JPH0376413B2 - - Google Patents
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- JPH0376413B2 JPH0376413B2 JP57073531A JP7353182A JPH0376413B2 JP H0376413 B2 JPH0376413 B2 JP H0376413B2 JP 57073531 A JP57073531 A JP 57073531A JP 7353182 A JP7353182 A JP 7353182A JP H0376413 B2 JPH0376413 B2 JP H0376413B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic field
- scanning speed
- ion
- amplifier
- gain
- Prior art date
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Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 12
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/02—Details
- H01J49/022—Circuit arrangements, e.g. for generating deviation currents or voltages ; Components associated with high voltage supply
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は磁場型質量分析装置の質量数表示装置
に関する。
に関する。
磁場型質量分析装置の質量数表示装置におい
て、磁場強度の検出は通常イオン偏向マグネツト
のポールピースの端の部分の補助ポールピースを
設けた部分にホール素子のような磁気検出素子を
設置して行うようになつている。磁場型質量分析
装置で磁場強度を変えて質量走査を行う場合、イ
オン偏向マグネツトにソリツド型のものを用いた
装置では高速走査時に渦電流の影響でポールピー
スの中心部と周辺部とで磁場強度に差が生じ、磁
気検出素子はマグネツト中心部のイオン軌道から
外れた周辺部に設置されているから、質量数表示
に誤差が生ずる。
て、磁場強度の検出は通常イオン偏向マグネツト
のポールピースの端の部分の補助ポールピースを
設けた部分にホール素子のような磁気検出素子を
設置して行うようになつている。磁場型質量分析
装置で磁場強度を変えて質量走査を行う場合、イ
オン偏向マグネツトにソリツド型のものを用いた
装置では高速走査時に渦電流の影響でポールピー
スの中心部と周辺部とで磁場強度に差が生じ、磁
気検出素子はマグネツト中心部のイオン軌道から
外れた周辺部に設置されているから、質量数表示
に誤差が生ずる。
本発明は磁場型質量分析装置で高速走査を行う
場合の上述した質量数表示の誤差を解消すること
を目的としてなされた。このため本発明は、走査
速度の切換えと連動させ或は走査速度を検出して
磁場強度検出回路の利得を変え或はイオン加速電
圧を変えることにより上述した誤差を解消するよ
うにした磁場型質量分析装置の質量数表示装置を
提供する。以下実施例によつて本発明を説明す
る。
場合の上述した質量数表示の誤差を解消すること
を目的としてなされた。このため本発明は、走査
速度の切換えと連動させ或は走査速度を検出して
磁場強度検出回路の利得を変え或はイオン加速電
圧を変えることにより上述した誤差を解消するよ
うにした磁場型質量分析装置の質量数表示装置を
提供する。以下実施例によつて本発明を説明す
る。
第１図は本発明の第１の実施例を示す。１はイ
オン源、２はイオン偏向マグネツト、３はイオン
検出器で、４は磁場検出器である。磁場検出器４
の出力信号はプリアンプ５で増幅された後可変利
得増幅器６に入力されると共に微分回路７にも入
力される。８は可変利得増幅器の利得制御回路
で、微分回路７の出力によつて動作し、微分回路
７の出力が大なる程即ちイオン偏向マグネツト２
の作る磁場の変化速度が大なる程可変利得増幅器
６の利得を下げる。可変利得増幅器６より右側は
質量表示回路で、９は自乗回路、１０はＡ−Ｄ変
換器１１は質量数表示器で、Ａ−Ｄ変換器１０の
出力はコンピユータにも入力され種々な演算判定
のデータとなる。磁場型質量分析装置において、
質量数Ｍは磁場の強さをＨ、イオン加速電圧をＶ
