JPS58154155A - 質量分析装置 - Google Patents
質量分析装置Info
- Publication number
- JPS58154155A JPS58154155A JP57037636A JP3763682A JPS58154155A JP S58154155 A JPS58154155 A JP S58154155A JP 57037636 A JP57037636 A JP 57037636A JP 3763682 A JP3763682 A JP 3763682A JP S58154155 A JPS58154155 A JP S58154155A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- microdetector
- spectrum
- ions
- line
- detection elements
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/02—Details
- H01J49/025—Detectors specially adapted to particle spectrometers
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は感度とSN比を向上させることのできる質最分
析装置に関する。
析装置に関する。
乾板を使用しない掃引型の質饅分析装置では、第1図に
示す様に電場E及び磁場Mから成る質量分析系の後方の
二重収束点Oに単一のコレクタCを配置し、該分析系を
掃引することにより該コレクタに入射するイオンの質量
数を掃引し、スペクトル信号を得ている。かかる質量分
析装置では、検出部に^利得の電子増倍管を用いること
により感度を高めることができるが、SN比の関係で限
界があり、現在以上に感度を高めることは困難である。
示す様に電場E及び磁場Mから成る質量分析系の後方の
二重収束点Oに単一のコレクタCを配置し、該分析系を
掃引することにより該コレクタに入射するイオンの質量
数を掃引し、スペクトル信号を得ている。かかる質量分
析装置では、検出部に^利得の電子増倍管を用いること
により感度を高めることができるが、SN比の関係で限
界があり、現在以上に感度を高めることは困難である。
ところで、この様な捧引型賀−分析VR@では、イオン
源において発生した全イオンのうちコレクタに入射して
いる特定の質量数のイオン以外は捨て去っており、イオ
ン源から発生したイオンの利用効率換言すればイオン源
から発生した情報の利用効率は極めて悪い。
源において発生した全イオンのうちコレクタに入射して
いる特定の質量数のイオン以外は捨て去っており、イオ
ン源から発生したイオンの利用効率換言すればイオン源
から発生した情報の利用効率は極めて悪い。
本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、空間分解
能を有する微小検出器列をイオンビームの収束点位置に
配置して、ある質量数範囲のイオンを同時に検出するこ
とによりイオンの利用効率を向にさせると共に、分析系
による質量数掃引に同期して微小検出器列から得られる
検出信号を積算することによりSN比及び感瓜を向上さ
せることのできる質量分析装置を提供することを目的と
している。以下図面を用いて本発明を詳説する。
能を有する微小検出器列をイオンビームの収束点位置に
配置して、ある質量数範囲のイオンを同時に検出するこ
とによりイオンの利用効率を向にさせると共に、分析系
による質量数掃引に同期して微小検出器列から得られる
検出信号を積算することによりSN比及び感瓜を向上さ
せることのできる質量分析装置を提供することを目的と
している。以下図面を用いて本発明を詳説する。
掃引型の質量分析装置では前述の如く二重収束点Oに単
一の]レクタを配置しているが、該点Oの極く近傍であ
れば実質的に二重収束条件を満足しているとみなすこと
ができる。その様な二重収束範囲は最も広く昔及してい
る質量分析装置の規模でみれば2〜30++n程度であ
り、その範囲ではイオンがスペクトルとして展開され結
像されている。従ってその点Oを中心として空間分解能
を有する微小検出器列1−を第2図(a)に示す様に配
Wすれば、その上に展開されるスペクトルSを同時に検
出することができる―しかも、このスペクトルSは質量
数掃引に伴なって微小検出器列り上を同図(b )に示
す様に移動するので、例えば各ピークが微小検出器列上
を端から端まで移動するあいだ、各ピークについて移動
を考慮して積算を行えば、得られるスペクトル信号のS
N比は改善され感度を^めることができる。
一の]レクタを配置しているが、該点Oの極く近傍であ
れば実質的に二重収束条件を満足しているとみなすこと
ができる。その様な二重収束範囲は最も広く昔及してい
る質量分析装置の規模でみれば2〜30++n程度であ
