JPH08236067A - 磁場型質量分析器 - Google Patents
磁場型質量分析器Info
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- JPH08236067A JPH08236067A JP7292035A JP29203595A JPH08236067A JP H08236067 A JPH08236067 A JP H08236067A JP 7292035 A JP7292035 A JP 7292035A JP 29203595 A JP29203595 A JP 29203595A JP H08236067 A JPH08236067 A JP H08236067A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/26—Mass spectrometers or separator tubes
- H01J49/28—Static spectrometers
- H01J49/30—Static spectrometers using magnetic analysers, e.g. Dempster spectrometer
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- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型軽量且つ高分解能な磁場型質量分析器を
提供すること。 【解決手段】 イオン源（１）、イオンの加速部
（２）、質量分離用磁石（４）、該質量分離用磁石
（４）によってイオンの軌道を変化させる分析部（Ａ）
及び電流検出装置（７）を具備する磁場型質量分析器に
おいて、質量分離用磁石（４）はイオンが分析部（Ａ）
内を数回折り返した起動Ｆ1〜Ｆ4を経て移動するように
設置し、該イオンの折り返し点にイオンを追い返すため
の追い返し電極（８、９、１０）を設置し、イオン源
（１）から発生したイオンを該分析部（Ａ）で数回折り
返した軌跡を通って移動させる。
提供すること。 【解決手段】 イオン源（１）、イオンの加速部
（２）、質量分離用磁石（４）、該質量分離用磁石
（４）によってイオンの軌道を変化させる分析部（Ａ）
及び電流検出装置（７）を具備する磁場型質量分析器に
おいて、質量分離用磁石（４）はイオンが分析部（Ａ）
内を数回折り返した起動Ｆ1〜Ｆ4を経て移動するように
設置し、該イオンの折り返し点にイオンを追い返すため
の追い返し電極（８、９、１０）を設置し、イオン源
（１）から発生したイオンを該分析部（Ａ）で数回折り
返した軌跡を通って移動させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、質量分離磁石を用
いた磁場型質量分析器に関し、特に小型で且つ高分解能
な磁場型質量分析器に関するものである。
いた磁場型質量分析器に関し、特に小型で且つ高分解能
な磁場型質量分析器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１１は従来の磁場型質量分析器の概略
構成を示す図である。図において、１はイオン源であ
り、２はイオン加速用電極、２’はイオン加速用電源、
３−１は磁場入口スリット、３−２は磁場出口スリッ
ト、４は分析用磁石、５は接地電極、６はイオン電流検
出用電極、７は電流計である。磁場入口スリット３−１
及び磁場出口スリット３−２は接地電極５の壁面に形成
される。分析用磁石４は円板状の一対の磁石が上下に所
定の間隔をおいて配置され、該一対の磁石の間の空間が
分析部の磁場となり、例えば紙面の上から下に向かう磁
束が発生する。
構成を示す図である。図において、１はイオン源であ
り、２はイオン加速用電極、２’はイオン加速用電源、
３−１は磁場入口スリット、３−２は磁場出口スリッ
ト、４は分析用磁石、５は接地電極、６はイオン電流検
出用電極、７は電流計である。磁場入口スリット３−１
及び磁場出口スリット３−２は接地電極５の壁面に形成
される。分析用磁石４は円板状の一対の磁石が上下に所
定の間隔をおいて配置され、該一対の磁石の間の空間が
分析部の磁場となり、例えば紙面の上から下に向かう磁
束が発生する。
【０００３】上記構成の磁場型質量分析器において、イ
オン源１で発生し、イオン加速用電極２で一定エネルギ
ーに加速されたイオンは、分析用磁石４により前記分析
部に形成された磁場内に導入される。該磁場内ではイオ
ンの質量と電荷の比並びに速度に応じて半径の軌道を持
った円運動をする。磁場の出口に設けた磁場出口スリッ
ト３−２は加速エネルギーとイオンの質量と電荷の比並
びに速度によって決定された一定の半径の軌道のみを通
って移動するイオンのみが通過できるようになってい
る。これにより、磁場出口スリット３−２を通過したイ
オンの質量分析ができる。
オン源１で発生し、イオン加速用電極２で一定エネルギ
ーに加速されたイオンは、分析用磁石４により前記分析
部に形成された磁場内に導入される。該磁場内ではイオ
ンの質量と電荷の比並びに速度に応じて半径の軌道を持
った円運動をする。磁場の出口に設けた磁場出口スリッ
