JPH04267045A - Electron impact type ion source - Google Patents

Electron impact type ion source

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Publication number
JPH04267045A
JPH04267045A JP3028269A JP2826991A JPH04267045A JP H04267045 A JPH04267045 A JP H04267045A JP 3028269 A JP3028269 A JP 3028269A JP 2826991 A JP2826991 A JP 2826991A JP H04267045 A JPH04267045 A JP H04267045A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ion
ion source
electron beam
axis
source box
Prior art date
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Pending
Application number
JP3028269A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kozo Miishi
御石 浩三
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.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
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Publication of JPH04267045A publication Critical patent/JPH04267045A/en
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02Details
    • H01J49/10Ion sources; Ion guns
    • H01J49/14Ion sources; Ion guns using particle bombardment, e.g. ionisation chambers
    • H01J49/147Ion sources; Ion guns using particle bombardment, e.g. ionisation chambers with electrons, e.g. electron impact ionisation, electron attachment

Abstract

PURPOSE:To increase the detection intensity of ions more than before with a relatively simple structure in an electron impact type ion source. CONSTITUTION:A collimation magnet is concurrently used for an ion source box 4 constituting an ionization chamber 2, then an electron beam generating filament 14, the incidence hole 8 of an electron beam, and an ion outgoing hole 6 are provided on the ion outgoing axis M respectively, and the direction of lines of magnetic force by the collimation magnet and the incidence axis direction of the electron beam from the filament are made to match the direction of the ion outgoing axis M.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、ガスクロマトグラフィ
質量分析計などに装備される電子衝撃型イオン源に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron impact ion source installed in a gas chromatography mass spectrometer or the like.

【0002】0002

【従来の技術】一般に、ガスクロマトグラフィ質量分析
計では、ガスクロマトグラフで成分分離された試料ガス
をイオン源でイオン化した後、質量分析部に導入してイ
オンを質量分離し、試料の定性、定量分析を行う。
[Prior Art] Generally, in a gas chromatography mass spectrometer, a sample gas whose components have been separated by a gas chromatograph is ionized in an ion source, and then introduced into a mass spectrometer where the ions are mass-separated to perform qualitative and quantitative analysis of the sample. I do.

【0003】このような試料ガスのイオン化には、試料
ガスを電子ビームにより直接的に衝撃してイオン化する
電子衝撃型のイオン源が使用される場合がある。
[0003] For such ionization of the sample gas, an electron impact type ion source is sometimes used, which ionizes the sample gas by directly bombarding the sample gas with an electron beam.

【0004】図2は、従来の電子衝撃型のイオン源の構
成を示すもので、同図において、aはイオン化室、bは
イオン化室aを構成する中空のイオン源ボックスであり
、図示省略した真空室内に配置されている。
FIG. 2 shows the configuration of a conventional electron impact type ion source. In the figure, a is an ionization chamber, and b is a hollow ion source box constituting the ionization chamber a, not shown. It is placed inside a vacuum chamber.

【0005】そして、このイオン源ボックスaには、試
料ガスの導入管cが挿通されるとともに、この導入管c
の挿通方向と略直交する方向(図上、上下方向)に電子
ビームの入射孔dと出射孔fとがそれぞれ形成され、ま
た、両孔d,fを結ぶ電子ビーム軸Lと直交するイオン
出射軸Mの方向(図上、左右方向)には、イオン出射孔
gが形成されている。
A sample gas introduction tube c is inserted into this ion source box a, and this introduction tube c is also inserted into the ion source box a.
An entrance hole d and an exit hole f for the electron beam are respectively formed in a direction substantially perpendicular to the insertion direction (up and down in the figure), and an ion exit hole is formed perpendicular to the electron beam axis L connecting both holes d and f. An ion exit hole g is formed in the direction of the axis M (in the left-right direction in the figure).

