JPH0542104B2 - - Google Patents
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- JPH0542104B2 JPH0542104B2 JP2112559A JP11255990A JPH0542104B2 JP H0542104 B2 JPH0542104 B2 JP H0542104B2 JP 2112559 A JP2112559 A JP 2112559A JP 11255990 A JP11255990 A JP 11255990A JP H0542104 B2 JPH0542104 B2 JP H0542104B2
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Landscapes
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Description
【発明の詳細な説明】
＜産業上の利用分野＞
本発明は、高周波誘導結合プラズマ質量分析計
に関し、更に詳しくは、イオンレンズ系に改良を
施した高周波誘導結合プラズマ質量分析計に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a high frequency inductively coupled plasma mass spectrometer, and more particularly to a high frequency inductively coupled plasma mass spectrometer with an improved ion lens system.
＜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制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従来例構成説明図である。
この図において、マツチングボツクス１′内に設
けられたプラズマトーチ１の外側１ｂと最外側管
１ｃにはガス調節器２を介してアルゴンガス供給
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
減圧されている。また、センターチヤンバー１３
内にはイオンレンズ系１４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.に減圧され、
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.に減圧さ
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
導結合プラズマ７が生ずる。該プラズマ７内のイ
オンは、ノズル８やスキマー９を経由してのちイ
オンレンズ系１４を通つて収束される。ここで、
イオンレンズ系１４は、高周波誘導結合プラズマ
からの光を遮断しイオンだけを通過させる例えば
ダブル四極子レンズが用いられており、該イオン
レンズ系を通過したイオンは、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・
処理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。<Conventional technology> A high-frequency inductively coupled plasma mass spectrometer uses high-frequency inductively coupled plasma to excite a sample, and the generated ions are guided to a mass spectrometer through an interface consisting of a nozzle and a skimmer, where they are electrically detected. By precisely measuring the amount of these ions, the element to be measured in the sample is analyzed with high precision. FIG. 3 is an explanatory diagram of the configuration of a conventional example of such a high frequency inductively coupled plasma mass spectrometer.
In this figure, argon gas is supplied from an argon gas supply source 3 via a gas regulator 2 to the outer side 1b and outermost tube 1c of a plasma torch 1 provided in a matching box 1', and to the inner tube 1a. The sample in the sample tank 4 is atomized by a nebulizer 5 and then introduced by argon gas. Further, a high frequency current is passed through a high frequency induction coil 6 wound around the plasma torch 1 by a high frequency power source 10, and a high frequency magnetic field (not shown) is formed around the coil 6. On the other hand, the fore chamber 11 sandwiched between the nozzle 8 and the skimmer 9
The pressure inside the chamber is reduced to, for example, 1 Torr by a vacuum pump 12. In addition, center chamber 13
An ion lens system 14 is provided inside, and
The pressure inside the center chamber 13 is reduced to, for example, 10 −4 Torr. by the first oil diffusion pump 15.
Mass filter (e.g. quadrupole mass filter) 16
The inside of the rear chamber 17 containing the oil is reduced in pressure to, for example, 10 −5 Torr. by a second oil diffusion pump 18 . In this state, when electrons or ions are implanted in the argon gas near the high frequency magnetic field, high frequency inductively coupled plasma 7 is instantaneously generated by the action of the high frequency magnetic field. Ions in the plasma 7 pass through a nozzle 8 and a skimmer 9, and then are focused through an ion lens system 14. here,
The ion lens system 14 uses, for example, a double quadrupole lens that blocks light from the high-frequency inductively coupled plasma and allows only ions to pass through, and the ions that have passed through the ion lens system are passed through the mass filter 16.
is guided to the secondary electron multiplier 19 and detected,
The detection signal is sent to the signal processing section 20 for calculation and processing.
By processing the sample, the analysis value of the element to be measured in the sample can be obtained.
また、第４図は従来の高周波誘導結合プラズマ
質量分析計の要部を示した従来例要部構成説明図
であり、図中、２１は内径５mm程度の開口部２
１′を有する入口側アパーチヤープレート、２２
は内径５mm程度の開口部２２′を有する出口側ア
パーチヤープレート、２３ａ〜２３ｈは２段に設
けられている４極子レンズの電極（電極２３ｄ，
２３ｈはそれぞれ電極２３ｂ，２３ｆと重なつて
見えるため図示せず）である。このような要部構
成からなる従来の高周波誘導結合プラズマ質量分
析計の要部において、高周波誘導プラズマ（即
ち、第３図の高周波誘導結合プラズマ８）からの
光は第４図の破線矢印で示すように入口側アパー
チヤープレート２１の開口部２１′から入射して
出口側アパーチヤープレート２２の内壁面に当る
ようになつている。また、第３図の高周波誘導結
合プラズマ７からノズル８やスキマー９などを介
して導かれたイオンは、第４図の実線矢印で示す
ように入口側アパーチヤープレート２１の開口部
２１′から入射し４極子レンズ２３ａ〜２３ｈの
電場によつて曲げられ、イオンビームの中心が高
周波誘導結合プラズマからの中心軸（高周波誘導
結合プラズマの中心とも一致する）からずれるよ
うになる。このため、高周波誘導結合プラズマか
らの直進光は遮られ、高周波誘導プラズマからの
イオンだけが、出口側アパーチヤープレート２２
の開口部から出て行き、第３図の二次電子増倍管
１９で検出されるようになつている。 Furthermore, Fig. 4 is an explanatory diagram showing the main parts of a conventional high-frequency inductively coupled plasma mass spectrometer, and in the figure, 21 is an opening 2 with an inner diameter of about 5 mm.
1', an inlet aperture plate 22;
23a to 23h are the electrodes of the quadrupole lens provided in two stages (electrodes 23d, 23h).
23h are not shown because they appear to overlap with the electrodes 23b and 23f, respectively). In the main part of the conventional high-frequency inductively coupled plasma mass spectrometer having such a main part configuration, the light from the high-frequency induced plasma (i.e., the high-frequency inductively coupled plasma 8 in FIG. 3) is shown by the broken line arrow in FIG. 4. The light enters through the opening 21' of the inlet aperture plate 21 and hits the inner wall surface of the outlet aperture plate 22. Ions guided from the high-frequency inductively coupled plasma 7 in FIG. 3 through the nozzle 8, skimmer 9, etc. enter from the opening 21' of the inlet-side aperture plate 21, as shown by the solid arrow in FIG. The ion beam is bent by the electric field of the quadrupole lenses 23a to 23h, and the center of the ion beam is shifted from the central axis from the high frequency inductively coupled plasma (which also coincides with the center of the high frequency inductively coupled plasma). Therefore, the straight light from the high frequency inductively coupled plasma is blocked, and only the ions from the high frequency induced plasma are transmitted to the exit side aperture plate 22.
The electrons exit from the opening and are detected by the secondary electron multiplier tube 19 shown in FIG.
＜発明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、４極子レ
ンズ２３ａ〜２３ｄと４極子レンズ２３ｅ〜２３
ｈは、第４図の紙面において上下方向をｘ軸、垂
直方向をｙ軸、光軸方向をｚ軸とすると、ｚ軸を
中心に90°回転させられると共にｚ軸方向に２つ
重ねられてダブレツト四重極レンズとして機能す
るようになつている。即ち、１段目四重極レンズ
２３ａ〜２３ｄのｙ−ｚ面でイオンを発散させ２
段目四重極レンズ２３ｅ〜２３ｈのｙ−ｚ面でイ
オンを収束させると共に、１段目四重極レンズ２
３ａ〜２３ｄのｘ−ｚ面でイオンを収束させ２段
目四重極レンズ２３ｅ〜２３ｈのｘ−ｚ面でイオ
ンを発散させるようになつている。このため、ｙ
−ｚ面、ｘ−ｚ面共平均的にイオンを収束させる
ようになつており、次のような欠点があつた。
４極子レンズ２３ａ〜２３ｈの素子数が８ケもあ
つて各電極電圧が相互に複雑な関係を有するた
め、該電極電圧の調整作業（チユーニング）が困
難な作業となる。イオンの収束が不完全でマス
フイルターに達するイオンビーム強度が低下しや
すく究極的に感度低下をきたしている。<Problems to be Solved by the Invention> However, in the above conventional example, the quadrupole lenses 23a to 23d and the quadrupole lenses 23e to 23
h is rotated by 90 degrees around the z-axis, and two are overlapped in the z-axis direction, assuming that the vertical direction is the x-axis, the vertical direction is the y-axis, and the optical axis direction is the z-axis in the paper of Fig. 4. It is designed to function as a doublet quadrupole lens. That is, the ions are diverged on the y-z plane of the first-stage quadrupole lenses 23a to 23d, and 2
While converging ions on the y-z plane of the first stage quadrupole lenses 23e to 23h, the first stage quadrupole lens 2
The ions are converged on the x-z plane of the second-stage quadrupole lenses 3a to 23d, and diverged on the x-z plane of the second-stage quadrupole lenses 23e to 23h. For this reason, y
Ions are focused on both the -z plane and the xz plane on average, which has the following drawbacks.
Since there are eight elements in the quadrupole lenses 23a to 23h, and the electrode voltages have a complicated relationship with each other, it becomes difficult to adjust the electrode voltages (tuning). Ion focusing is incomplete and the ion beam intensity reaching the mass filter tends to decrease, ultimately resulting in a decrease in sensitivity.
本発明は、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、イオンレンズのチユ
ーニングが容易なうえイオンビームの透過率が大
きいイオンレンズ系を備え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。 The present invention has been made in view of the drawbacks of the conventional examples, and its purpose is to provide a high-frequency inductively coupled plasma mass spectrometer equipped with an ion lens system that allows easy tuning of the ion lens and has high ion beam transmittance. Our goal is to provide the following.
＜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発明の特徴
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、互いに中心がずれた開
口部を有する一対のアパーチヤープレートで２組
の平行凹型レンズを挟み、１組目の平行凹型レン
ズ側の光軸と２組目の平行凹型レンズ側の光軸を
ずらすと共に、前記一組目の平行凹型レンズと２
組目の平行凹型レンズに平均電位を中心にして対
称的に電圧が印加されるようにしたイオン光学系
を設けたことにある。<Means for Solving the Problems> The feature of the present invention that solves the above-mentioned problems is that the ions generated by exciting a sample using high-frequency inductively coupled plasma are passed through an interface consisting of a nozzle and a skimmer. In an analyzer that analyzes the element to be measured in the sample by guiding it to a mass spectrometer detector and detecting it, two sets of parallel concave lenses are sandwiched between a pair of aperture plates having openings whose centers are shifted from each other, The optical axis of the first set of parallel concave lenses and the optical axis of the second set of parallel concave lenses are shifted, and the first set of parallel concave lenses and the second set of parallel concave lenses are shifted.
An ion optical system is provided in which a voltage is applied symmetrically around the average potential to the parallel concave lenses of the set.
＜作用＞
本発明は次のように作用する。即ち、
入口側アパーチヤープレート、出口側アパーチ
ヤープレート、及びダブル平行凹型レンズに対
し、一定の電圧が印加されると、入口側の一対の
平行凹型レンズの作用で水平イオンビームが下向
きに曲げられた後、この下向きのイオンビームが
出口側の一対の平行凹型レンズの作用で水平に曲
げられる。このため、高周波誘導結合プラズマか
らノズルやスキマーなどを介し入口側アパーチヤ
ープレートの開口部から導かれたイオンビームは
途中で高周波誘導結合プラズマの中心軸からずれ
るようになる。これに対し、高周波誘導結合プラ
ズマからの光は入口側アパーチヤープレートの開
口部から入射すると直進して出口側アパーチヤー
プレートの内壁面に当る。このため、高周波誘導
結合プラズマから導入され入口側アパーチヤープ
レートの開口部から入射する光が遮断されイオン
ビームだけが出口側アパーチヤープレートの開口
部から出て行くようになる。また、偏向レンズ系
全体を負電位におくことでイオンビームによる発
散ロスを小さくでき、イオンの透過効率を上げる
ことができ、その結果、質量分析計の検出感度が
向上する。<Operation> The present invention operates as follows. That is, when a certain voltage is applied to the entrance aperture plate, the exit aperture plate, and the double parallel concave lens, the horizontal ion beam is bent downward by the action of the pair of parallel concave lenses on the entrance side. After that, this downward ion beam is bent horizontally by a pair of parallel concave lenses on the exit side. For this reason, the ion beam guided from the high-frequency inductively coupled plasma through the opening of the inlet-side aperture plate via a nozzle, skimmer, etc. becomes deviated from the central axis of the high-frequency inductively coupled plasma. On the other hand, when the light from the high-frequency inductively coupled plasma enters through the opening of the entrance-side aperture plate, it travels straight and hits the inner wall surface of the exit-side aperture plate. Therefore, the light introduced from the high-frequency inductively coupled plasma and incident through the opening of the entrance aperture plate is blocked, and only the ion beam exits from the opening of the exit aperture plate. Furthermore, by placing the entire deflection lens system at a negative potential, it is possible to reduce the divergence loss caused by the ion beam and increase the ion transmission efficiency, thereby improving the detection sensitivity of the mass spectrometer.
