JPH01298637A - 質量分析計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はイオン検出手段としてシンチレータと光検出器
とを組合せ、イオン強度を電流信号として検出するよう
にした質量分析計に関する。

（従来の技術） 質量分析計のイオン検出手段としては２次電子増倍管に
よりイオンを直接電流信号に変換する方°法或は２次電
子増倍管の出射電子をシンチレータに入射させ、シンチ
レータの発光を更に光電子増倍管等の光検出器で検出し
て電流信号に変換する方法が用いられている。シンチレ
ータを用いる方法は光電子増倍管は真空系の外に置かれ
ているので、真空系内に置かれている２次電子増倍管の
ダイノードが装置内を大気圧にしたとき、外気に触れて
感度が変化しても、光電子増倍管で感度補償ができ、ま
た負イオン検出時のイオン検出部と測定回路との接続が
容易である等の理由でよく用いられている。

（発明が解決しようとする課題） 所がシンチレータの発光は減衰の速い強い発光成分と減
衰のおそい弱発光成分とよりなっており、イオン強度が
強いときはこの弱発光成分が積かさなって相当の発光レ
ベルに達する。このため質量分析計で幾つかのイオン質
量を指定して、順次検出質量を切換えて測定を行うＳＩ
Ｍモードの測定で各チャンネルのイオンの間に大きな強
度比がある場合、強い強度のチャンネルから弱い強度の
チャンネルに切換ったとき、弱い強度のチャンネルでは
その前のチャンネルの強い発光の残光の検出信号の上に
新チャンネルの弱い検出信号が乗ることになり、検出強
度の弱いチャンネルではイオン強度が正確に測定できな
りと云う問題がある。

本発明は上述したシンチレータ発光における減衰のおそ
い発光の影響を除去して弱いイオンビークでも正確に測
定できるようにしようとするのものである。

（課題を解決するための手段） イオンの流れをイオン源からイオン検出手段の前面まで
の間において一定周期で断続し、イオン検出手段の出力
から上記断続周期と同じ周期の交流信号を取出し、この
交流信号強度を以ってイオン検出信号とするようにした
。

（作用） シンチレータの発光において減衰の速い成分はイオン流
の断続に応答して断続しているから、減衰の速い光成分
の検出出力はイオン流の断続と一致した断続信号となっ
ている。他方減衰のおそい成分の光はイオン流の断続に
応答できず連続していてイオン流が強いときは次第に積
重なって行くので、減衰のおそい光成分の検出出力はイ
オン流の断続とは無関係な連続信号となる。従って光の
検出出力からイオン流断続と同期した交流成分を取出せ
ば、これは減衰の速い光成分の検出信号であり、これは
以前のイオンの影響を受けていない信号であるから、弱
いイオンビークの前に強いイオンビークがあっても、そ
の影響を受けることなしに弱いイオンビークの強度を測
定することができる。

（実施例） 第１図に本発明の一実施例を示す。１は試料イオン化室
で２は同室内で生成されたイオンをイオン化室のイオン
出射窓から押出すように作用するりベラ電極である。３
はイオン化室１から出射したイオンを加速し、質量分析
部の入口開口４に収束させるイオンレンズで、５は質量
分析部を構成する四重極電極棒である。６は質量分析部
の出口開口であり、７は出口開口６から出射したイオン
ビームを２次電子増倍管８の第１ダイノードに向けて偏
向させるデフレクタ、９は２次電子増倍管８から出射さ
れる電子を光に変換するシンチレータ、１０はシンチレ
ータ９の発光を電気信号に変換する光電子増倍管である
。光電子増倍管１０の出力はプリアンプ１１を経てロッ
クインアンプ１２に入力され、特定周波数の信号が抽出
され、チャンネル分離器１３によってチャンネル別に分
離されて、メモリ１４上の夫々のチャンネルエリヤに記
憶せしめられる。１５は矩形波発振器で、その出力によ
り半導体スイッチ１６が制御される。この半導体スイッ
チは図示のような機能を呈するもので、矩形波発振器１
５の出力がハイレベルのときイオン化室内のりベラ電極
２にイオン反撥電圧を印加し、矩形波発振器１５の出力
がＯレベルのときりベラ電極２をアースする。従ってイ
オン化室１から出射されるイオン流は矩形波発振器１５
の出力と同期して断続される。この矩形波発振器１５の
出力信号がロックインアンプ１２に周波数参照信号とし
て印加されているので、ロックインアンプ１２は光電子
増倍管１０の出力信号からイオン流の断続と同期した交
流信号のみを抽出する。１７は四重極電極５に印加する
直流および高周波の電圧発生回路で、チャンネル切換器
１８により四重極電極５に印加される電圧が切換えられ
るようになっており、チャンネル分離器１３はチャンネ
ル切換器１８の切換え動作と同期してチャンネル分離動
作を行う。各チャンネル毎に予め四重極電極５に印加す
る電圧を目的のイオン質量に合せて設定しておくことに
より、幾つかの質量のイオンを順次検出することができ
る。１９は制御装置でチャンネル切換器１８を一定周期
で繰返し作動せしめ、またチャンネル分離器１３の出力
を順次メモリ１４の所定エリヤに格納し、また質量分析
計の他の種々の動作の制御を行う。

