JPH1186778A - イオン化装置 - Google Patents
イオン化装置Info
- Publication number
- JPH1186778A JPH1186778A JP9242269A JP24226997A JPH1186778A JP H1186778 A JPH1186778 A JP H1186778A JP 9242269 A JP9242269 A JP 9242269A JP 24226997 A JP24226997 A JP 24226997A JP H1186778 A JPH1186778 A JP H1186778A
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- electrode
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- ionization
- ion source
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- Pending
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- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 フィラメントの断線による故障の生じないイ
オン化装置を提供する。 【解決手段】金属電極２０に対し電気絶縁体２１を介し
て取り付けたヒータ２２を加熱することで金属電極２０
から熱電子を放出させて試料をイオン化するようにし、
これにより金属電極２０自身には発熱のための電流を流
さないようにすることができるので、応力に耐えうるよ
うな十分な厚み形状の金属電極２０とすることができ
る。
オン化装置を提供する。 【解決手段】金属電極２０に対し電気絶縁体２１を介し
て取り付けたヒータ２２を加熱することで金属電極２０
から熱電子を放出させて試料をイオン化するようにし、
これにより金属電極２０自身には発熱のための電流を流
さないようにすることができるので、応力に耐えうるよ
うな十分な厚み形状の金属電極２０とすることができ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、イオン化装置に関
し、さらに詳しくは質量分析装置のイオン化装置に関す
る。
し、さらに詳しくは質量分析装置のイオン化装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】例えばガスクロマトグラフィ質量分析計
では、ガスクロマトグラフで成分分離された試料ガスを
イオン化装置でイオン化した後、質量分析部に導入して
イオンを質量分離し、試料の定性、定量を行う。このよ
うな試料ガスイオン化のためのイオン化装置にはフィラ
メントの発熱による熱電子放出を利用してイオン化を行
うものが一般的に使用されている。
では、ガスクロマトグラフで成分分離された試料ガスを
イオン化装置でイオン化した後、質量分析部に導入して
イオンを質量分離し、試料の定性、定量を行う。このよ
うな試料ガスイオン化のためのイオン化装置にはフィラ
メントの発熱による熱電子放出を利用してイオン化を行
うものが一般的に使用されている。
【０００３】図１は従来からのフィラメントを用いたイ
オン化装置を示す図である。図は電子衝撃型のイオン化
装置の構成を示すもので、同図において、２はイオン化
室、４はイオン化室２を構成する中空のイオン源ボック
スである。イオン化室２は真空領域１内にて使用され
る。
オン化装置を示す図である。図は電子衝撃型のイオン化
装置の構成を示すもので、同図において、２はイオン化
室、４はイオン化室２を構成する中空のイオン源ボック
スである。イオン化室２は真空領域１内にて使用され
る。
【０００４】このイオン源ボックス４には、試料導入管
６が挿通され、この試料導入管６の軸方向（図中、左右
方向）に沿う試料導入軸Ｌに直交する方向（図中、紙面
に垂直方向）にはイオン出射孔８が形成されており、さ
らに試料導入軸Ｌと直交する方向（図中、上下方向）に
電子ビームの入射孔１０と出射孔１２がそれぞれ形成さ
れている。そして、このイオン源ボックス４の外方に
は、入射孔１０と出射孔１２とを結ぶ軸線上に、熱電子
発生用フィラメント１４とイオン化に寄与する電子を引
き出すとともに電子電流をモニタするためのトラップ電
極１６とが対向配置されている。
６が挿通され、この試料導入管６の軸方向（図中、左右
方向）に沿う試料導入軸Ｌに直交する方向（図中、紙面
に垂直方向）にはイオン出射孔８が形成されており、さ
らに試料導入軸Ｌと直交する方向（図中、上下方向）に
電子ビームの入射孔１０と出射孔１２がそれぞれ形成さ
れている。そして、このイオン源ボックス４の外方に
は、入射孔１０と出射孔１２とを結ぶ軸線上に、熱電子
