电压施加方法、电压施加装置以及飞行时间质谱分析装置制造方法及图纸

在使用电压施加装置向与电极连接部连接的电极(243、246、244A、244B、247)施加电压时，以向所述电极施加规定的极性及大小的电压的方式决定多个电源各自的输出电压的极性及大小，基于所述多个电源的输出电压的极性，以使所述多个电源中的至少一个电源(P)的输出电压的极性维持与其它电源不同的状态的方式将所述多个电源的输出电压的极性一个一个地切换，由此切换所有的所述电源的输出电压的极性，其中，电压施加装置具有：电极电路，其是由多个所述电极连接部以使电阻(R1、R3、R5)介于相邻的电极连接部之间的方式串联连接而成的；以及所述电源(P1、P2、P3、P4)，其分别与所述电极电路的两端及至少一个中间位置连接，输出正负两种极性的电压。

Voltage application method, voltage application device and time-of-flight mass spectrometry analysis device

When applying a voltage to the electrodes (243, 246, 244A, 244B, 247) connected to the electrode connection by a voltage applying device, the polarity and magnitude of the respective output voltage of a plurality of power sources are determined by applying a voltage of a specified polarity and magnitude to the electrodes, and the polarity of the output voltage of the plurality of power sources is based on the polarity of the output voltage of the plurality of power sources so as to make the output voltage of the plurality The polarity of the output voltage of at least one power supply (P) of a plurality of power sources is maintained in a manner different from that of other power sources by switching the polarity of the output voltage of the plurality of power sources one by one, thereby switching the polarity of the output voltage of all the power sources, in which the voltage applying device has: an electrode circuit, which is: The power supply (P1, P2, P3, P4) is connected by a plurality of electrode connection parts in series so that the resistors (R1, R3, R5) are between adjacent electrode connection parts, and the two ends of the electrode circuit and at least one intermediate position are connected respectively to output positive and negative polarity voltages.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电压施加方法、电压施加装置以及飞行时间质谱分析装置
本专利技术涉及使用多个电源向多个电极施加规定电压的电压施加技术。特别是涉及能够在飞行时间质谱分析装置中向多个电极分别施加规定电压来在离子飞行空间中形成用于使离子飞行的电势(potential)时适用的电压施加技术。
技术介绍
在飞行时间质谱分析装置(Time-of-FlightMassSpectrometer，以下也称为“TOF-MS”)中，对进入了位于质量分离部的入口的离子加速区域的源自试样成份的离子赋予固定的动能，使该离子飞过固定距离的飞行空间，根据其飞行时间求出离子的质荷比。在飞行时间质谱分析装置中，关于对离子赋予动能的一种方式，存在正交加速(也称为“垂直加速”、“正交引出”等)方式。在正交加速方式的TOF-MS中，使进入了离子加速区域(正交加速部)的离子向与其进入方向正交的方向加速而向飞行空间导入、飞行。因此，能够不受被导入正交加速部的离子的飞行速度(能量)的偏差的影响地以高的质谱分辨率来分析离子(例如专利文献1)。图1的(a)示出正交加速方式的反射器型TOF-MS的质量分离部100的概要结构的一例。从质量分离部100的前级(图的下方)释放出的离子进入正交加速电极102(包括相向配置的一组电极102A、102B，电极102B为栅格电极)的离子加速区域，被向与其进入方向正交的方向(栅格电极102B一侧)加速。穿过了栅格电极102B的离子再被配置在离子轨道的两侧的加速电极(第二加速电极)103加速，入射到由飞行管104规定了外缘的飞行空间。入射到飞行空间的离子当向由反射器电极105和衬板106形成的空间入射时逐渐减速，飞行路径折返而向检测器107入射。为了使从正交加速电极102去向飞行空间的离子以上述那样的轨道飞行，对第二加速电极103、飞行管104、反射器电极105以及衬板106施加适当大小的电压，形成如图1的(b)所示那样的具有以下梯度的电势：随着从第二加速电极103趋向飞行管104而变低，随着从飞行管104趋向反射器电极105、衬板106而变高。图2是用于向第二加速电极103、飞行管104、反射器电极105以及衬板106施加电压的电压施加装置的电极电路的一例。该电极电路是如下电路：在两端的电源P1、P4之间串联连接多个电阻，在各电阻之间设置电极连接部，并且两处中间位置也各连接一个电源P2、P3。在电源P1与电源P2之间交替地配置有四个电极连接部和三个电阻Ra。从靠近电源P1的一侧起的三个电极连接部与第二加速电极103连接，靠近电源P2的一侧的电极连接部与飞行管104连接。