ト３−２は加速エネルギーとイオンの質量と電荷の比並
びに速度によって決定された一定の半径の軌道のみを通
って移動するイオンのみが通過できるようになってい
る。これにより、磁場出口スリット３−２を通過したイ
オンの質量分析ができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の磁場型質量分析技術においては、質量分析
の分解能を向上させるためには、磁場入口スリット３−
１及び磁場出口スリット３−２を細くするか、イオンの
移動軌跡半径を大きく設定する必要がある。前者の場合
は分解能の向上に伴い、感度が低下するという問題があ
り、後者の場合は分析装置そのものが大きく重くなって
しまうという問題がある。
ような従来の磁場型質量分析技術においては、質量分析
の分解能を向上させるためには、磁場入口スリット３−
１及び磁場出口スリット３−２を細くするか、イオンの
移動軌跡半径を大きく設定する必要がある。前者の場合
は分解能の向上に伴い、感度が低下するという問題があ
り、後者の場合は分析装置そのものが大きく重くなって
しまうという問題がある。
【０００５】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、上記問題点を除去し、小型軽量且つ高分解能な磁場
型質量分析器を提供することを目的とする。
で、上記問題点を除去し、小型軽量且つ高分解能な磁場
型質量分析器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１に記載の発明は、図１に示すように、イオン源
（１）、イオンの加速部（２）、質量分離用磁石
（４）、該質量分離用磁石（４）によってイオンの軌道
を変化させる分析部（Ａ）及び電流検出装置（７）を具
備する磁場型質量分析器において、質量分離用磁石
（４）はイオンが分析部（Ａ）内を数回折り返した軌跡
Ｆ1〜Ｆ4を経て移動するように設置し、該イオンの折り
返し点にイオンを追い返すための追い返し電極（８、
９、１０）を設置し、イオン源（１）から発生したイオ
ンを該分析部（Ａ）で数回折り返した軌跡を通って移動
させることを特徴とする。
請求項１に記載の発明は、図１に示すように、イオン源
（１）、イオンの加速部（２）、質量分離用磁石
（４）、該質量分離用磁石（４）によってイオンの軌道
を変化させる分析部（Ａ）及び電流検出装置（７）を具
備する磁場型質量分析器において、質量分離用磁石
（４）はイオンが分析部（Ａ）内を数回折り返した軌跡
Ｆ1〜Ｆ4を経て移動するように設置し、該イオンの折り
返し点にイオンを追い返すための追い返し電極（８、
９、１０）を設置し、イオン源（１）から発生したイオ
ンを該分析部（Ａ）で数回折り返した軌跡を通って移動
させることを特徴とする。
【０００７】また、請求項２に記載の発明は請求項１に
記載の磁場型質量分析器において、図３に示すように複
数の追い返し電極（８、９）に同じ電位を印加し、任意
の特定の質量のイオンのみを分析部（Ａ）内の所定軌跡
を通って移動させることを特徴とする。
記載の磁場型質量分析器において、図３に示すように複
数の追い返し電極（８、９）に同じ電位を印加し、任意
の特定の質量のイオンのみを分析部（Ａ）内の所定軌跡
を通って移動させることを特徴とする。
【０００８】また、請求項３に記載の発明は請求項１に
記載の磁場型質量分析器において、図４に示すように質
量掃引をするために、イオン源（１）に印加する加速電
位と同じ電位を該電位と同期して、複数の追い返し電極
（８、９）に印加することを特徴とする。
記載の磁場型質量分析器において、図４に示すように質
量掃引をするために、イオン源（１）に印加する加速電
位と同じ電位を該電位と同期して、複数の追い返し電極
（８、９）に印加することを特徴とする。
【０００９】また、請求項４に記載の発明は請求項１に
記載の磁場型質量分析器において、図５に示すように質
量掃引をするために、イオン源（１）に印加する加速電
位と違う電位をイオン源（１）に印加する電位と同期し
て、追い返し電極（８、９）に印加することを特徴とす
る。
記載の磁場型質量分析器において、図５に示すように質
量掃引をするために、イオン源（１）に印加する加速電
位と違う電位をイオン源（１）に印加する電位と同期し
て、追い返し電極（８、９）に印加することを特徴とす
る。
【００１０】また、請求項５に記載の発明は請求項１乃
至４のいずれか１に記載の磁場型質量分析器において、
追い返し電極（８、９、１０）の内側に接地電極（５）
を設け、該接地電極（５）の追い返し電極（８、９、１
０）に対応する位置にイオンを導くスリット（３−３、
３−４、３−５）を設けたことを特徴とする。
至４のいずれか１に記載の磁場型質量分析器において、
追い返し電極（８、９、１０）の内側に接地電極（５）
を設け、該接地電極（５）の追い返し電極（８、９、１
０）に対応する位置にイオンを導くスリット（３−３、
３−４、３−５）を設けたことを特徴とする。
【００１１】また、請求項６に記載の発明は請求項５に
記載の磁場型質量分析器において、接地電極（５）は質
量分離用磁石（４）が形成する磁場領域境界に配置した