【0006】イオン源ボックスbの外方の電子ビーム軸
L上の位置には熱電子発生用のフィラメントhと、イオ
ン化に寄与する電子電流をモニタするためのトラップ電
極iとが対向配置されており、さらに、フィラメントh
とトラップ電極iの外方には一対のコリメーションマグ
ネットjが設けられている。
At a position on the electron beam axis L outside the ion source box b, a filament h for generating thermionic electrons and a trap electrode i for monitoring the electron current contributing to ionization are arranged facing each other. , furthermore, the filament h
A pair of collimation magnets j is provided outside the trap electrode i.

【0007】一方、イオン源ボックスbの外方のイオン
出射孔g側の位置には、イオン出射軸Mと同軸にイオン
引出電極kが配置されている。
On the other hand, an ion extraction electrode k is arranged coaxially with the ion emission axis M at a position outside the ion source box b on the side of the ion emission hole g.

【0008】上記構成において、フィラメントhから発
生された電子ビームは、コリメーションマグネットjの
磁界によって、その発散が抑えられて電子ビーム軸Lに
沿って分布している。この状態で、導入管cからイオン
源ボックスbのイオン化室a内に試料ガスが導入される
と、この試料ガスは、電子ビームによって衝撃されてイ
オン化される。そして、生成したイオンは、イオン引出
電極kによりイオン出射孔gを通ってイオン源ボックス
bの外部に引き出され、図示省略した収束レンズにより
イオンビームに収束されて後段の質量分析部に供給され
る。
In the above configuration, the electron beam generated from the filament h is distributed along the electron beam axis L with its divergence suppressed by the magnetic field of the collimation magnet j. In this state, when a sample gas is introduced from the introduction tube c into the ionization chamber a of the ion source box b, this sample gas is bombarded by the electron beam and ionized. The generated ions are then extracted to the outside of the ion source box b through the ion exit hole g by the ion extraction electrode k, focused into an ion beam by a converging lens (not shown), and supplied to the subsequent mass spectrometer. .

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の上記
構成の電子衝撃型イオン源においては、主として次の2
つの課題が残されている。
[Problems to be Solved by the Invention] By the way, in the conventional electron impact ion source having the above configuration, the following two main problems are encountered:
One issue remains.

【0010】■コリメーションマグネットjをイオン源
ボックスbと別個に設けているので、全体の構造が複雑
化する。
(2) Since the collimation magnet j is provided separately from the ion source box b, the overall structure becomes complicated.

【0011】■フィラメントhからの電子ビームは、電
子ビーム軸L上に分布するため、この電子ビームで衝撃
されて生成されるイオンも同様に電子ビーム軸L上に分
布することになる。しかも、電子ビーム軸Lに沿う方向
とコリメーションマグネットjの磁力線の方向とは互い
に一致しているので、生成したイオンは、電子ビーム軸
Lに沿う方向に容易に散逸する一方、これと直交するイ
オン出射軸Mの方向に対しては十分にイオンを引き出す
ことができず、そのため、従来のものでは、イオンの検
出強度を十分に高めることができなかった。
(2) Since the electron beam from the filament h is distributed on the electron beam axis L, ions generated by being bombarded by this electron beam are also distributed on the electron beam axis L. Moreover, since the direction along the electron beam axis L and the direction of the magnetic field lines of the collimation magnet j coincide with each other, the generated ions are easily dissipated in the direction along the electron beam axis L, while the ions orthogonal to this are easily dissipated. It is not possible to sufficiently extract ions in the direction of the emission axis M, and therefore, in the conventional method, it has not been possible to sufficiently increase the ion detection intensity.

【0012】0012

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した課題
を解決するためになされたものであって、比較的簡単な
構造で、しかも、イオンの検出強度を高めることができ
るようにするものである。
[Means for Solving the Problems] The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has a relatively simple structure and is capable of increasing the detection intensity of ions. It is.

