasticity, and a spring portion 172 is formed by winding a part of the connecting wire 17 in a torsion spring shape as shown in FIG. A female flat crimp terminal is attached to one end of the connection line 17 as a connector portion 173. The other end of the connection line 17 is inserted into a hole provided in the power supply board 15 and fixed to the power supply board 15 by solder 152 so as to be electrically connected to the electric circuit 151. The portion of the connection line 17 which is fixed to the power supply substrate 15 in this manner is the fixing portion 171 in the present invention. As in the case of the connector portion 173, a connection portion having a connector attached to the other end of the connection line 17 can be used as a fixed portion. In this case, a connection mechanism corresponding to the connector is provided on the power supply board 15 for connection. .

接続線17は、図2(b)に示すように矩形に曲げられ、コネクタ部173が板状電極141の座部1411と対向するように配置されている。また、バネ部172はコネクタ部173を座部1411の方向に付勢するように配置されている。   The connection line 17 is bent into a rectangle as shown in FIG. 2B, and the connector part 173 is arranged so as to face the seat part 1411 of the plate electrode 141. The spring part 172 is arranged so as to bias the connector part 173 in the direction of the seat part 1411.

コネクタ部173と座部1411は、前者がメス、後者がオスの、対応した差し込み可能な構造を有する。図3(a)及び(b)はそれぞれ、コネクタ部173に座部1411が差し込まれる前、差し込んだ後の状態を示す断面図である。コネクタ部173は内部に板バネ174を有する。座部1411がコネクタ部173に差し込まれた状態で、板バネ174は座部1411をその挿入方向と平行なコネクタ部173の内壁面に押し付ける(図3(b))。なお、板バネ174は本発明のバネ部には該当しない。   The connector part 173 and the seat part 1411 have a corresponding insertable structure in which the former is a female and the latter is a male. FIGS. 3A and 3B are cross-sectional views showing a state after the seat portion 1411 is inserted into the connector portion 173 and after the seat portion 1411 is inserted. The connector part 173 has a leaf spring 174 inside. In a state where the seat portion 1411 is inserted into the connector portion 173, the leaf spring 174 presses the seat portion 1411 against the inner wall surface of the connector portion 173 parallel to the insertion direction (FIG. 3B). The leaf spring 174 does not correspond to the spring portion of the present invention.

押出電極121及びグリッド電極122も反射電極14の各板状電極141と同様の構成により、それらの近傍に設けられた電源基板と接続される。   The extrusion electrode 121 and the grid electrode 122 are also connected to a power supply substrate provided in the vicinity thereof by the same configuration as each plate electrode 141 of the reflection electrode 14.

次に飛行時間型質量分析装置10の動作を説明する。まず真空ポンプ30により筐体20の内部を高真空状態にする。そして、電源19から各電極に電圧が印加される。測定対象であるイオンは、イオン導入部11に導入されると、各電極が形成する電場により次のように輸送される。まず、押出電極121とグリッド電極122により形成された電場によって飛行空間13に向けて加速される。加速されたイオンは飛行空間13を飛行し、反射電極14により形成された反射電場の作用で折返して再び飛行空間13を飛行してイオン検出器18に到達する。イオンが加速を開始してからイオン検出器18へ入射するまでの時間に基づき、イオンの質量電荷比を測定する。   Next, the operation of the time-of-flight mass spectrometer 10 will be described. First, the inside of the housing 20 is brought into a high vacuum state by the vacuum pump 30. A voltage is applied from the power source 19 to each electrode. When ions to be measured are introduced into the ion introducing unit 11, they are transported as follows by the electric field formed by each electrode. First, the electric field formed by the push electrode 121 and the grid electrode 122 accelerates toward the flight space 13. The accelerated ions fly in the flight space 13, are turned back by the action of the reflected electric field formed by the reflection electrode 14, fly again in the flight space 13, and reach the ion detector 18. The mass-to-charge ratio of the ions is measured based on the time from when the ions start to accelerate to when they enter the ion detector 18.