とすると (1) Ｍ＝ｋH2／Ｖ或はＭ＝KH2（ｋ、Ｋは定数） で表わされる。渦電流の影響は走査速度が大なる
程強く表れ、マグネツトの周辺部が中心部より強
くなるので、磁場の変化速度が大なる程利得を下
げるようにした可変利得増幅器６の出力は渦電流
の影響を補正したイオン軌道における磁場の強さ
に比例した信号であり、自乗回路９で自乗するこ
とにより上式によつて質量数に比例した信号とな
る。この実施例は走査速度を直接検出して磁場検
出装置の利得を制御するもので、磁場検出器４は
質量数表示のためと走査速度検出のための両方に
用いられている。補正された磁場強度の信号から
質量数表示を行う装置の構成はこの実施例の構成
に限られない。また検出された走査速度から磁場
検出器の出力を補正する手段も任意である。（例
えばイオン加速電圧補正或はホール素子電流補
正）。
オン源、２はイオン偏向マグネツト、３はイオン
検出器で、４は磁場検出器である。磁場検出器４
の出力信号はプリアンプ５で増幅された後可変利
得増幅器６に入力されると共に微分回路７にも入
力される。８は可変利得増幅器の利得制御回路
で、微分回路７の出力によつて動作し、微分回路
７の出力が大なる程即ちイオン偏向マグネツト２
の作る磁場の変化速度が大なる程可変利得増幅器
６の利得を下げる。可変利得増幅器６より右側は
質量表示回路で、９は自乗回路、１０はＡ−Ｄ変
換器１１は質量数表示器で、Ａ−Ｄ変換器１０の
出力はコンピユータにも入力され種々な演算判定
のデータとなる。磁場型質量分析装置において、
質量数Ｍは磁場の強さをＨ、イオン加速電圧をＶ
とすると (1) Ｍ＝ｋH2／Ｖ或はＭ＝KH2（ｋ、Ｋは定数） で表わされる。渦電流の影響は走査速度が大なる
程強く表れ、マグネツトの周辺部が中心部より強
くなるので、磁場の変化速度が大なる程利得を下
げるようにした可変利得増幅器６の出力は渦電流
の影響を補正したイオン軌道における磁場の強さ
に比例した信号であり、自乗回路９で自乗するこ
とにより上式によつて質量数に比例した信号とな
る。この実施例は走査速度を直接検出して磁場検
出装置の利得を制御するもので、磁場検出器４は
質量数表示のためと走査速度検出のための両方に
用いられている。補正された磁場強度の信号から
質量数表示を行う装置の構成はこの実施例の構成
に限られない。また検出された走査速度から磁場
検出器の出力を補正する手段も任意である。（例
えばイオン加速電圧補正或はホール素子電流補
正）。
第２図は本発明の第２の実施例を示す。この図
ではイオン源、マグネツト、イオン検出器は省
き、第１図の各部と対応する部分には同じ番号を
つけて一々の説明は省略する。増幅器Ａと入力側
抵抗Ri及びRf，Ro，Rl……等からなる帰還抵抗
とリレー接点ｋ１，ｋ２……によつて第１図にお
ける可変利得増幅器に相当する負帰還増幅器が構
成されている。リレー接点ｋ１，ｋ２……リレー
Ｋ１，Ｋ２……によつて操作される。リレーＫ
１，Ｋ２……の駆動回路において、Ｃ１，Ｃ２…
…は走査速度切換えスイツチ、Ｅは上記リレー駆
動用の電源、Ｔは手動操作モードと走査モードと
の切換えスイツチＳと連動したスイツチで手動操
作モードのときはＴは開いている。手動操作モー
ドはイオン偏向マグネツトの磁場強度を手動的に
変えて行くもので磁場強度検出信号の補正は要し
ない。走査モードの場合、スイツチＴがオンされ
てリレーＫ１，Ｋ２，……は動作可能となり、ス
イツチＣ１，Ｃ２，……何れか一つをオンにする
ことによつてリレーＫ１，Ｋ２，……の内対応す
るリレーが作動し幾段か用意されている走査速度
の一つが選択される。図ではリレーＫ１，Ｋ２，
……の接点はｋ１，ｋ２……しか示していない
が、Ｋ１，Ｋ２，……により駆動される別のリレ
ー接点があつて走査速度の切換えがなされる。一
つの走査速度を設定するとそれに応じてリレー接
点ｋ１，ｋ２，……の何れかが閉じられる。手動
操作モードではリレー接点ｋ１，ｋ２，……は全
部オフになつており、増幅器Ａの利得Ｇは帰還抵
抗がRf＋Roであるから Ｇ＝（Rf＋Ro）／Ri であり、これは走査速度Ｏの場合の標準利得であ
る。或る走査速度を設定したとき、リレー接点kj
がオンされそのときの増幅器Ａの利得G′は帰還
抵抗が（Rf＋Ｚ）となり G′＝（Rf＋Ｚ）／Ri こヽでｌ／Ｚ＝ｌ／Ro＋ｌ／Rjとなる。磁場検出器が
イ オン偏向マグネツトの周辺部に設置される場合は
走査速度が大なる程増幅器Ａの利得を下げる必要
があるので、R1，R2……Rj……は走査速度の大
なる順に小さな値となるように設定してある。こ
の実施例で増幅器Ａの利得が切換えられる場合、
