JPS60138453A - Mass spectrometer - Google Patents
Mass spectrometerInfo
- Publication number
- JPS60138453A JPS60138453A JP58244570A JP24457083A JPS60138453A JP S60138453 A JPS60138453 A JP S60138453A JP 58244570 A JP58244570 A JP 58244570A JP 24457083 A JP24457083 A JP 24457083A JP S60138453 A JPS60138453 A JP S60138453A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- ion current
- main body
- detected
- valve
- 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
- H01J49/04—Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/02—Details
- H01J49/022—Circuit arrangements, e.g. for generating deviation currents or voltages ; Components associated with high voltage supply
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は高精度な質量分析を行い得る質量分析装置に関
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a mass spectrometer capable of performing highly accurate mass spectrometry.
近時、各種ガス成分の濃度を長時間に亘って連続的に計
測すべきニーズが高まってきている。Recently, there has been an increasing need to continuously measure the concentration of various gas components over a long period of time.
例えば工業技術分野では、半導体材料の表面分析や界囲
気ガスの成分分析等に大きな役割りを果し、また医療分
野では、手術直後の患者呼吸ガス成分濃度の測定による
体謝機能の監視等において、その重要性が認められてい
る。For example, in the field of industrial technology, it plays a major role in surface analysis of semiconductor materials and component analysis of ambient gas, and in the medical field, it is used to monitor metabolic functions by measuring the concentration of respiratory gas components of patients immediately after surgery. , its importance is recognized.
このような測定を行うべく、従来一般に第1図に示す如
き質量分析装置が用いられている。To perform such measurements, a mass spectrometer as shown in FIG. 1 has conventionally been used.
この質量分析装置は、導入チューブ1よシ導入される試
料ガス、またはデンベ2より与えられる較正ガスを三方
弁3を介して選択的に分析装置本体4に供給し、この装
置本体4の出力を処理回路5を介して検出する構成を有
する。装置本体4は、導入ガスを熱電子衝撃によってイ
オン化するイオン源6、このイオン・ビームラ入射子る
分析管7、上記イオン・ビームをそのイオンの質量電荷
比(rye)に応じて偏向する磁場を形成した磁石部8
、そして上記偏向分離されたイオンを検出する1つまた
は複ハのコレクタ9によって構成される。This mass spectrometer selectively supplies a sample gas introduced through an introduction tube 1 or a calibration gas given from a container 2 to an analyzer main body 4 via a three-way valve 3, and outputs the analyzer main body 4. It has a configuration in which detection is performed via a processing circuit 5. The apparatus main body 4 includes an ion source 6 that ionizes the introduced gas by thermionic bombardment, an analysis tube 7 in which the ion beam is injected, and a magnetic field that deflects the ion beam according to the mass-to-charge ratio (rye) of the ions. Formed magnet part 8
, and one or multiple collectors 9 for detecting the deflected and separated ions.
しかして、この装置によれば、導入ガスをイオン化して
発生されたイオンビ−ムが前記−v’eに応じて、その
成分毎に分離されることから、そのイオン電流を検出す
ることによって前記導入ガスの質量分析を効果的に行う
ことが可能となる。According to this device, the ion beam generated by ionizing the introduced gas is separated into its components according to the -v'e. It becomes possible to effectively perform mass spectrometry of the introduced gas.
ところで、上述した装置を長時間に亘って稼動した場合
、前記イオン源6のイオン化効率や、処理回路5におけ
る増幅感度に時間的変動が生じ易い。そこで、例えば所
定時間の経過毎に、前記三方弁3を一切替えて、試料ガ
スに代えてゲンペ2から既知濃度の較正ガスを導入して
同様なイオン電流検出を行い、この情報を以って前記イ
オン化効率や増幅感度等の較正が行われている。然し乍
ら、このような較正法だけでは、前記分析管7内におけ
る残留ガス成分の悪影響や、処理回路5内の増幅器が持
つオフセット等の悪影響を較正することができなかった
。つまシ、既知濃度の較正ガスについて、そのイオン電
流をめたとしても、その枦度とイオン電流との関係が得
られるだけなので、前述した残留ガス成分の影響やオフ
セットによる感度変化等の実体を知ることができず、結
局上記既知f度近傍以外における検出精度の向上が望め
なかった。By the way, when the above-mentioned apparatus is operated for a long time, the ionization efficiency of the ion source 6 and the amplification sensitivity of the processing circuit 5 tend to fluctuate over time. Therefore, for example, every time a predetermined period of time elapses, the three-way valve 3 is completely replaced, a calibration gas of a known concentration is introduced from the Genpe 2 instead of the sample gas, and similar ion current detection is performed. Calibration of the ionization efficiency, amplification sensitivity, etc. is performed. However, with only such a calibration method, it has not been possible to calibrate the adverse effects of the residual gas components in the analysis tube 7 and the offset of the amplifier in the processing circuit 5. Finally, even if we calculate the ion current of a calibration gas with a known concentration, we can only obtain the relationship between its consistency and ion current, so it is difficult to calculate the effects of residual gas components and sensitivity changes due to offset, etc. as mentioned above. As a result, it was not possible to improve the detection accuracy in areas other than the vicinity of the known f degrees.