在电源P2与电源P3之间交替地配置有三个电极连接部和两个电阻Rc，这三个电极连接部与前级侧反射器电极105a连接。在电源P3与电源P4之间交替地配置有四个电阻Re和四个电极连接部。从靠近电源P3的一侧起的三个电极连接部与后级侧反射器电极105b连接，靠近电源P4的一侧的电极连接部与衬板106连接。此外，电源P3经由电阻Rd与电极电路连接。从上述电源P1～P4分别输出与作为测定对象的离子的极性相应的极性(与离子相同极性或者相反极性)以及与在各部形成的电势相应的大小的电压。例如，在对正离子进行分析时，例如从电源P1～P4分别输出V1(例如-3kV)、V2(例如-7kV)、V3(例如+2kV)、V4(例如+2kV)的电压(第一状态)。而且，在对负离子进行分析时，各电源P1～P4的输出电压的极性反转(第二状态)。在针对某种试样依次对由该试样生成的正离子和负离子进行测定的情况下，首先在第一状态下对正离子进行测定，接着切换为第二状态来对负离子进行测定。专利文献1：国际公开第2012/132550号专利文献2：国际公开第2007/029327号。
技术实现思路
专利技术要解决的问题一般来说，将电源从电极电路切离或者将输出电压转变为中性之后，切换输出电压的极性。与此相对，专利文献2中记载了以保持与电极电路连接的状态切换输出电压的极性的电源。在该电压输出装置中，由于不需要切断电极电路或向中性转变，因此能够缩短输出电压的极性的切换时间。但是，在上述那样具备多个电源P1～P4的电压施加装置中在上述第一状态与第二状态之间进行切换时，当以保持与电极电路连接的状态按顺序切换电源P1～P4的输出电压的极性时，在直到状态间的切换完成为止的期间，向一部分电源流通与该电源的输出电压的极性相反方向的电流(反向电流)，存在该电源有时损坏的问题。在此，以为了在离子飞行空间形成规定的电势而使用多个电极的飞行时间质谱分析装置的电压施加装置为例进行了说明，但是在同样从多个电源向多个电极施加电压的其它电压施加装置中也存在上述同样的问题。本专利技术所要解决的问题在于，在使用多个电源对多个电极施加规定电压的电压施加装置中，减少在切换电源的输出电压的极性时反向电流流过电源的风险。用于解决问题的方案为了解决上述问题而完成的本专利技术的第一方式为使用电压施加装置向与电极连接部连接的电极施加电压的方法，该电压施加装置具有：电极电路，其是由多个所述电极连接部以使电阻介于相邻的电极连接部之间的方式串联连接而成的；以及电源，其分别与所述电极电路的两端及至少一个中间位置连接，输出正负两种极性的电压，所述电压施加方法的特征在于，a)以向所述电极施加规定的极性及大小的电压的方式决定多个所述电源各自的输出电压的极性及大小；b)基于所述多个电源的输出电压的极性，以使所述多个电源中的至少一个电源的输出电压的极性维持与其它电源不同的状态的方式将所述多个电源的输出电压的极性一个一个地切换，由此切换所有的所述电源的输出电压的极性。在上述电压施加装置中，在依次切换多个电源的输出电压的极性时反向电流是否流过某一电源取决于所使用的电阻的大小及数量、电源的数量和该电源的连接位置、以及输出电压的极性或大小这样的结构参数。但是，当所有电源的输出电压的极性相同时，在这些输出电压的大小存在差的情况下，与结构参数无关地，反向电流必然会流过某一电源。在本专利技术所涉及的电压施加方法中，将多个电源中的至少一个电源的输出电压的极性维持与其它电源不同的状态，电流主要在这些极性不同的电源之间流动，因此能够降低反向电流流过电源的可能性从而降低电源的损坏风险。另外，为了解决上述问题而完成的本专利技术的作为第二方式的电压施加装置的特征在于，具备：a)电极电路，其是由多个电极连接部以使电阻介于相邻的电极连接部之间的方式串联连接而成的；b)电源，其分别与所述电极电路的两端及至少一个中间位置连接，输出正负两种极性的电压；c)存储部，其保存有输出电压信息和极性切换顺序信息，其中，所述输出电压信息是与多个所述电源的输出电压的极性及大小相关的信息，所述极性切换顺序信息是与基于所述输出电压信息决定的切换顺序相关的信息，该切换顺序是以使所述多个电源中的至少一个电源的输出电压的极性维持与其它电源不同的状态的方式将所述多个电源的输出电压的极性一个一个地切换来将所有的所述电源的输出电压的极性进行切换的顺序；以及d)电源控制部，其使所述多个电源输出基于所述输出电压信息的极性及大小的电压，以规定的定时基于所述极性切换顺序信息来依次切换所述多个电源的输出电压的极性。所述规定的定时是例如在飞行时间质谱分析装置中切换测定对象离子的极性的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电压施加方法，是使用电压施加装置向与电极连接部连接的电极施加电压的方法，该电压施加装置具有：电极电路，其是由多个所述电极连接部以使电阻介于相邻的电极连接部之间的方式串联连接而成的；以及电源，其分别与所述电极电路的两端及至少一个中间位置连接，输出正负两种极性的电压，所述电压施加方法的特征在于，a)以向所述电极施加规定的极性及大小的电压的方式决定多个所述电源各自的输出电压的极性及大小；b)基于所述多个电源的输出电压的极性，以使所述多个电源中的至少一个电源的输出电压的极性维持与其它电源不同的状态的方式将所述多个电源的输出电压的极性一个一个地切换，由此切换所有的所述电源的输出电压的极性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电压施加方法，是使用电压施加装置向与电极连接部连接的电极施加电压的方法，该电压施加装置具有：电极电路，其是由多个所述电极连接部以使电阻介于相邻的电极连接部之间的方式串联连接而成的；以及电源，其分别与所述电极电路的两端及至少一个中间位置连接，输出正负两种极性的电压，所述电压施加方法的特征在于，a)以向所述电极施加规定的极性及大小的电压的方式决定多个所述电源各自的输出电压的极性及大小；b)基于所述多个电源的输出电压的极性，以使所述多个电源中的至少一个电源的输出电压的极性维持与其它电源不同的状态的方式将所述多个电源的输出电压的极性一个一个地切换，由此切换所有的所述电源的输出电压的极性。2.一种电压施加装置，其特征在于，具备：a)电极电路，其是由多个电极连接部以使电阻介于相邻的电极连接部之间的方式串联连接而成的；b)电源，其分别与所述电极电路的两端及至少一个中间位置连接，输出正负两种极性的电压；c)存储部，其保存有输出电压信息和极性切换顺序信息，其中，所述输出电压信息是与多个所述电源的输...

【专利技术属性】
技术研发人员：大城朝是，
申请(专利权)人：株式会社岛津制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP