(57)【要約】  イオン移動度分光計は、被分析物質のイオンを生成するためのイオン化領域３に開口している、被分析物質のための導入口２を備えている。互いに平行なグリッド電極４１〜４３は、イオン流路を横切って横方向に延在しており、前記電界の強度が、複数周期にわたって変動する比較的小さい強度の交番電界と、前記電界の最大強度が、微分イオン移動度効果を発生させる程度に大きな強度の非対称交番電界との間で切替可能な電界をイオンに与える。集電極５は、通過したイオンを回収し、低電界期間および高電界期間双方の間に通過して回収されたイオンにより、被分析物質の性質の指標が生成される。また、略交番電界を電極間に印加することが開示され、この電界は、交番周期を超える時間にわたって低値と高値との間で変化する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）互いに間隔をおいて設けられた一対の電極と、
（ｂ）前記一対の電極の間に対称的に交番される電界を印加するために該一対の電極に接続された電圧源と、
（ｃ）それぞれ異なる低電界移動度を有する複数のイオンの一部が前記一対の電極を通過するとともに前記イオンの他の一部が前記一対の電極の間に捕捉されるのに応じて変化する出力信号を生成するために、前記電界を通過したイオンを回収する集電極と、
（ｄ）前記出力信号に応じて、検出されたイオンの指標を提供するプロセッサと、
を備えた検出装置であって、
（イ）前記電界の強度が、交番周期を超える時間にわたって低値と高値との間で変動するように設定され、かつ、
（ロ）前記電界の最大強度が、微分イオン移動度効果を発生させる程度よりも小さくなるように設定されている
ことを特徴とする検出装置。
【請求項２】
前記一対の電極が、前記検出装置の長手方向に設けられたイオン流路を横断して横方向に配置され、かつ、前記一対の電極が、イオンが前記一対の電極の間を通過することができるような開放構造とされている、ことを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
前記集電極が、前記一対の電極のうち下側の電極を通過したイオンを回収するように、設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の検出装置。
【請求項４】
前記イオンが前記一対の電極の間に設けられた間隙を通過するように、前記一対の電極が、前記装置の長手方向に沿って前記イオン流路に対して平行に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
【請求項５】
前記集電極が、前記一対の電極の間に設けられた間隙の長手方向に沿って通過したイオンを回収するように、設けられていることを特徴とする請求項４に記載の検出装置。
【請求項６】
被分析物のイオンが有する高電界移動度の指標と低電界移動度の指標とを提供するために、高電界としての非対称交番電界が、前記電極に印加されるように設定され、かつ、前記高電界が、前記対称交番電界を適用する時間とは異なる時間において、高電界微分移動度効果を生じさせるに十分な程度に設定されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項７】
互いに間隔をおいて設けられた複数の電極と、電圧源と、プロセッサとを備えた検出装置において、
（イ）検出されたイオンの移動度に関する低交番電界における指標および前記低交番電界の指標に対して独立な高交番電界における指標を生成するために、前記電圧源が、前記低交番電界および前記高交番電界を前記複数の電極に対して印加するように設けられ、かつ、
（ロ）前記プロセッサが、前記検出されたイオンの性質に関する指標を、前記低交番電界における移動度の指標と前記高交番電界における移動度の指標とを用いて提供するように構成されている
ことを特徴とする検出装置。
【請求項８】
イオンを検出する方法において、
（ａ）２つの電極の間に検出のための被分析物質のイオンを供給し、
（ｂ）前記電極の間に、交番電界の周期を超える時間にわたって増大する相対的に低い対称交番電界である低電界と、前記イオンにおける高電界微分移動度効果を生じるに十分な程度の相対的に高い非対称交番電界である高電界とからなる互いに異なる２つの電界を互いに異なる時間において印加し、
（ｃ）前記２つの電界を印加する間に前記２つの電極を通過したイオンを回収し、そして、
（ｄ）前記低電界を印加する間および前記高電界を印加する間それぞれにおいて回収された前記イオンにより生成した信号に基づいて、前記イオンの性質を示す指標を提供する
ことを含むことを特徴とするイオンを検出する方法。
【請求項９】
