JPH04319244A - 質量分析計 - Google Patents

質量分析計

Info

Publication number
JPH04319244A
JPH04319244A JP3113918A JP11391891A JPH04319244A JP H04319244 A JPH04319244 A JP H04319244A JP 3113918 A JP3113918 A JP 3113918A JP 11391891 A JP11391891 A JP 11391891A JP H04319244 A JPH04319244 A JP H04319244A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ion
source
power source
mass spectrometer
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3113918A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazutoshi Nagai
一敏 長井
Toru Satake
徹 佐竹
Takeshi Yoshioka
毅 吉岡
Hiroki Kuwano
博喜 桑野
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.)
Ebara Research Co Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Ebara Research Co Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ebara Research Co Ltd, Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Ebara Research Co Ltd
Priority to JP3113918A priority Critical patent/JPH04319244A/ja
Publication of JPH04319244A publication Critical patent/JPH04319244A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は質量分析計に係り、特に
特定のガスのみを高感度で選択的に分析するガス分析用
質量分析計に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は従来のガス分析用扇形磁場型質量
分析計の動作説明図である。同図において、符号2は分
析管であり、分析管2の折曲部外側に扇形の磁石1が配
設されている。前記分析管2は真空ポンプ7に接続され
るとともに分析管2に隣接してイオンソース3が設けら
れ、該イオンソース3で発生されたイオンが分析管2に
流入されるようになっている。
【0003】また、分析管2の末端部には検出器4が配
設されており、この検出器4の検知信号は増幅器5で増
幅された後、レコーダ6に伝達されるように構成されて
いる。符号33はイオンソース3から検出器4に至るイ
オンの軌道を示す。
【0004】図6は図5に示すイオンソース3を拡大し
た詳細図であり、イオンソース3内にはイオン化室13
が画成され、イオン化室13よりガスサンプリング用の
ノズル11が延設されている。イオン化室13に隣接し
て熱電子放出用の熱フィラメント12が設けられ、この
熱フィラメント12は加熱用電源15に接続されている
。前記イオン化室13の開口部にはイオン引き出し電極
14が配設されるとともに、イオン化室13とイオン引
き出し電極14との間にはイオンの引き出しならびに加
速用電源19が設けられている。そして、イオン化室1
3と熱フィラメント12間には電子加速電源16が介装
されている。
【0005】分析管2は「く」の字状に折曲形成されて
おり、磁石1は分析管2の外側から折曲部をN,S両極
で挟むように配置されている。磁石1が発生する磁界は
紙面に垂直に印加されている。上記構成の質量分析計の
動作は以下のとおりである。
【0006】真空ポンプ7によって分析管2、イオンソ
ース3の内部を十分に排気する。加熱用電源15によっ
て熱フィラメント12を加熱して熱電子を放出させる。 熱電子は電子加速電源16によって加速され、イオン化
室13に入射する。一方、分析すべきガスは、ノズル1
1からイオン化室13に入り、ここで加速電子と衝突し
電子の衝撃を受けてイオンとなる。このイオンはイオン
加速用電源19が結線されたイオン引き出し兼加速電極
14によって加速され分析管2に入る。このイオンは磁
石1によって軌道が曲げられるが、質量が重いものは軽
いものより緩やかに曲がる。磁石1の磁場強度あるいは
イオンの加速電圧(電源19の電圧)を調節することに
よって、所定の質量のイオンのみを検出器4に入れるこ
とができる。検出器4に入ったイオンは、電気信号とし
て増幅器5で増幅されレコーダ6に記録される。このよ
うに磁石1の磁場強度あるいはイオンの加速電圧を調節
することによって、イオンが質量別に分離され分析がな
されるものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の質量分析計においては、分析の分解能の向上を
図ろうとすると、扇形磁石1が大きくなり、その結果、
装置が大型化するとともにコストが上昇し経済性が低下
するという問題点がある。
【0008】また、検出すべき特定のガス以外のガスが
大量にイオン化室に入るため、真空ポンプの負担が増加
し、必然的に真空ポンプが大型となり、ひいては、装置
そのものも大型化し、高価になるという問題点がある。
【0009】本発明は上記事情に鑑み創案されたもので
、その目的とする処は、小型かつ低廉で高感度を有する
ガス分析用質量分析計を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の1態様は、熱電子源を内蔵するイオン化室
を有したイオンソースと、該イオンソースに隣接して設
けられた分析管と、該分析管の曲がり部に設けられたイ
オン偏向用磁石と、分離後のイオンを検出するイオン検
出部とを備えた質量分析計において、前記イオン化室に
連通するとともに分析すべきガスを導入するガス導入部
に、特定のガスを選択的に透過するガス分離膜を設けた
ことを特徴とするものである。
【0011】また、本発明の他の態様は、熱電子源を内
蔵するイオン化室を有したイオンソースと、該イオンソ
ースに隣接して設けられた分析管と、該分析管の曲がり
部に設けられたイオン偏向用磁石と、分離後のイオンを
検出するイオン検出部とを備えた質量分析計において、
前記熱電子源から放出される熱電子を加速するための電
源であって、分析しかつ検出すべき特定のガス原子の出
現電圧を中心にその前後の電圧を繰り返し掃引する機能
を有する電子加速電源と、前記イオン検出部からの信号
を処理する装置であって、前記電子加速電源の掃引速度
に同期して信号のゲートを開閉し、同時に前記イオン検
出部からの信号に微分処理を行う機能を有する信号処理
装置とを備えたことを特徴とするものである。
【0012】
【作用】本発明の1態様によれば、分析計に分析すべき
ガスを導入する際に、ガス分離膜を通すことによって特
定のガスを選択的にイオンソースに入れ、しかる後に質
量分析を行うことができ、装置が小型でも非常に高分解
能の分析が可能となる。また、本発明の他の態様によれ
ば、ガスをイオン化する際に、ガス原子固有の出現電圧
を利用し、電子加速電源によって分析しかつ検出すべき
特定のガス原子の出現電圧を中心にその前後の電圧を繰
り返し掃引することにより、検出すべきガスイオンを効
率的に発生させ、装置が小型でも高分解能の分析が可能
となる。
【0013】
【実施例】以下、本発明に係る質量分析計の実施例を図
面を参照して説明する。
【0014】図1及び図2は本発明の質量分析計の一実
施例を示し、図1は本発明の基本構成を示す説明図であ
り、図2は図1のイオンソース23の拡大図である。図
1及び図2はそれぞれ図5及び図6に対応し、図1及び
図2において、図5及び図6の構成要素と同一の作用及
び機能を有する構成要素は同一符号を付して説明する。
【0015】図1において、符号2は分析管であり、分
析管2の折曲部外側に扇形の磁石1が配設されている。 前記分析管2は真空ポンプ7に接続されるとともに分析
管2に隣接してイオンソース23が設けられ、該イオン
ソース23で発生されたイオンが分析管2に流入される
ようになっている。
【0016】また、分析管2の末端部には検出器4が配
設されており、この検出器4の検知信号は増幅器5で増
幅された後、レコーダ6に伝達されるように構成されて
いる。符号33はイオンソース23から検出器4に至る
イオンの軌道を示す。
【0017】前記イオンソース23内には、図2に示さ
れるようにイオン化室13が画成され、イオン化室13
よりガスサンプリング用のノズル22が延設されている
。そして、ノズル22の開口端は拡径されていて、この
拡径部にガス分離膜21が張設されている。また、イオ
ン化室13に隣接して熱電子放出用の熱フィラメント1
2が設けられ、この熱フィラメント12は加熱用電源1
5に接続されている。前記イオン化室13の開口部には
イオン引き出し電極14が配設されるとともに、イオン
化室13とイオン引き出し電極14との間にはイオンの
引き出しならびに加速用電源19が設けられている。 そして、イオン化室13と熱フィラメント12間には電
子加速電源16が介装されている。
【0018】分析管2は「く」の字状に折曲形成されて
おり、磁石1は分析管2の外側から折曲部をN,S両極
で挟むように配置されている。磁石1が発生する磁界は
紙面に垂直に印加されている。
【0019】次に、前述のように構成された質量分析計
の動作を説明する。
【0020】例えば、ヘリウムを分析する場合を想定し
て説明する。ガス分離膜21には例えばポリ塩化ビニル
膜を用いる。このガス分離膜21はヘリウムの透過性が
、酸素、窒素など他のガスより数10倍大きいから、こ
の膜を通ることによって、イオン化室13の内部にはヘ
リウムのみが濃縮される。
【0021】真空ポンプ7によって分析管2、イオンソ
ース23の内部を十分に排気する。加熱用電源15によ