【0013】そのため、本発明の電子衝撃型イオン源で
は、イオン化室を構成する中空のイオン源ボックスを有
し、このイオン源ボックスは、イオン化室から取り出さ
れるイオンの出射軸に沿う磁力線を発生するコリメーシ
ョンマグネットからなり、イオン源ボックスには、電子
ビームの入射孔とイオンの出射孔とがイオン出射軸と同
軸でかつイオン化室を挟んで互いに対向して形成され、
さらに、イオン源ボックスの外方の電子ビーム入射孔側
に位置するイオン出射軸上には、熱電子発生用のフィラ
メントが配置された構成とした。
Therefore, the electron impact ion source of the present invention has a hollow ion source box constituting an ionization chamber, and this ion source box generates magnetic lines of force along the exit axis of ions taken out from the ionization chamber. It consists of a collimation magnet, and the ion source box has an electron beam entrance hole and an ion exit hole formed coaxially with the ion exit axis and facing each other with an ionization chamber in between.
Furthermore, a filament for generating thermoelectrons was arranged on the ion exit axis located on the side of the electron beam entrance hole outside the ion source box.

【0014】[0014]

【作用】上記構成において、コリメーションマグネット
の磁力線の方向は、フィラメントからの電子ビームの入
射方向と一致するとともに、この電子ビームの衝撃で生
成されたイオンの出射軸方向とも一致する。
[Operation] In the above structure, the direction of the magnetic lines of force of the collimation magnet coincides with the direction of incidence of the electron beam from the filament, and also coincides with the direction of the exit axis of ions generated by the impact of the electron beam.

【0015】したがって、イオンの出射軸の方向に沿っ
て電子ビームが出射されて試料ガスがイオン化されると
ともに、これにより生成されるイオンもこの出射軸方向
に沿って分布し、これと直交する方向への散逸が抑制さ
れる。その結果、イオンは効率良くイオン源ボックスの
外部に引き出されることになり、イオンの検出強度が高
まる。
Therefore, the electron beam is emitted along the direction of the ion emission axis and the sample gas is ionized, and the ions generated thereby are also distributed along the direction of the emission axis, and in the direction orthogonal to this. Dissipation into the air is suppressed. As a result, ions are efficiently drawn out of the ion source box, increasing the intensity of ion detection.

【0016】[0016]

【実施例】図1は本発明の実施例に係る電子衝撃型イオ
ン源の断面図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a sectional view of an electron impact ion source according to an embodiment of the present invention.

【0017】同図において、符号1は電子衝撃型イオン
源の全体を示し、2はイオン化室、4はイオン化室を構
成する中空のイオン源ボックスである。
In the figure, reference numeral 1 indicates the entire electron impact type ion source, 2 is an ionization chamber, and 4 is a hollow ion source box constituting the ionization chamber.

【0018】このイオン源ボックス4は、イオン化室2
から取り出されるイオンの出射軸Mに沿う磁力線(図中
破線で示す)を発生するコリメーションマグネットから
なる本体部4aと、その側面に固定された非磁性材料で
できた電子入射電極4bとで構成されている。
This ion source box 4 has an ionization chamber 2.
It consists of a main body part 4a made of a collimation magnet that generates magnetic lines of force (indicated by broken lines in the figure) along the exit axis M of the ions extracted from the main body part 4a, and an electron incidence electrode 4b made of a non-magnetic material fixed to the side surface of the main part 4a. ing.

【0019】そして、上記のイオン源ボックス4の本体
部4aにはイオンの出射孔6が、また、電子入射電極4
bには電子ビームの入射孔6がそれぞれイオン出射軸M
と同軸に形成されており、これによって、両孔6,8は
イオン化室2を挟んで互いに対向している。さらに、イ
オン源ボックス4には、イオン出射軸Mと略直交する方
向にイオン化室2内に開口する試料ガスの導入管10が
挿通されている。
The main body 4a of the ion source box 4 has an ion exit hole 6, and an electron entrance electrode 4.
In b, the electron beam entrance hole 6 is aligned with the ion exit axis M.
As a result, both holes 6 and 8 face each other with the ionization chamber 2 in between. Furthermore, a sample gas introduction tube 10 that opens into the ionization chamber 2 in a direction substantially perpendicular to the ion emission axis M is inserted into the ion source box 4 .