切換え帰還抵抗R1，R2……に並列に常時Roが接
続されているのは、切換え時増幅器Ａの負帰還回
路がオフとなり増幅器Ａの出力が飽和し表示装置
が振り切つてしまうと云つたようなことになるの
を防ぐためである。
ではイオン源、マグネツト、イオン検出器は省
き、第１図の各部と対応する部分には同じ番号を
つけて一々の説明は省略する。増幅器Ａと入力側
抵抗Ri及びRf，Ro，Rl……等からなる帰還抵抗
とリレー接点ｋ１，ｋ２……によつて第１図にお
ける可変利得増幅器に相当する負帰還増幅器が構
成されている。リレー接点ｋ１，ｋ２……リレー
Ｋ１，Ｋ２……によつて操作される。リレーＫ
１，Ｋ２……の駆動回路において、Ｃ１，Ｃ２…
…は走査速度切換えスイツチ、Ｅは上記リレー駆
動用の電源、Ｔは手動操作モードと走査モードと
の切換えスイツチＳと連動したスイツチで手動操
作モードのときはＴは開いている。手動操作モー
ドはイオン偏向マグネツトの磁場強度を手動的に
変えて行くもので磁場強度検出信号の補正は要し
ない。走査モードの場合、スイツチＴがオンされ
てリレーＫ１，Ｋ２，……は動作可能となり、ス
イツチＣ１，Ｃ２，……何れか一つをオンにする
ことによつてリレーＫ１，Ｋ２，……の内対応す
るリレーが作動し幾段か用意されている走査速度
の一つが選択される。図ではリレーＫ１，Ｋ２，
……の接点はｋ１，ｋ２……しか示していない
が、Ｋ１，Ｋ２，……により駆動される別のリレ
ー接点があつて走査速度の切換えがなされる。一
つの走査速度を設定するとそれに応じてリレー接
点ｋ１，ｋ２，……の何れかが閉じられる。手動
操作モードではリレー接点ｋ１，ｋ２，……は全
部オフになつており、増幅器Ａの利得Ｇは帰還抵
抗がRf＋Roであるから Ｇ＝（Rf＋Ro）／Ri であり、これは走査速度Ｏの場合の標準利得であ
る。或る走査速度を設定したとき、リレー接点kj
がオンされそのときの増幅器Ａの利得G′は帰還
抵抗が（Rf＋Ｚ）となり G′＝（Rf＋Ｚ）／Ri こヽでｌ／Ｚ＝ｌ／Ro＋ｌ／Rjとなる。磁場検出器が
イ オン偏向マグネツトの周辺部に設置される場合は
走査速度が大なる程増幅器Ａの利得を下げる必要
があるので、R1，R2……Rj……は走査速度の大
なる順に小さな値となるように設定してある。こ
の実施例で増幅器Ａの利得が切換えられる場合、
切換え帰還抵抗R1，R2……に並列に常時Roが接
続されているのは、切換え時増幅器Ａの負帰還回
路がオフとなり増幅器Ａの出力が飽和し表示装置
が振り切つてしまうと云つたようなことになるの
を防ぐためである。
第３図は本発明の第３の実施例を示す。この実
施例は走査速度に応じて磁場検出器の感度を制御
して磁場検出装置の利得を可変とするもので、走
査速度に応動する構成は上述第１図、第２図何れ
の方式によつてもよい。この図の実施例は走査速
度の切換えと連動させる構成で、磁場検出素子４
としてホール素子を用いるとホール素子の制御電
流を変えることにより感度が変化することを利用
している。この素子４より後の出力信号処理回路
（第１図の５，６，９，１０等）の利得はこの実
施例では一定となつている。Ｂはホール素子４の
制御電流電源、Trは制御トランジスタ、Aeは誤
差増幅器、ｅは基準電圧源、ｋ１，ｋ２……は走
査速度の選択設定と連動して閉じられるスイツチ
である。ホール素子４の制御電流は電源Ｂ、トラ
ンジスタTr、素子４、スイツチｋ１，ｋ２，…
…の何れかkj、それに連なる抵抗Rj、電源Ｂと
流れ、抵抗Rjにおける電圧降下が基準電圧ｅと
比較され、誤差増幅器Aeの出力でトランジスタ
Trが制御されて抵抗Rjの電圧降下が基準電圧ｅ
になるように制御されることによつて、抵抗Rj
の選択によりホール素子４の制御電流が変化す
る。
施例は走査速度に応じて磁場検出器の感度を制御
して磁場検出装置の利得を可変とするもので、走
査速度に応動する構成は上述第１図、第２図何れ
の方式によつてもよい。この図の実施例は走査速
度の切換えと連動させる構成で、磁場検出素子４
としてホール素子を用いるとホール素子の制御電
流を変えることにより感度が変化することを利用
している。この素子４より後の出力信号処理回路
（第１図の５，６，９，１０等）の利得はこの実
施例では一定となつている。Ｂはホール素子４の
制御電流電源、Trは制御トランジスタ、Aeは誤
差増幅器、ｅは基準電圧源、ｋ１，ｋ２……は走
査速度の選択設定と連動して閉じられるスイツチ
である。ホール素子４の制御電流は電源Ｂ、トラ
ンジスタTr、素子４、スイツチｋ１，ｋ２，…
…の何れかkj、それに連なる抵抗Rj、電源Ｂと
