JPS6082956A - 交流変調型四重極分析装置 - Google Patents
交流変調型四重極分析装置Info
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- JPS6082956A JPS6082956A JP58192112A JP19211283A JPS6082956A JP S6082956 A JPS6082956 A JP S6082956A JP 58192112 A JP58192112 A JP 58192112A JP 19211283 A JP19211283 A JP 19211283A JP S6082956 A JPS6082956 A JP S6082956A
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 abstract 1
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- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 7
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- 241000219051 Fagopyrum Species 0.000 description 2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/26—Mass spectrometers or separator tubes
- H01J49/34—Dynamic spectrometers
- H01J49/42—Stability-of-path spectrometers, e.g. monopole, quadrupole, multipole, farvitrons
- H01J49/4205—Device types
- H01J49/421—Mass filters, i.e. deviating unwanted ions without trapping
- H01J49/4215—Quadrupole mass filters
-
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- H01J49/0013—Miniaturised spectrometers, e.g. having smaller than usual scale, integrated conventional components
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
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】
本発明はイオン電流を交流変調方式により検出すること
による旨感度な四重極分析装置に関するものである。
による旨感度な四重極分析装置に関するものである。
従来、質量分析計は気体分子を電子衝撃によってイオン
化し、生成したイオンを電気的、磁気的にイオンの質量
ニよって分；＊して検出するものである。これらの質量
分析計の感度は〜３ｘ１０− Ａ／Ｔｏｒｒ であるた
め１Ｏ−ＴＯｒｒ以下の超高真空中で常に微弱・なもの
である。これらの微少、直流電流の検出では、オフセッ
ト、ドリフトの発生や、ノイズ等によって、正確な計測
が困難であった。２次電子増倍管を用いて感度向上を行
っているが、高圧電源が必要となり装置が大型化するな
どの欠点があった。
化し、生成したイオンを電気的、磁気的にイオンの質量
ニよって分；＊して検出するものである。これらの質量
分析計の感度は〜３ｘ１０− Ａ／Ｔｏｒｒ であるた
め１Ｏ−ＴＯｒｒ以下の超高真空中で常に微弱・なもの
である。これらの微少、直流電流の検出では、オフセッ
ト、ドリフトの発生や、ノイズ等によって、正確な計測
が困難であった。２次電子増倍管を用いて感度向上を行
っているが、高圧電源が必要となり装置が大型化するな
どの欠点があった。
本発明の目的は上記欠点を取り除き超高真空領域でも電
子増倍管を用いることなく十分に分圧が測定でき、小型
の四重極分析装置を提供することにある。
子増倍管を用いることなく十分に分圧が測定でき、小型
の四重極分析装置を提供することにある。
以下、図面に基いて本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明によるＢ −Ａゲージ型のイオン源を用
いた四重極電極部の一実施例を示すブロック図である。
いた四重極電極部の一実施例を示すブロック図である。
四重極電極部はイオンを作るイオン源部１、イオンを別
ける四重極電極部２、通過したイオンを検出する検出部
３から成っている。イオン源部１はフィラメント１１、
グリッド電極１２、電子を内部で反射させるためのりペ
ラ′４極１３、引き出し′成極１４などで構成すること
ができる。四重極分析部２け四つの円柱状の四重極電極
２１、電極シールド２２で構成することができる。検出
部３けサプレッサー電極５１、コレクターシールド電極
′５２、コレクター電極６３で１イ４成することができ
る。発振器５よりの低周波の信号を混合器６を通してグ
リッド電極１２に印加することができる。グリッド電極
１２に交流電界を印加すること１（よってイオン源部１