【0020】イオン化室2内には、イオン押出用の中空
のリペラー電極12がイオン出射軸Mと同軸に配置され
る一方、イオン源ボックス4の外方の電子ビーム入射孔
8側に位置するイオン出射軸M上には熱電子発生用のフ
ィラメント14が配置され、また、イオン出射孔6側に
はイオン引出電極16がイオン出射軸Mと同軸に配置さ
れている。
Inside the ionization chamber 2, a hollow repeller electrode 12 for pushing out ions is disposed coaxially with the ion exit axis M, while a hollow repeller electrode 12 for pushing out ions is arranged coaxially with the ion exit axis M. A filament 14 for generating thermoelectrons is arranged on the emission axis M, and an ion extraction electrode 16 is arranged coaxially with the ion emission axis M on the ion emission hole 6 side.

【0021】そして、イオン源ボックス4とフィラメン
ト14との間には、熱電子をイオン化室2内側に加速す
るために、たとえば70V程度の電位差が与えられ、ま
た、リペラー電極12には、生成したイオンをその出射
孔6側に向けて押し出すために、イオン源ボックス4よ
りも高い電位が加えられている。
A potential difference of, for example, about 70 V is applied between the ion source box 4 and the filament 14 in order to accelerate the thermoelectrons inside the ionization chamber 2, and the repeller electrode 12 A higher potential than the ion source box 4 is applied to push the ions toward the exit hole 6 side.

【0022】上記構成において、フィラメント14から
発生した熱電子は、イオン源ボックス4との電位差によ
り加速されて電子ビームとなり、入射孔8を通ってイオ
ン化室2内に入射され、さらに、リペラー電極12の中
央孔を通過する。この場合、コリメーションマグネット
による磁力線の方向は、電子ビームの入射軸方向に一致
しているので、これと直交する方向への電子ビームの発
散が抑えられる。
In the above configuration, the thermoelectrons generated from the filament 14 are accelerated by the potential difference with the ion source box 4 and become an electron beam, which is incident into the ionization chamber 2 through the entrance hole 8 and further into the repeller electrode 12. passes through the central hole. In this case, the direction of the magnetic lines of force produced by the collimation magnet coincides with the direction of the incident axis of the electron beam, so that divergence of the electron beam in a direction perpendicular to this direction is suppressed.

【0023】一方、試料ガスはその導入管10を介して
イオン化室2内に導入されるため、この試料ガスが電子
ビームによってイオン化される。したがって、この場合
に生成されるイオンは、イオンの出射軸M方向に沿い、
かつ電子ビームの径程度の広がりをもった領域に分布し
、これと直交する方向への散逸が抑制される。
On the other hand, since the sample gas is introduced into the ionization chamber 2 through the introduction pipe 10, this sample gas is ionized by the electron beam. Therefore, the ions generated in this case are along the ion emission axis M direction,
In addition, the electron beam is distributed in a region with a spread similar to the diameter of the electron beam, and dissipation in a direction perpendicular to this region is suppressed.

【0024】そして、この生成したイオンは、リペラー
電極12によりイオン出射孔6に向けて押し出され、さ
らに、イオン引出電極kとイオン源ボックス4との間の
電位差によりイオン出射孔6を通って外部に引き出され
、図示省略した収束レンズによりイオンビームに収束さ
れて後段の質量分析部に供給される。
Then, the generated ions are pushed out toward the ion exit hole 6 by the repeller electrode 12, and further passed through the ion exit hole 6 to the outside due to the potential difference between the ion extraction electrode k and the ion source box 4. The ion beam is extracted into an ion beam, focused into an ion beam by a converging lens (not shown), and supplied to a subsequent mass spectrometer.

【0025】このように、上記構成では、磁力線の方向
、電子ビームの入射軸方向、およびイオンの出射軸方向
とが共に一致しているので、試料ガスは効率良くイオン
化されるとともに、これにより生成されたイオンも効率
良くイオン源ボックスの外部に引き出されることになり
、イオンの検出強度が高まることになる。
In this way, in the above configuration, the direction of the magnetic field lines, the direction of the incident axis of the electron beam, and the direction of the exit axis of the ions are all the same, so that the sample gas is efficiently ionized and the generated The removed ions are also efficiently drawn out of the ion source box, increasing the ion detection intensity.

