JPH08327601A - Ionization system for sample - Google Patents
Ionization system for sampleInfo
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- JPH08327601A JPH08327601A JP7158669A JP15866995A JPH08327601A JP H08327601 A JPH08327601 A JP H08327601A JP 7158669 A JP7158669 A JP 7158669A JP 15866995 A JP15866995 A JP 15866995A JP H08327601 A JPH08327601 A JP H08327601A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はガスクロマトグラフの検
出器、質量分析装置のイオン源、その他試料成分をイオ
ン化して測定する必要のある分析装置におけるイオン化
装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a detector for a gas chromatograph, an ion source for a mass spectrometer, and an ionizer for an analyzer that needs to ionize and measure sample components.
【0002】[0002]
【従来の技術】ノズル先端の微小径のオリフィスを真空
装置内に設け、そのノズルに試料成分ガスをヘリウムな
どの軽い気体のキャリアガスとともに導いて真空装置内
に噴出させると、試料成分がキャリアガスと同じ速度に
なってノズルから噴出し、その噴出ガスは超音速ジェッ
ト状態となってそのガス中にある試料成分、例えば有機
物質分子は高い運動エネルギーをもつ。その試料成分を
金属表面などに衝突させることにより効率の高いイオン
化が可能になる。このようなイオン化現象はガスクロマ
トグラフの検出器として、また質量分析計のイオン源と
して利用できることも知られている。2. Description of the Related Art A small-diameter orifice at the tip of a nozzle is provided in a vacuum device, and a sample component gas is introduced into the nozzle together with a light carrier gas such as helium and ejected into the vacuum device. At the same velocity as the above, the gas is ejected from the nozzle, and the ejected gas is in a supersonic jet state, and the sample components in the gas, for example, organic substance molecules have high kinetic energy. By colliding the sample component with a metal surface or the like, highly efficient ionization becomes possible. It is also known that such an ionization phenomenon can be used as a detector of a gas chromatograph and an ion source of a mass spectrometer.
【0003】ガスがノズルから噴出される際、ガスが断
熱的に膨張することにより、ノズル先端部が冷却され、
沸点の高い有機物質分子の場合はそのノズル先端部で凝
縮する恐れが生じる。そのような不都合を避けるため、
ノズル外周にタングステンやレニウム、白金などの金属
抵抗線を巻きつけ、これに電流を流してノズル先端部を
加熱することが考えられる。When the gas is ejected from the nozzle, the adiabatic expansion of the gas cools the tip of the nozzle,
In the case of an organic substance molecule having a high boiling point, there is a risk of condensation at the tip of the nozzle. To avoid such inconvenience,
It is conceivable to wind a metal resistance wire such as tungsten, rhenium, or platinum on the outer circumference of the nozzle and pass an electric current through the resistance wire to heat the tip of the nozzle.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】このように真空中でノ
ズルからガスを噴出させ、金属表面などに当ててイオン
化する装置で、ノズル外周に金属線ヒータを巻いて通電
加熱する方法では、その金属線ヒータが加熱されたとき
に熱電子やアルカリイオンを放出することが多く、目的
とする試料成分の測定の妨害となることがある。本発明
は金属線ヒータから放出される熱電子などの影響を防ぐ
ことを目的とするものである。In such a device for ejecting gas from a nozzle in a vacuum and applying it to a metal surface for ionization, a metal wire heater is wound around the outer periphery of the nozzle to electrically heat the metal wire. When the line heater is heated, it often emits thermoelectrons and alkali ions, which may interfere with the measurement of the target sample component. The present invention aims to prevent the influence of thermoelectrons emitted from a metal wire heater.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明のイオン化装置
は、真空排気される真空ハウジングと、真空ハウジング
内に位置する微小径のオリフィスを先端に有し、軽い気
体のキャリアガスとともに導かれた試料成分ガスをキャ
リアガスとともにそのオリフィスから真空ハウジング内
に噴出させるノズルと、オリフィスから噴出されるガス
の噴流中に設けられ、通電により高温に加熱され、表面
電離により噴流中の試料成分をイオン化する電極部と、
真空ハウジング内にあって、電極部でイオン化された試
料成分イオンを検出するコレクタと、真空ハウジング内
にあって、赤外線ランプ及びその赤外線ランプからの赤
外線をオリフィス部分に集光させる集光鏡を備えた赤外
線照射部とを備えている。The ionizer of the present invention has a vacuum housing to be evacuated and an orifice having a small diameter located in the vacuum housing at the tip, and is introduced together with a light carrier gas. A nozzle that ejects a component gas together with a carrier gas from its orifice into a vacuum housing, and an electrode that is provided in the jet flow of the gas ejected from the orifice, is heated to a high temperature by energization, and ionizes the sample component in the jet by surface ionization. Department,
In the vacuum housing, a collector for detecting sample component ions ionized at the electrode portion, and in the vacuum housing, an infrared lamp and a condenser mirror for condensing infrared rays from the infrared lamp to the orifice portion are provided. And an infrared irradiation unit.
【0006】[0006]
【作用】赤外線によりノズルのオリフィス部分を加熱す
るので、金属線ヒータによる加熱のような熱電子の放出
やアルカリイオンの放出といった不都合は生じない。ま
た、金属線ヒータではノズル先端部のみでなく、それ以
外の余分な部分も加熱してしまう不都合が生じるが、赤
外線による加熱では集光鏡によりノズル先端部のみを加
熱することができる。Since the orifice portion of the nozzle is heated by infrared rays, there are no inconveniences such as the emission of thermoelectrons and the release of alkali ions as in the case of heating with a metal wire heater. Further, in the case of the metal wire heater, not only the nozzle tip portion but also an excessive portion other than the nozzle tip portion is heated. However, heating by infrared rays can heat only the nozzle tip portion by the condenser mirror.
【0007】[0007]
【実施例】図1はガスクロマトグラフの検出器などに応
用するのに適した一実施例を表わしたものである。真空
排気口12を経て真空ポンプにより排気される真空ハウ
ジング11内にセラミックなどの耐熱材料からなるノズ
ル1の先端部が突出し、そのノズル先端部には直径が5
0〜100μmの微小径のオリフィス1aが開けられて
いる。ノズル1にはガスクロマトグラフのカラムで分離
された試料成分がキャリアガスのヘリウムなどの軽い気
体とともに送られ、オリフィス1aから真空ハウジング
11内に噴出して超音速ジェット状態となる。真空ハウ
ジング11内には、ノズル1からの噴出ガスの噴流中に
設けられ、噴流の進む方向に対して傾斜した電極部4が
配置されている。電極部4は電極加熱装置9により通電
され、600℃程度の高温になるように制御される。ノ
ズルのオリフィス1aと電極部4の間には、電極部4に
ノズルから噴出したガス状分子が衝突して発生したイオ
ンを受けるように、電極部4方向に傾斜した壁面をもつ
リング状のコレクタ5が配置されている。コレクタ5に
集められたイオンはエレクトロメータ10により電流と
して測定される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an embodiment suitable for application to a gas chromatograph detector and the like. The tip of the nozzle 1 made of a heat-resistant material such as ceramic projects into a vacuum housing 11 that is evacuated by a vacuum pump through the vacuum exhaust port 12, and the nozzle has a diameter of 5 mm.
An orifice 1a having a minute diameter of 0 to 100 μm is opened. The sample component separated by the column of the gas chromatograph is sent to the nozzle 1 together with a light gas such as helium as a carrier gas, and is ejected from the orifice 1a into the vacuum housing 11 to be in a supersonic jet state. In the vacuum housing 11, an electrode portion 4 is provided which is provided in the jet flow of the gas ejected from the nozzle 1 and is inclined with respect to the advancing direction of the jet flow. The electrode unit 4 is energized by the electrode heating device 9 and controlled to have a high temperature of about 600 ° C. A ring-shaped collector having a wall surface inclined in the direction of the electrode portion 4 between the orifice 1a of the nozzle and the electrode portion 4 so as to receive ions generated by collision of the gaseous molecules ejected from the nozzle onto the electrode portion 4. 5 are arranged. The ions collected in the collector 5 are measured as a current by the electrometer 10.
【0008】オリフィス1aのあるノズル先端部2を加
熱するために、オリフィス1aから見て電極部4の後側
に赤外線光源6が配置されており、その赤外線光源6か
らの赤外線をノズル先端部2に集光させるために赤外反
射鏡7が配置されている。赤外反射鏡7で集光されてノ
ズル先端部2に照射された赤外線による加熱を効率化
し、不要な部分が加熱されるのを防ぐために、ノズル先
端部2にはノズル1と同材質の鍔状の受光板3が設けら
れている。ノズル先端部2の温度は受光板3に取りつけ
られた温度センサ13により検出され、その検出信号は
真空ハウジング11の外側に設けられた温度制御信号発
生器14を通して赤外線光源6の通電を制御する赤外電
源部8に導かれ、ノズル先端部2を所定の温度になるよ
うに赤外線加熱が制御される。In order to heat the nozzle tip portion 2 having the orifice 1a, an infrared light source 6 is arranged behind the electrode portion 4 as viewed from the orifice 1a, and the infrared ray from the infrared light source 6 is emitted to the nozzle tip portion 2 from the infrared light source 6. An infrared reflecting mirror 7 is arranged to focus the light on. The nozzle tip 2 is provided with a collar made of the same material as that of the nozzle 1 in order to improve efficiency of heating by infrared rays condensed by the infrared reflecting mirror 7 and applied to the nozzle tip 2 and to prevent unnecessary portions from being heated. A light receiving plate 3 having a shape of a circle is provided. The temperature of the nozzle tip portion 2 is detected by a temperature sensor 13 attached to the light receiving plate 3, and the detection signal is detected by a temperature control signal generator 14 provided outside the vacuum housing 11 to control the energization of the infrared light source 6. Infrared heating is controlled so that the nozzle tip portion 2 is guided to the external power source portion 8 and has a predetermined temperature.
【0009】本実施例においては真空ハウジング11を
排気口12から排気することにより真空排気し、電極加
熱部9により電極部4を所定の高温に維持し、ノズル1
から試料成分をキャリアガスとともに導いてオリフィス
1aから真空ハウジング11内に噴出させる。電極部4
の表面に衝突して生成した試料成分のイオンはコレクタ
5によって集められ、エレクトロメータ10により電流
として測定される。In this embodiment, the vacuum housing 11 is evacuated by evacuating from the exhaust port 12, the electrode heating section 9 maintains the electrode section 4 at a predetermined high temperature, and the nozzle 1
The sample components are introduced together with the carrier gas and ejected from the orifice 1a into the vacuum housing 11. Electrode part 4
The ions of the sample component generated by colliding with the surface of the are collected by the collector 5 and measured as a current by the electrometer 10.
【0010】図1の実施例はガスクロマトグラフの検出
器に適用された例を示しているが、本発明は質量分析計
のイオン源に適用することもできる。また、ノズルから
噴出された試料成分ガスを加熱された電極部に衝突させ
てイオン化させる場合だけでなく、ノズルから噴出させ
た試料成分を基板上に堆積させる物理的薄膜形成装置
や、ノズルから噴出した試料成分ガス間で化学反応を起
こさせる気相反応装置など、ノズルから試料成分を噴出
させることを利用する種々の装置に適用することができ
る。Although the embodiment of FIG. 1 shows an example applied to a detector of a gas chromatograph, the present invention can also be applied to an ion source of a mass spectrometer. Further, not only when the sample component gas ejected from the nozzle collides with the heated electrode portion to be ionized, but also the physical thin film forming device for depositing the sample component ejected from the nozzle on the substrate, and the ejection from the nozzle The present invention can be applied to various devices that utilize jetting of a sample component from a nozzle, such as a gas phase reaction device that causes a chemical reaction between the sample component gases.
【0011】図2はノズル先端部の他の形状を表わした
ものである。(A)は図1のような受光板3を用いない
ノズル形状を表わしたものである。(B)は受光板3を
さらにノズルの先端に設けたものである。FIG. 2 shows another shape of the nozzle tip. (A) shows a nozzle shape without using the light receiving plate 3 as shown in FIG. In (B), the light receiving plate 3 is further provided at the tip of the nozzle.
【0012】[0012]
【発明の効果】本発明では真空装置内で測定に関係のな
い位置に赤外線ヒータを置き、試料成分ガスが噴出され
るノズル先端部を赤外線により局部的に加熱するように
したので、金属抵抗線加熱のような余分な熱電子やイオ
ンの発生がなく、イオン電子流の測定の妨害をすること
がなくなる。赤外線加熱によりノズル先端部を局部的に
加熱することができるので、ノズルから他の部分へ熱が
伝わることによって悪影響を及ぼすのを抑えることがで
きる。According to the present invention, the infrared heater is placed in a position not related to the measurement in the vacuum apparatus, and the tip of the nozzle from which the sample component gas is ejected is locally heated by the infrared rays. There is no generation of extra thermoelectrons or ions, such as heating, and there is no obstruction to the measurement of ion electron flow. Since the tip portion of the nozzle can be locally heated by infrared heating, it is possible to prevent the heat from being transmitted from the nozzle to other portions, which may have an adverse effect.
【図1】一実施例を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment.
【図2】(A),(B)はそれぞれ他の実施例における
ノズル先端部を赤外線ヒータとともに示す断面図であ
る。FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views showing a nozzle tip portion in another embodiment together with an infrared heater.
1 ノズル 1a オリフィス 2 ノズル先端部 3 受光板 4 電極部 5 コレクタ 6 赤外線光源 7 赤外反射鏡 11 真空ハウジング 1 Nozzle 1a Orifice 2 Nozzle tip part 3 Light receiving plate 4 Electrode part 5 Collector 6 Infrared light source 7 Infrared reflecting mirror 11 Vacuum housing
Claims (1)
先端に有し、軽い気体のキャリアガスとともに導かれた
試料成分ガスをキャリアガスとともにそのオリフィスか
ら真空ハウジング内に噴出させるノズルと、 前記オリフィスから噴出されるガスの噴流中に設けら
れ、通電により高温に加熱され、表面電離により噴流中
の試料成分をイオン化する電極部と、 前記真空ハウジング内にあって、前記電極部でイオン化
された試料成分イオンを検出するコレクタと、 前記真空ハウジング内にあって、赤外線ランプ及びその
赤外線ランプからの赤外線を前記オリフィス部分に集光
させる集光鏡を備えた赤外線照射部と、を備えたことを
特徴とするイオン化装置。1. A vacuum housing to be evacuated, and a fine-diameter orifice located in the vacuum housing at the tip, and a sample component gas introduced together with a carrier gas of light gas is evacuated from the orifice together with the carrier gas. A nozzle for ejecting into the housing, an electrode portion provided in the jet flow of the gas ejected from the orifice, heated to a high temperature by energization, and ionizing the sample component in the jet by surface ionization, are provided in the vacuum housing. An infrared ray having a collector for detecting sample component ions ionized at the electrode portion, an infrared lamp in the vacuum housing, and a condenser mirror for condensing the infrared ray from the infrared lamp to the orifice portion. An ionization device comprising: an irradiation unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7158669A JPH08327601A (en) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | Ionization system for sample |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7158669A JPH08327601A (en) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | Ionization system for sample |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08327601A true JPH08327601A (en) | 1996-12-13 |
Family
ID=15676777
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7158669A Pending JPH08327601A (en) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | Ionization system for sample |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08327601A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006329710A (en) * | 2005-05-24 | 2006-12-07 | Univ Of Yamanashi | Ionization method due to collision induction and ionization device |
JP2010165556A (en) * | 2009-01-15 | 2010-07-29 | Nippon Steel Corp | Jet-rempi device for gas analysis |
-
1995
- 1995-05-31 JP JP7158669A patent/JPH08327601A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006329710A (en) * | 2005-05-24 | 2006-12-07 | Univ Of Yamanashi | Ionization method due to collision induction and ionization device |
JP2010165556A (en) * | 2009-01-15 | 2010-07-29 | Nippon Steel Corp | Jet-rempi device for gas analysis |
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