＜実施例＞
以下、本発明について図を用いて詳細に説明す
る。第１図は本発明実施例の要部を示す要部説明
図であり、図中、第４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、２４ａ，２４ｂは互いに向かい合うように配
置されて１組目の平行凹型レンズを形成している
第１及び第２の平行凹型レンズ、２４ｃ，２４ｄ
は互いに向かい合うように配置されて２組目の平
行凹型レンズを形成している第３及び第４の平行
凹型レンズ、２５ａ〜２５ｃは可変電圧電源であ
る。また、第２図はアパーチヤープレート２１，
２２と平行凹型レンズ２４ａ〜２４ｄの位置関係
を説明するための図であり、図中、イは出口アパ
ーチヤープレート２２の縦断面から第３図のマス
フイルタ１７方向を見た図、ロは第１平行凹型レ
ンズ２４ａ，２４ｂの縦断面から出口アパーチヤ
ープレート２２方向を見た図、ハは入口アパーチ
ヤープレート２１の縦断面から出口アパーチヤー
プレート２２方向を見た図を示している。尚、第
２図において、２６は第１平行凹型レンズ２４
ａ，２４ｂ間に形成されている空間部である。ま
た、第１図と同一記号は同一意味を持たせて使用
しここでの重複説明は省略する。<Example> Hereinafter, the present invention will be described in detail using figures. FIG. 1 is an explanatory view showing the main parts of an embodiment of the present invention. In the figure, the same symbols as in FIG. 4 are used with the same meanings, and repeated explanations will be omitted here. In addition, 24a and 24b are first and second parallel concave lenses that are arranged to face each other and form a first set of parallel concave lenses, and 24c and 24d.
are third and fourth parallel-concave lenses arranged to face each other to form a second set of parallel-concave lenses, and 25a to 25c are variable voltage power supplies. In addition, FIG. 2 shows the aperture plate 21,
22 and the parallel concave lenses 24a to 24d; in the figure, A is a view seen from the longitudinal section of the exit aperture plate 22 in the direction of the mass filter 17 in FIG. A diagram showing the direction of the exit aperture plate 22 from a vertical cross section of the parallel concave lenses 24a and 24b, and a diagram "C" showing a diagram looking toward the exit aperture plate 22 from the vertical cross section of the entrance aperture plate 21. In addition, in FIG. 2, 26 is the first parallel concave lens 24.
This is a space formed between a and 24b. Further, the same symbols as in FIG. 1 are used with the same meaning, and repeated explanations here will be omitted.
このような構成からなる本発明の実施例におい
て、第１図に示すようにアパーチヤープレート２
１，２２とダブル平行凹型レンズ２４ａ〜２４ｄ
の電極に対し可変電圧電源２４ａ〜２４ｄから下
式〜が成立するような電圧が印加される。 In the embodiment of the present invention having such a configuration, as shown in FIG.
1, 22 and double parallel concave lenses 24a to 24d
A voltage is applied from the variable voltage power supplies 24a to 24d to the electrodes such that the following equations are satisfied.
Vap1＝Vap2 ……
VE1＝VE4 ……
VE2＝VE3 ……
VE1＞VE2 ……
VaV＝（VE1＋VE2＋VE3＋VE4）／４ ……
ここで、Vap1は入口側アパーチヤープレート２
１に印加される例えば−40Vの負電圧、Vap2は出
口側アパーチヤープレート２２に印加される例え
ば−40Vの負電圧、VE1は凹型レンズ２４ａの電
極に印加される例えば−30Vの電圧、VE2は凹型
レンズ２４ｂの電極に印加される例えば−50Vの
電圧、VE3は凹型レンズ２４ｃの電極に印加され
る例えば−50Vの電圧、VE4は凹型レンズ２４ｄ
の電極に印加される例えば−30Vの電圧、VaVは
ダブル平行凹型レンズ２４ａ〜２４ｄの平均電圧
である。但し、上記式は入射するイオンのエネ
ルギーにより多少この関係からずれることがあ
る。 V ap1 = V ap2 ... V E1 = V E4 ... V E2 = V E3 ... V E1 > V E2 ... V aV = (V E1 + V E2 + V E3 + V E4 )/4 ... Here, V ap1 is the entrance side aperture plate 2
1, V ap2 is a negative voltage of -40 V, for example, applied to the exit aperture plate 22, V E1 is a voltage of -30 V, for example, applied to the electrode of the concave lens 24a, V E2 is a voltage of, for example, -50V applied to the electrode of the concave lens 24b, V E3 is a voltage of, for example, -50V applied to the electrode of the concave lens 24c, and V E4 is a voltage of, for example, -50V applied to the electrode of the concave lens 24c.
