JPH0518842Y2 - - Google Patents
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- JPH0518842Y2 JPH0518842Y2 JP3156987U JP3156987U JPH0518842Y2 JP H0518842 Y2 JPH0518842 Y2 JP H0518842Y2 JP 3156987 U JP3156987 U JP 3156987U JP 3156987 U JP3156987 U JP 3156987U JP H0518842 Y2 JPH0518842 Y2 JP H0518842Y2
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- JP
- Japan
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- mass spectrometer
- inductively coupled
- coupled plasma
- high frequency
- frequency inductively
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- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 claims description 19
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- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
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Landscapes
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
＜産業上の利用分野＞
本考案は、センターチヤンバー内のイオン光学
系を改善して検出感度を増大させた高周波誘導結
合プラズマ質量分析計に関する。
系を改善して検出感度を増大させた高周波誘導結
合プラズマ質量分析計に関する。
＜従来の技術＞
高周波誘導結合プラズマ質量分析計は、高周波
誘導結合プラズマを用いて試料を励起させ、生じ
たイオンをノズルとスキマーからなるインターフ
エイスを介して質量分析計に導いて電気的に検出
し該イオン量を精密に測定することにより、試料
中の被測定元素を高精度に分析するように構成さ
れている。第３図は、このような高周波誘導結合
プラズマ質量分析計の全体的な構成説明図であ
る。この図において、プラズマトーチ１の外側管
１ｂと最外側管１ｃにはガス調節器２を介してガ
ス供給源３からアルゴンガスが供給され、内側管
１ａには試料槽４内の試料がネブライザ５で霧化
されてのちアルゴンガスによつて搬入されるよう
になつている。また、プラズマトーチ１に巻回さ
れた高周波誘導コイル６（通常、銅製の中空パイ
プでなり内部に冷却水が流れている。）には高周
波電源１０によつて高周波電流が流され、該コイ
ル６の周囲に高周波磁界（図示せず）が形成され
ている。一方、ノズル８とスキマー９に挟まれた
フオアチヤンバー１１内は、真空ポンプ１２によ
つて例えば1torr.に吸引されている。また、セン
ターチヤンバー１３内には中心軸上に光の進入を
阻止する小円板１４ａと該小円板と一定距離を保
つように配置されたイオンレンズ１４ｂ，１４ｃ
が設けられると共に、該センターチヤンバー１３
の内部は第１油拡散ポンプ１５によつて例えば
10-4torr.に吸引され、マスフイルタ（例えば四重
極マスフイルタ）１６を収容しているリアチヤン
バー１７内は第２油拡散ポンプ１８によつて例え
ば10-5torr.に吸引されている。この状態で上記高
周波磁界の近傍でアルゴンガス中に電子かイオン
が植え付けられると、該高周波磁界の作用によつ
て瞬時に高周波誘導プラズマ７が生じる。該プラ
ズマ７内のイオンは、ノズル８やスキマー９を経
由してのち小円板１４ａとイオンレンズ１４ｂ，
１４ｃの間を通つて収束されてのちマスフイルタ
１６を通り二次電子増倍管１９に導かれて検出さ
れ、該検出信号が信号処理部２０に送出されて演
算されることによつて前記試料中の被測定元素分
析値が求められるようになつている。尚、上記二
次電子増倍管１９は導入されたイオンを高感度に
検出できるのみならず高周波誘導プラズマ７から
放出される光をも鋭敏に検出する特性となつてい
る。このため、高周波誘導プラズマ７から放出さ
れる光を遮断し高周波誘導プラズマ７内のイオン
だけを導入するようにすれば該イオンを二次電子
増倍管１９で高精度に検出することができる。こ
のような観点から上記小円板１４ａがセンターチ
ヤンバー１３内に設けられているのである。
誘導結合プラズマを用いて試料を励起させ、生じ
たイオンをノズルとスキマーからなるインターフ
エイスを介して質量分析計に導いて電気的に検出
し該イオン量を精密に測定することにより、試料
中の被測定元素を高精度に分析するように構成さ
れている。第３図は、このような高周波誘導結合
プラズマ質量分析計の全体的な構成説明図であ
る。この図において、プラズマトーチ１の外側管
１ｂと最外側管１ｃにはガス調節器２を介してガ
ス供給源３からアルゴンガスが供給され、内側管
１ａには試料槽４内の試料がネブライザ５で霧化
されてのちアルゴンガスによつて搬入されるよう
になつている。また、プラズマトーチ１に巻回さ
れた高周波誘導コイル６（通常、銅製の中空パイ
プでなり内部に冷却水が流れている。）には高周
波電源１０によつて高周波電流が流され、該コイ
ル６の周囲に高周波磁界（図示せず）が形成され
ている。一方、ノズル８とスキマー９に挟まれた
フオアチヤンバー１１内は、真空ポンプ１２によ
つて例えば1torr.に吸引されている。また、セン
ターチヤンバー１３内には中心軸上に光の進入を
阻止する小円板１４ａと該小円板と一定距離を保
つように配置されたイオンレンズ１４ｂ，１４ｃ
が設けられると共に、該センターチヤンバー１３
の内部は第１油拡散ポンプ１５によつて例えば
10-4torr.に吸引され、マスフイルタ（例えば四重
極マスフイルタ）１６を収容しているリアチヤン
バー１７内は第２油拡散ポンプ１８によつて例え
ば10-5torr.に吸引されている。この状態で上記高
周波磁界の近傍でアルゴンガス中に電子かイオン
が植え付けられると、該高周波磁界の作用によつ
て瞬時に高周波誘導プラズマ７が生じる。該プラ
ズマ７内のイオンは、ノズル８やスキマー９を経
由してのち小円板１４ａとイオンレンズ１４ｂ，
１４ｃの間を通つて収束されてのちマスフイルタ
１６を通り二次電子増倍管１９に導かれて検出さ
れ、該検出信号が信号処理部２０に送出されて演
算されることによつて前記試料中の被測定元素分
析値が求められるようになつている。尚、上記二
次電子増倍管１９は導入されたイオンを高感度に
検出できるのみならず高周波誘導プラズマ７から
放出される光をも鋭敏に検出する特性となつてい
る。このため、高周波誘導プラズマ７から放出さ
れる光を遮断し高周波誘導プラズマ７内のイオン
だけを導入するようにすれば該イオンを二次電子
増倍管１９で高精度に検出することができる。こ
のような観点から上記小円板１４ａがセンターチ
ヤンバー１３内に設けられているのである。
＜考案が解決しようとする問題点＞
然しながら、上記従来例においては、センター
チヤンバー１３内の中心軸上に光の進入を阻止す
る小円板１４ａが設けられているため、高周波誘
導プラズマ７から放出される光が遮断されるだけ
でなく高周波誘導プラズマ７内から導かれるイオ
ンの多く（高周波誘導プラズマ７内から導かれる
イオンはセンターチヤンバー１３内の中心軸上を
最も多く通る）が小円板１４ａに衝突し、二次電
子増倍管１９に到達するイオン量が少なくなつて
おり究極的に高周波誘導結合プラズマ質量分析計
の検出感度が低くなつているという大きな欠点が
あつた。
チヤンバー１３内の中心軸上に光の進入を阻止す
る小円板１４ａが設けられているため、高周波誘
導プラズマ７から放出される光が遮断されるだけ
でなく高周波誘導プラズマ７内から導かれるイオ
ンの多く（高周波誘導プラズマ７内から導かれる
イオンはセンターチヤンバー１３内の中心軸上を
最も多く通る）が小円板１４ａに衝突し、二次電
子増倍管１９に到達するイオン量が少なくなつて
おり究極的に高周波誘導結合プラズマ質量分析計
の検出感度が低くなつているという大きな欠点が
あつた。
本考案は、かかる従来例の欠点に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、センターチヤンバー
内のイオン光学系を改善して検出感度を増大させ
た高周波誘導結合プラズマ質量分析計を提供する
ことにある。
たものであり、その目的は、センターチヤンバー
内のイオン光学系を改善して検出感度を増大させ
た高周波誘導結合プラズマ質量分析計を提供する
ことにある。
＜問題点を解決するための手段＞
上述のような問題点を解決する本考案の特徴