真空ポンプ30が動作すると、該真空ポンプ30内の回転機構により発生した振動が飛行時間型質量分析装置10の全体に伝達される。これにより反射電極14や電源基板15等が振動するが、バネ部172がコネクタ部173を板状電極141の座部1411に付勢しているため、多少の振動が加わっても両者が離れることがなく、両者の間の接触抵抗が抑えられた状態で電気的接触が良好に維持される。そのため、反射電極14内の電界が安定し、質量精度や質量分解能および感度が不安定になることを防ぐことができる。   When the vacuum pump 30 is operated, vibrations generated by the rotation mechanism in the vacuum pump 30 are transmitted to the entire time-of-flight mass spectrometer 10. As a result, the reflective electrode 14 and the power supply substrate 15 vibrate, but since the spring portion 172 biases the connector portion 173 to the seat portion 1411 of the plate-like electrode 141, both are separated even if some vibration is applied. No electrical contact is maintained with the contact resistance between the two being suppressed. Therefore, the electric field in the reflective electrode 14 is stabilized, and it is possible to prevent the mass accuracy, mass resolution, and sensitivity from becoming unstable.

更に大きな振動が加わって、コネクタ部173が座部1411から抜けた場合でも、その際に反射電極14や接続線17等が破損することがない。また、接続が外れた後は現場作業者がコネクタ部173を座部1411に差し込むことで容易に再接続できる。   Even when a greater vibration is applied and the connector portion 173 is detached from the seat portion 1411, the reflective electrode 14, the connecting wire 17 and the like are not damaged at that time. In addition, after disconnection, the site worker can easily reconnect by inserting the connector portion 173 into the seat portion 1411.

上記実施形態では座部1411をオス、コネクタ部173をメスのコネクタ構造としたが、コネクタ部をオス、座部をメスとしてもよい。   In the above embodiment, the seat portion 1411 is a male and the connector portion 173 is a female connector structure. However, the connector portion may be a male and the seat portion may be a female.

次に反射電極14と、電源基板15と、接続線17の別の接続構造について図4を参照しつつ説明する。この変形例では、バネ部172Aの構造と配置が上記実施形態と異なるが他の構造は同一である。バネ部172Aは、コネクタ部173の直近に位置する接続線17の線材を弦巻状に成形した弦巻バネが圧縮されている状態で設けられた圧縮バネである。この変形例でもコネクタ部173は、圧縮されているバネ部172Aが伸張しようとすることによって座部1411の差込方向に付勢されるため、上記実施形態と同様な効果を得ることができる。   Next, another connection structure of the reflective electrode 14, the power supply board 15, and the connection line 17 will be described with reference to FIG. In this modification, the structure and arrangement of the spring portion 172A are different from those of the above embodiment, but the other structures are the same. The spring portion 172A is a compression spring provided in a compressed state of a string-wound spring in which the wire rod of the connection wire 17 positioned in the immediate vicinity of the connector portion 173 is formed into a string-wound shape. Also in this modification, since the connector portion 173 is urged in the insertion direction of the seat portion 1411 by the spring portion 172A being compressed, the same effect as that of the above embodiment can be obtained.

反射電極14と、電源基板15と、接続線17の接続構造の第2の変形例を図5に示す。この変形例では、バネ部を引張バネとし、その巻回部の間に板状電極141の座部1411を挟むことで接続線17と板状電極141が接続される。すなわち、当該バネ部はコネクタ部を兼ねる(バネ部兼コネクタ部1723)。この接続構造は、接続線17が線材のみで構成されているため、容易に接続線を製造することができる。   A second modified example of the connection structure of the reflective electrode 14, the power supply substrate 15, and the connection line 17 is shown in FIG. 5. In this modification, the connection portion 17 and the plate electrode 141 are connected by using a spring portion as a tension spring and sandwiching a seat portion 1411 of the plate electrode 141 between the winding portions. That is, the spring part also serves as a connector part (spring part / connector part 1723). In this connection structure, the connection wire 17 can be easily manufactured because the connection wire 17 is formed only of the wire.

反射電極14と、電源基板15と、接続線17の接続構造の第3の変形例を図6に示す。この変形例では、バネ部172をねじりバネとし、接続線17の一端をU字状に曲げて該U字の底部をコネクタ部173Aとした。板状電極141には、外縁から外側に突出する座部は設けず、その代わりに、板面の一部にコネクタ部173Aを接触させ、その接触部を座部1411Aとした。比較的弱い振動が加わる場合には、コネクタ部173Aは座部1411Aとの静止摩擦力によって該座部1411Aに固定される。それよりも強い振動が加わると、コネクタ部173Aが座部1411Aの表面を摺動するが、板状電極141や接続線17に無理な力が掛かることがなく、電気的接続が維持される。このような摺動が生じることから、座部1411Aにめっき処理を施し、板状電極141の表面を保護しておくことが好ましい。更に強い振動が加わると、コネクタ部173Aは座部1411Aから外れることにより、両者の電気的接続は遮断されるものの、接続線17の断線やコネクタ部173Aの損傷が生じることはない。また、コネクタ部173Aが座部1411Aから外れても、現場作業者がコネクタ部173Aを座部1411Aに戻すだけで簡単に再接続することができる。この変形例においても、接続線17が線材のみで構成されているため、容易に接続線を製造することができる。   A third modification of the connection structure of the reflective electrode 14, the power supply substrate 15, and the connection line 17 is shown in FIG. 6. In this modification, the spring portion 172 is a torsion spring, one end of the connection line 17 is bent into a U shape, and the bottom of the U shape is a connector portion 173A. The plate-like electrode 141 is not provided with a seat portion that protrudes outward from the outer edge. Instead, the connector portion 173A is brought into contact with a part of the plate surface, and the contact portion is used as a seat portion 1411A. When relatively weak vibration is applied, the connector portion 173A is fixed to the seat portion 1411A by a static friction force with the seat portion 1411A. When vibration stronger than that is applied, the connector portion 173A slides on the surface of the seat portion 1411A, but no excessive force is applied to the plate-like electrode 141 and the connection wire 17, and the electrical connection is maintained. Since such a slide occurs, it is preferable to plate the seat 1411A to protect the surface of the plate-like electrode 141. Further, when strong vibration is applied, the connector portion 173A is disengaged from the seat portion 1411A, thereby cutting off the electrical connection between the two, but neither disconnection of the connection wire 17 nor damage to the connector portion 173A occurs. Further, even if the connector portion 173A is detached from the seat portion 1411A, it can be easily reconnected by simply returning the connector portion 173A to the seat portion 1411A. Also in this modification, since the connection wire 17 is made of only a wire, the connection wire can be easily manufactured.

上記実施形態では、電源基板を筐体内部に配置したが、電源基板を筐体の外部に配置してもよい。この場合、図7に示すように、各板状電極141に対応した真空フィールドスルー16を設け、これらを接続線17で接続する構成とすることができる。また、接続線17の固定部は、線材の一端に真空フィードスルーに対応したコネクタを取り付けて構成すればよい。   In the above embodiment, the power supply board is arranged inside the casing, but the power supply board may be arranged outside the casing. In this case, as shown in FIG. 7, the vacuum field throughs 16 corresponding to the plate-like electrodes 141 can be provided and connected by the connecting wires 17. In addition, the fixing portion of the connection wire 17 may be configured by attaching a connector corresponding to the vacuum feedthrough to one end of the wire.

反射電極と該電極用の電源部の接続構造についてのみ説明したが、押出電極やグリッド電極等、飛行空間内のイオンの輸送に寄与する他の電極と電源部についても同様な接続構造を適用することができる。例えば、図8に示すように、押出電極121及びグリッド電極(引出電極)122に加えて、グリッド電極122よりも飛行空間13側に、イオンが通過する孔が中央に設けられた1枚又は複数枚の加速電極123を配置してもよい。この例では、これら押出電極121、グリッド電極122及び加速電極123を合わせて積層電極が構成されており、個々の電極に上記と同様の接続構造が用いられている。また、イオン導入部11の手前に、イオンをイオン導入部11に輸送するための積層電極を設け、当該積層電極に上記と同様の接続構造を適用してもよい。さらに、本実施例で示した接続構造は、飛行時間型質量分析装置以外の質量分析装置のイオンガイド電極として使用される積層電極全般にも適用することができる。   Although only the connection structure of the reflective electrode and the power supply unit for the electrode has been described, the same connection structure is applied to the other electrodes and the power supply unit that contribute to the transport of ions in the flight space, such as an extrusion electrode and a grid electrode. be able to. For example, as shown in FIG. 8, in addition to the extrusion electrode 121 and the grid electrode (extraction electrode) 122, one or a plurality of holes through which ions pass in the center of the flight space 13 side than the grid electrode 122 A single acceleration electrode 123 may be arranged. In this example, a laminated electrode is configured by combining the extrusion electrode 121, the grid electrode 122, and the acceleration electrode 123, and a connection structure similar to the above is used for each electrode. In addition, a laminated electrode for transporting ions to the ion introducing unit 11 may be provided in front of the ion introducing unit 11, and the same connection structure as described above may be applied to the laminated electrode. Furthermore, the connection structure shown in this embodiment can be applied to all laminated electrodes used as ion guide electrodes of mass spectrometers other than time-of-flight mass spectrometers.