第２図Ａは上述装置において、第１図Ａ点の信号を示し
、同Ｂは第１図Ｂ点の信号を示す。この図でＩＣＨは第
１チャンネル期間、２ＣＨは第２チャンネル期間で、第
１チヤンネルのイオンは強度が大で第２チヤンネルのイ
オンは強度が小さかった場合を示している。図で矩形波
パルス状の信号成分はイオン流の断続に応じて断続して
いる信号成分であり、矩形波信号のベースラインになっ
ている信号がシンチレータにおける減衰のおそい光成分
の検出信号であって、第１チヤンネルではイオン強度が
大であったため、減衰のおそい発光が重なってベースラ
インは上昇傾向を示しており、第２チヤンネルに切換っ
た直後はこのベースラインが保持されてイオン断続に応
じて断続している信号はそのベースライン上に乗ってい
る。

従って真のイオン検出信号とすべきものはこのベースラ
イン上に乗っている断続成分の高さであり、ロックイン
アンプ１２はこの断続成分を抽出するので、第１図Ｂ点
の信号は第２図Ｂに示すように上述ベースライン成分が
除去された断続成分に比例した信号となっており、イオ
ン強度に比例した信号となっている。

上述実施例ではイオン流を断続するのにリペラ電極２の
印加電圧をオンオフしているが、イオン流の断続はシン
チレータ９の入射面までのどの位置で行っても良いもの
であることは原理上明白である。従ってレンズ系３．質
量分析部の入ロ側聞ロ４．出ロ側聞口６．デフレクタ７
等に適当なイオン反撥電圧を印加するようにしてもよ（
、二次電子増倍管８のダイノード電圧をオンオフするよ
うにしてもよい。光電子増倍管９以後の信号をオンオフ
するようにした場合は前述した減衰のおそい光成分の検
出出力によるベースラインまでオンオフされるので、減
衰のおそい光成分の信号を除去することができない。

（発明の効果） 本発明によればシンチレータと光検出器とを組合わせた
イオン検出器を用いた質量分析計において、シンチレー
タの残光性の影響が除去されているので、強いイオンビ
ークの後の弱いイオンビークでも前の強いイオンビーク
の影響を受けず測定することができ、ＳＩＭモード測定
時に各チャンネル間のイオン強度比が大きい場合でも各
イオン強度を正確に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例装置のブロック図、第２図は
同実施例における信号波形図である。 １・・・イオン化室、２・・・リペラ電極、３・・・レ
ンズ系、４・・・質量分析部の入口開口、５・・・四重
極電極棒、６・・・質量分析部の出口開口、７・・・デ
フレクタ、８・・・２次電子増倍管、９・・・シンチレ
ータ、１０・・・光電子増倍管、１１・・・プリアンプ
、１２・・・ロックインアンプ、１３・・・チャンネル
分離器、１４・・・メモリ、１５・・・矩形波発振器、
１６・・・半導体スイッチ、１７・・・直流電圧および
高周波電圧発生回路、１８・・・チャンネル切換器、１
９・・・制御装置。 代理人　　弁理士　縣　　浩　介 ｉＪＩ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シンチレータとシンチレータの発光を検出する光検出器
   とよりなるイオン検出手段を備えた質量分析計において
   、イオン源から上記シンチレータの入射面に至るまでの
   間において、イオン流或はイオンから変換された電子流
   を断続させる手段と、上記光検出器の出力信号から上記
   断続と同期した信号成分を取出す回路を設けたことを特
   徴とする質量分析計。