で作られたイオンは変調される。変調されたイオンは引
き出し電極１４Ｋｊｊ）引き出され四重極分析部２でフ
ィルターされて検出部乙のコレクター電極に入る。コレ
クター電極に入ったイオン電流の信号はグリッド電極の
変調によって変調されている。変５＋、’、ｌイオン電
流＋ｄ前置増幅器７で増幅され、位相検波回路８に入る
。位相検波回路８（・ま、発振器５よりの信号と位相を
合せることにより、イオン電流の大きさに応じて直流′
混圧を発生させることができる。
ける四重極電極部２、通過したイオンを検出する検出部
３から成っている。イオン源部１はフィラメント１１、
グリッド電極１２、電子を内部で反射させるためのりペ
ラ′４極１３、引き出し′成極１４などで構成すること
ができる。四重極分析部２け四つの円柱状の四重極電極
２１、電極シールド２２で構成することができる。検出
部３けサプレッサー電極５１、コレクターシールド電極
′５２、コレクター電極６３で１イ４成することができ
る。発振器５よりの低周波の信号を混合器６を通してグ
リッド電極１２に印加することができる。グリッド電極
１２に交流電界を印加すること１（よってイオン源部１
で作られたイオンは変調される。変調されたイオンは引
き出し電極１４Ｋｊｊ）引き出され四重極分析部２でフ
ィルターされて検出部乙のコレクター電極に入る。コレ
クター電極に入ったイオン電流の信号はグリッド電極の
変調によって変調されている。変５＋、’、ｌイオン電
流＋ｄ前置増幅器７で増幅され、位相検波回路８に入る
。位相検波回路８（・ま、発振器５よりの信号と位相を
合せることにより、イオン電流の大きさに応じて直流′
混圧を発生させることができる。
この直流電圧を増幅器９で増幅してメーター１０に表示
することができる。イオン源部１で作ら九たイオン電流
はグリッド電極１３で変調され、四重極分析部２に入る
。四、重極分析部で分析された各々のイオンはやけり変
調されている。四重極分析部で分析される場合、分解能
Ｍ ＡＭと加速電圧Ｅａｃｃ との関係は次式で与えら
れる。
することができる。イオン源部１で作ら九たイオン電流
はグリッド電極１３で変調され、四重極分析部２に入る
。四、重極分析部で分析された各々のイオンはやけり変
調されている。四重極分析部で分析される場合、分解能
Ｍ ＡＭと加速電圧Ｅａｃｃ との関係は次式で与えら
れる。
Ｋａｃに
こで
ｆ：四重極電極に印加する高周波電圧の周波数
Ｌ：四重極電極の長さ
Ｉｌ：四重極電極で分析する物質の質量数である。
分解能を大きくするためにはＥａｃｃ はできるだけ小
さい方が望ましいが、引き出し′電位を下げすぎるとイ
オンが四重極分析部に到達しなくなる。
さい方が望ましいが、引き出し′電位を下げすぎるとイ
オンが四重極分析部に到達しなくなる。
このためにある程度必要である。Ｌ＝０．０５〜０．１
１］でＭ／△Ｍ＝ ２０〜３０とするためにｉｄＭ＝５
０でＥａｃ ｃげ４〜２５Ｖとなる。Ｍが１から測定可
能とすれば、ＥａｃｃはｊＯＶが限界と考えられる。Ｅ
ａｃｃが変調電圧のピーク値とすれば、グリッド電極１
４に印加する変調電圧はピーク値で１０Ｖ以下が望まし
い。一般的に言ってＢ−Ａ型のイオン源をもった小型の
四重極分析計のグリッド電極１６に印加する電位は６〜
５ｖである。本発明による変調型の四重極分析計におい
ても最大１０Ｖｐ−１）ｃある。
１］でＭ／△Ｍ＝ ２０〜３０とするためにｉｄＭ＝５
０でＥａｃ ｃげ４〜２５Ｖとなる。Ｍが１から測定可
能とすれば、ＥａｃｃはｊＯＶが限界と考えられる。Ｅ
ａｃｃが変調電圧のピーク値とすれば、グリッド電極１
４に印加する変調電圧はピーク値で１０Ｖ以下が望まし
い。一般的に言ってＢ−Ａ型のイオン源をもった小型の
四重極分析計のグリッド電極１６に印加する電位は６〜
５ｖである。本発明による変調型の四重極分析計におい
ても最大１０Ｖｐ−１）ｃある。
第２図に衝撃型イオン源を用いた本発明による変ｇ”ｌ
型四重極分析計の他の実施例を示す。第１図の実施例と
の大きな相違点はイオン源部４の構造だけである。他の
四重極分析部９検出部９回路部は全く同様である。衝撃
型イオン源部４は、熱陰極フィラメント４１からの電子
が通過できるスダレ状のＦｕ極部４２１と円筒状二極部
４２２、ソバ電極部４２６からなるアノード電極４２と
、熱陰極フィラメント４１からの熱電子を効率よくアノ
ード′電極４２の中央部へ導き出すためのシールド電！
４３、イオン引き出し電極４４から構成することができ
る。衝撃型イオン源は、上述のような構成により、円筒
内に入る電子の角制限して円筒内の電子の上下振動をな
くし、イオンのエネルギー分散を防ぎつつ、イオンの生
成域を円筒内に集中させて、イオン引き出し口からイオ
ン引き出し効率をあげて高感度化を図９ながらイオンビ
ームの径を小さくすることができる。とのよｅ）Ｋする
ことにより変調効率および、分解能の高い変調型の四重
極分析計を作ることができる。
型四重極分析計の他の実施例を示す。第１図の実施例と
の大きな相違点はイオン源部４の構造だけである。他の
四重極分析部９検出部９回路部は全く同様である。衝撃
型イオン源部４は、熱陰極フィラメント４１からの電子
が通過できるスダレ状のＦｕ極部４２１と円筒状二極部
４２２、ソバ電極部４２６からなるアノード電極４２と
、熱陰極フィラメント４１からの熱電子を効率よくアノ
ード′電極４２の中央部へ導き出すためのシールド電！
４３、イオン引き出し電極４４から構成することができ