A voltage of, for example, -30V applied to the electrodes, V aV is the average voltage of the double parallel concave lenses 24a to 24d. However, the above equation may deviate from this relationship to some extent depending on the energy of the incident ions.
このように入口側アパーチヤープレート２１、
出口側アパーチヤープレート２２、及び平行凹型
レンズ２４ａ〜２４ｄに対し、上述のような電圧
が印加されると、平行凹型レンズ２４ａ，２４ｂ
の作用で水平イオンビームが下向きに曲げられる
と共に、平行凹型レンズ２４ｃ，２４ｄの作用で
下向きのイオンビームが水平に曲げられる。この
ため、第３図の高周波誘導結合プラズマ７からノ
ズル８やスキマー９などを介して導入されてのち
入口側アパーチヤープレート２１の開口部２１′
から導かれたイオンビームは、第４図を用いて詳
述した前記従来例の場合と同様に、途中で高周波
誘導結合プラズマ７の軸（以下、「第１光軸」と
いう）から偏向される。この偏向されたイオンは
平行凹凸レンズ２４ｃ，２４ｄで再び偏向され、
第１光軸とは若干ずれた光軸上に象を結ぶ。この
象を結ぶ光軸を、マスフイルタ１６の中心軸（以
下、「第２光軸」という）が一致するようにル平
行凹型レンズ２４ａ〜２４ｄを経由して第３図に
おけるマスフイルタ１６の中心軸上にイオンの象
を結ぶようになる。 In this way, the entrance side aperture plate 21,
When the above voltage is applied to the exit side aperture plate 22 and the parallel concave lenses 24a to 24d, the parallel concave lenses 24a and 24b
The horizontal ion beam is bent downward by the action of the parallel concave lenses 24c and 24d, and the downward ion beam is bent horizontally by the action of the parallel concave lenses 24c and 24d. Therefore, after the high-frequency inductively coupled plasma 7 shown in FIG. 3 is introduced through the nozzle 8, skimmer 9, etc.
As in the case of the conventional example described in detail with reference to FIG. . These deflected ions are deflected again by parallel concave-convex lenses 24c and 24d,
The elephant is tied on an optical axis that is slightly shifted from the first optical axis. The optical axis connecting these images is connected to the central axis of the mass filter 16 in FIG. Becomes able to tie Ion's elephant to.
これに対し、第３図の高周波誘導結合プラズマ
７からの光は、第１図の入口側アパーチヤープレ
ート２１の開口部２１′から入射すると直進して
出口側アパーチヤープレート２２の内壁面に当つ
て光路が遮断されるようになつている。従つて、
高周波誘導結合プラズマから導入され入口側アパ
ーチヤープレート２１の開口部２１′から入射す
る光が遮断されイオンビームだけが出口側アパー
チヤープレート２２の開口部２２′から出て行く
ようになる。このため、光によるバツクグランド
信号が低下し究極的に高周波誘導結合プラズマ質
量分析計としての検出限界が向上するようにな
る。また、イオンレンズ系全体の平均電位VaVを
負電位におくことでイオンビームによる発散ロス
を小さくでき、イオンの透過効率を上げることが
でき、その結果、質量分析計の検出感度が上昇す
る。 On the other hand, when the light from the high-frequency inductively coupled plasma 7 in FIG. 3 enters through the opening 21' of the inlet aperture plate 21 in FIG. 1, it travels straight and hits the inner wall surface of the outlet aperture plate 22. The optical path is now blocked. Therefore,
Light introduced from the high-frequency inductively coupled plasma and incident through the opening 21' of the entrance aperture plate 21 is blocked, and only the ion beam exits through the opening 22' of the exit aperture plate 22. Therefore, the background signal due to light is reduced, and the detection limit of the high frequency inductively coupled plasma mass spectrometer is ultimately improved. Further, by setting the average potential V aV of the entire ion lens system to a negative potential, divergence loss due to the ion beam can be reduced, ion transmission efficiency can be increased, and as a result, the detection sensitivity of the mass spectrometer is increased.