ことを特徴とする。
記載の磁場型質量分析器において、接地電極（５）は質
量分離用磁石（４）が形成する磁場領域境界に配置した
ことを特徴とする。
【００１２】また、請求項７に記載の発明は図１０に示
すように、イオン源（１）、イオンの加速部（２）、質
量分離用磁石（４）、該質量分離用磁石（４）によって
イオンの軌道を変化させる分析部（Ａ）及び電流検出装
置（７）を具備する磁場型質量分析器において、質量分
離用磁石（４）はその磁場がイオンを分析部（Ａ）内を
数回折り返した軌跡を経て移動するように設置し、該イ
オンの折り返し点にイオンを追い返すための円筒状の追
い返し電極（１４）を設置し、該追い返し電極（１４）
の内側に該追い返し電極（１４）と同心円状の接地電極
（５）を配置し、該接地電極（５）に分析部（Ａ）内を
所定の折り返した軌跡のみを通って移動するイオンのみ
を追い返し電極（１４）に導くスリットを設け、イオン
源（１）から発生したイオンを該分析部（Ａ）で数回折
り返した軌跡を通って移動させることを特徴とする。
すように、イオン源（１）、イオンの加速部（２）、質
量分離用磁石（４）、該質量分離用磁石（４）によって
イオンの軌道を変化させる分析部（Ａ）及び電流検出装
置（７）を具備する磁場型質量分析器において、質量分
離用磁石（４）はその磁場がイオンを分析部（Ａ）内を
数回折り返した軌跡を経て移動するように設置し、該イ
オンの折り返し点にイオンを追い返すための円筒状の追
い返し電極（１４）を設置し、該追い返し電極（１４）
の内側に該追い返し電極（１４）と同心円状の接地電極
（５）を配置し、該接地電極（５）に分析部（Ａ）内を
所定の折り返した軌跡のみを通って移動するイオンのみ
を追い返し電極（１４）に導くスリットを設け、イオン
源（１）から発生したイオンを該分析部（Ａ）で数回折
り返した軌跡を通って移動させることを特徴とする。
【００１３】また、請求項８に記載の発明は請求項７に
記載の磁場型質量分析器において、接地電極（５）は質
量分離用磁石（４）が形成する磁場領域境界に配置した
ことを特徴とする。
記載の磁場型質量分析器において、接地電極（５）は質
量分離用磁石（４）が形成する磁場領域境界に配置した
ことを特徴とする。
【００１４】
【作用】本発明は磁場型質量分析器に上記構成を採用す
ることにより、質量分析のための磁場を設けてある分析
部（Ａ）内でイオンの移動する円弧軌跡（Ｆ1〜Ｆ4）が
複数となり、それぞれの円弧軌跡で質量分離が行なわ
れ、最終的に高分解能の質量分析ができる。また、高分
解能に伴って隣合う質量と電荷の比を持つ重い質量のイ
オンの分離も可能になる。
ることにより、質量分析のための磁場を設けてある分析
部（Ａ）内でイオンの移動する円弧軌跡（Ｆ1〜Ｆ4）が
複数となり、それぞれの円弧軌跡で質量分離が行なわ
れ、最終的に高分解能の質量分析ができる。また、高分
解能に伴って隣合う質量と電荷の比を持つ重い質量のイ
オンの分離も可能になる。
【００１５】
〔実施の形態１〕以下、本発明の実施例を図面に基づい
て説明する。図１は請求項１に記載の発明に係る磁場型
質量分析器の概略構成を示す図である。図中、１はイオ
ン源、２はイオン加速用電極、２’はイオン加速用電
源、３−１は磁場入口スリット、３−２は磁場出口スリ
ット、４は分析用磁石、６はイオン電流検出用電極、７
は電流計、８、９、１０はそれぞれ追い返し電極１１、
１２、１３はそれぞれ追い返し電極用電源である。ま
た、５は前記追い返し電極、１１、１２、１３の内側に
配置された接地電極であり、該接地電極５の壁面の前記
追い返し電極１１、１２、１３に対応する位置には、ス
リット３−３、３−４、３−５が設けられている。分析
用磁石４は長円形状で上下一対が間隔をおいて配置さ
れ、該一対の磁石の間の空間が分析部の磁場となり、例
えば紙面の上から下に向かう磁束が発生する。なお、接
地電極５は分析用磁石４が形成する磁場の領域境界に位
置するように配置する。
て説明する。図１は請求項１に記載の発明に係る磁場型
質量分析器の概略構成を示す図である。図中、１はイオ
ン源、２はイオン加速用電極、２’はイオン加速用電
源、３−１は磁場入口スリット、３−２は磁場出口スリ
ット、４は分析用磁石、６はイオン電流検出用電極、７
は電流計、８、９、１０はそれぞれ追い返し電極１１、
１２、１３はそれぞれ追い返し電極用電源である。ま
た、５は前記追い返し電極、１１、１２、１３の内側に
配置された接地電極であり、該接地電極５の壁面の前記
追い返し電極１１、１２、１３に対応する位置には、ス
リット３−３、３−４、３−５が設けられている。分析
用磁石４は長円形状で上下一対が間隔をおいて配置さ
れ、該一対の磁石の間の空間が分析部の磁場となり、例
えば紙面の上から下に向かう磁束が発生する。なお、接
地電極５は分析用磁石４が形成する磁場の領域境界に位
置するように配置する。
【００１６】図１に示す磁場型質量分析器において、イ
オン源１で発生したイオンは、イオン加速用電極２で任
意のエネルギーを得る。該任意のエネルギーを得たイオ
ンは磁場入口スリット３−１を通って分析用磁石４が形
成する磁場（分析部Ａ）内に入る。ここでイオンはこの
磁場から力（ローレンツ力）を受け追い返し電極８に向
かって円弧状の軌跡Ｆ1を描いて移動し、スリット３−
３を通って追い返し電極８に達する。該追い返し電極８
ではイオンを追い返すように電位が印加されており、該
追い返し電極８で折り返されたイオンは追い返し電極９
に向かって円弧状の軌跡Ｆ2を描いて移動し、スリット
３−４を通って追い返し電極９に達する。
オン源１で発生したイオンは、イオン加速用電極２で任
意のエネルギーを得る。該任意のエネルギーを得たイオ
ンは磁場入口スリット３−１を通って分析用磁石４が形
成する磁場（分析部Ａ）内に入る。ここでイオンはこの
磁場から力（ローレンツ力）を受け追い返し電極８に向
かって円弧状の軌跡Ｆ1を描いて移動し、スリット３−
３を通って追い返し電極８に達する。該追い返し電極８
ではイオンを追い返すように電位が印加されており、該
追い返し電極８で折り返されたイオンは追い返し電極９
に向かって円弧状の軌跡Ｆ2を描いて移動し、スリット
３−４を通って追い返し電極９に達する。
【００１７】追い返し電極９ではイオンを追い返すよう
に電位が印加されており、該追い返し電極９で折り返さ
れたイオンは追い返し電極１０に向かって円弧状の軌跡
Ｆ3を描いて移動し、スリット３−５を通って追い返し
電極１０に達する。該追い返し電極１０で折り返された
イオンは磁場出口スリット３−２に向かって円弧状の軌
跡Ｆ4を描いて移動し、磁場出口スリット３−２を通っ
てイオン電流検出用電極６に達する。
に電位が印加されており、該追い返し電極９で折り返さ
れたイオンは追い返し電極１０に向かって円弧状の軌跡
Ｆ3を描いて移動し、スリット３−５を通って追い返し
電極１０に達する。該追い返し電極１０で折り返された
イオンは磁場出口スリット３−２に向かって円弧状の軌
跡Ｆ4を描いて移動し、磁場出口スリット３−２を通っ
てイオン電流検出用電極６に達する。
【００１８】この円弧状の軌跡Ｆ1、Ｆ2、Ｆ3、Ｆ4を移
動する過程でイオンは質量と電荷の比並びに速度に応じ
て決定される半径の円弧を持つ任意のイオン種に分離さ
れ、任意の特定のイオンのみが通過できるように設定さ
れたスリット３−３、３−４、３−５及び磁場出口スリ
ット３−２を通ってイオン電流検出用電極６に達する。
該イオン電流検出用電極６には電流計７が接続されてお
り、該電流計で質量分離されたイオン種を検出する。な
お、追い返し電極用電源１１、１２、１３はそれぞれ任
意の電位を追い返し電極８、９、１０に印加し、軌跡Ｆ
2、Ｆ3、Ｆ4を通過する過程でイオンの質量分離の動作
をさせる。
動する過程でイオンは質量と電荷の比並びに速度に応じ
て決定される半径の円弧を持つ任意のイオン種に分離さ
れ、任意の特定のイオンのみが通過できるように設定さ
れたスリット３−３、３−４、３−５及び磁場出口スリ
ット３−２を通ってイオン電流検出用電極６に達する。
該イオン電流検出用電極６には電流計７が接続されてお
り、該電流計で質量分離されたイオン種を検出する。な
お、追い返し電極用電源１１、１２、１３はそれぞれ任
意の電位を追い返し電極８、９、１０に印加し、軌跡Ｆ
2、Ｆ3、Ｆ4を通過する過程でイオンの質量分離の動作
をさせる。
【００１９】〔実施の形態２〕図２は請求項１に記載の
発明に係る磁場型質量分析器の他の概略構成を示す図で
ある。本磁場型質量分析器は折り返し電極数を２個とし
たもので、図中の符号１〜９は図１と同じである。１
１’、１２’は追い返し電極８、９に電位を印加する追
い返し電極用電源である。
発明に係る磁場型質量分析器の他の概略構成を示す図で
ある。本磁場型質量分析器は折り返し電極数を２個とし
たもので、図中の符号１〜９は図１と同じである。１
１’、１２’は追い返し電極８、９に電位を印加する追
い返し電極用電源である。
【００２０】図２に示す磁場型質量分析器において、イ
オン源１で発生したイオンはイオン加速用電極２で任意
のエネルギーを得る。該任意のエネルギーを得たイオン
は磁場入口スリット３−１を通って分析用磁石４が形成
する磁場（分析部Ａ）内に入る。ここで、イオンはこの
磁場から力（ローレンツ力）を受け追い返し電極８に向
かって円弧状の軌跡Ｆ1を描いて移動する。
オン源１で発生したイオンはイオン加速用電極２で任意
のエネルギーを得る。該任意のエネルギーを得たイオン
は磁場入口スリット３−１を通って分析用磁石４が形成
する磁場（分析部Ａ）内に入る。ここで、イオンはこの
磁場から力（ローレンツ力）を受け追い返し電極８に向
かって円弧状の軌跡Ｆ1を描いて移動する。
【００２１】該追い返し電極８ではイオンを追い返すよ
うに電位が印加されており、該追い返し電極８で折り返
されたイオンは追い返し電極９に向かって円弧状の軌跡
Ｆ2を描いて移動する。該追い返し電極９ではイオンを
追い返すように電位が印加されており、該追い返し電極
９で折り返されたイオンは磁場出口スリット３−２に向
かって円弧状の軌跡Ｆ3を描いて移動する。
うに電位が印加されており、該追い返し電極８で折り返
されたイオンは追い返し電極９に向かって円弧状の軌跡
Ｆ2を描いて移動する。該追い返し電極９ではイオンを
追い返すように電位が印加されており、該追い返し電極
９で折り返されたイオンは磁場出口スリット３−２に向