発生用フィラメント１４とイオン化に寄与する電子を引
き出すとともに電子電流をモニタするためのトラップ電
極１６とが対向配置されている。
【０００５】このような構成のイオン化装置にすること
により、フィラメントに電流を流すことによってフィラ
メントが加熱される。試料導入管６からイオン化室２内
に試料ガスが導入されると、試料ガスが、フィラメント
１４からの熱電子によって衝撃されてイオン化される。
そして生成されたイオンは、イオン出射孔８を通ってイ
オン源ボックス４の外部に引き出され、図示しない収束
レンズによってイオンビームに収束され、図示しない質
量分析部に導かれてここで質量分離される。
により、フィラメントに電流を流すことによってフィラ
メントが加熱される。試料導入管６からイオン化室２内
に試料ガスが導入されると、試料ガスが、フィラメント
１４からの熱電子によって衝撃されてイオン化される。
そして生成されたイオンは、イオン出射孔８を通ってイ
オン源ボックス４の外部に引き出され、図示しない収束
レンズによってイオンビームに収束され、図示しない質
量分析部に導かれてここで質量分離される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来のイオン化装置で
は試料ガスのイオン化のためのフィラメント１４として
リボン状又はコイル状にした金属フィラメントが用いら
れている。即ち、フィラメントは熱電子を放出させるた
めに摂氏２０００度程度まで加熱される必要があり、フ
ィラメントの抵抗を大きくする必要から、フィラメント
の線径を細くしたり、薄いリボン状にしたりしている。
は試料ガスのイオン化のためのフィラメント１４として
リボン状又はコイル状にした金属フィラメントが用いら
れている。即ち、フィラメントは熱電子を放出させるた
めに摂氏２０００度程度まで加熱される必要があり、フ
ィラメントの抵抗を大きくする必要から、フィラメント
の線径を細くしたり、薄いリボン状にしたりしている。
【０００７】しかしながら、様々な物質がイオン源ボッ
クス内に送り込まれるために、その内部表面は被分析物
質、およびその化合物等が付着しやすくフィラメント表
面もこれらの影響を受けて汚れが付着することで、異常
な温度分布・異常な燃焼を起こす可能性があり、リボン
状、コイル状フィラメントでは薄い又は細い形状の金属
を用いているため容易に断線するおそれがあった。
クス内に送り込まれるために、その内部表面は被分析物
質、およびその化合物等が付着しやすくフィラメント表
面もこれらの影響を受けて汚れが付着することで、異常
な温度分布・異常な燃焼を起こす可能性があり、リボン
状、コイル状フィラメントでは薄い又は細い形状の金属
を用いているため容易に断線するおそれがあった。
【０００８】そこで、本発明は、フィラメントの断線に
起因する故障を防止し、長期間安定して使用することが
できるイオン化装置を提供することを目的とする。
起因する故障を防止し、長期間安定して使用することが
できるイオン化装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
になされた本発明のイオン化装置は、金属電極に対し電
気絶縁体を介して取り付けたヒータを加熱することによ
り前記金属電極から熱電子を放出させ、発生した熱電子
をイオン源ボックス内の試料に照射してイオン化させる
ことを特徴とする。
になされた本発明のイオン化装置は、金属電極に対し電
気絶縁体を介して取り付けたヒータを加熱することによ
り前記金属電極から熱電子を放出させ、発生した熱電子
をイオン源ボックス内の試料に照射してイオン化させる
ことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明のイオン化装置では、ヒー
タを加熱するとその熱は電気絶縁体を介して金属電極に
伝導されるため、この金属電極は高温となって電極面か
ら熱電子を放出する。
タを加熱するとその熱は電気絶縁体を介して金属電極に
伝導されるため、この金属電極は高温となって電極面か
ら熱電子を放出する。
【００１１】金属電極はイオン源ボックス内のガスと接
触するが電極表面の汚れに起因する応力が生じても電極
は応力に耐えることができるだけの十分な厚みや形状と
することができる。即ち、金属電極の加熱は別のヒータ
によるので、フィラメントのように電極自身に発熱のた
めの電流を流す必要がない。したがって電極自身を流れ
る電流により熱電子が放出する程度の高温に加熱できる
ように電極自身を細線または薄膜リボン状にする必要が
なく、板状や、径の比較的大きい棒状の電極とすること
ができ、応力に耐えうるだけの厚み（径）・形状とする
ことができるので、断線による問題はなく、熱電子放出
源としての機能は失われない。
触するが電極表面の汚れに起因する応力が生じても電極
は応力に耐えることができるだけの十分な厚みや形状と