被分析物質のための導入口と、前記被分析物質のイオンを生成させて該イオンを電界領域に提供するように設けられたイオン化領域と、を備えた分光計において、前記電界領域が、複数周期にわたって変動する相対的に低い強度を有する交番電界と、微分移動度効果を発生させるに十分な程度の高い強度を有する非対称交番電界とからなる２つの異なる電界の間で切替できるように設定されていることを特徴とする分光計。
【請求項１０】
前記電界領域が、前記イオンの流路を横切って延在している２つのグリッド電極の間に設けられていることを特徴とする請求項９に記載の分光計。
【請求項１１】
前記電界領域が、前記イオンの前記流路に沿って延在している２つの電極の間の間隙に設けられていることを特徴とする請求項９に記載の分光計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに間隔をおいて設けられた一対の電極と、前記一対の電極間に電界を印加するために該電極に接続された、略対称な交番電界（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ  ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ  ｆｉｅｌｄ）の供給源と、を備えた検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のイオン移動度分光計（ｉｏｎ  ｍｏｂｉｌｉｔｙ  ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ；ＩＭＳ）は、相対的に低い低電界における被分析物質のイオンの移動度を判定することにより、ある気体または蒸気が有する性質の指標（ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）を提供するために用いられている。かかる低電界においては、イオン移動度は電界強度の変化に対して線形的な関係に従う。電界非対称イオン移動度分光計（ｆｉｅｌｄ  ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  ｉｏｎ  ｍｏｂｉｌｉｔｙ  ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ；ＦＡＩＭＳ）または微分移動度分光計（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｍｏｂｉｌｉｔｙ  ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ；ＤＭＳ）と呼ばれる代替的な形態のイオン移動度分光計は、はるかに大きな電界を用いて、あるイオンの移動度が高電界における電界強度の変化に対する線形的な関係性から乖離する態様に基づいて、被分析物質のイオンが有する性質に関する指標を提供する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
イオン移動度分光計（ＩＭＳ）はある特定の物質の検出により適しており、電界非対称イオン移動度分光計（ＦＡＩＭＳ）については、他の物質の検出により適しているといった具合に、イオン移動度分光計（ＩＭＳ）および電界非対称イオン移動度分光計（ＦＡＩＭＳ）にはいずれも長所と短所とがある。イオンに関する最大量の情報、および、したがって最大の選択性（ｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙ）は、高電界と低電界との双方においてイオン移動度を測定することにより得ることができる。これは高電界検出器と低電界検出器とをタンデムに接続することにより達成しうるが、かかるタンデム接続形態にはエンジニアリング上の様々な問題が伴う。さらに、かかる組み合わせ型の装置は相対的に大型化してしまい、相対的に必要な電力量も大きくなってしまう。
【０００４】
本発明の目的は、（従来のものに）代わる検出方法および検出装置ならびに代替的な分光計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一様相によれば、上述した種類の検出装置が提供され、この検出装置は、前記電界の強度が、交番周期（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ  ｐｅｒｉｏｄ）を超える時間にわたって低値と高値との間で変動するように設定され、かつ、前記電界の最大強度が、微分イオン移動度効果（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｉｏｎ  ｍｏｂｉｌｉｔｙ  ｅｆｆｅｃｔ）を発生させる程度よりも小さくなるように設定されていることを特徴としている。
【０００６】
検出装置は、互いに間隔をおいて設けられた一対の電極と、それぞれ異なる低電界移動度を有する複数のイオンの一部が前記一対の電極を通過するとともに前記イオンの他の一部が前記一対の電極の間に捕捉されるのに応じて変化する出力信号を生成するために、前記対称交番電界を通過したイオンを回収する集電極と、前記出力信号に応じて、検出されたイオンの指標を提供するプロセッサと、を備えている。
【０００７】
電極は、イオン流路に対して横方向に、装置を通って配置され、イオンがそれらの間を通過できるような開放構造とされている。集電極（ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）は、電極の一方を通過したイオンを回収するように設けられている。代替的には、電極は、装置の長手方向に沿ってイオン流路と平行に配置され、イオンが前記電極の間の間隙を通過できるようになっている。代替的な配置構成においては、集電極は、電極の間に設けられた間隙の長手方向に沿って通過したイオンを回収するために設けられている。
【０００８】
検出装置は、被分析物のイオンが有する高電界移動度および低電界移動度の指標を提供することができるように、前記対称交番電界が適用される時間とは異なる時間において、高電界非対称交番電界（ｈｉｇｈ‐ｆｉｅｌｄ  ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ  ｆｉｅｌｄ）を前記電極に印加するように構成されている。また、前記高電界は、高電界微分移動度効果（ｈｉｇｈ‐ｆｉｅｌｄ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｍｏｂｉｌｉｔｙ  ｅｆｆｅｃｔ）を生じさせるに十分な程度に設定されている。
【０００９】
本発明の他の様相によれば、互いに間隔をおいて設けられた複数の電極と、電圧源とを備えた検出装置において、電圧源が、検出されたイオンの移動度に関する低交番電界（ｌｏｗ  ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ  ｆｉｅｌｄ）および高交番電界（ｈｉｇｈ  ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ  ｆｉｅｌｄ）における互いに独立した指標を生成するために、前記低交番電界および前記高交番電界を前記複数の電極に対して印加するように設けられ、そして、プロセッサが、前記検出されたイオンの性質に関する指標を、前記低交番電界におけるイオン移動度の指標と前記高交番電界におけるイオン移動度の指標と用いて提供するように構成されていることを特徴とする検出装置が提供される。
【００１０】
本発明のさらなる他の様相によれば、２つの電極の間に検出のための被分析物質のイオンを供給し、前記電極の間に、交番電界の周期を超える時間にわたって増大する相対的に低い非対称交番電界である低電界と、前記イオンにおける高電界微分移動度効果を生じるに十分な程度の相対的に高い非対称交番電界である高電界とからなる互いに異なる２つの電界を互いに異なる時間において印加し、前記２つの電界を印加する間に前記２つの電極を通過したイオンを回収し、そして、前記低電界を印加する間および前記高電界を印加する間それぞれにおいて回収された前記イオンによって生成した信号に基づいて、前記イオンの性質を示す指標を提供することを含むイオンを検出する方法が提供される。
【００１１】
本発明の第四の様相によれば、被分析物質の導入口と、前記被分析物質のイオンを生成させて該イオンを電界領域に提供するように設けられたイオン化領域とを備えた分光計において、前記電界領域が、複数周期にわたって変動する相対的に低い強度の交番電界と、微分移動度効果を発生させるに十分な程度の高い強度を有する非対称交番電界とからなる２つの異なる電界に切替可能とされていることを特徴とする分光計が提供される。
【００１２】
電界領域は、イオンの流路を横切って延在している２つのグリッド電極の間に、または、前記イオンの流路に沿って延在している２つの電極の間の間隙に設けられている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、低電界モードおよび高電界モードからなる両モードで分光計を動作させることで、イオンの性質に関する二つの異なる指標を抽出することが可能となり、低電界移動度特性を有するイオンと、高電界移動度特性を有するイオンとをともに識別することができる。また、本発明に係る分光計のプロセッサは、前記２つのモードにより得られた情報を用いて、被分析物質の性質に関する改善された指標を提供することができる。
【００１４】
また、本発明によれば、低電界モード動作時に得られた出力と高電界モード動作時に得られた出力とを組み合せることにより、イオンに関するより多くの情報を同一の検出装置を用いつつ得ることができ、選択性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】並進運動分光計（ｐａｒａｌｌｅｌ‐ｍｏｔｉｏｎ  ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）の概略図である。