流れ、抵抗Rjにおける電圧降下が基準電圧ｅと
比較され、誤差増幅器Aeの出力でトランジスタ
Trが制御されて抵抗Rjの電圧降下が基準電圧ｅ
になるように制御されることによつて、抵抗Rj
の選択によりホール素子４の制御電流が変化す
る。
第４図は本発明の第４の実施例を示す。この実
施例は前記(1)式に基いてイオン加速電圧Ｖを調節
することで磁場強度の検出誤差を補償するもので
ある。出力Eoによつてイオン加速電圧Ｖを制御
する。出力EoはトランジスタＱのエミツタホロ
ワ出力で誤差増幅器Agの出力電圧と等しく、Ag
は出力電圧Eoを抵抗RfとRjとで分割した電圧が
基準電圧ｅと等しくなるように動作するので出力
電圧Eoは Eo＝Rf＋Rj／Rjｅ となる。Rjは第２図，第３図の例と同じくＲ１，
Ｒ２，……と多数ある中の一つがスイツチｋ１，
ｋ２，……によつて走査速度の選択と連動して閉
じられることにより選択された抵抗である。この
実施例の方式でも走査速度を検出してイオン加速
電圧を制御すると云う実施態様が可能である。
施例は前記(1)式に基いてイオン加速電圧Ｖを調節
することで磁場強度の検出誤差を補償するもので
ある。出力Eoによつてイオン加速電圧Ｖを制御
する。出力EoはトランジスタＱのエミツタホロ
ワ出力で誤差増幅器Agの出力電圧と等しく、Ag
は出力電圧Eoを抵抗RfとRjとで分割した電圧が
基準電圧ｅと等しくなるように動作するので出力
電圧Eoは Eo＝Rf＋Rj／Rjｅ となる。Rjは第２図，第３図の例と同じくＲ１，
Ｒ２，……と多数ある中の一つがスイツチｋ１，
ｋ２，……によつて走査速度の選択と連動して閉
じられることにより選択された抵抗である。この
実施例の方式でも走査速度を検出してイオン加速
電圧を制御すると云う実施態様が可能である。
本発明装置は上述したような構成で、磁場型質
量分析装置で高速走査を行う場合のマグネツトの
渦電流の影響による磁場検出の誤差が走査速度に
応じて自動的に補正されるので、精度の良い高速
走査質量分析が可能となる。
量分析装置で高速走査を行う場合のマグネツトの
渦電流の影響による磁場検出の誤差が走査速度に
応じて自動的に補正されるので、精度の良い高速
走査質量分析が可能となる。
なお上述実施例は磁場検出器をマグネツトの周
辺部に設値したが、磁場検出器をマグネツトの中
心部に設置した場合はイオン軌道域に対する磁場
検出の誤差は磁場検出器を周辺部に置いたときと
符号が反対になるから、利得変化等の誤差補正の
方向は上述実施例とは逆になる。また第３図、第
４図に示す実施例は走査速度の切換えと連動して
補正量を切換える構成であるが、走査速度を検出
して補正量を可変とする方式によつても実施し得
ることは云うまでもない。このような方式の一例
として走査速度を検出して基準電圧ｅを変化させ
ることが考えられる。更にまた基準電圧ｅを複数
用意しておいて走査速度の切換えと連動して切換
えるようにすることもでき、本発明の趣旨の範囲
でその他にも種々な実施態様が可能である。
辺部に設値したが、磁場検出器をマグネツトの中
心部に設置した場合はイオン軌道域に対する磁場
検出の誤差は磁場検出器を周辺部に置いたときと
符号が反対になるから、利得変化等の誤差補正の
方向は上述実施例とは逆になる。また第３図、第
４図に示す実施例は走査速度の切換えと連動して
補正量を切換える構成であるが、走査速度を検出
して補正量を可変とする方式によつても実施し得
ることは云うまでもない。このような方式の一例
として走査速度を検出して基準電圧ｅを変化させ
ることが考えられる。更にまた基準電圧ｅを複数
用意しておいて走査速度の切換えと連動して切換
えるようにすることもでき、本発明の趣旨の範囲
でその他にも種々な実施態様が可能である。
第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図、
第２図、第３図、第４図は夫々本発明の異る他の
実施例の要部回路図である。 １……イオン源、２……イオン偏向マグネツ
ト、３……イオン検出器、４……磁場検出器、６
……利得可変増幅器、７……微分回路、８……利
得制御回路、９……自乗回路、１１……質量数表
示装置、Ｃ１，Ｃ２…Cn……走査速度切換え用
スイツチ、Ｋ１，Ｋ２…Kn……Ｃ１，Ｃ２等の
操作で駆動されるリレー、ｋ１，ｋ２…kn……
リレーＫ１，Ｋ２……Knにより操作されるリレ
ースイツチ、Ae，Ag……誤差増幅器。
第２図、第３図、第４図は夫々本発明の異る他の
実施例の要部回路図である。 １……イオン源、２……イオン偏向マグネツ
ト、３……イオン検出器、４……磁場検出器、６
