飞行时间型质量分析装置以及分析方法与流程

1.本发明涉及具备高电压电源装置的飞行时间型质量分析装置以及分析方法。


背景技术：

2.飞行时间型质量分析装置(tofms：time of flight mass spectrometer)具有飞行管(flight tube)。为了使试样中的被离子化的成分在飞行管内飞行，通过高电压电源装置对飞行管等施加稳定的高电压(例如，专利文献1)。此外，根据作为分析对象的离子的极性可切换施加电压的极性。
3.专利文献1所记载的高电压电源装置具备电压产生部、辅助电压产生部以及电容等。在通过电压产生部对飞行管施加负电压的期间，通过辅助电压产生部以大电流将电容充电为正电位。在施加电压的极性由负切换为正时，飞行管被电压产生部阻断，从电容向飞行管供给大电流。由此，飞行管的静电电容迅速地被充电为正电位。之后，飞行管被电容阻断，与产生正电压的电压产生部连接。由此，对飞行管施加稳定的正电压。这样，能够缩短对飞行管的施加电压的上升时间。
4.现有技术文献
5.专利文献1：国际公开2018/066064号公报


技术实现要素：

6.发明要解决的技术问题
7.然而，根据分析对象或者分析目的，有时要求具有更高的分辨率的分析结果。在这样的情况下，期望进一步提高对飞行管或者其他电极施加的电压的稳定性。另一方面，根据分析对象或者分析目的，有时期望高速地切换对飞行管或者其他电极施加的电压的值。以下，将在切换电压时电压在短时间内收敛为期望值的性能称为收敛响应性。另一方面，将电压的变动较小的性能称为稳定性。
8.高电压电源装置中的收敛响应性和稳定性处于权衡(trade off)的关系，因此若收敛响应性变高则稳定性降低；若稳定性变高则收敛响应性降低。
9.本发明的目的在于提供一种具备高电压电源装置的飞行时间型质量分析装置以及分析方法，该高电压电源装置可以根据分析对象或者分析目的而产生具有提高了收敛响应性的高电压或者具有提高了稳定性的高电压。
10.用于解决上述技术问题的方案
11.本发明的一方案的飞行时间型质量分析装置具备：电极，为了形成离子的飞行空间而被施加有直流的高电压；高电压电源装置，对电极施加高电压，高电压电源装置包括：高电压产生电路，产生高电压；电压控制电路，选择性地设定为第1模式和第2模式，所述第1模式控制高电压压产生电路使得高电压具有第1收敛响应性以及第1稳定性，所述第2模式控制高电压产生电路使得高电压具有比第1收敛响应性低的第2收敛响应性以及比第1稳定性高的第2稳定性。
12.根据本发明的另一方案的分析方法是使用了具备高电压电源装置的飞行时间型质量分析装置的分析方法，所述高电压电源装置为了形成离子的飞行空间而对电极施加高电压，包括：将所述高电压电源装置选择性地设定为第1模式和第2模式的步骤，所述第1模式控制所述高电压电源装置使得所述高电压具有第1收敛响应性以及第1稳定性，所述第2模式控制所述高电压电源装置使得所述高电压具有比所述第1收敛响应性低的第2收敛响应性以及比所述第1稳定性高的第2稳定性；在所述设定的第1模式或者第2模式中使用所述飞行时间型质量分析装置针对分析对象进行质量分析的步骤。
13.发明效果
14.根据本发明，可以提供一种具备高电压电源装置的飞行时间型质量分析装置以及分析方法，该高电压电源装置可以根据分析对象或者分析目的而产生具有提高了收敛响应性的高电压或者具有提高了稳定性的高电压。
附图说明
15.图1是示出本发明的一实施方式的飞行时间型质量分析装置的构成的图。
16.图2是示出高电压电源装置的正电压产生部的构成的电路图。
17.图3是高电压可从负切换为正的情况的波形图。
18.图4是示出在收敛响应性优先模式下可将高电压反复切换为正以及负的情况的高电压随时间变化的波形图。
19.图5是示出在稳定性优先模式下可将高电压从负切换为正的情况的高电压随时间变化的波形图。
20.图6是示出高电压电源装置中切换控制部的功能性构成的框图。
21.图7是示出切换控制部的模式设定动作的一例的流程图。
22.图8是示出电压控制电路的构成的另一例的电路图。
23.图9是示出电压控制电路的构成的另一例的电路图。
具体实施方式
24.以下，参照附图对本发明的实施方式的飞行时间型质量分析装置以及分析方法进行详细说明。
25.(1)飞行时间型质量分析装置的构成
26.图1是示出本发明的一实施方式的飞行时间型质量分析装置的构成的图。飞行时间型质量分析装置1包括质量分析部2、高电压电源装置3、显示部4以及操作部5。本实施方式的高电压电源装置3可以选择性地以收敛响应性优先模式以及稳定性优先模式进行动作。对于收敛响应性优先模式以及稳定性优先模式的详细内容将在后述。
27.质量分析部2包括离子化室20、第1中间室21、第2中间室22、第3中间室23以及分析室24。
28.离子化室20包括esi探针(电喷雾离子化用探针)201以及毛细管202。esi探针201通过对液体试样赋予电荷同时进行喷雾，从而在离子化室20内将液体试样中的成分离子化。离子化室20内的离子通过毛细管202被导入第1中间室21。
29.第1中间室21包括第1离子引导件211。第1离子引导件211将导入至第1中间室21的
离子收敛并且向第2中间室22导入。第2中间室22包括第2离子引导件221。第2离子引导件221将导入至第2中间室22的离子进一步收敛并且向第3中间室23导入。
30.第3中间室23包括四极滤质器231、碰撞池232以及离子引导件234。碰撞池232包括多极离子引导件233。四极滤质器231根据质荷比对导入至第3中间室23的离子进行分离，将分离出的离子导入碰撞池232。根据需要向碰撞池232的内部供给碰撞气体。通过多极离子引导件233从碰撞池232放出的离子通过离子引导件234被导入至分析室24。
31.分析室24包括离子输送电极241、正交加速电极242、加速电极243、反射电极244、检测器245、飞行管246以及垫板247。正交加速电极242由电极242a以及电极242b构成。反射电极244包括电极244a以及电极244b。
32.通过离子输送电极241将导入至分析室24的离子导入至正交加速电极242的电极242a以及电极242b之间。在此，离子的行进方向由于正交加速电极242而弯折为大致直角。加速电极243使离子加速并将其导入飞行管246内。飞行管246内的离子以与质荷比对应的飞行速度在飞行管246内的飞行空间飞行。
33.在飞行空间飞行的离子由于反射电极244以及垫板247而逐渐减速，并且以抛物线状折返。由此，离子按照质荷比从小到大的顺序到达检测器245。检测器245例如是二次电子倍增管。
34.检测器245对通过了飞行管246的离子进行检测。基于检测器245的输出信号，通过下述式(1)将各种离子的飞行时间换算为质荷比(m/z)，生成质谱。在此，t是飞行时间，l是飞行距离，na是阿伏伽德罗常数，e是元电荷，v是通过高电压电源装置3而施加至飞行管246的电压，m/z是质荷比。
35.[数1]
[0036][0037]
如式(1)所示，离子的飞行时间t根据施加至飞行管246的电压而变化。因此，在施加至飞行管246的电压的稳定性较低的情况下，飞行时间t变动，无法得到具有高分辨率的质谱。因此，在要求高分辨率的质量分析的情况下，需要向飞行管246施加具有较高的稳定性的电压。
[0038]
高电压电源装置3包括切换控制部30、正电压产生部31、负电压产生部32、正电压选择开关33以及负电压选择开关34。切换控制部30例如通过cpu(中央运算处理装置)、ram(随机存取存储器)、rom(只读存储器)以及存储装置来实现。在切换控制部30连接有显示部4以及操作部5。
[0039]
显示部4包括液晶显示器或者有机el(电致发光)显示器等。显示部4显示各种信息以及图像。操作部5包括键盘以及定点设备等。操作部5用于进行选择以及指定等操作。
[0040]
另外，显示部4以及操作部5也可以由触摸面板显示器构成。在该情况下，操作部5作为图像显示于显示部4。使用者通过触摸显示于显示部4的图像的规定部分，能够进行选择以及指定等操作。
[0041]
正电压产生部31从输出节点np产生正的高电压vp。负电压产生部32从输出节点nn产生负的高电压vn。正电压产生部31的输出节点np通过正电压选择开关33与输出节点nout
连接。负电压产生部32的输出节点nn通过负电压选择开关34与输出节点nout连接。作为正电压选择开关33以及负电压选择开关34，例如使用双极晶体管(bipolar transistor)、场效应晶体管或者机械式开关等开关元件。在本实施方式中，输出节点nout与飞行管246连接。飞行管246发挥作为电极的作用。
[0042]
切换控制部30基于操作部5的操作将模式设定信号ms提供给正电压产生部31以及负电压产生部32。此外，切换控制部30将正电压选择信号sp提供给正电压选择开关33，将负电压选择信号sn提供给负电压选择开关34。
[0043]
在模式设定信号ms为第1状态(例如逻辑高电平)的情况下，正电压产生部31以及负电压产生部32被设定为收敛响应性优先模式，在模式设定信号ms为第2状态(例如逻辑低电平)的情况下，正电压产生部31以及负电压产生部32被设定为稳定性优先模式。
[0044]
正电压选择信号sp和负电压选择信号sn变化为彼此相反的状态。在正电压选择信号sp为接通状态(例如逻辑高电平)时，负电压选择信号sn为断开状态(例如逻辑低电平)。相反，在正电压选择信号sp为断开状态(例如逻辑低电平)时，负电压选择信号sn为接通状态(例如逻辑高电平)。
[0045]
若正电压选择信号sp成为接通状态，则正电压选择开关33接通。此时，负电压选择信号sn成为断开状态，负电压选择开关34断开。由此，正的高电压vp作为高电压hv从输出节点nout输出。高电压hv例如为 5～ 10kv或者-5～-10kv。