尚、上述の実施例は正電荷のイオンの測定の場
合であるが、特別な測定法として、負イオンの測
定を行う場合があり、このときレンズの構成は本
実施例と同じとし引加電圧の極性を負から正に入
れ代えれば良い。この場合、上記式は次の式
のようになり、イオンレンズ系全体の平均電位
VaVは正電位とする。 The above example is for the measurement of positively charged ions, but as a special measurement method, negative ions may be measured, and in this case, the lens configuration is the same as in this example, and the applied voltage is Just change the polarity from negative to positive. In this case, the above equation becomes the following equation, and the average potential of the entire ion lens system is
V aV is a positive potential.
VE1＜VE2 ……
また、本発明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、例えば次の(イ)〜(ホ)
のようにしても良いものとする。(イ)ダブル平行凹
型レンズ２４ａ〜２４ｄの前後やアパーチヤーレ
ンズ２１，２２の前後に、イオンを収束させるレ
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する。(ロ)アパーチヤーレン
ズ２２をマスフイルタの前に配置されるスリツト
と兼用する。(ハ)前記式を、VaV＝（VE1＋VE2＋
VE3＋VE4＋Vap1）／５、若しくはVaV＝（VE1＋
VE2＋VE3＋VE4＋Vap2）／５として、ダブル平行
凹型レンズの前又は後のアパーチヤーレンズを含
めた５個のレンズの平均電位とする。(ニ)前記式
を、VaV＝（VE1＋VE2＋VE3＋VE4＋Vap1＋
Vap2）／６として、ダブル平行凹型レンズ前後の
アパーチヤーレンズを含めた６個のレンズの平均
電位とする。(ホ)前記〜式の関係を満たす各レ
ンズの電圧値を中心に各々を独立に若干プラスマ
イナスに調整する。 V E1 <V E2 ... Furthermore, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and can be modified in various ways, such as the following (a) to (e).
It may also be done as follows. (a) Lenses that converge ions are placed before and after the double parallel concave lenses 24a to 24d, and before and after the aperture lenses 21 and 22, and slits that prevent the entry of diverging and incident light are placed. (b) The aperture lens 22 also serves as a slit placed in front of the mass filter. (c) Substitute the above formula, V aV = (V E1 + V E2 +
V E3 +V E4 +V ap1 )/5, or V aV = (V E1 +
V E2 +V E3 +V E4 +V ap2 )/5 is the average potential of five lenses including the aperture lens before or after the double parallel-concave lens. (d) Substitute the above formula, V aV = (V E1 +V E2 +V E3 +V E4 +V ap1 +
V ap2 )/6 is the average potential of six lenses including the aperture lenses before and after the double parallel concave lens. (E) Each lens is independently adjusted slightly plus or minus, centering around the voltage value of each lens that satisfies the relationship of the above formulas.
＜発明の効果＞
以上詳しく説明したような本発明は、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、互いに中心がずれた開口部を有する
一対のアパーチヤープレートで２組の平行凹型レ
ンズを挟み、１組目の平行凹型レンズ側の光軸と
２組目の平行凹型レンズ側の光軸をずらすと共
に、前記一組目の平行凹型レンズと２組目の平行
凹型レンズに平均電位を中心にして対称的に電圧
が印加されるイオン光学系を設けるように構成し
た。<Effects of the Invention> The present invention as described in detail above uses high-frequency inductively coupled plasma to excite a sample and guides the generated ions to a mass spectrometer detector through an interface consisting of a nozzle and a skimmer for detection. In the analyzer that analyzes the element to be measured in the sample, two sets of parallel concave lenses are sandwiched between a pair of aperture plates having apertures whose centers are shifted from each other, and the light from the side of the first set of parallel concave lenses is Ion optics in which the axis and the optical axis of the second set of parallel concave lenses are shifted, and a voltage is applied symmetrically around the average potential to the first set of parallel concave lenses and the second set of parallel concave lenses. It was configured to provide a system.
このため、前記従来例のダブレツト四重極レン
ズの場合のようなイオンの発散作用がなくイオン
レンズ系におけるイオンの収束効果が強く、究極
的に検出感度を向上できる利点がある。更に、イ
オンレンズ（ダブル平行凹型レンズ）への電圧印
加方法が単純になるため、イオンのチユーニング
が容易となり操作性が向上する利点がある。 Therefore, unlike the double quadrupole lens of the prior art, there is no ion divergence effect, and the ion lens system has a strong ion convergence effect, which has the advantage of ultimately improving detection sensitivity. Furthermore, since the method of applying voltage to the ion lens (double parallel concave lens) is simplified, there is an advantage that tuning of ions is facilitated and operability is improved.
従つて、本発明によれば、イオンレンズのチユ
ーニングが容易なうえイオンビームの透過率が大
で検出感度の高い高周波誘導結合プラズマ質量分
析計が実現する。 Therefore, according to the present invention, a high frequency inductively coupled plasma mass spectrometer is realized in which the tuning of the ion lens is easy, the transmittance of the ion beam is large, and the detection sensitivity is high.
第１図は本発明実施例の要部裁断構成斜視図、
第２図はアパーチヤープレートと平行凹型レンズ
の位置関係を説明するための図、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、第４図は従来例の要部構成説明図である。
１……プラズマトーチ、３……アルゴンガス供
給源、７……高周波誘導結合プラズマ、８……ノ
ズル、９……スキマー、１６……マスフイルタ、
１９……二次電子増倍管、２０……信号処理部、
２１，２２……アパーチヤープレート、２３ａ〜
２３ｈ……四極子レンズ電極、２４ａ〜２４ｄ…
…ダブル平行凹型レンズ、２５ａ〜２５ｃ……可
変電圧電源。
FIG. 1 is a perspective view of the main part of the embodiment of the present invention;
Figure 2 is a diagram for explaining the positional relationship between the aperture plate and the parallel concave lens, Figure 3 is an explanatory diagram of the overall configuration of a high-frequency inductively coupled plasma mass spectrometer, and Figure 4 is the configuration of the main parts of the conventional example. It is an explanatory diagram. 1... Plasma torch, 3... Argon gas supply source, 7... High frequency inductively coupled plasma, 8... Nozzle, 9... Skimmer, 16... Mass filter,
19...Secondary electron multiplier, 20...Signal processing section,
21, 22...Aperture plate, 23a~
23h... Quadrupole lens electrode, 24a to 24d...
...Double parallel concave lens, 25a-25c...Variable voltage power supply.
Claims (1)
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、互いに中心がずれた開
口部を有する一対のアパーチヤープレートで２組
の平行凹型レンズを挟み、１組目の平行凹型レン
ズ側の光軸と２組目の平行凹型レンズ側の光軸を
ずらすと共に、前記一組目の平行凹型レンズと２
組目の平行凹型レンズに平均電位を中心にして対
称的に電圧が印加されるようにしたイオン光学系
を備え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。1 An analyzer that analyzes the element to be measured in the sample by exciting the sample using high-frequency inductively coupled plasma and guiding the generated ions to a mass spectrometer detector through an interface consisting of a nozzle and a skimmer for detection. In this method, two sets of parallel concave lenses are sandwiched between a pair of aperture plates having apertures whose centers are shifted from each other, and the optical axis of the first set of parallel concave lenses and the optical axis of the second set of parallel concave lenses are aligned. At the same time, the first set of parallel concave lenses and the second set of parallel concave lenses
A high frequency inductively coupled plasma mass spectrometer comprising an ion optical system in which a voltage is applied symmetrically to a set of parallel concave lenses with respect to an average potential.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2112559A JPH0412448A (en) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | High-frequency induction-coupled plasma mass spectrometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2112559A JPH0412448A (en) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | High-frequency induction-coupled plasma mass spectrometer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0412448A JPH0412448A (en) | 1992-01-17 |
| JPH0542104B2 true JPH0542104B2 (en) | 1993-06-25 |
Family
ID=14589707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2112559A Granted JPH0412448A (en) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | High-frequency induction-coupled plasma mass spectrometer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0412448A (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01252772A (en) * | 1988-03-31 | 1989-10-09 | Ulvac Corp | Ion implantation equipment |
-
1990
- 1990-04-27 JP JP2112559A patent/JPH0412448A/en active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01252772A (en) * | 1988-03-31 | 1989-10-09 | Ulvac Corp | Ion implantation equipment |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0412448A (en) | 1992-01-17 |
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