る。衝撃型イオン源は、上述のような構成により、円筒
内に入る電子の角制限して円筒内の電子の上下振動をな
くし、イオンのエネルギー分散を防ぎつつ、イオンの生
成域を円筒内に集中させて、イオン引き出し口からイオ
ン引き出し効率をあげて高感度化を図９ながらイオンビ
ームの径を小さくすることができる。とのよｅ）Ｋする
ことにより変調効率および、分解能の高い変調型の四重
極分析計を作ることができる。
以上述べたように、本発明によれば小型で超高真空領域
でも十分分圧を測定することのできる四重極質量分析計
全提供することができる。
でも十分分圧を測定することのできる四重極質量分析計
全提供することができる。
本発明の実施例ではアノード電極に変調電界を印加した
がイオン源部の他の電極、例えばフィラメント、シール
ド電極（でも交流電界を印加しても効果は同じであるこ
とは明らかである。
がイオン源部の他の電極、例えばフィラメント、シール
ド電極（でも交流電界を印加しても効果は同じであるこ
とは明らかである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明にょるＢ−Ａ型のイオン源をもった四重
極分析計のブロック図、第２図は衝撃型イオンのをもっ
た四重極分析計のブロック図である。 １・・・イオン源都 ２・・・四重極分析部６・・・検
出部 ４・・Ｓ基型イオン源部５・・・発振器 ６・・
・混合器 ７．９・・・増幅器 ８・・・位相検波器１０・・・メ
ータ １２・・・グリッド電極１６・・・リペラ電極
１４・・・引き出し電極２１・・・四京極電イ久 ２２
・・・電極シールド６１・・・サプレッサー侃・滝 ３２・・・コレクターシールド ６３・・・コレクター ４１・・・熱１奪極フイラメント ４２１・・・スダレ状電極部 ４２２・・・円面状電極部 ４２３・・・ソバ電極部４
４・・・引き出し電極 以 上 代理人 最 上 務 、。 ｒｆｒ′、−扇
極分析計のブロック図、第２図は衝撃型イオンのをもっ
た四重極分析計のブロック図である。 １・・・イオン源都 ２・・・四重極分析部６・・・検
出部 ４・・Ｓ基型イオン源部５・・・発振器 ６・・
・混合器 ７．９・・・増幅器 ８・・・位相検波器１０・・・メ
ータ １２・・・グリッド電極１６・・・リペラ電極
１４・・・引き出し電極２１・・・四京極電イ久 ２２
・・・電極シールド６１・・・サプレッサー侃・滝 ３２・・・コレクターシールド ６３・・・コレクター ４１・・・熱１奪極フイラメント ４２１・・・スダレ状電極部 ４２２・・・円面状電極部 ４２３・・・ソバ電極部４
４・・・引き出し電極 以 上 代理人 最 上 務 、。 ｒｆｒ′、−扇
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１１イオン源部、四重極電極部、イオン検出部からな
る四重極分析装置において、イオン源部を他の部分の電
位に対して交流電位を印加し、位相検波による交流イオ
ンを検出することを特徴とする交流変調型四重極分析装
置。 （２） イオン源部内のアノード電極に変調電位を印加
することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の交流
変調型口Ｍへ分析装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58192112A JPS6082956A (ja) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | 交流変調型四重極分析装置 |
| GB08423867A GB2148050B (en) | 1983-10-14 | 1984-09-20 | Ac-modulation quadrupole mass spectrometer |
| DE3437611A DE3437611A1 (de) | 1983-10-14 | 1984-10-13 | Massenspektrometer |
| US06/935,097 US4695724A (en) | 1983-10-14 | 1986-11-24 | AC-modulation quadrupole mass spectrometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58192112A JPS6082956A (ja) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | 交流変調型四重極分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6082956A true JPS6082956A (ja) | 1985-05-11 |
Family
ID=16285859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58192112A Pending JPS6082956A (ja) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | 交流変調型四重極分析装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4695724A (ja) |
| JP (1) | JPS6082956A (ja) |
| DE (1) | DE3437611A1 (ja) |
| GB (1) | GB2148050B (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8917570D0 (en) * | 1989-08-01 | 1989-09-13 | Vg Instr Group | Plasma source mass spectrometry |
| US4996423A (en) * | 1990-06-04 | 1991-02-26 | Paradygm Science & Technologies, Inc. | Chop mode operated mass spectrometer for reducing the effect of line signals |
| US5089703A (en) * | 1991-05-16 | 1992-02-18 | Finnigan Corporation | Method and apparatus for mass analysis in a multipole mass spectrometer |
| DE4142870C2 (de) * | 1991-12-23 | 1995-03-16 | Bruker Franzen Analytik Gmbh | Verfahren für phasenrichtiges Messen der Ionen aus Ionenfallen-Massenspektrometern |
| US6153880A (en) * | 1999-09-30 | 2000-11-28 | Agilent Technologies, Inc. | Method and apparatus for performance improvement of mass spectrometers using dynamic ion optics |
| US7323682B2 (en) * | 2004-07-02 | 2008-01-29 | Thermo Finnigan Llc | Pulsed ion source for quadrupole mass spectrometer and method |
| CN105247654B (zh) * | 2012-11-13 | 2016-12-07 | 北京理工大学 | 选择性离子弹射、传输和富集的装置和方法以及质量分析器 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56132758A (en) * | 1980-03-22 | 1981-10-17 | Ulvac Corp | Mass spectrometer |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB772802A (en) * | 1953-02-13 | 1957-04-17 | Philips Electrical Ind Ltd | Improvements in or relating to apparatus for mass spectrometry |
| US3555271A (en) * | 1967-11-06 | 1971-01-12 | Bell & Howell Co | Radio frequency mass analyzer of the nonuniform electric field type |
| DE3014053A1 (de) * | 1980-04-11 | 1981-10-15 | Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V., 3400 Göttingen | Regelanordnung fuer ein massenspektrometer |
-
1983
- 1983-10-14 JP JP58192112A patent/JPS6082956A/ja active Pending
-
1984
- 1984-09-20 GB GB08423867A patent/GB2148050B/en not_active Expired
- 1984-10-13 DE DE3437611A patent/DE3437611A1/de not_active Withdrawn
-
1986
- 1986-11-24 US US06/935,097 patent/US4695724A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56132758A (en) * | 1980-03-22 | 1981-10-17 | Ulvac Corp | Mass spectrometer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2148050A (en) | 1985-05-22 |
| GB2148050B (en) | 1987-06-10 |
| US4695724A (en) | 1987-09-22 |
| GB8423867D0 (en) | 1984-10-24 |
| DE3437611A1 (de) | 1985-04-25 |
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