……利得可変増幅器、７……微分回路、８……利
得制御回路、９……自乗回路、１１……質量数表
示装置、Ｃ１，Ｃ２…Cn……走査速度切換え用
スイツチ、Ｋ１，Ｋ２…Kn……Ｃ１，Ｃ２等の
操作で駆動されるリレー、ｋ１，ｋ２…kn……
リレーＫ１，Ｋ２……Knにより操作されるリレ
ースイツチ、Ae，Ag……誤差増幅器。
Claims (1)
- １ 磁場型質量分析装置において、イオン偏向マ
グネツトの磁場の変化速度を検出し或は質量走査
速度の切換えに連動させて磁場検出装置の利得或
はイオン加速電圧を変化させることにより、イオ
ン偏向マグネツトにおける渦電流の影響による磁
場検出の誤差を補正するようにしたことを特徴と
する質量分析装置の質量数表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7353182A JPS58190754A (ja) | 1982-04-30 | 1982-04-30 | 質量分析装置の質量数表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7353182A JPS58190754A (ja) | 1982-04-30 | 1982-04-30 | 質量分析装置の質量数表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58190754A JPS58190754A (ja) | 1983-11-07 |
| JPH0376413B2 true JPH0376413B2 (ja) | 1991-12-05 |
Family
ID=13520902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7353182A Granted JPS58190754A (ja) | 1982-04-30 | 1982-04-30 | 質量分析装置の質量数表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58190754A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0740484B2 (ja) * | 1983-12-23 | 1995-05-01 | 株式会社島津製作所 | 磁場走査型質量分析計 |
| US7973277B2 (en) * | 2008-05-27 | 2011-07-05 | 1St Detect Corporation | Driving a mass spectrometer ion trap or mass filter |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS515311A (ja) * | 1974-07-02 | 1976-01-17 | Kaoru Kimura | Hatsuhokenchikuzaino seizohoho |
| JPS5638761A (en) * | 1979-09-04 | 1981-04-14 | Nippon Steel Corp | Setting of magnetic field in mass spectrometer |
| JPS5816595A (ja) * | 1981-07-23 | 1983-01-31 | ティーディーケイ株式会社 | 混成集積回路 |
-
1982
- 1982-04-30 JP JP7353182A patent/JPS58190754A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS515311A (ja) * | 1974-07-02 | 1976-01-17 | Kaoru Kimura | Hatsuhokenchikuzaino seizohoho |
| JPS5638761A (en) * | 1979-09-04 | 1981-04-14 | Nippon Steel Corp | Setting of magnetic field in mass spectrometer |
| JPS5816595A (ja) * | 1981-07-23 | 1983-01-31 | ティーディーケイ株式会社 | 混成集積回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58190754A (ja) | 1983-11-07 |
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