って熱フィラメント12を加熱して熱電子を放出させる
。熱電子は電子加速電源16によって加速され、イオン
化室13に入射する。一方、分析すべきガスは、ガス分
離膜21を通ってノズル22からイオン化室13に入り
、ここで加速電子と衝突し電子の衝撃を受けてイオンと
なる。このイオンはイオン加速用電源19が結線された
イオン引き出し兼加速電極14によって加速され分析管
2に入る。このイオンは磁石1によって軌道が曲げられ
るが、質量が重いものは軽いものより緩やかに曲がる。 磁石1の磁場強度あるいはイオンの加速電圧(電源19
の電圧)を調節することによって、所定の質量のイオン
のみを検出器4に入れることができる。検出器4に入っ
たイオンは、電気信号として増幅器5で増幅されレコー
ダ6に記録される。このように磁石1の磁場強度あるい
はイオンの加速電圧を調節することによって、イオンが
質量別に分離され検知がなされるものである。
【0022】本実施例においては、イオン化室13にお
いて、ヘリウムが濃縮されているために、扇形磁石等を
含む装置が小型でも非常に高分解能の分析が可能となる
【0023】図3及び図4は本発明の質量分析計の他の
実施例を示し、図3は本実施例の基本構成を示す説明図
であり、図4は図3のイオンソース34の拡大図である
。図3及び図4はそれぞれ図1及び図2に対応し、図3
及び図4において、図1及び図2の構成要素と同一の作
用及び機能を有する構成要素は同一符号を付し、説明を
省略する。
【0024】本実施例においては、イオン化室13と熱
フィラメント12間に介装された電子加速電源31は掃
引機能を有しており、この電子加速電源31は信号の増
幅・ゲートならびに微分処理機能を有する信号処理装置
32に接続されている。また、検出器4も同様に信号処
理装置32に接続されており、この信号処理装置32は
レコーダ6に接続されている。
【0025】本実施例においても、ヘリウムの分析を例
にして動作を説明する。真空ポンプ7によって分析管2
、イオンソース34の内部を十分に排気する。ガス分離
膜21及びノズル22を通して分析すべきガス、つまり
ヘリウムを含んだ被分析ガスがイオン化室13に入る。 一方、電源15によって加熱された熱フィラメント12
からは熱電子が放出されている。熱電子は加速電源31
によって加速され、イオン化室13に入射し、イオン化
室13内のガスは加速電子と衝突し電子の衝撃を受けて
イオンとなる。この際、電子の加速電圧は電源31の掃
引にしたがって、ヘリウムの出現電圧(第一電離電圧)
24.5Vを中心に、その前後を掃引している。したが
って電子の加速電圧が24.5V以下では、ヘリウム以
外のガスのイオンは発生するものの、ヘリウムはイオン
化されない。しかしこの値を越すとヘリウムイオンが発
生することになる。以下図1と同様の動作によってヘリ
ウムが分離されて、検出器4で検出される。さて信号処
理装置32は、電源31が24.5Vを発生した時刻に
同期して信号のゲートを開ける機能を有しており、さら
にゲートを通過した信号を微分する機能を備えている。 よってヘリウムの信号は、非常にS/N比の大きなパル
スとして得られることになり、高い感度が期待される。
【0026】このように本実施例の質量分析計において
は、検出すべき特定のガス原子の出現電圧を中心にその
前後の電圧を繰り返し掃引する電子加速電源31と、こ
の電子加速電源31の掃引速度に同期して、信号のゲー
トを開閉し、同時にイオン検出器4からの信号に微分処
理を行う機能を有する信号処理装置32とを設けたため
、特定のガスが高感度で分析される。
【0027】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、分析計に分析すべきガスを導入する際に、ガ
ス分離膜を通すことによって特定のガスを選択的にイオ
ンソースに入れ、しかる後に質量分析を行うことができ
る。したがって、小型の真空ポンプで済み、装置の小型
化及びコストダウンを図ることができるとともに高分解
能の分析が可能となる。
【0028】また、本発明によれば、ガスをイオン化す
る際に、ガス原子固有の出現電圧を利用することにより
、装置の小型化及びコストダウンを図ることができると
ともに高分解能の分析が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る質量分析計の一実施例の基本構成
を示す説明図。
【図2】図1のイオンソース部の拡大図。
【図3】本発明に係る質量分析計の他の実施例を示す説
明図。
【図4】図3のイオンソース部の拡大図。
【図5】従来のガス分析用扇形磁場型質量分析計の説明
図。
【図6】図5のイオンソース部の拡大図。
【符号の説明】
1    扇形磁石 2    分析管 3    イオンソース 4    検出器 5    増幅器 6    レコーダ 7    真空ポンプ 11    ガスサンプリング用ノズル12    熱
フィラメント 13    イオン化室 14    イオン引き出し電極 15    加熱用電源 16    電子加速電源 21    ガス分離膜 23    イオンソース 31    電子加速電源 32    信号処理装置 33    イオンの軌道 34    イオンソース