本発明はこのような事情を青嵐してなされたもので、そ
の目的とするところは、残留ガスノイズやオフセットノ
イズ等を除去して常に粗度の高い質量分析を可能とする
実用性の高い質量分析装置を提供することにちる。The present invention was developed in light of these circumstances, and its purpose is to provide a highly practical mass spectrometer that eliminates residual gas noise, offset noise, etc., and enables mass spectrometry with a high degree of roughness at all times. We will provide the equipment.
本発明は、分析装置本体へのガス導入を阻止する手段を
設けると共に、このガス導入阻止時における上記分析装
置本体による検出イオン電流の保持手段を設け、前記分
析装置本体へのガス導入時に検出されるイオン電流から
上記保持検出イオン電流を減算し、この減算出力を以り
て尋人ガスの質量分析値r得るようにしたものである。The present invention provides a means for preventing the introduction of gas into the analyzer main body, and a means for holding the detected ion current by the analyzer main body when gas introduction is blocked, so that the ion current detected when the gas is introduced into the analyzer main body is provided. The retained detection ion current is subtracted from the ion current, and the mass spectrometry value r of the human gas is obtained using the subtracted output.
かくして本発明によれは、ガスが導入されない状態にお
ける検出イオン電流を保持し、これをガス導入時の検出
イオン電流から差引いて質量分析を行うので、残留ガス
ノイズやオフセットノイズ成分を差引いた正味の導入ガ
スに対するイオンて)7流をめることが可能となる。そ
して、このようにしてめられたイオン電流に対して、較
正ガスによる感度較正を行うので、装置本体の両足ダイ
ナミックレンジ全域に亘って高精度な質量分析を行うこ
とが可能となる。また上記較正処理を、例えば所定時間
毎に行うことによシ、残留ガスノイズやオフセットノイ
ズの変動を逐次較正することが可能となシ、長時間に亘
って高精度な測定を行い得る等の実用上多大なる効果が
奏せられる。Thus, according to the present invention, the detected ion current in a state where no gas is introduced is held, and mass spectrometry is performed by subtracting this from the detected ion current when gas is introduced. It becomes possible to increase the flow of ions to the gas. Then, sensitivity calibration is performed using a calibration gas for the ion current determined in this manner, so that highly accurate mass spectrometry can be performed over the entire dynamic range of both legs of the apparatus main body. In addition, by performing the above calibration process, for example, at predetermined intervals, it is possible to sequentially calibrate fluctuations in residual gas noise and offset noise, and it is possible to perform highly accurate measurements over a long period of time. Great effects can be achieved.
以下、図面を参照して本発明の実施例につき説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第2図は実施例装紛の概略構成図であ)、第1図に示す
従来装置と同一部分には同一符号を付して示しである。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an embodiment of powder loading), and the same parts as those of the conventional device shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
この製筒が09.とするところは、試料ガスと較正ガス
とを姶択的に等大する三方弁3と、分析装置本体4との
間に弁1ノを設け、分析装置本体4へのガス導入ケ遮断
(オン・オフ制御)できるようにしたことと共に、処理
回路5を次のように構成した点にある。This cylinder is 09. This is because a valve 1 is provided between the three-way valve 3 that selectively makes the sample gas and the calibration gas equal in size and the analyzer main body 4, and the gas introduction to the analyzer main body 4 is shut off (on). - Off control), and the processing circuit 5 is configured as follows.
処理回路5は、コレクタ9による検出イオンを流を増幅
する前置増幅器12、この増幅出力を減算器13、オフ
セットホールド回路14、感度ホールド回路15に選択
的に出力するスイッチ回路ノロ、そして感度補正を行う
為の係数器17とによ#)構成される。また制御s78
は、前記三方4f3、弁1ノ、スイッチ回路16を互い
に連動させて切換制御を行わせ、装動:本体4に対する
検出精度の較正を行わしめるものである。The processing circuit 5 includes a preamplifier 12 that amplifies the flow of ions detected by the collector 9, a switch circuit that selectively outputs the amplified output to a subtracter 13, an offset hold circuit 14, a sensitivity hold circuit 15, and a sensitivity correction circuit. It is constructed with a coefficient unit 17 for performing the following. Also control s78
The three sides 4f3, the valve 1, and the switch circuit 16 are operated in conjunction with each other to perform switching control, and to calibrate the detection accuracy for the main body 4.