り、その範囲ではイオンがスペクトルとして展開され結
像されている。従ってその点Oを中心として空間分解能
を有する微小検出器列1−を第2図(a)に示す様に配
Wすれば、その上に展開されるスペクトルSを同時に検
出することができる―しかも、このスペクトルSは質量
数掃引に伴なって微小検出器列り上を同図(b )に示
す様に移動するので、例えば各ピークが微小検出器列上
を端から端まで移動するあいだ、各ピークについて移動
を考慮して積算を行えば、得られるスペクトル信号のS
N比は改善され感度を^めることができる。
第3図はこの様な考え方に基づく本発明の一実施例の構
成を示し、図中1はイオン源である。該イオン源1から
発生した試料イオン2は電極3゜3′間に形成される電
場E及び磁石4内に形成される磁IMから成る二重収束
質量分析系により質饅−電萄比に応じて分散される。5
は該分析系のスペクトル展開面に沿って配置されたチャ
ンネルプレートである。イオンの入射によりチャンネル
プレートを構成する微小径の各電子増倍管に発生した2
次電子は各増倍管の増倍作用により104乃至106倍
に個々に増幅された後、チャンネルプレートの後方に配
置された微小検出器列6へ入射する。 1゜ 該微小検出器列6は多数の微小検出素子と各検出素子に
接続されるコンデンサを備え、各検出素子は絶縁基板上
に微小間隔をおいてスペクトル展開り向に一列に並べら
れている。そして各検出素子に入射しコンデンサに蓄え
られた電荷は読出し制御回路7によって順次くり返し読
み出され、A−Dll換器8を介してメモリ9への書き
込み及び積算処理を行うコンピュータ10へ送られる。
成を示し、図中1はイオン源である。該イオン源1から
発生した試料イオン2は電極3゜3′間に形成される電
場E及び磁石4内に形成される磁IMから成る二重収束
質量分析系により質饅−電萄比に応じて分散される。5
は該分析系のスペクトル展開面に沿って配置されたチャ
ンネルプレートである。イオンの入射によりチャンネル
プレートを構成する微小径の各電子増倍管に発生した2
次電子は各増倍管の増倍作用により104乃至106倍
に個々に増幅された後、チャンネルプレートの後方に配
置された微小検出器列6へ入射する。 1゜ 該微小検出器列6は多数の微小検出素子と各検出素子に
接続されるコンデンサを備え、各検出素子は絶縁基板上
に微小間隔をおいてスペクトル展開り向に一列に並べら
れている。そして各検出素子に入射しコンデンサに蓄え
られた電荷は読出し制御回路7によって順次くり返し読
み出され、A−Dll換器8を介してメモリ9への書き
込み及び積算処理を行うコンピュータ10へ送られる。
11は前記磁場内に配置されたホール素子等の磁場検出
器ト1からの磁場強度信号りに基づいて磁場を制御する
回路である。該磁場制御回路11は又、測定R’R引回
路12から送られる掃引信号に応じて磁場強度を掃引す
る。
器ト1からの磁場強度信号りに基づいて磁場を制御する
回路である。該磁場制御回路11は又、測定R’R引回
路12から送られる掃引信号に応じて磁場強度を掃引す
る。
13は上記磁場強度信号りが予め定められた電圧幅変化
するたびにり0ツクパルスを発生する磁場変化検出回路
で、該クロックパルスはカウンタ14へ送られてカウン
トされる。前記読出し制御回路7は読出し中の素子番号
を示す読出し位置信号nを発生し、該位置信号nは加算
器15において上記カウンタ14のカウント値Nと加算
される。
するたびにり0ツクパルスを発生する磁場変化検出回路
で、該クロックパルスはカウンタ14へ送られてカウン
トされる。前記読出し制御回路7は読出し中の素子番号
を示す読出し位置信号nを発生し、該位置信号nは加算
器15において上記カウンタ14のカウント値Nと加算
される。
コンビ1−タ10は該加算器15の出力値をアトレース
信号としてメモリ9内の所定遁地へ前記読出し制御回路
7から送られて来る検出信号を積算する。
信号としてメモリ9内の所定遁地へ前記読出し制御回路
7から送られて来る検出信号を積算する。
上述の如き構成において、チャンネルプレート5はイオ
ンを電子に変換して増幅するだけのものであるので、実
質的には第2図と同様に微小検出器列6がスペクトル展
開面に沿って配置されているものとみなすことができる
。
ンを電子に変換して増幅するだけのものであるので、実
質的には第2図と同様に微小検出器列6がスペクトル展
開面に沿って配置されているものとみなすことができる
。
今、微小検出器列6が第4図(a )に示す様にD1〜
DSI2の512個の検出素子から構成されており、そ
の上をスペクトルが磁場掃引に伴なって右から左へ掃引
されるものとする。読出し制御回路7は該微小検出器列
6のDlから順にD512まで例えばI msの周期
でくり返し検出信号を読み出すと同時に、その時読出し
ている検出素子の番号nを読出し位置信号として出力す
る。そしてコンピュータ10のメモリ9には検出器列上
に展開され掃引されるスペクトルの始まりから終りまで