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】熱電子源を内蔵するイオン化室を有したイ
    オンソースと、該イオンソースに隣接して設けられた分
    析管と、該分析管の曲がり部に設けられたイオン偏向用
    磁石と、分離後のイオンを検出するイオン検出部とを備
    えた質量分析計において、前記イオン化室に連通すると
    ともに分析すべきガスを導入するガス導入部に、特定の
    ガスを選択的に透過するガス分離膜を設けたことを特徴
    とする質量分析計。
  2. 【請求項2】熱電子源を内蔵するイオン化室を有したイ
    オンソースと、該イオンソースに隣接して設けられた分
    析管と、該分析管の曲がり部に設けられたイオン偏向用
    磁石と、分離後のイオンを検出するイオン検出部とを備
    えた質量分析計において、前記熱電子源から放出される
    熱電子を加速するための電源であって、分析しかつ検出
    すべき特定のガス原子の出現電圧を中心にその前後の電
    圧を繰り返し掃引する機能を有する電子加速電源と、前
    記イオン検出部からの信号を処理する装置であって、前
    記電子加速電源の掃引速度に同期して信号のゲートを開
    閉し、同時に前記イオン検出部からの信号に微分処理を
    行う機能を有する信号処理装置とを備えたことを特徴と
    する質量分析計。 【請求項2】請求項1記載の質量分析計において、前記
    熱電子源から放出される熱電子を加速するための電源で
    あって、分析しかつ検出すべき特定のガス原子の出現電
    圧を中心にその前後の電圧を繰り返し掃引する機能を有
    する電子加速電源と、前記イオン検出部からの信号を処
    理する装置であって、前記電子加速電源の掃引速度に同
    期して信号のゲートを開閉し、同時に前記イオン検出部
    からの信号に微分処理を行う機能を有する信号処理装置
    とを備えたことを特徴とする質量分析計。
JP3113918A 1991-04-18 1991-04-18 質量分析計 Pending JPH04319244A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3113918A JPH04319244A (ja) 1991-04-18 1991-04-18 質量分析計

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3113918A JPH04319244A (ja) 1991-04-18 1991-04-18 質量分析計

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04319244A true JPH04319244A (ja) 1992-11-10

Family

ID=14624453

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3113918A Pending JPH04319244A (ja) 1991-04-18 1991-04-18 質量分析計

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH04319244A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014038194A1 (ja) * 2012-09-04 2014-03-13 アトナープ株式会社 膜交換ユニットおよび膜交換ユニットを有するシステム

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5485797A (en) * 1977-12-21 1979-07-07 Hitachi Ltd Ion detecting method of mass spectrometer
JPS5730255A (en) * 1980-07-30 1982-02-18 Toshiba Corp Mass spectrograph
JPS6044863A (ja) * 1983-08-20 1985-03-11 Shimadzu Corp ガスクロマトグラフ質量分析装置
JPS61233959A (ja) * 1985-04-09 1986-10-18 Hitachi Ltd 質量分析計

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5485797A (en) * 1977-12-21 1979-07-07 Hitachi Ltd Ion detecting method of mass spectrometer
JPS5730255A (en) * 1980-07-30 1982-02-18 Toshiba Corp Mass spectrograph
JPS6044863A (ja) * 1983-08-20 1985-03-11 Shimadzu Corp ガスクロマトグラフ質量分析装置
JPS61233959A (ja) * 1985-04-09 1986-10-18 Hitachi Ltd 質量分析計

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014038194A1 (ja) * 2012-09-04 2014-03-13 アトナープ株式会社 膜交換ユニットおよび膜交換ユニットを有するシステム
CN104395746A (zh) * 2012-09-04 2015-03-04 Atonarp株式会社 膜交换单元以及具有膜交换单元的系统
US9157890B2 (en) 2012-09-04 2015-10-13 Atonarp Inc. Exchange membrane unit and system including exchange membrane unit
JPWO2014038194A1 (ja) * 2012-09-04 2016-08-08 アトナープ株式会社 膜交換ユニットおよび膜交換ユニットを有するシステム

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7291845B2 (en) Method for controlling space charge-driven ion instabilities in electron impact ion sources
JP3670584B2 (ja) イオントラップ質量分析装置用パルス型イオン源
US6756587B1 (en) Time of flight mass spectrometer and dual gain detector therefor
US5206594A (en) Apparatus and process for improved photoionization and detection
US4201913A (en) Sampling system for mass spectrometer
JP2009527097A (ja) 不要イオンを抑制した微量ガス漏れ検出用質量分析計
US5661298A (en) Mass spectrometer
US5808308A (en) Dual ion source
US7858933B2 (en) Mass spectrometer
JPH04319244A (ja) 質量分析計
US5256874A (en) Gridded electron reversal ionizer
JPH04319659A (ja) ガス検知器
US4816685A (en) Ion volume ring
CN218101170U (zh) 一种可变磁感应强度电子轰击电离源
JPH0579957A (ja) ガス分析計
JPH05113400A (ja) ガス検知器
Chutjian Gridded electron reversal ionizer
CN211605097U (zh) 适于飞行时间质谱仪的质量分析检测器
JPH11345590A (ja) 表面電離型イオン化検出器
JPH06118176A (ja) 荷電粒子等の検出装置及びこれを用いた質量分析計
JPH07142025A (ja) イオン質量分析装置
JP2002162386A (ja) 気体原子または気体分子の飛行時間型速度測定装置
JPH09190799A (ja) エネルギーアナライザ
JPH0342615Y2 (ja)
RU2063091C1 (ru) Способ анализа остаточных газов и паров веществ в вакууме