【図２】逓増する強度を有する相対的に低い交番電界に晒された場合における高移動度イオンの運動および低移動度イオンの運動を示した図である。
【図３】低強度電界によって生成されたイオン電流を時間的に示した図である。
【図４】図３のイオン電流出力を微分して示した図である。
【図５】低強度電界に代えて高強度の非対称電界を分光計において用いた場合を示した図である。
【図６】分光計の代替的形態を示した部分概略図である。
【図７】低電界モードで図６の分光計を動作させた場合に生成されるイオン電流を時間的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、分光計および物質検出方法に係る２つの異なる形態を図面を参照して説明する。
【００１７】
まず図１を参照すると、気体または蒸気の状態で存在する被分析物質を導入するための導入口２をその上端部に有する分光計ハウジング１を備えた、分光計としての検出装置が図示されている。
【００１８】
導入口２は、受け入れられた被分析物質の分子がイオン化されるイオン化領域３へ開口している。イオン化領域３で生成されたイオンは、電界または気体流の作用によって、分光計の下流側、電界領域４へと流れる。
【００１９】
電界領域４は、分光計ハウジング１を横断する横方向に延在して設けられた２本または３本の平行なグリッド状の電極（ｇｒｉｄ‐ｌｉｋｅ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）４１ないし４３で構成されている。電極のかかる開放性（ｏｐｅｎ  ｎａｔｕｒｅ）は、中性である場合には、イオンが実質的に妨げられることなく電極を通過することができるようなものである。
【００２０】
電界領域４の下流には、増幅器および処理装置（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｕｎｉｔ）６に接続されたコレクタ極板５（請求項中の「集電極」に相当）が設けられている。処理装置６（請求項中の「プロセッサ」に相当）は、表示装置（利用装置）７へ出力を提供する。概括的に参照符号８で示すガス流システムは、分光計ハウジング１の両端部の間に接続されており、必要に応じて分光計ハウジング１に沿って清浄乾燥気体の流れを供給するように構成されている。
【００２１】
電極４１、電極４２および電極４３は、電圧源オシレータ（ｖｏｌｔａｇｅ  ｓｏｕｒｃｅ  ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）１０に接続されている。電圧源オシレータ１０は、電極に対して２つの異なる電界を選択的に印加するように設定されている。第１の電界は、相対的に低い強度の電界すなわち低電界である。本明細書において、用語「低電界（ｌｏｗ  ｆｉｅｌｄ）」とは、イオンの移動度が電界強度（ｆｉｅｌｄ  ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）に応じて線形的に変化するような電界をいう。この電界は、電極４１、電極４２および電極４３に対して、（絶対値が互いに）等しい正電圧と負電圧との間で対称的に交番（ａｌｔｅｒｎａｔｅ）する方形波を印加することにより生成される。方形波の振幅は、方形波の発振周期（ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ  ｐｅｒｉｏｄ）の複数周期に相当する時間にわたって経時的にゼロ値から最大値まで線形的に漸増するように変調される。これにより、電極４１、電極４２および電極４３の間のイオンが、電極間において後方および前方へ振動することになる。
【００２２】
高移動度を有するイオンは、相対的に大きな運動幅をもっており、他方、低移動度を有するイオンは相対的に小さい運動幅をもっており、図２の２つの波形で示すとおりである。同図中、点線は高移動度イオンを示し、実線は低移動度イオンを示す。任意の単位で表示された移動量を示す縦軸に対して水平な破線Ｓは、電極間の分離度（ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）を示している。
【００２３】
図３は、生成されるイオン電流を示している。ここに示されたイオン電流は、高周波矩形波形からの変動を減らすために平滑化されている。現実にも低ノイズ環境用に設計された増幅器は、このような平滑形態を示すと思われる。したがって、低電界においては、すべてのイオンが電極４１から電極４３までの範囲内で振動するとともにどのイオンもこれらの電極を通過することがなく、したがってイオン電流はゼロとなるであろうことが理解できる。電界がさらに増大するにつれて（図２および図３の「Ａ点」）、当初は、より高い移動度を有するイオンのみが下側の電極４３に到達して下側の電極４３を通過するので、検出のためコレクタ極板５まで通過するであろう。イオン電流は、したがって、より多くの高移動度イオンが通過するようになるにつれ着実に増大していく。やがてすべての高移動度イオンが、下側の電極４３を通過し、その結果電流は平坦域に移行する（図中「Ｂ点」）。振動電界の強度のさらなる増大により、低い移動度を有するイオンが励振されて下側の電極４３（「Ｃ点」において）を通過し始め、その結果、イオン電流が再び新たな平坦領域（図中「Ｄ点」）に至るまで上昇し、すべての低移動度イオンが励振されて下側の電極４３を通過する。電界がゼロにまで再び下落した場合（図中「Ｅ点」）、サイクルの終端において、イオン電流もまたゼロにまで落ちる。
【００２４】
一般的に、２つの両極の間の範囲のイオン移動度を有する一連のイオン群が存在していることが理解できる。最大電界値は、電極４１、電極４２および電極４３の分離度に応じて選択される。最大電界値は、存在すると思われるうちで最も遅い移動度のイオンが、最大電界値より小さい任意の点において、下側の電極４３を通過するような値に設定されている。
【００２５】
プロセッサ６は、図３に示す曲線の特性を識別するように構成されている。この曲線により、検出されたイオンの性質に関する情報が提供される。図３に示す曲線は、この形態のままで用いられてもよく、あるいは、特性をより明確に示すため図４に示すように微分波形で示してもよい。
【００２６】
振動電界によって生じる信号の変動は、図２および図４から読取ることができる。信号の変動を最小化するために、変調周波数と振動電界周波数との比を最大にすることが望ましい。変調掃引周波数は、典型的には１ヘルツから１０ヘルツの範囲であり、１〜１０スペクトラム毎秒となるであろう。振動波形は、必ずしも矩形でなくてもよいが、典型的には、キロヘルツ程度の周波数を有するものである。
【００２７】
低電界モードから得られた低電界モード情報は、場合によっては、例えば、既知イオンの曲線特性の参照テーブルと相関付けするなどして、検出されたイオンの性質を識別するため単体で用いることができる。代替的には、これはまた本発明の一様相に従うところでもあるが、低電界モード情報は、以下に説明するように、同一の検出装置を高電界モードで動作させて導出した高電界移動度に関する情報と組み合せて用いることもできる。
【００２８】
高電界情報を導出する場合、図５に示すような電圧を提供するように電圧源オシレータ１０が高電界モードに切り替えられる。同一の電圧源オシレータを用いる代わりに、異なる電圧源オシレータ（図示せず）によって高電界を提供してもよい。本明細書において、用語「高電界（ｈｉｇｈ  ｆｉｅｌｄ）」は、イオンに微分移動度効果（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｍｏｂｉｌｉｔｙ  ｅｆｆｅｃｔ）を生じさせるのに十分な程度の電界を意味するものである。
【００２９】
図５に示す電圧は、従来のＦＡＩＭＳ装置にみられる、短時間の高電圧正パルスとこれと比較して長時間の低電圧負パルスとで構成された非対称電圧である。正パルスおよび負パルスの持続時間および大きさは、１サイクルにおける平均電圧がゼロとなるように設定されている。本例においては、電圧は、プラス４０００ボルトとマイナス２０００ボルトとの間で切り替わり、１サイクルのうち負の部分はその正の部分の２倍の長さとなっている。これにより、電極４１、電極４２および電極４３の間の電界が数千ボルト毎センチメートル（Ｖ／ｃｍ）程度となる。このモードで動作する場合、高電界における微分移動度をもたないイオンの移動量は正味ゼロであり、電極４１、電極４２および電極４３の間に滞留することになる。高電界において異なる移動度を有するイオンは、しかしながら、次第に、その電荷に応じて、一つの電極または他の電極のほうへ移動し、最終的に、電極を通過する。検出すべきイオンが下側の電極４３を通過して移動し、したがって、検出のためコレクタ極板（集電極）５へ移動するシステム構成となっている。
【００３０】
また、小さな直流電圧を電極４１、電極４２および電極４３に重畳させることができ、これらの直流電圧を調節することにより、異なる微分移動度を有するイオンを選択および識別することができる。代替的には、電極の直流電圧を固定としたうえで、イオンが電極４１から電極４３まで通過するのに要する時間を測定することにより、イオンの微分移動度を測定することができる。また、これら２つのアプローチを組み合せた技術を用いることもできる。
【００３１】
このように、低電界モードおよび高電界モードからなる両モードで分光計を動作させることにより、イオンの性質に関する二つの異なる指標を抽出することが可能となり、低電界移動度特性を有するイオンと、高電界移動度特性を有するイオンとをともに識別することができる。プロセッサ６は、前記２つのモードにより得られた情報を用いて、被分析物質の性質に関する改善された指標を提供することができる。