を検出素子1個の幅で区分してIIJt!I付けしたス
ペクトル記憶領域が確保されている。
DSI2の512個の検出素子から構成されており、そ
の上をスペクトルが磁場掃引に伴なって右から左へ掃引
されるものとする。読出し制御回路7は該微小検出器列
6のDlから順にD512まで例えばI msの周期
でくり返し検出信号を読み出すと同時に、その時読出し
ている検出素子の番号nを読出し位置信号として出力す
る。そしてコンピュータ10のメモリ9には検出器列上
に展開され掃引されるスペクトルの始まりから終りまで
を検出素子1個の幅で区分してIIJt!I付けしたス
ペクトル記憶領域が確保されている。
ここで、ある時刻11に検出索子051□の上に存在す
るピークP1について考える。備引回路12によってP
lが1素子に1 ■Sかけて微小検出器列6上を移動す
るとすれば、P+は第4図(b)〜(Q )に示す様に
、j++11sにD租い上、t++218に051o上
、・・・・・・、t 1+509 msに1”)3 h
、 t I+510 msにD2上、j++511
msにDl上に移動し、それ以後は微小検出器列6から
外れるため検出されなくなる。この時、磁場検出回路1
3は磁場強度信号りを監視し、スペクトルが検出系子1
つ分だけ移動するのに対応したhの変′化毎にクロック
パルスを発生し、そのパルス数はカウンタ14によって
カウントされている。
るピークP1について考える。備引回路12によってP
lが1素子に1 ■Sかけて微小検出器列6上を移動す
るとすれば、P+は第4図(b)〜(Q )に示す様に
、j++11sにD租い上、t++218に051o上
、・・・・・・、t 1+509 msに1”)3 h
、 t I+510 msにD2上、j++511
msにDl上に移動し、それ以後は微小検出器列6から
外れるため検出されなくなる。この時、磁場検出回路1
3は磁場強度信号りを監視し、スペクトルが検出系子1
つ分だけ移動するのに対応したhの変′化毎にクロック
パルスを発生し、そのパルス数はカウンタ14によって
カウントされている。
今、時刻tlにおけるカウンタ14のカウント値Nが1
00であったとすれば、Plを検出したDS12の検出
信号は、読出し位置信号rl=512とN=100を加
えた加算器15の出力値612に従ってメモリ9内の6
12番地に記憶される。そ1:1 してt、+l 議Sの時刻における次の読出しの際に
は、PlはD”illの上へ移動してしまうが(第4図
(C”) )、この時のカウンタ14のカウント値なっ
ており、従ってPlを検出したD (n=511)の
検出信号が612番地へ送られ、先に格納されている時
刻t1における検出信号に加算される。更に、時刻t
1+2 ms (第4図(d))にはN=102となり
、D (n=510)の−Fへ移動して検出されたP
lの検出信号が612番地へ送られて加締され、以下全
く同様に時刻tl+511+++SにN=611となり
、左端のDl<11=1>の土へPlが移動するまで、
各検出素子により検出されたP+の検出信号はメモリ9
の612番地へ積算されることになる。そして以後はN
が612以上になるので612番地には検出信号は積算
されない。この612番地に得られた検出信号は上述の
如<Ptが微小検出器列6の端から端まで移動する間積
韓したものとなるので、) SN比の改善されたものになることは言うまでもない。
00であったとすれば、Plを検出したDS12の検出
信号は、読出し位置信号rl=512とN=100を加
えた加算器15の出力値612に従ってメモリ9内の6
12番地に記憶される。そ1:1 してt、+l 議Sの時刻における次の読出しの際に
は、PlはD”illの上へ移動してしまうが(第4図
(C”) )、この時のカウンタ14のカウント値なっ
ており、従ってPlを検出したD (n=511)の
検出信号が612番地へ送られ、先に格納されている時
刻t1における検出信号に加算される。更に、時刻t
1+2 ms (第4図(d))にはN=102となり
、D (n=510)の−Fへ移動して検出されたP
lの検出信号が612番地へ送られて加締され、以下全
く同様に時刻tl+511+++SにN=611となり
、左端のDl<11=1>の土へPlが移動するまで、
各検出素子により検出されたP+の検出信号はメモリ9
の612番地へ積算されることになる。そして以後はN
が612以上になるので612番地には検出信号は積算
されない。この612番地に得られた検出信号は上述の
如<Ptが微小検出器列6の端から端まで移動する間積
韓したものとなるので、) SN比の改善されたものになることは言うまでもない。
Plの隣のピークP2は第4図(C)に示される様にj
++118の時刻に初めてD112 (n = 512
)によって検出され、その時のカウント値Nは101で
あるのでN+n=613となり613番地に格納され、
Plと同様に微小検出器列6上にある間該613番地に
積算される。Pgに続く他のピークも全く同様に613
