(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空包囲体の壁に取り付けられるようになった支持本体と、
支持本体に取り付けられた隔離絶縁体によって真空包囲体内に支持された第１コンデンサープレートと、
第２コンデンサープレートと、を含み、前記第２コンデンサープレートは、支持本体及び第２コンデンサープレートに対してシールされた隔絶絶縁体によって第１コンデンサープレートから間隔を保って支持され、前記コンデンサープレートは、フィードスルー接続部を提供し、第１コンデンサープレートと第２コンデンサープレートとの間の空間は前記包囲体内の真空圧力である、真空包囲体の壁に取り付けられるようになったコンデンサー。
【請求項２】
隔離絶縁体はスリーブである、請求項１に記載のコンデンサー。
【請求項３】
前記隔絶絶縁体は円筒形絶縁体又はリングの端である、請求項１又は２に記載のコンデンサー。
【請求項４】
支持本体、隔離絶縁体、シールされた絶縁体及びコンデンサープレートの材料は低熱膨張率を有する材料からなる、請求項１又は２に記載のコンデンサー。
【請求項５】
隔離絶縁体及び導電性要素の熱膨張率及び配置は、温度に無関係である静電容量を有する構造物が達成されるようなものである、請求項１又は２に記載のコンデンサー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、包囲体内の構成部品に加えられる電圧を検出するためのコンデンサーに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
質量分光計は、通常、電界又は磁界を使用してイオン化粒子の質量対電荷の比によってイオン化粒子を分離することによって物質の化学的組成を分析するための機器である。例えば、４重極質量分光計では、分離は、一方の対が選択された無線周波数ＲＦ電圧と正の直流（ＤＣ）電圧の合計で駆動され、他方の対が１８０°位相のずれたＲＦ信号と負の直流（ＤＣ）電圧の合計で駆動される２対の電極を駆動することによって達成される。
【０００３】
電極を駆動するＲＦ電圧のレベルの正確な測定は、ＲＦ回路にフィードバックしてＲＦのレベルが所望レベルであるようにすることと、ＤＣ制御回路に情報を与えてＲＦ対ＤＣ電圧の所望な比を維持するようにすることの両方のために、質量分光計の成功に取って極めて重大である。
【０００４】
検出器コンデンサーが、対のロッドに加えられる入力ＲＦ電圧を検出し、且つ入力ＲＦ電圧を表わす出力電流を得るのに使用される。出力電流は、質量分光計へのＲＦ及びＤＣ入力を制御するＲＦ及びＤＣ制御回路に加えられる。
【０００５】
先行技術の検出器コンデンサーは大気圧で作動し、静電容量が温度変化で変化しないようにする特徴を有している。検出器コンデンサーの１つの先行技術の設計は、低熱膨張率の金属（例えば、インバール（商標）組成Ｎｉ３６％、残り鉄）を使用し、絶縁部品が低熱膨張率の絶縁体（例えば、石英又はアルミナ）で作られる。もう１つの先行技術の設計は、寸法の変化が静電容量のいかなる変化をも相殺するよう作用するように膨張率を決めた材料を使用する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、質量分光計の排気装置のマニホルドのような真空包囲体の壁に取り付けられるようになたコンデンサーを提供し、コンデンサープレートを包囲体の内側に置き、コンデンサープレー間の空間が真空装置によって排気され、フィードスルーがコンデンサープレートのうちの一方との接続を行なうことを特徴とする。
【０００７】
本発明は、以下の説明から、添付図面について読むとき明瞭に理解されよう。
【発明の実施形態】
図１及び２を参照すると、これらの図には、検出器コンデンサーが質量分光計の包囲体のような真空包囲体の壁１２に取り付けて示されている。コンデンサーは円筒形支持本体１３を含み、この支持本体は、１つの実施形態では、溝１４を有する。支持本体の一端は、真空包囲体１２に形成された穴１７の中へ延びることが出来る縮径部分１６を有する。縮径部分によって段部が構成される。段部にＯ−リングが挿入され、該Ｏ−リングは壁１２に係合する。支持本体１３は、溝１４に係合し、ねじ２３で壁１２に固着されたブラケット２２によって真空包囲体に対して保持される。ねじの締め付けは、Ｏ−リングによって支持本体１３と壁１２との間に真空シールを形成する。
【０００８】
コンデンサーの一方のプレート２６が隔離絶縁スリーブ２７によって支持本体１３から支持されている。絶縁スリーブ２７は、セラミック、石英、溶融シリカ等のような適当な絶縁材料で作られている。絶縁スリーブの端は、例えば、ろう付け又は接着剤による接着によってコンデンサープレート２６及び支持本体１３に適当に固着されている。
【０００９】