10、90…飛行時間型質量分析装置
11、91…イオン導入部
12、12A、92…イオン加速部
121、921…押出電極
122、922…グリッド電極(引出電極)
123…加速電極
13、93…飛行空間
14、94…反射電極
141…板状電極
1411、1411A…座部
15、95…電源基板
151…電気回路
152…ハンダ
16、96…真空フィードスルー
17、97…接続線
171…固定部
172、172A…バネ部
173、173A…コネクタ部
1723…バネ部兼コネクタ部
174…板バネ
18、98…イオン検出器
19、99…電源
30、80…真空ポンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 90 ... Time-of-flight mass spectrometer 11, 91 ... Ion introduction part 12, 12A, 92 ... Ion acceleration part 121, 921 ... Extrusion electrode 122, 922 ... Grid electrode (extraction electrode)
123 ... Accelerating electrodes 13, 93 ... Flight spaces 14, 94 ... Reflecting electrodes 141 ... Plate electrodes 1411, 1411A ... Seats 15, 95 ... Power supply board 151 ... Electric circuit 152 ... Solder 16, 96 ... Vacuum feedthroughs 17, 97 ... Connection line 171 ... Fixed part 172, 172A ... Spring part 173, 173A ... Connector part 1723 ... Spring part / connector part 174 ... Plate spring 18, 98 ... Ion detector 19, 99 ... Power supply 30, 80 ... Vacuum pump

Claims (6)

a) 電極と、
b) 前記電極に所定の電圧及び/又は電流で電力を供給する電源部と、
c) 弾性を有する導電性の線材から成り、前記電極と前記電源部を電気的に接続する接続線と、
d) 前記接続線の一端に設けられたコネクタ部と、
e) 前記電極に設けられた、前記コネクタ部と接触する座部と、
f) 前記接続線に設けられた、前記電源部に固定される固定部と、
g) 前記接続線の前記コネクタ部と前記固定部の間又は前記コネクタ部に形成された、前記コネクタ部を前記座部に付勢するバネ部と
を備えることを特徴とする質量分析装置。
a) electrodes,
b) a power supply unit which supplies power to the electrodes at a predetermined voltage and / or current;
c) a conductive wire having elasticity, and a connection wire for electrically connecting the electrode and the power supply unit;
d) a connector portion provided at one end of the connection wire;
e) a seat provided on the electrode and in contact with the connector;
f) a fixing portion provided on the connection line and fixed to the power supply portion;
g) A mass spectrometer comprising: a spring portion that urges the connector portion against the seat portion, formed between the connector portion and the fixing portion of the connection line or in the connector portion.
前記コネクタ部と前記座部は、一方がオス、他方がメスの差込構造を有することを特徴とする請求項1に記載の質量分析装置。   The mass spectrometer according to claim 1, wherein the connector part and the seat part have an insertion structure in which one is a male and the other is a female. 前記電極を所定の間隔で複数並べて配置した積層電極を有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の質量分析装置。   The mass spectrometer according to claim 1, further comprising a stacked electrode in which a plurality of the electrodes are arranged at a predetermined interval. 前記積層電極はイオンガイド電極であることを特徴とする請求項3に記載の質量分析装置。   The mass spectrometer according to claim 3, wherein the laminated electrode is an ion guide electrode. 前記積層電極は飛行時間型質量分析装置の飛行空間におけるイオンの輸送に用いる電極であることを特徴とする請求項3又は4に記載の質量分析装置。   The mass spectrometer according to claim 3 or 4, wherein the stacked electrode is an electrode used for transport of ions in a flight space of a time-of-flight mass spectrometer. 前記積層電極はリフレクトロンであることを特徴とする請求項5に記載の質量分析装置。   The mass spectrometer according to claim 5, wherein the stacked electrode is a reflectron.
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