1地以降に積算される。
++118の時刻に初めてD112 (n = 512
)によって検出され、その時のカウント値Nは101で
あるのでN+n=613となり613番地に格納され、
Plと同様に微小検出器列6上にある間該613番地に
積算される。Pgに続く他のピークも全く同様に613
1地以降に積算される。
この様に、分析系によって展開されるスペクトルは微小
検出器列6の端(Dh+z )から端(Dl)まで移動
する闇、メ・モリ9のスペクトルの始まりから終りまで
を検出素子1個の幅で区分して番地付けしたスペクトル
記憶領域内のカウント値へと読出し位置信号nの加算値
で指定された番地へ積算されるため、線引後メモリ内に
得られるスペクトルはSN比が向上し、小さなピークで
も明確に識別することができる。
検出器列6の端(Dh+z )から端(Dl)まで移動
する闇、メ・モリ9のスペクトルの始まりから終りまで
を検出素子1個の幅で区分して番地付けしたスペクトル
記憶領域内のカウント値へと読出し位置信号nの加算値
で指定された番地へ積算されるため、線引後メモリ内に
得られるスペクトルはSN比が向上し、小さなピークで
も明確に識別することができる。
尚、メモリのスペクトル記憶領域内の各番地はスペクト
ルの横軸即ち質量数に対応するわけであり、各番地と質
量数を対応させた変換テーブルを作成し配憶しておけば
、メモリか−らスペクトルを読出して表示する際、質量
数との対応を容易につけることができる。
ルの横軸即ち質量数に対応するわけであり、各番地と質
量数を対応させた変換テーブルを作成し配憶しておけば
、メモリか−らスペクトルを読出して表示する際、質量
数との対応を容易につけることができる。
ところで、上記実施例において読み出された検出信号が
積算される番地を調べるi、*引開始即ちN=0で11
地から512番地、N=1で21地から513番地、N
−2で3番地から514番地、・・・・・・、N=51
1で5T′2番地から1023023番地512で51
3番地から1024024番地・・・・と、実際に積算
処理が行われているのは常に512個の番地だけである
のに全スペクトルをカバーする沢山の番地が必要であり
、記憶容量もそれだけ大きくなっている。そこで、加算
器15の出力輪から512×議、(+aは正の整数)を
差引く回路を設け、コンピュータ10へ送られるアドレ
ス信号が1〜512の範囲に常に収まる様にすれば、上
記実施例ではN=1において513番地に送られた検出
信号は1番地へ送られ、N=2において513番地と5
14番地へ送られた検出信号は夫々1番地と21地へ送
られて加締されることになり、1番地から512番地ま
での記憶容量だけで積算が可能となる。ただし、このや
り方では同一番地をスペクトル上の異なる部位の積篩に
くり返し使用するので、1つのピークについて512回
の積粋が済んだら、次の部位の検出信号が送られて来る
前に積算値を読出してその番地をクリアすると共に、該
積粋値を表示装置へ送って表示してしまうか、他の記憶
手段へ格納する必要があることは言うまでもない。この
場合、番地と質暴数が一対−に対応しなくなるので、前
述した変換テーブルも前記質量数の値に応じて変える必
要がある。
積算される番地を調べるi、*引開始即ちN=0で11
地から512番地、N=1で21地から513番地、N
−2で3番地から514番地、・・・・・・、N=51
1で5T′2番地から1023023番地512で51
3番地から1024024番地・・・・と、実際に積算
処理が行われているのは常に512個の番地だけである
のに全スペクトルをカバーする沢山の番地が必要であり
、記憶容量もそれだけ大きくなっている。そこで、加算
器15の出力輪から512×議、(+aは正の整数)を
差引く回路を設け、コンピュータ10へ送られるアドレ
ス信号が1〜512の範囲に常に収まる様にすれば、上
記実施例ではN=1において513番地に送られた検出
信号は1番地へ送られ、N=2において513番地と5
14番地へ送られた検出信号は夫々1番地と21地へ送
られて加締されることになり、1番地から512番地ま
での記憶容量だけで積算が可能となる。ただし、このや
り方では同一番地をスペクトル上の異なる部位の積篩に
くり返し使用するので、1つのピークについて512回
の積粋が済んだら、次の部位の検出信号が送られて来る
前に積算値を読出してその番地をクリアすると共に、該
積粋値を表示装置へ送って表示してしまうか、他の記憶
手段へ格納する必要があることは言うまでもない。この
場合、番地と質暴数が一対−に対応しなくなるので、前
述した変換テーブルも前記質量数の値に応じて変える必
要がある。
尚、読出し制御回路7による1回の読出しは、読出しC
いる間にピークが隣の検出素子へ移動しないように^速
度で行う必要がある。
いる間にピークが隣の検出素子へ移動しないように^速
度で行う必要がある。
以上詳述した如く、本発明によればイオン源から発生し