かって円弧状の軌跡Ｆ3を描いて移動する。
【００２２】この円弧状の軌跡Ｆ1、Ｆ2、Ｆ3を移動す
る過程でイオンは質量と電荷の比並びに速度に応じた半
径の円弧を持ち任意のイオン種に分離され、任意の特定
のイオンのみが通過できるように設定されたスリット３
−３、３−４及び磁場出口スリット３−２を通ってイオ
ン電流検出用電極６に達する。該イオン電流検出用電極
６には電流計７が接続されており、該電流計７で質量分
離されたイオン種を検出する。なお、追い返し電極用電
源１１’、１２’はそれぞれ任意の電位を追い返し電極
８、９に印加し、軌跡Ｆ2、Ｆ3を通過する過程でイオン
の質量分離の動作をさせる。
る過程でイオンは質量と電荷の比並びに速度に応じた半
径の円弧を持ち任意のイオン種に分離され、任意の特定
のイオンのみが通過できるように設定されたスリット３
−３、３−４及び磁場出口スリット３−２を通ってイオ
ン電流検出用電極６に達する。該イオン電流検出用電極
６には電流計７が接続されており、該電流計７で質量分
離されたイオン種を検出する。なお、追い返し電極用電
源１１’、１２’はそれぞれ任意の電位を追い返し電極
８、９に印加し、軌跡Ｆ2、Ｆ3を通過する過程でイオン
の質量分離の動作をさせる。
【００２３】〔実施の形態３〕図３は請求項２に記載の
発明に係る磁場型質量分析器の概略構成を示す図であ
る。図中の符号１〜９は図１と同じである。１１’は任
意の特定イオン種のみを分析部（Ａ）の所定の軌跡を通
過させるために追い返し電極８、９に固定電位を印加す
るための電源である。
発明に係る磁場型質量分析器の概略構成を示す図であ
る。図中の符号１〜９は図１と同じである。１１’は任
意の特定イオン種のみを分析部（Ａ）の所定の軌跡を通
過させるために追い返し電極８、９に固定電位を印加す
るための電源である。
【００２４】図３に示す磁場型質量分析器において、イ
オン源１で発生したイオンはイオン加速用電極２で任意
のエネルギーを得る。該任意のエネルギーを得たイオン
は磁場入口スリット３−１を通って分析用磁石４が形成
する磁場（分析部Ａ）内に入る。ここで、イオンはこの
磁場から力（ローレンツ力）を受け追い返し電極８に向
かって円弧状の軌跡Ｆ1を描いて移動する。
オン源１で発生したイオンはイオン加速用電極２で任意
のエネルギーを得る。該任意のエネルギーを得たイオン
は磁場入口スリット３−１を通って分析用磁石４が形成
する磁場（分析部Ａ）内に入る。ここで、イオンはこの
磁場から力（ローレンツ力）を受け追い返し電極８に向
かって円弧状の軌跡Ｆ1を描いて移動する。
【００２５】追い返し電極８及び９には電源１１’から
同一の電位が印加されており、該追い返し電極８及び９
で折り返されたイオンは円弧状の軌跡Ｆ2及びＦ3を描い
て移動するが、追い返し電極８及び９には同一の電位が
印加されているため、追い返し電極８で追い返され軌跡
Ｆ2を通った特定のイオンは追い返し電極９で追い返さ
れ、軌跡Ｆ2と同一の円弧の軌跡Ｆ3を通って、磁場出口
スリット３−２に向かう。即ち円弧の同一な軌跡Ｆ2及
びＦ3を通るイオンは、質量と電荷の比並びに速度に応
じて決定される同一の半径の円弧を持ったもののみが通
過する。そしてスリット３−３、３−４及び磁場出口ス
リット３−２は該特定のイオンのみが通過できるように
設定されているから、イオン電流検出用電極６には該特
定のイオンのみが到達する。
同一の電位が印加されており、該追い返し電極８及び９
で折り返されたイオンは円弧状の軌跡Ｆ2及びＦ3を描い
て移動するが、追い返し電極８及び９には同一の電位が
印加されているため、追い返し電極８で追い返され軌跡
Ｆ2を通った特定のイオンは追い返し電極９で追い返さ
れ、軌跡Ｆ2と同一の円弧の軌跡Ｆ3を通って、磁場出口
スリット３−２に向かう。即ち円弧の同一な軌跡Ｆ2及
びＦ3を通るイオンは、質量と電荷の比並びに速度に応
じて決定される同一の半径の円弧を持ったもののみが通
過する。そしてスリット３−３、３−４及び磁場出口ス
リット３−２は該特定のイオンのみが通過できるように
設定されているから、イオン電流検出用電極６には該特
定のイオンのみが到達する。
【００２６】〔実施の形態４〕図４は請求項３に記載の
発明に係る磁場型質量分析器の概略構成を示す図であ
る。図中の符号１〜９は図１と同じである。本磁場型質
量分析器においては、質量掃引をするために、追い返し
電極８、９にはイオン加速用電極２に印加する電位と同
じ電位をイオン加速用電源２’から印加している。これ
により、例えばイオン加速用電源２’の電位を除々に上
げていくことにより、イオン源１から発せられるイオン
質量のスペクトル分析ができる。なお、追い返し電極
８、９にはイオン加速用電極２に印加する電位と同期し
て同じ電位を発生する電源を接続してもよい。
発明に係る磁場型質量分析器の概略構成を示す図であ
る。図中の符号１〜９は図１と同じである。本磁場型質
量分析器においては、質量掃引をするために、追い返し
電極８、９にはイオン加速用電極２に印加する電位と同
じ電位をイオン加速用電源２’から印加している。これ
により、例えばイオン加速用電源２’の電位を除々に上
げていくことにより、イオン源１から発せられるイオン
質量のスペクトル分析ができる。なお、追い返し電極
８、９にはイオン加速用電極２に印加する電位と同期し
て同じ電位を発生する電源を接続してもよい。
【００２７】〔実施の形態５〕図５は請求項３に記載の
発明に係る磁場型質量分析器の概略構成を示す図であ
る。図中の符号１〜９は図１と同じである。本磁場型質
量分析器においては、追い返し電極８、９には電源１
１’、１２’からイオン加速用電源２’若しくはイオン
加速用電源２’と同期し、イオン加速用電極２に印加す
る電位とは違う電位を印加し、質量分析の動作を行なわ
せる。
発明に係る磁場型質量分析器の概略構成を示す図であ
る。図中の符号１〜９は図１と同じである。本磁場型質
量分析器においては、追い返し電極８、９には電源１
１’、１２’からイオン加速用電源２’若しくはイオン
加速用電源２’と同期し、イオン加速用電極２に印加す
る電位とは違う電位を印加し、質量分析の動作を行なわ
せる。
【００２８】〔実施の形態６〕図６は上記の磁場型質量
分析器を真空チャンバーの内に配置した場合の磁場型質
量分析装置の構成を示す図である。図６において、２１
は真空チャンバーであり、該真空チャンバー内にイオン
源１、分析用磁石４及び接地電極５を具備する分析部Ａ
が配置されている。真空チャンバー２１にはサンプルガ
ス供給用のバルブ２２、真空計２３及びターボ分子ポン
プ２４が接続されている。また、イオン電流検出用電極
６の出力は増幅器２５に接続され、該増幅器２５のＸ−
Ｙレコーダ２６に接続される。
分析器を真空チャンバーの内に配置した場合の磁場型質
量分析装置の構成を示す図である。図６において、２１
は真空チャンバーであり、該真空チャンバー内にイオン
源１、分析用磁石４及び接地電極５を具備する分析部Ａ
が配置されている。真空チャンバー２１にはサンプルガ
ス供給用のバルブ２２、真空計２３及びターボ分子ポン
プ２４が接続されている。また、イオン電流検出用電極
６の出力は増幅器２５に接続され、該増幅器２５のＸ−
Ｙレコーダ２６に接続される。
【００２９】上記構成の磁場型質量分析装置において、
真空チャンバー２１内をターボ分子ポンプ２４で約５×
１／１０5Ｔｏｒｒの高真空とし、バルブ２２を開放し
サンプルガスを供給して、質量分析を行ない、分析結果
はＸ−Ｙレコーダ２６に記録する。
真空チャンバー２１内をターボ分子ポンプ２４で約５×
１／１０5Ｔｏｒｒの高真空とし、バルブ２２を開放し
サンプルガスを供給して、質量分析を行ない、分析結果
はＸ−Ｙレコーダ２６に記録する。
【００３０】図７はチャンバー２１内に図３に示す構成
の磁場型質量分析器を配置してＨｅイオンの固定モード
質量スペクトルの測定結果を示す図、図８は図４に示す
構成の磁場型質量分析器を配置してＨｅイオンの掃引モ
ード質量スペクトルの測定結果を示す図、図９は図１１
に示す従来構成の磁場型質量分析器を配置してＨｅイオ
ンの質量スペクトルの測定結果を示す図である。図７及
び図８から明らかなように、本発明に係る磁場型質量分
析器を用いると、従来の磁場型質量分析器を用いる場合
に比較し、４倍の分解能が得られる。
の磁場型質量分析器を配置してＨｅイオンの固定モード
質量スペクトルの測定結果を示す図、図８は図４に示す
構成の磁場型質量分析器を配置してＨｅイオンの掃引モ
ード質量スペクトルの測定結果を示す図、図９は図１１
に示す従来構成の磁場型質量分析器を配置してＨｅイオ
ンの質量スペクトルの測定結果を示す図である。図７及
び図８から明らかなように、本発明に係る磁場型質量分
析器を用いると、従来の磁場型質量分析器を用いる場合
に比較し、４倍の分解能が得られる。
【００３１】〔実施の形態８〕図１０は請求項７に記載
の発明に係る磁場型質量分析器の概略構成を示す図であ
る。図中の符号１〜７は図１と同じである。磁場型質量
分析器では、追い返し電極１４として円筒状の電極を用
い、該追い返し電極１４の内側に該追い返し電極１４と
同心円状の接地電極５を配置している。このような構成
とすることにより、磁場型質量分析器をよりコンパクト
にすることができる。
の発明に係る磁場型質量分析器の概略構成を示す図であ
る。図中の符号１〜７は図１と同じである。磁場型質量
分析器では、追い返し電極１４として円筒状の電極を用
い、該追い返し電極１４の内側に該追い返し電極１４と
同心円状の接地電極５を配置している。このような構成
とすることにより、磁場型質量分析器をよりコンパクト
にすることができる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、質
量分離用磁石はイオンが分析部内を数回折り返した軌跡
を経て移動するように設置し、該イオンの折り返し点に
イオンを追い返すための追い返し電極を設置するので、
イオンの移動する円弧軌跡が複数続くことになり、それ
ぞれの円弧軌跡で質量分離が行なわれ、最終的に高分解
能の質量分析ができることになり、小型軽量、高感度の
磁場型質量分析器を提供できるという優れた効果が得ら
れる。
量分離用磁石はイオンが分析部内を数回折り返した軌跡
を経て移動するように設置し、該イオンの折り返し点に
イオンを追い返すための追い返し電極を設置するので、
イオンの移動する円弧軌跡が複数続くことになり、それ
ぞれの円弧軌跡で質量分離が行なわれ、最終的に高分解
能の質量分析ができることになり、小型軽量、高感度の
磁場型質量分析器を提供できるという優れた効果が得ら
れる。
【図１】請求項１に記載の発明に係る磁場型質量分析器
の概略構成を示す図である。
の概略構成を示す図である。
【図２】請求項１に記載の発明に係る磁場型質量分析器
の他の概略構成を示す図である。
の他の概略構成を示す図である。
【図３】請求項２に記載の発明に係る磁場型質量分析器
の概略構成を示す図である。
の概略構成を示す図である。
【図４】請求項３に記載の発明に係る磁場型質量分析器
の概略構成を示す図である。
の概略構成を示す図である。
【図５】請求項４に記載の発明に係る磁場型質量分析器
の概略構成を示す図である。
の概略構成を示す図である。
【図６】本発明に係る磁場型質量分析器を用いた磁場型
質量分析装置の概略構成を示す図である。
質量分析装置の概略構成を示す図である。
【図７】本発明に係る磁場型質量分析器を使用した固定
モード質量スペクトルの測定結果を示す図である。
モード質量スペクトルの測定結果を示す図である。
【図８】本発明に係る磁場型質量分析器を使用した掃引
モード質量スペクトルの測定結果を示す図である。
モード質量スペクトルの測定結果を示す図である。
【図９】従来の磁場型質量分析器を使用した質量スペク
トルの測定結果を示す図である。
トルの測定結果を示す図である。
【図１０】請求項７に記載の発明に係る磁場型質量分析
器の概略構成を示す図である。
器の概略構成を示す図である。
【図１１】従来の磁場型質量分析器の概略構成を示す図
である。
である。
１ イオン源 ２ イオン加速用電極 ２’ イオン加速用電源 ３−１ 磁場入口スリット ３−２ 磁場出口スリット ３−３ スリット ３−４ スリット ３−５ スリット ４ 分析用磁石 ５ 接地電極 ６ イオン電流検出用電極 ７ 電流計 ８ 追い返し電極 ９ 追い返し電極 １０ 追い返し電極 １１ 追い返し電極用電源 １１’ 追い返し電極用電源 １２ 追い返し電極用電源 １２’ 追い返し電極用電源 １３ 追い返し電極用電源 １４ 追い返し電極 ２１ 真空チャンバー ２２ バルブ ２３ 真空計 ２４ ターボ分子ポンプ ２５ 増幅器 ２６ Ｘ−Ｙレコーダ
Claims (8)
- 【請求項１】 イオン源、イオンの加速部、質量分離用
磁石、該質量分離用磁石によってイオンの軌道を変化さ
せる分析部及び電流検出装置を具備する磁場型質量分析
器において、 前記質量分離用磁石はその磁場がイオンを前記分析部内
を数回折り返した軌跡を経て移動するように設置し、該
イオンの折り返し点にイオンを追い返すための追い返し
電極を設置し、前記イオン源から発生したイオンを該分
析部で数回折り返した軌跡を通って移動させることを特
徴とする磁場型質量分析器。 - 【請求項２】 前記請求項１に記載の磁場型質量分析器
において、 前記複数の追い返し電極に同じ電位を印加し、任意の特
定の質量のイオンのみを前記分析部内の所定軌跡を通っ
て移動させることを特徴とする磁場型質量分析器。 - 【請求項３】 前記請求項１に記載の磁場型質量分析器
において、 質量掃引をするために、前記イオン源に印加する加速電
位と同じ電位を該電位と同期して、追い返し電極に印加
することを特徴とする磁場型質量分析器。 - 【請求項４】 前記請求項１に記載の磁場型質量分析器
において、 質量掃引をするために、前記イオン源に印加する加速電
位と違う電位を該電位をイオン源に印加する電位と同期
して、追い返し電極に印加することを特徴とする磁場型
質量分析器。 - 【請求項５】 前記請求項１乃至４のいずれか１に記載
の磁場型質量分析器において、 前記追い返し電極の内側に接地電極を設け、該接地電極
の前記追い返し電極に対応する位置にイオンを導くスリ
ットを設けたことを特徴とする磁場型質量分析器。 - 【請求項６】 前記請求項５に記載の磁場型質量分析器
において、 前記接地電極は前記質量分離用磁石が形成する磁場領域
境界に配置したことを特徴とする磁場型質量分析器。 - 【請求項７】 イオン源、イオンの加速部、質量分離用
磁石、該質量分離用磁石によってイオンの軌道を変化さ
せる分析部及び電流検出装置を具備する磁場型質量分析
器において、 前記質量分離用磁石はその磁場がイオンを前記分析部内
を数回折り返した軌跡を経て移動するように設置し、該
イオンの折り返し点にイオンを追い返すための円筒状の
追い返し電極を設置し、該追い返し電極の内側に該追い
返し電極と同心円状の接地電極を配置し、該接地電極に
前記分析部内を所定の折り返した軌跡のみを通って移動
するイオンのみを前記追い返し電極に導くスリットを設
け、前記イオン源から発生したイオンを該分析部で数回
折り返した軌跡を通って移動させることを特徴とする磁
場型質量分析器。 - 【請求項８】 前記請求項７に記載の磁場型質量分析器
において、 前記接地電極は前記質量分離用磁石が形成する磁場領域
境界に配置したことを特徴とする磁場型質量分析器。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7292035A JPH08236067A (ja) | 1994-12-28 | 1995-10-13 | 磁場型質量分析器 |
| DE69517495T DE69517495T2 (de) | 1994-12-28 | 1995-12-20 | Massenspektrometer mit magnetischem Sektor |
| EP95120237A EP0720207B1 (en) | 1994-12-28 | 1995-12-20 | Magnetic field type mass spectrometer |
| US08/579,633 US5721428A (en) | 1994-12-28 | 1995-12-26 | Magnetic field type mass spectrometer |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34008094 | 1994-12-28 | ||
| JP6-340080 | 1994-12-28 | ||
| JP7292035A JPH08236067A (ja) | 1994-12-28 | 1995-10-13 | 磁場型質量分析器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08236067A true JPH08236067A (ja) | 1996-09-13 |
Family
ID=26558816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7292035A Pending JPH08236067A (ja) | 1994-12-28 | 1995-10-13 | 磁場型質量分析器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5721428A (ja) |
| EP (1) | EP0720207B1 (ja) |
| JP (1) | JPH08236067A (ja) |
| DE (1) | DE69517495T2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111029242A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-04-17 | 中国计量科学研究院 | 一种用于四极杆质量分析器的离子信号检测装置和方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3126477A (en) * | 1964-03-24 | Multiple dispersion mass spectrometer | ||
| US2824987A (en) * | 1952-05-12 | 1958-02-25 | Leitz Ernst Gmbh | Electron optical elements and systems equivalent to light optical prisms for charge carriers in discharge vessels |
| FR1352167A (fr) * | 1962-11-28 | 1964-02-14 | Ct Nat De La Rech Scient Et Cs | Nouveau dispositif de microanalyse par émission ionique secondaire |
| FR1439064A (fr) * | 1965-02-09 | 1966-05-20 | Centre Nat Rech Scient | Perfectionnements aux analyseurs ioniques |
-
1995
- 1995-10-13 JP JP7292035A patent/JPH08236067A/ja active Pending
- 1995-12-20 DE DE69517495T patent/DE69517495T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-12-20 EP EP95120237A patent/EP0720207B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-12-26 US US08/579,633 patent/US5721428A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69517495D1 (de) | 2000-07-20 |
| EP0720207B1 (en) | 2000-06-14 |
| US5721428A (en) | 1998-02-24 |
| DE69517495T2 (de) | 2001-03-08 |
| EP0720207A1 (en) | 1996-07-03 |
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