は、高周波誘導結合プラズマ質量分析計におい
て、センターチヤンバー内のイオン光学系をダブ
レツト四重極レンズで構成すると共にイオン光学
系の軸心と質量分析計検出器の軸心とをずらして
配置し、上記高周波誘導プラズマから放出される
光を遮断し上記高周波誘導プラズマ内のイオンだ
けが質量分析計検出器に導びかれるように構成し
たことにある。
は、高周波誘導結合プラズマ質量分析計におい
て、センターチヤンバー内のイオン光学系をダブ
レツト四重極レンズで構成すると共にイオン光学
系の軸心と質量分析計検出器の軸心とをずらして
配置し、上記高周波誘導プラズマから放出される
光を遮断し上記高周波誘導プラズマ内のイオンだ
けが質量分析計検出器に導びかれるように構成し
たことにある。
＜実施例＞
以下、本考案について図を用いて詳細に説明す
る。第１図は本考案実施例の要部構成説明図であ
り、図中、第３図と同一記号は同一意味をもたせ
て使用しここでの重複説明は省略する。また、２
１は第１四重極レンズ２１ａ〜２１ｃ（２１ｄは
２１ｂと重なるため図示せず）と第２四重極レン
ズ２１′ａ〜２１′ｃ（２１′ｄは２１′ｂと重なる
ため図示せず）とからなるダブレツト四重極レン
ズ、１３′はノズル８、スキマー９、およびイオ
ン光学系（ダブレツト四重極レンズ）の軸心（通
常センターチヤンバーの軸心と一致する）、１
７′はマスフイルタ１６および二次電子増倍管１
９でなる質量分析計検出器の軸心（通常リアチヤ
ンバー１７の軸心と一致する）である。一方、第
２図は上記ダブレツト四重極レンズ２１の平面的
構成説明図であり、図中、第１図と同一記号は同
一意味をもたせて使用する。第２図において、第
１四重極レンズ２１ａ〜２１ｄの各レンズの裏側
には図示しない第２四重極レンズ２１′ａ〜２
１′ｄの各レンズが一定の距離を保ちながら重な
るようにして配置されている。また、第１四重極
レンズ２１ａ〜２１ｄの各レンズ（図示しない第
２四重極レンズ２１′ａ〜２１′ｄの各レンズも同
じ）は、第２図に示す如く放射状に配置されてお
り、中心部を光やイオンが通るようになつてい
る。尚、上記四重極レンズ２１ａ〜２１ｄおよび
２１′ａ〜２１′ｄの各レンズ（例えばSUS等の
金属材料でなる）の形状は第２図に示すような断
面が正円形の円柱に限定されることなく種々の変
形が可能であり、例えば断面が双曲線を一部に含
む略円形の双曲柱であつてもよいものとする。
る。第１図は本考案実施例の要部構成説明図であ
り、図中、第３図と同一記号は同一意味をもたせ
て使用しここでの重複説明は省略する。また、２
１は第１四重極レンズ２１ａ〜２１ｃ（２１ｄは
２１ｂと重なるため図示せず）と第２四重極レン
ズ２１′ａ〜２１′ｃ（２１′ｄは２１′ｂと重なる
ため図示せず）とからなるダブレツト四重極レン
ズ、１３′はノズル８、スキマー９、およびイオ
ン光学系（ダブレツト四重極レンズ）の軸心（通
常センターチヤンバーの軸心と一致する）、１
７′はマスフイルタ１６および二次電子増倍管１
９でなる質量分析計検出器の軸心（通常リアチヤ
ンバー１７の軸心と一致する）である。一方、第
２図は上記ダブレツト四重極レンズ２１の平面的
構成説明図であり、図中、第１図と同一記号は同
一意味をもたせて使用する。第２図において、第
１四重極レンズ２１ａ〜２１ｄの各レンズの裏側
には図示しない第２四重極レンズ２１′ａ〜２
１′ｄの各レンズが一定の距離を保ちながら重な
るようにして配置されている。また、第１四重極
レンズ２１ａ〜２１ｄの各レンズ（図示しない第
２四重極レンズ２１′ａ〜２１′ｄの各レンズも同
じ）は、第２図に示す如く放射状に配置されてお
り、中心部を光やイオンが通るようになつてい
る。尚、上記四重極レンズ２１ａ〜２１ｄおよび
２１′ａ〜２１′ｄの各レンズ（例えばSUS等の
金属材料でなる）の形状は第２図に示すような断
面が正円形の円柱に限定されることなく種々の変
形が可能であり、例えば断面が双曲線を一部に含
む略円形の双曲柱であつてもよいものとする。
このような要部構成からなる本考案の実施例に
おいて、第１四重極レンズ２１ａ〜２１ｄのレン
ズ２１ａ、レンズ２１ｂ、レンズ２１ｃ、および
レンズ２１ｄに定電圧＋V1（例えば＋６）ボル
ト、−V2（例えば−５）ボルト、＋V3（例えば＋４）
ボルト、および−V2（例えば−５）ボルトを夫々
印加し、第２四重極レンズ２１a′〜２１d′のレン
ズ２１a′、レンズ２１b′、レンズ２１c′、および
レンズ２１d′に定電圧−V′4（例えば−５）ボル
ト、＋V′5（例えば＋６）ボルト、−V′6（例えば−
７）ボルト、および＋V′5（例えば＋６）ボルトを
夫々印加する。このような印加の仕方は非対称電
場と呼ばれ、ノズル８およびスキマー９を経由し
てセンターチヤンバー１３内に導かれたイオン
が、ダブレツト四重極レンズ２１を通つてセンタ
ーチヤンバー１３内の中心軸と若干ずれた軸線上
にイオンの像を結ぶようになる。即ち、高周波誘
導結合プラズマ７→ノズル８→スキマー９→セン
ターチヤンバー１３内のダブレツト四重極レンズ
２１でなる光学系の中心軸を結ぶ直線状の光軸
（以下「第１光軸」という）とは若干ずれた位置
にある直線状の光軸（以下「第２光軸」という）
にイオンの像が結ばれるようになる。このため、
マスフイルタ１６や二次電子増倍管１９でなる質
量分析計検出器の中心軸を上記第２光軸上に配置
すると、ノズル８およびスキマー９を経由してセ
ンターチヤンバー１３内に導かれたイオンが、ダ
ブレツト四重極レンズ２１を通つて上記質量分析
計検出器の中心軸上にイオンの像を結ぶようにな
るのである。また、高周波誘導プラズマ７から放
出される光は、第１四重極レンズ２１ａ〜２１ｄ
および第２四重極レンズ２１a′〜２１d′のレンズ
２１ｃ，２１c′やマスフイルタ１６の前段のスリ
ツト（通常リアチヤンバーの一部を形成している
スリツト）等で遮断される。従つて、高周波誘導
プラズマ７内のイオンだけが二次電子増倍管１９
に導入されて高感度に検出されるようになり、究
極的に高周波誘導結合プラズマ質量分析計の検出
感度が大きく向上するようになる。
おいて、第１四重極レンズ２１ａ〜２１ｄのレン
ズ２１ａ、レンズ２１ｂ、レンズ２１ｃ、および
レンズ２１ｄに定電圧＋V1（例えば＋６）ボル
ト、−V2（例えば−５）ボルト、＋V3（例えば＋４）
ボルト、および−V2（例えば−５）ボルトを夫々
印加し、第２四重極レンズ２１a′〜２１d′のレン
ズ２１a′、レンズ２１b′、レンズ２１c′、および
レンズ２１d′に定電圧−V′4（例えば−５）ボル
ト、＋V′5（例えば＋６）ボルト、−V′6（例えば−
７）ボルト、および＋V′5（例えば＋６）ボルトを
夫々印加する。このような印加の仕方は非対称電
場と呼ばれ、ノズル８およびスキマー９を経由し
てセンターチヤンバー１３内に導かれたイオン
が、ダブレツト四重極レンズ２１を通つてセンタ
ーチヤンバー１３内の中心軸と若干ずれた軸線上
にイオンの像を結ぶようになる。即ち、高周波誘
導結合プラズマ７→ノズル８→スキマー９→セン
ターチヤンバー１３内のダブレツト四重極レンズ
２１でなる光学系の中心軸を結ぶ直線状の光軸
（以下「第１光軸」という）とは若干ずれた位置
にある直線状の光軸（以下「第２光軸」という）
にイオンの像が結ばれるようになる。このため、
マスフイルタ１６や二次電子増倍管１９でなる質
量分析計検出器の中心軸を上記第２光軸上に配置
すると、ノズル８およびスキマー９を経由してセ
ンターチヤンバー１３内に導かれたイオンが、ダ
ブレツト四重極レンズ２１を通つて上記質量分析
計検出器の中心軸上にイオンの像を結ぶようにな
るのである。また、高周波誘導プラズマ７から放
出される光は、第１四重極レンズ２１ａ〜２１ｄ
および第２四重極レンズ２１a′〜２１d′のレンズ
２１ｃ，２１c′やマスフイルタ１６の前段のスリ
ツト（通常リアチヤンバーの一部を形成している
スリツト）等で遮断される。従つて、高周波誘導
プラズマ７内のイオンだけが二次電子増倍管１９
に導入されて高感度に検出されるようになり、究
極的に高周波誘導結合プラズマ質量分析計の検出
感度が大きく向上するようになる。
尚、本考案は上述の実施例に限定されることな
く種々の変形が可能であり、第１図のダブレツト
四重極レンズ２１の前後にイオンを収束させる絞
りレンズを配置したり発散して入射する光の進入
を阻止するスリツトを配置したりしても良いもの
とする。
く種々の変形が可能であり、第１図のダブレツト
四重極レンズ２１の前後にイオンを収束させる絞
りレンズを配置したり発散して入射する光の進入
を阻止するスリツトを配置したりしても良いもの
とする。
＜考案の効果＞
以上詳しく説明したような本考案の実施例によ
れば、高周波誘導プラズマ７から放出される光が
第１四重極レンズ２１ａ〜２１ｄおよび第２四重
極レンズ２１a′〜２１d′のレンズ２１ｃ，２１
c′等で遮断され、高周波誘導プラズマ７内のイオ
ンだけが二次電子増倍管１９に導入されるような
構成であるため、センターチヤンバー内のイオン
光学系を改善し検出感度を増大させた高周波誘導
結合プラズマ質量分析計が実現する。
れば、高周波誘導プラズマ７から放出される光が
第１四重極レンズ２１ａ〜２１ｄおよび第２四重
極レンズ２１a′〜２１d′のレンズ２１ｃ，２１
c′等で遮断され、高周波誘導プラズマ７内のイオ
ンだけが二次電子増倍管１９に導入されるような
構成であるため、センターチヤンバー内のイオン
光学系を改善し検出感度を増大させた高周波誘導
結合プラズマ質量分析計が実現する。
第１図は本考案実施例の要部構成説明図、第２
図はダブレツト四重極レンズの平面的な構成説明
図、第３図は高周波誘導結合プラズマ質量分析計
の全体的な構成説明図である。 １……プラズマトーチ、７……高周波誘導結合
プラズマ、８……ノズル、９……スキマー、１１
……フオアチヤンバー、１３……センターチヤン
バー、１３′……イオン光学系の中心軸、１６…
…マスフイルタ、１７……リアチヤンバー、１
７′……質量分析計検出器の軸心、２１……ダブ
レツト四重極レンズ。
図はダブレツト四重極レンズの平面的な構成説明
図、第３図は高周波誘導結合プラズマ質量分析計
の全体的な構成説明図である。 １……プラズマトーチ、７……高周波誘導結合
プラズマ、８……ノズル、９……スキマー、１１
……フオアチヤンバー、１３……センターチヤン
バー、１３′……イオン光学系の中心軸、１６…
…マスフイルタ、１７……リアチヤンバー、１
７′……質量分析計検出器の軸心、２１……ダブ
レツト四重極レンズ。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 高周波誘導結合プラズマを用いて試料を励起
し生じたイオンを真空中に導入しイオン光学系
を通して質量分析計検出器に導いて検出するこ
とにより前記試料中の被測定元素を分析する分
析計において、前記イオン光学系をダブレツト
四重極レンズで構成すると共に前記イオン光学
系の軸心と前記質量分析計検出器の軸心とをず
らして配置し、前記高周波誘導結合プラズマか
ら放出される光を遮断し前記高周波誘導プラズ
マ内のイオンだけを前記質量分析計検出器に導
びくように構成したことを特徴とする高周波誘
導結合プラズマ質量分析計。 (2) 前記ダブレツト四重極レンズは、４枚のレン
ズが放射状に配置され中心部を光やイオンが通
る第１四重極レンズと該第１四重極レンズの４
枚のレンズと夫々一定の距離を隔てながら重な
るように配置された４枚のレンズが放射状に配
置され中心部を光やイオンが通る第２四重極レ
ンズとからなる実用新案登録請求範囲第(1)項記
載の高周波誘導結合プラズマ質量分析計。 (3) 前記四重極レンズの各レンズの形状は断面が
正円形の円柱でなる実用新案登録請求範囲第(2)
項記載の高周波誘導結合プラズマ質量分析計。 (4) 前記四重極レンズの各レンズの形状は断面が
双曲線を一部に含む略円形の双曲柱でなる実用
新案登録請求範囲第(2)項記載の高周波誘導結合
プラズマ質量分析計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3156987U JPH0518842Y2 (ja) | 1987-03-04 | 1987-03-04 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3156987U JPH0518842Y2 (ja) | 1987-03-04 | 1987-03-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63139758U JPS63139758U (ja) | 1988-09-14 |
| JPH0518842Y2 true JPH0518842Y2 (ja) | 1993-05-19 |
Family
ID=30837426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3156987U Expired - Lifetime JPH0518842Y2 (ja) | 1987-03-04 | 1987-03-04 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0518842Y2 (ja) |
-
1987
- 1987-03-04 JP JP3156987U patent/JPH0518842Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63139758U (ja) | 1988-09-14 |
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