しかして制御部18は、前記弁11を遮断して分析装置
本体4へのガス導入を阻止したとき、スイッチ回路ノロ
をオフセットホールド回路14側に切替えて、ガス尋人
を行わないときの装置本体4(カソード9)の出力を上
記オフセットホールド回路14に与えている。この状態
で検出されるイオン電流は、装置本体4の残留ガス成分
および増幅器ノ2におけるオフセットレベルに相当した
ものであシ、オフセットホールド回路J4はこれをサン
プリングして、保持している。このオフセットホールド
回路14に保持されるイオン電流の情報は、上記ガス導
入阻止制御が行われる都度、更新される。Therefore, when the control unit 18 shuts off the valve 11 to prevent gas from being introduced into the analyzer main body 4, the control unit 18 switches the switch circuit flow to the offset hold circuit 14 side, and controls the main body of the analyzer when gas control is not performed. 4 (cathode 9) is given to the offset hold circuit 14. The ion current detected in this state corresponds to the residual gas component in the apparatus main body 4 and the offset level in the amplifier 2, and the offset hold circuit J4 samples and holds this. The information on the ion current held in the offset hold circuit 14 is updated each time the gas introduction prevention control is performed.
また弁1ノを開放し、三方弁3を介して?ンペ2から分
析装置本体4へ、既知磁度の較正ガスが導入されるとき
、前記スイッチ回路16は感度ホールド回路16側に切
替えられる。そして、このとき検出されるイオン電流が
感度ホールド回路J5にサンプル・ホールドされる。Also, open valve 1 and pass through three-way valve 3? When a calibration gas of known magnetism is introduced from the sample 2 to the analyzer main body 4, the switch circuit 16 is switched to the sensitivity hold circuit 16 side. Then, the ion current detected at this time is sampled and held in the sensitivity hold circuit J5.
しかして、前記三方弁3を介して分析試料ガスを分析装
置本体4に導入したときには、カソード9より検出され
るイオン電流は、前記スイッチ回路ノロを介して減算器
13に与えられる。When the analysis sample gas is introduced into the analyzer main body 4 through the three-way valve 3, the ion current detected from the cathode 9 is applied to the subtracter 13 through the switch circuit.
そして、この減算器13にて、前記オフセットホールド
回路14に保持されたイオン電流値が前記検出イオン電
流から差引かれたのち、係数器17に与えられる。この
係数器14は、前記2つのホールド回路14.15に保
持された情報から、検出感度に対する特性をめ、これを
係数として前記減算器ノ3の出力に乗じるものである。Then, in this subtracter 13, the ion current value held in the offset hold circuit 14 is subtracted from the detected ion current, and the subtracted value is then applied to a coefficient unit 17. This coefficient multiplier 14 determines the characteristic for detection sensitivity from the information held in the two hold circuits 14 and 15, and multiplies the output of the subtractor 3 by using this as a coefficient.
これによって係数器ノアの出力に、残留ガスノイズ等の
影響を除去した分析結果が得られるようになっている。This makes it possible to obtain analysis results in which the effects of residual gas noise and the like are removed from the output of the coefficient unit Noah.
即ち今、ガスの導入を阻止した状態で検出され、オフセ
ットホールド回路ノ4に保持されるイオン電流値工0と
する。このイオン電流値I。That is, the ion current value detected in the state where the introduction of gas is blocked and held in the offset hold circuit 4 is now set to 0. This ion current value I.
は、ガスが導入されない状態のものである為、分析装置
本体4内の残留がス成分や、増幅器12のオフセット成
分等によって生じたものと云える。これに対して、較正
ガス導入時に感度ホールド回路15にホールドされるイ
オン電流値I は、装置本体イが得る既知温度Prに対
する検出値であると云える。従って、これらの2つの情
報から、装置本体4の検出感度%性(係数)Kを
Po =Q
としてめることができる。この係数には、装置I′I一
本体4の動作特性を示すものであり、前記係数器12は
これをめている。鎖3図中、特性aは、このようにして
められる係数Kを示している。Since this is a state in which no gas is introduced, it can be said that the residual inside the analyzer main body 4 is caused by a gas component, an offset component of the amplifier 12, or the like. On the other hand, the ion current value I held in the sensitivity hold circuit 15 when the calibration gas is introduced can be said to be a detected value for the known temperature Pr obtained by the apparatus main body A. Therefore, from these two pieces of information, the detection sensitivity percentage (coefficient) K of the device main body 4 can be determined as Po =Q. This coefficient indicates the operating characteristics of the device I'I-main body 4, and the coefficient multiplier 12 uses this coefficient. In the Chain 3 diagram, characteristic a indicates the coefficient K determined in this way.