他方のコンデンサープレート２８は隔絶スリーブ２９によって第１プレートから間隔を保って支持されている。もっと詳細には、プレートは、プレート２６に面した平らな前面、及び隔絶スリーブ２９の端を受け入れる段部を形成する縮径部分３１を含む。スリーブの内面は、例えば、接着剤、ろう付け等によってコンデンサープレートに固着されて真空シールを形成する。コンデンサープレート２８は、ねじを受け入れるためのタップ穴３４を含むポスト３３を有する。
【００１０】
絶縁スリーブ２９の端の外縁３２は、支持本体１３に形成された段部３５に受け入れられ、且つ段部に適当に固着されて真空シールを形成している。隔絶スリーブは必要なシール及び支持をなす短いスリーブ又はリングである。かくして、支持本体１３、隔絶スリーブ２９及びコンデンサープレート２８は、真空装置をシールし、且つ真空装置の内側に位置したコンデンサープレート２６に存在する電圧を、コンデンサープレート２８のポスト３３に取り付けられた、真空装置の外側の回路に静電結合させることを可能にするフィードスルーを構成する。
【００１１】
コンデンサープレート２６は、真空包囲体内の構成部品に電気接続するために設けてあるねじ穴３６を含む。ねじ穴は貫通宛３７で終わっている。電気接続に使用されるねじ（図示せず）は、コンデンサープレート２６と２８との間の空間が真空装置によって排気されるように穴を有する。変形例として、真空装置との連通を行なうために、隔離絶縁スリーブ２７のいずれかの端にスリットを形成しても良い。
【００１２】
温度変化に対する不感受性は、構成部品を低膨張材料の適当な組合せで作ることによって達成し得る。例えば、石英又は溶融シリカを絶縁材料として使用することが可能である。導電性構成部品は、通常、３６％のＮｉと残りＦｅの組成を有するインバール（商標）として知られた種類のニッケル鉄合金であるのがよい。温度変化に不感受性である他の合金、例えばスーパーインバール及びゼロデュアを使用してもよい。
【００１３】
温度不感受性を達成する他の方法は、簡単な配置を自身で補償するように構造物を作ることにある。これは、絶縁材料の熱膨張率が導電性要素の熱膨張率の二倍であるような材料を使用してなされるのがよい。アルファの熱膨張率ＣＴＥを持った導電性材料で作られた構造物の場合を考える。所定の温度増加について、これは、電極間の間隔を２アルファだけ増大させ、かくして、その量デルタＴ×２アルファだけ静電容量を減ずる（何故ならば、静電容量が電極間の間隔に逆比例するからである）。しかしながら、静電容量がコンデンサープレートの面積に比例し、面積の小さい変化の場合には、面積の増加が長さの変化のほぼ２倍であるから、静電容量はデルタＴ×２アルファにほぼ等しい量だけ増加する。もっと複雑な寸法形状が熱膨張率の異なる値を使用して補償される事は明らかである。
【００１４】
小型のコンデンサーは、検出器コンデンサープレートを真空装置の中に置き、かくして、コンデンサーの２つのプレートが大気圧である場合よりも大変近くなることによって達成される。コンデンサーはまた電気フィードスルー及びコンデンサーの機能をワンピースに組合せ、かくして第２の構成部品の必要性を回避し、コンデンサーを検出器回路に近接して結合させることによって達成される。支持本体はまた混信が回路に達するのを防止する接地シールドとして作用する。支持本体はまた、装置の温度変化のために起こるかも知れない、周りの寸法形状の変化からコンデンサーを遮蔽する。温度不感受性は、その構造に使用される材料と構造の寸法形状の両方で達成される。
【００１５】
コンデンサーがフィードスルー及びコンデンサーの機能を組み合わせるので、コンデンサーは真空マニホルドに取り付けられ且つ真空マニホルドに熱的に結合される。これは、コンデンサーの温度が真空マニホルドの大きな熱質量によって安定化されることを意味する。
【００１６】
本発明の特別な実施形態の上記の説明は例示及び説明の目的で提示される。上記の説明は、網羅的的のものではなく、或いは発明を開示した寸分違わない形態に限定するものではなく、多くの修正及び変形が上記の教えに照らして可能であることは明らかである。実施形態は、発明の原理及び発明の実際の適用を最も良く説明するために選ばれ且つ説明され、それによって、当業者は、考慮される特定の用途に適するように種々の修正で発明及び種々の実施形態を最も良く利用することができる。本発明の範囲は添付の請求の範囲及びそれらの均等によって定められるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】真空包囲体の壁に取り付けられた検出器コンデンサーを示す平面図である。
【図２】図１の２−２線における断面図である。
【符号の説明】
１１  コンデンサー
１２  壁
１３  支持本体
２６  コンデンサープレート
２７  絶縁スリーブ
２８  コンデンサープレート
２９  隔絶スリーブ
【図１】
0003606829.tif 000002
【図２】
0003606829.tif 000003