することができる。即ち、金属電極の加熱は別のヒータ
によるので、フィラメントのように電極自身に発熱のた
めの電流を流す必要がない。したがって電極自身を流れ
る電流により熱電子が放出する程度の高温に加熱できる
ように電極自身を細線または薄膜リボン状にする必要が
なく、板状や、径の比較的大きい棒状の電極とすること
ができ、応力に耐えうるだけの厚み（径）・形状とする
ことができるので、断線による問題はなく、熱電子放出
源としての機能は失われない。
【００１２】以下、本発明の実施例を図を用いて説明す
る。図２は本発明の一実施例を示すイオン化装置の断面
図である。特に示さない部分は従来例である図１のもの
と同じであるので、説明においては同符号を付すること
により説明を省略する。
る。図２は本発明の一実施例を示すイオン化装置の断面
図である。特に示さない部分は従来例である図１のもの
と同じであるので、説明においては同符号を付すること
により説明を省略する。
【００１３】このイオン源ボックス４には、試料導入管
６が挿通され、この試料導入管６の軸方向（図中、左右
方向）に沿う試料導入軸Ｌに直交する方向（図中、紙面
に垂直方向）にはイオン出射孔８が形成されており、さ
らに試料軸Ｌと直交する方向（図中、上下方向）に電子
ビームの入射孔１０と出射孔１２がそれぞれ形成されて
いる。そして、このイオン源ボックス４の入射孔１０に
対向して熱電子放射用の金属電極２０が設けられてい
る。この熱電子放射用の金属電極２０は平板状であり、
摂氏２０００度程度の加熱の応力に耐えうるような厚み
を持たせるようにしてある。この金属電極２０の表面側
はイオン化室２に面しており、その裏面側には電気絶縁
体平板２１が密着してある。さらに電気絶縁体２１の他
の面側にはヒータ２２が密着するように取り付けられて
おり、ヒータ電源回路２３によりヒータ２２が加熱され
ることにより、電気絶縁体２１を介して金属電極を摂氏
２０００度程度にまで加熱でき、熱電子が放射されるよ
うになっている。
６が挿通され、この試料導入管６の軸方向（図中、左右
方向）に沿う試料導入軸Ｌに直交する方向（図中、紙面
に垂直方向）にはイオン出射孔８が形成されており、さ
らに試料軸Ｌと直交する方向（図中、上下方向）に電子
ビームの入射孔１０と出射孔１２がそれぞれ形成されて
いる。そして、このイオン源ボックス４の入射孔１０に
対向して熱電子放射用の金属電極２０が設けられてい
る。この熱電子放射用の金属電極２０は平板状であり、
摂氏２０００度程度の加熱の応力に耐えうるような厚み
を持たせるようにしてある。この金属電極２０の表面側
はイオン化室２に面しており、その裏面側には電気絶縁
体平板２１が密着してある。さらに電気絶縁体２１の他
の面側にはヒータ２２が密着するように取り付けられて
おり、ヒータ電源回路２３によりヒータ２２が加熱され
ることにより、電気絶縁体２１を介して金属電極を摂氏
２０００度程度にまで加熱でき、熱電子が放射されるよ
うになっている。
【００１４】金属電極２０とトラップ電極１６との間に
は、電子をイオン化室２に引き込むためのイオン化電圧
３０（約７０Ｖ）と、トラップ電極に電子を引き出すた
めのトラップ電圧（約１０Ｖ）が印加されるとともに電
流計３１が接続されている。 また、トラップ電極１６
で捉えられる電流が一定となるように制御回路２４が設
けられる。即ち、トラップ電極１６と金属電極２０との
間の電流が電流計３１によりモニタされ、この電流値信
号が制御回路２４に送られて、トラップ電流が一定とな
るようにヒータ電源回路２３をフィードバック制御し、
ヒータ温度を調節する。
は、電子をイオン化室２に引き込むためのイオン化電圧
３０（約７０Ｖ）と、トラップ電極に電子を引き出すた
めのトラップ電圧（約１０Ｖ）が印加されるとともに電
流計３１が接続されている。 また、トラップ電極１６
で捉えられる電流が一定となるように制御回路２４が設
けられる。即ち、トラップ電極１６と金属電極２０との
間の電流が電流計３１によりモニタされ、この電流値信
号が制御回路２４に送られて、トラップ電流が一定とな
るようにヒータ電源回路２３をフィードバック制御し、
ヒータ温度を調節する。
【００１５】試料導入管６からイオン源ボックス４に導
かれた試料は電子衝撃（ＥＩ）によってイオン化され、
イオン出射孔８からイオン源ボックスの外に引き出され
る。
かれた試料は電子衝撃（ＥＩ）によってイオン化され、
イオン出射孔８からイオン源ボックスの外に引き出され
る。
【００１６】ここで、試料導入管６から試料が導入され
イオン化する過程を通じて金属電極２０部分は直接的に
試料の雰囲気にさらされ、表面に付着した物質や雰囲気
によって金属電極２０に応力が生じる。しかし、金属電
極２０は、応力に耐えうるような十分な厚みを持たして
あるので、割れたりすることなくその機能を維持する。
イオン化する過程を通じて金属電極２０部分は直接的に