これに対して、分析試料ガスを導入したときにめられる
イオン電流工は、上記残留ガス等に起因する成分(イオ
ン電流IO)を含むものであり、従って分析試料ガス本
来のイオン電流I、は
1t==i−i。On the other hand, the ion current generated when the analysis sample gas is introduced contains components (ion current IO) caused by the above-mentioned residual gas, etc. Therefore, the ion current I, which is inherent to the analysis sample gas, is 1t==i-i.
として示すことができる。そこで、減算器13にて、検
出イオン電流■から、オフセットホールド回路14に保
持されたオフセット成分を差引くことによシ場、上述し
た如く、試料がスに依るイオン電流成分■0、つ1服留
ガス輌の悪影響を除去した成分を得ることがでへる。そ
して、この検出値を係数器17によシ係数処理すれば、
第3図中、特性すに示すようにオフセットの16響を除
去し、且つ装置本体4の特性に合致した条件で、その濃
度検出を行うことが可能となる。It can be shown as Therefore, the subtracter 13 subtracts the offset component held in the offset hold circuit 14 from the detected ion current (2). It is possible to obtain ingredients that have removed the harmful effects of the gas tank. Then, if this detected value is subjected to coefficient processing by the coefficient unit 17,
As shown in the characteristics in FIG. 3, it is possible to remove 16 offsets and to perform concentration detection under conditions that match the characteristics of the main body 4 of the apparatus.
ちなみに従来にありては、較正ガスの導入時にめられる
イオン電流値I、と、そのときの既知濃度P、の情報だ
けに基づき、ガスの導入阻止時には、温度01イオン電
流0として較正を行っているので、その較正された感度
は第3図中、特性Cに示すようになっている。この為、
残留ガスの成分を含んだ状態で、上記較正碗度点近傍に
おいてのみ、検出精度の向上が図られるだけである。こ
の点、本装置にあっては、残留ガス成分等のオフセット
を踏えた上で、装置本体4の検出感度を第3図中特性a
に示す如く設定した上で、そのオフセット成分を差引い
て同図中特性すの如く検出感度を設定して質量分析をう
ので、その測定グイ。ナミックレンジの全域に亘って向
精度な検出を行うことが可舵となる。By the way, conventionally, when the gas introduction is blocked, calibration is performed with the temperature 0 and the ion current 0, based only on the information of the ion current value I found when introducing the calibration gas and the known concentration P at that time. Therefore, the calibrated sensitivity is as shown in characteristic C in FIG. For this reason,
Detection accuracy is only improved in the vicinity of the above-mentioned calibration quality point in a state where residual gas components are included. In this regard, in this device, the detection sensitivity of the device main body 4 is adjusted to the characteristic a in Fig. 3 after taking into account the offset of residual gas components, etc.
After making the settings as shown in the figure, the offset component is subtracted and the detection sensitivity is set as shown in the figure to perform mass spectrometry. It is possible to perform highly accurate detection over the entire dynamic range.
尚、前記弁3,1ノ、スイッチ回路16の切替えによる
較正処理は、制御筒Sy sの制御下で所定時間毎に行
うようにしてもよいが、手7J+切替によって適時行い
得るようにしてもよい。その他、本発明はその要旨を逸
脱しない範囲で泳a変形して実施することができる。The calibration process by switching the valves 3 and 1 and the switch circuit 16 may be performed at predetermined time intervals under the control of the control cylinder Sys, but it may also be performed at appropriate times by manually switching the valves 3 and 1 and the switch circuit 16. good. In addition, the present invention can be implemented with modifications without departing from the gist thereof.
第1図は質量分析装置の基本構成図、第2図は本発明の
一実施例装置の概略椛成図、第3図は実施例装置の較正
作用を説明する為の特性図である。
ノ・・・導入チューブ、2・・・?ンペ、3・・・三方
弁、4・・・分析装置本体、5・・・処理回路、1ノ・
・・弁、12・・・前置増幅器、13・・・減算器、1
4・・・オフセットホールド回路、ノ5・・・感度ホー
ルド回路、16・・・スイッチ回路、17・・・係数器
。FIG. 1 is a basic configuration diagram of a mass spectrometer, FIG. 2 is a schematic diagram of an embodiment of the device of the present invention, and FIG. 3 is a characteristic diagram for explaining the calibration operation of the embodiment device. No...introduction tube, 2...? 3... Three-way valve, 4... Analyzer main body, 5... Processing circuit, 1...
...Valve, 12...Preamplifier, 13...Subtractor, 1
4...offset hold circuit, 5...sensitivity hold circuit, 16...switch circuit, 17...coefficient unit.
Claims (1)
析装置本体と、分析試料ガスまだは較正ガスを選択的に
導入する手段と、この選択的に導入されたガスの前記分
析装置本体への供給を制御する弁と、この弁によるガス
導入遮断時における前記分析装置本体の検出イオン電流
を保持する手段と、前記選択されたガスの前記分析装置
本体への供給時における検出イオン電流から前記保持さ
れた検出イオン電流を減算して出力する手段とを具備し
たことを特徴とする質量分析装置。An analyzer main body that ionizes an introduced gas and detects its ion current, a means for selectively introducing an analysis sample gas and a calibration gas, and a supply of this selectively introduced gas to the analyzer main body. a means for holding the detected ion current of the analyzer main body when the gas introduction is shut off by the valve; and means for holding the detected ion current of the analyzer main body when the selected gas is supplied to the analyzer main body. A mass spectrometer comprising means for subtracting and outputting a detected ion current.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58244570A JPS60138453A (en) | 1983-12-27 | 1983-12-27 | Mass spectrometer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58244570A JPS60138453A (en) | 1983-12-27 | 1983-12-27 | Mass spectrometer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60138453A true JPS60138453A (en) | 1985-07-23 |
Family
ID=17120681
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58244570A Pending JPS60138453A (en) | 1983-12-27 | 1983-12-27 | Mass spectrometer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60138453A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996018884A1 (en) * | 1994-12-16 | 1996-06-20 | Tokyo Gas Co., Ltd. | Electromagnetic inspection of elements of piping |
-
1983
- 1983-12-27 JP JP58244570A patent/JPS60138453A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996018884A1 (en) * | 1994-12-16 | 1996-06-20 | Tokyo Gas Co., Ltd. | Electromagnetic inspection of elements of piping |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5723861A (en) | Recirculating filtration system for use with a transportable ion mobility spectrometer | |
RU2482470C2 (en) | Using 5-nitrovanillin as calibrant for calibrating drift time in ion mobility spectrometer | |
EP0964426A3 (en) | Ion dosage measurement apparatus for an ion beam implanter and method | |
JP6019173B2 (en) | Vacuum quality measurement system | |
JP6630547B2 (en) | Method and apparatus for measuring transmission by mass spectrometry | |
JPWO2018056419A1 (en) | Elemental analyzer and elemental analysis method | |
CN106814125B (en) | Online testing device and testing method for material radiation-induced outgassing | |
JPS60138453A (en) | Mass spectrometer | |
JP4707657B2 (en) | Method for measuring the concentration of impurity elements | |
JP2001093059A (en) | Device and method for detecting gas leakage | |
Lucena-Polonio et al. | Mass spectrometry diagnosis of ion species in low-pressure plasmas | |
WO2014132357A1 (en) | Mass spectrometer | |
JP2002098611A (en) | Measuring method and device for leakage gas and evaluation device of the leakage gas measuring device | |
JPS62157652A (en) | Improvement in mass spectrometer | |
JPH04160357A (en) | Quantitatively measuring apparatus for partial pressure of gas | |
JP4187321B2 (en) | Gas analysis method | |
JPS5887746A (en) | Correction of measured value of amount of incident beams in ion implantation device | |
GB2348288A (en) | Method and means of providing an irradiation current value for a X-ray analyser | |
JPH0589822A (en) | Ion source for mass-spectrographic device | |
JP4216375B2 (en) | Measuring method using secondary electron multiplier and apparatus using secondary electron multiplier | |
CN113933454A (en) | Extreme ultraviolet lithography machine material detection device and test method | |
JP2000048766A (en) | Quadrupole mass spectrometer | |
Cuthbert et al. | Improvements to an MS 2 type mass spectrometer | |
Milner | A cold-cathode mass spectrometer leak detector | |
JP2555359Y2 (en) | Semiconductor device manufacturing equipment |