【００３２】
図１のグリッド（電極）のうち、電極４１と電極４２、電極４２と電極４３など２つのグリッドのみを用いた分光計によって同様の測定を行うことができる。
【００３３】
なお、図１に示したようなイオンの流れの方向を横断して配置された開放されたグリッド電極を用いて、平行イオン移動（ｐａｒａｌｌｅｌ  ｉｏｎ  ｍｏｔｉｏｎ）を生じる動作を発生させるように分光計を設計することは必須ではなく、これに代えて、図６に示すように、従来のＦＡＩＭＳ装置と類似した態様の構成とすることができる（図１と等価的なコンポーネントには、同一の参照符号に１００を加えて示すものとする）。
【００３４】
この配置においては、電極１４１および電極１４２が検出装置の長軸に対して平行に配置されており、すなわち、気体流Ｇの方向かつ検出装置の長手方向に沿って配置されている。電極１４１および電極１４２は、図示したように２つの平行、固形かつ平坦なプレートで構成されているが、ＦＡＩＭＳ検出装置における公知の２つの同軸管状電極で構成されてもよい。
【００３５】
図１の配置におけるのと同一の低電圧電界が、２つの電極１４１および電極１４２の間において印加されており、これにより、図２に示す低移動度イオンおよび高移動度イオンの同一の振動動作が生成される。低電界において、電極１４１および電極１４２の間における振動の大きさは、相対的に小さいので、イオンが電極に接触することがなく、したがって、イオンは電極の間の間隙に沿って流れていくことができ、電極の右側端部から検出のためコレクタ極板１０５へと流れていくことができる。
【００３６】
イオン電流の時間的変化は図７に示されている。振動の大きさが印加電界の増大とともに増大するにつれて、より高い移動度を有するイオンが、電極１４１および電極１４２と衝突し始めて失われるので、これによりコレクタ極板１０５において検出されるイオン電流の低下が生じる（図中Ａ点）。すべてのより高い移動度を有するイオンが電極１４１および電極１４２に衝突して平坦部（図中Ｂ点）に達するまで、電界強度の増大とともにイオン電流が低下していく。これに続いて（図中Ｃ点）、低い移動度を有するイオンが、電極１４１および電極１４２と衝突し始め、すべての低い移動度を有するイオンが電極と衝突する（図中Ｄ点）まで、イオン電流が再び下落し始め、Ｄ点以降、次のサイクルがＥ点において開始されるまで平坦部が継続する。
【００３７】
ＦＡＩＭＳ検出装置が高電界モードで動作している場合には、低電界電圧に代えて、図５に示すような電圧が、電極１４１および電極１４２に印加される。微分高電界移動度（ｄｉｆｆｅｒｅｎｉａｌ  ｈｉｇｈ  ｆｉｅｌｄ  ｍｏｂｉｌｉｔｙ）を有するイオンは、電極１４１および電極１４２のいずれか一方へドリフトするので、したがって、電極の間の間隙を通過して検出されない。直流電圧を交番電圧に印加することにより、選択されたイオンが、従来のＦＡＩＭＳ検出装置におけると同様の仕方で電極１４１および電極１４２の間を通過して検出されることができる。
【００３８】
また、検出装置によって低電界モード動作時に得られた出力と高電界モード動作時に得られた出力とを組み合せることにより、イオンに関するより多くの情報を同一の検出装置を用いつつ得ることができ、選択性が増すことになる。
【００３９】
本発明における低電界構成は、パルス動作を必要としない。パルス動作は、飛行時間（ｔｉｍｅ−ｏｆ−ｆｌｉｇｈｔ；ＴＯＦ）に基づいてイオン移動度を求める従来型の検出器において通常必要となるものであるが、すべてのイオンが分析されるというわけではないため、パルス動作の利用は比較的非効率なものである。
【００４０】
検出装置は、高電界モードと低電界モードとの間で規則的な間隔で切り替えられるように設定されてもよい。これに代えて、本発明は、所定のモードで動作するように設定されてもよく、必要に応じて他のモードに手動で切り替えられるように設定されてもよい。検出装置は、所定のモードで動作しつつ前記当初のモードでは不明確な出力しか得られない場合、または、代替的モードでの検出により適した物質の存在が示唆される場合にのみ、他の代替的モードに自動的に切り替えられるように設定されてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１  分光計ハウジング
２  導入口
３  イオン化領域
４  電界領域
４１，４２，４３，１４１，１４２  電極
５，１０５  集電極（コレクタ極板）
６，１０６  プロセッサ（処理装置）
７  表示装置（利用装置）
８  ガス流システム
１０，１１０  電圧源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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