たイオンの利用効率が上昇し、しかもスペクトルピーク
が検出器列の端から端まで移動する間積梼することがで
きるので、SN比が向上す□・:1: ると共に感度の向上も図ることができる。
たイオンの利用効率が上昇し、しかもスペクトルピーク
が検出器列の端から端まで移動する間積梼することがで
きるので、SN比が向上す□・:1: ると共に感度の向上も図ることができる。
第1図は婦引型賀−分析@画の基本構成を示す第3図は
本発明の一実施例の構成を示す図、第4図はその動作を
説明するための図である。 1:イオン源、3.3−:電極、4:磁石、5:チャン
ネルプレート、6:微小検出器列、7:読出し制御回路
、9:メモリ、10:コンピュータ、11:磁場制御回
路、12:俸引回路、13:磁場変化検出回路、14:
カウンタ、15:加算器。 [・□″11 特許出願人 日本電子株式会社 代表者 加勢忠雄
本発明の一実施例の構成を示す図、第4図はその動作を
説明するための図である。 1:イオン源、3.3−:電極、4:磁石、5:チャン
ネルプレート、6:微小検出器列、7:読出し制御回路
、9:メモリ、10:コンピュータ、11:磁場制御回
路、12:俸引回路、13:磁場変化検出回路、14:
カウンタ、15:加算器。 [・□″11 特許出願人 日本電子株式会社 代表者 加勢忠雄
Claims (1)
- イオン源と、該イオン源で生成されたイオンを質量スペ
クトルとして展開するための手段と、スペクトルの展開
面に沿って配置された空間分解能を有する微小検出器列
と、該微小検出器列上でスペクトルを掃引するための手
段と、該微小検出器列上でスペクトルが微小検出器1個
分移動する毎に歩進されるカウンタと、上記スペクトル
信号よりも速い繕引速度で上記微小検出器列から検出信
号を順次くり返し読み出す手段と、該読出し手段によっ
て読み出されている検出器の位置を示す位置信号を発生
する手段と、読み出された各微小検出器からの検出信号
を該位置信号と上記カウンタのカウント値の加粋値に対
応したアドレスの記憶番地へ積算する記憶演算手段とを
備えたことを特徴とする質−分析装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57037636A JPS58154155A (ja) | 1982-03-10 | 1982-03-10 | 質量分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57037636A JPS58154155A (ja) | 1982-03-10 | 1982-03-10 | 質量分析装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58154155A true JPS58154155A (ja) | 1983-09-13 |
Family
ID=12503125
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57037636A Pending JPS58154155A (ja) | 1982-03-10 | 1982-03-10 | 質量分析装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58154155A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3710935A1 (de) * | 1986-04-23 | 1987-10-29 | Finnigan Mat Gmbh | Verfahren zum betrieb eines massenspektrometers sowie massenspektrometer zur durchfuehrung des verfahrens |
-
1982
- 1982-03-10 JP JP57037636A patent/JPS58154155A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3710935A1 (de) * | 1986-04-23 | 1987-10-29 | Finnigan Mat Gmbh | Verfahren zum betrieb eines massenspektrometers sowie massenspektrometer zur durchfuehrung des verfahrens |
DE3710935C2 (de) * | 1986-04-23 | 1994-08-18 | Finnigan Mat Gmbh | Verfahren zum Betrieb eines Massenspektrometers sowie Massenspektrometer zur Durchführung des Verfahrens |
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