【0026】なお、フィラメント14からの熱電子の発
生量を制御するには、従来のトラップ電極を設ける代わ
りに、フィラメント14から放出される電子電流を直接
モニタするか、あるいは、イオン源ボックス4に流れ込
む電子電流をモニタすることにより行うことができる。
In order to control the amount of hot electrons generated from the filament 14, instead of providing a conventional trap electrode, the electron current emitted from the filament 14 may be directly monitored, or the ion source box 4 may be This can be done by monitoring the flowing electron current.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明によれば、磁界を発生するコリメ
ーションマグネットがイオン源ボックスを兼用するため
構造が簡単になる。
According to the present invention, the structure is simplified because the collimation magnet that generates the magnetic field also serves as the ion source box.

【0028】しかも、イオンの出射軸方向と磁力線およ
び電子ビームの入射軸方向が共に一致するため、試料ガ
スは効率良くイオン化されるとともに、これにより生成
されたイオンも効率良くイオン源ボックスの外部に引き
出されることになり、そのため、従来よりも検出強度を
高めることが可能となる。
Furthermore, since the direction of the ion exit axis and the direction of the incident axis of the magnetic field line and electron beam coincide, the sample gas is efficiently ionized, and the ions thus generated are also efficiently transported outside the ion source box. Therefore, it is possible to increase the detection strength compared to the conventional method.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の実施例に係る電子衝撃型イオン源の断
面図である。
FIG. 1 is a sectional view of an electron impact ion source according to an embodiment of the present invention.

【図2】従来の電子衝撃型イオン源の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a conventional electron impact ion source.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…電子衝撃型イオン源、2…イオン化室、4…イオン
源ボックス、6…イオン出射孔、8…電子入射孔、14
…フィラメント、M…イオン出射軸。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Electron impact ion source, 2... Ionization chamber, 4... Ion source box, 6... Ion exit hole, 8... Electron incidence hole, 14
...Filament, M...Ion exit axis.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  イオン化室(2)を構成する中空のイ
オン源ボックス(4)を有し、このイオン源ボックス(
4)は、前記イオン化室(2)から取り出されるイオン
の出射軸(M)に沿う磁力線を発生するコリメーション
マグネットからなり、前記イオン源ボックス(4)には
、電子ビームの入射孔(8)とイオンの出射孔(6)と
がイオン出射軸(M)と同軸でかつイオン化室(2)を
挟んで互いに対向して形成され、さらに、前記イオン源
ボックス(4)の外方の電子ビーム入射孔(8)側に位
置するイオン出射軸(M)上には、熱電子発生用のフィ
ラメント(14)が配置されていることを特徴とする電
子衝撃型イオン源。
Claim 1: A hollow ion source box (4) constituting an ionization chamber (2);
4) consists of a collimation magnet that generates magnetic lines of force along the exit axis (M) of ions taken out from the ionization chamber (2), and the ion source box (4) has an electron beam entrance hole (8) and an electron beam entrance hole (8). Ion exit holes (6) are formed coaxially with the ion exit axis (M) and facing each other with the ionization chamber (2) in between, and an electron beam incident outside of the ion source box (4) is formed. An electron impact ion source characterized in that a filament (14) for generating thermionic electrons is disposed on the ion emission axis (M) located on the hole (8) side.
JP3028269A 1991-02-22 1991-02-22 Electron impact type ion source Pending JPH04267045A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5541408A (en) * 1993-11-01 1996-07-30 Rosemount Analytical Inc. Micromachined mass spectrometer
JP2015007614A (en) * 2013-06-24 2015-01-15 アジレント・テクノロジーズ・インクAgilent Technologies, Inc. Electron ionization (ei) utilizing different electron ionization energies

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5541408A (en) * 1993-11-01 1996-07-30 Rosemount Analytical Inc. Micromachined mass spectrometer
JP2015007614A (en) * 2013-06-24 2015-01-15 アジレント・テクノロジーズ・インクAgilent Technologies, Inc. Electron ionization (ei) utilizing different electron ionization energies

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