試料の雰囲気にさらされ、表面に付着した物質や雰囲気
によって金属電極２０に応力が生じる。しかし、金属電
極２０は、応力に耐えうるような十分な厚みを持たして
あるので、割れたりすることなくその機能を維持する。
【００１７】本実施例では、金属電極２０は平板状とし
たが、これに限らず、例えば棒状であってもよい。即
ち、金属電極２０自体はフィラメントのように加熱のた
めの電流が流されることがないので、太くすることがで
きる。したがって、応力に耐えうる径の棒状体とするこ
ともできる。具体的には、１ｍｍ程度以上の径を有する
棒状体の金属電極とすれば摂氏２０００度程度の加熱に
も十分に耐えることができる。なお、棒状体の電極の場
合は、棒状体の表面の半分をイオン化室に対向させ、他
の半分を電気絶縁体に密着させることにより平板の実施
例と同様に熱電子放出機能を発揮することができる。さ
らには、１ｍｍ以上の径を有する棒状金属電極を網目状
電極形状等にしてもよい。要するに、応力に十分に耐え
うる厚み形状を有する金属電極にすれば、これを電気絶
縁体を介して別のヒータにより加熱することにより、本
発明の効果を得ることができる。
たが、これに限らず、例えば棒状であってもよい。即
ち、金属電極２０自体はフィラメントのように加熱のた
めの電流が流されることがないので、太くすることがで
きる。したがって、応力に耐えうる径の棒状体とするこ
ともできる。具体的には、１ｍｍ程度以上の径を有する
棒状体の金属電極とすれば摂氏２０００度程度の加熱に
も十分に耐えることができる。なお、棒状体の電極の場
合は、棒状体の表面の半分をイオン化室に対向させ、他
の半分を電気絶縁体に密着させることにより平板の実施
例と同様に熱電子放出機能を発揮することができる。さ
らには、１ｍｍ以上の径を有する棒状金属電極を網目状
電極形状等にしてもよい。要するに、応力に十分に耐え
うる厚み形状を有する金属電極にすれば、これを電気絶
縁体を介して別のヒータにより加熱することにより、本
発明の効果を得ることができる。
【００１８】以下、本発明の実施態様をまとめる。 （１）平板状金属電極に対し電気絶縁体を介して取り付
けたヒータを加熱することにより前記金属電極から熱電
子を放出させ、発生した熱電子をイオン源ボックス内の
試料に照射してイオン化させるイオン化装置。
けたヒータを加熱することにより前記金属電極から熱電
子を放出させ、発生した熱電子をイオン源ボックス内の
試料に照射してイオン化させるイオン化装置。
【００１９】（２）１ｍｍ以上の径を有する棒状金属電
極に対し電気絶縁体を介して取り付けたヒータを加熱す
ることにより前記金属電極から熱電子を放出させ、発生
した熱電子をイオン源ボックス内の試料に照射してイオ
ン化させるイオン化装置。
極に対し電気絶縁体を介して取り付けたヒータを加熱す
ることにより前記金属電極から熱電子を放出させ、発生
した熱電子をイオン源ボックス内の試料に照射してイオ
ン化させるイオン化装置。
【００２０】
【発明の効果】以上、説明したように本発明のイオン化
装置では、金属電極に対し電気絶縁体を介して取り付け
たヒータを加熱することにより金属電極から熱電子を放
出させるようにしたので、金属電極は応力に耐えうる十
分な厚み・形状とすることができる。それゆえ、フィラ
メントで問題となる断線により熱電子放出ができなくな
る故障を防止することができ、長期間安定した使用が可
能となる。また、熱電子放射電極部分とヒータ部分とを
分離しているので、各々に効率的な材料・形状を選択す
ることができる。また、電極の電気回路と、ヒータの電
気回路とを分離できるので、両者の回路設計の自由度を
高めることができる。
装置では、金属電極に対し電気絶縁体を介して取り付け
たヒータを加熱することにより金属電極から熱電子を放
出させるようにしたので、金属電極は応力に耐えうる十
分な厚み・形状とすることができる。それゆえ、フィラ
メントで問題となる断線により熱電子放出ができなくな
る故障を防止することができ、長期間安定した使用が可
能となる。また、熱電子放射電極部分とヒータ部分とを
分離しているので、各々に効率的な材料・形状を選択す
ることができる。また、電極の電気回路と、ヒータの電
気回路とを分離できるので、両者の回路設計の自由度を
高めることができる。
【図１】従来からのイオン化装置の断面構成図（電子衝
撃型イオン化装置）。
撃型イオン化装置）。
【図２】本発明の一実施例であるイオン化装置の断面構
成図。
成図。
２：イオン化室 ４：イオン源ボックス ６：試料導入管 ８：イオン出射孔 １０：電子入射孔 １２：電子出射孔 ２０：金属電極 ２１：電気絶縁体 ２２：ヒータ ２３：ヒータ電源回路 ２４：制御回路
Claims (1)
- 【請求項１】金属電極に対し電気絶縁体を介して取り付
けたヒータを加熱することにより前記金属電極から熱電
子を放出させ、発生した熱電子をイオン源ボックス内の
試料に照射してイオン化させるイオン化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9242269A JPH1186778A (ja) | 1997-09-08 | 1997-09-08 | イオン化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9242269A JPH1186778A (ja) | 1997-09-08 | 1997-09-08 | イオン化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1186778A true JPH1186778A (ja) | 1999-03-30 |
Family
ID=17086758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9242269A Pending JPH1186778A (ja) | 1997-09-08 | 1997-09-08 | イオン化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1186778A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7064491B2 (en) | 2000-11-30 | 2006-06-20 | Semequip, Inc. | Ion implantation system and control method |
| WO2007102225A1 (ja) * | 2006-03-09 | 2007-09-13 | Shimadzu Corporation | 質量分析装置 |
| US7550719B2 (en) | 2006-02-24 | 2009-06-23 | Shimadzu Corporation | Electron beam source device available for detecting life span of filament |
| CN109297397A (zh) * | 2018-10-25 | 2019-02-01 | 中国电子产品可靠性与环境试验研究所（（工业和信息化部电子第五研究所）（中国赛宝实验室）） | 静电换能器可动电极的厚度测量方法、装置以及系统 |
-
1997
- 1997-09-08 JP JP9242269A patent/JPH1186778A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7064491B2 (en) | 2000-11-30 | 2006-06-20 | Semequip, Inc. | Ion implantation system and control method |
| US7394202B2 (en) | 2000-11-30 | 2008-07-01 | Semequip, Inc. | Ion implantation system and control method |
| US7528550B2 (en) | 2000-11-30 | 2009-05-05 | Semequip, Inc. | Ion implantation system and control method |
| US7609003B2 (en) | 2000-11-30 | 2009-10-27 | Semequip, Inc. | Ion implantation system and control method |
| US7550719B2 (en) | 2006-02-24 | 2009-06-23 | Shimadzu Corporation | Electron beam source device available for detecting life span of filament |
| WO2007102225A1 (ja) * | 2006-03-09 | 2007-09-13 | Shimadzu Corporation | 質量分析装置 |
| CN109297397A (zh) * | 2018-10-25 | 2019-02-01 | 中国电子产品可靠性与环境试验研究所（（工业和信息化部电子第五研究所）（中国赛宝实验室）） | 静电换能器可动电极的厚度测量方法、装置以及系统 |
| CN109297397B (zh) * | 2018-10-25 | 2020-07-31 | 中国电子产品可靠性与环境试验研究所（（工业和信息化部电子第五研究所）（中国赛宝实验室）） | 静电换能器可动电极的厚度测量方法、装置以及系统 |
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