[0046]
若负电压选择信号sn成为接通状态，则负电压选择开关34接通。此时，正电压选择信号sp成为断开状态，正电压选择开关33断开。由此，负的高电压vn作为高电压hv从输出节点nout输出。
[0047]
(2)正电压产生部31的构成
[0048]
图2是示出图1的高电压电源装置3的正电压产生部31的构成的电路图。如图2所示，正电压产生部31包括高电压产生电路311以及电压控制电路312。
[0049]
高电压产生电路311包括逆变器电路315、升压变压器316以及升压电路317。升压电路317例如是科克罗夫特-沃尔(cockcroft-walto n)升压电路。从电源电路向逆变器电路315供给正的直流电压vp。逆变器电路315将直流电压vp转换为交流电压。升压变压器316对从逆变器电路315输出的交流电压进行升压。升压电路317对通过升压变压器316升压的交流电压进一步升压并且将其转换为直流电压，向输出节点np输出正的直流高电压vp。
[0050]
电压控制电路312包括运算放大器op、开关sw1、sw2、电容c1、c2以及电阻r1、r2、r11、r12、r13。作为开关sw1、sw2，例如使用双极晶体管、场效应晶体管或者机械式开关等开关元件。
[0051]
在输出节点np与节点n1之间连接有电阻r11。在节点n1与接受接地电位gnd的节点n2之间连接有电阻r12。在节点n1与节点n3之间连接有电阻r13。通过电阻r11、r12将高电压vp分压，在节点n1生成低电压vi1。
[0052]
节点n3与运算放大器op的反相输入端子连接。基准电压产生电路318产生一定的正基准电压vr。向非反相输入端子提供由基准电压产生电路318产生的基准电压vr。此外，运算放大器op的输出端子与节点n4连接。
[0053]
在节点n3与节点n4之间串联连接有开关sw1以及负反馈电路313。此外，在节点n3与节点n4之间串联连接有开关sw2以及负反馈电路314。负反馈电路313包括串联连接的电
阻r1以及电容c1。负反馈电路314包括串联连接的电阻r2以及电容c2。
[0054]
在本实施方式中，负反馈电路313的电容c1的电容值被设定为小于负反馈电路314的电容c2的电容值。负反馈电路313的电阻r1的电阻值被设定为大于负反馈电路314的电阻r2的电阻值。这样，负反馈电路313和负反馈电路314具有彼此不同的控制电路常数。在本实施方式中，负反馈电路313具有优先收敛响应性的控制电路常数，负反馈电路314具有优先稳定性的控制电路常数。
[0055]
切换控制部30将模式设定信号ms作为模式设定信号ms11提供给开关sw1。此外，切换控制部30将模式设定信号ms提供给反相电路iv。反相电路iv将模式设定信号ms反相，将反相的信号作为模式设定信号ms12提供给开关sw2。由此，模式设定信号ms11和模式设定信号ms12变化为彼此相反的状态。在模式设定信号ms11为第1状态(例如逻辑高电平)时，模式设定信号ms12为第2状态(例如逻辑低电平)。反之，在模式设定信号ms11为第2状态(例如逻辑低电平)时，模式设定信号ms12为第1状态(例如逻辑高电平)。
[0056]
由此，若模式设定信号ms成为第1状态，则开关sw1接通，开关sw2断开。其结果为，负反馈电路313与节点n3连接，负反馈电路314与节点n3切断。反之，若模式设定信号ms成为第2状态，则开关sw1断开，开关sw2接通。其结果为，负反馈电路313与节点n3切断，负反馈电路314与节点n3连接。
[0057]
运算放大器op对节点n3的电压vi2与基准电压vr的差进行反相放大，并且将放大的电压作为反馈信号fb提供给逆变器电路315。逆变器电路315基于反馈信号fb，使向升压变压器316的输出电压上升或者下降，以使高电压vp收敛为一定的值。在该情况下，如后所述，在节点n3与节点n4之间连接有负反馈电路313的情况下和在节点n3与节点n4之间连接有负反馈电路314的情况下，高电压vp的变化不同。
[0058]
在本实施方式中，共通的运算放大器op以及负反馈电路313构成第1反馈控制电路321，共通的运算放大器op以及负反馈电路314构成第2反馈控制电路322。基于使用图1的操作部5来选择收敛响应性优先模式或者稳定性优先模式，将从切换控制部30输出的模式设定信号ms切换为第1状态或者第2状态。由此，通过操作部5若选择收敛响应性优先模式，则开关sw1被接通，若选择稳定性优先模式，则开关sw2被接通。
[0059]
除了以下方面以外，图1的负电压产生部32的构成与图2的正电压产生部31的构成相同。在负电压产生部32中，升压电路317向图1的节点nn输出负直流的高电压vn。此外，在负电压产生部32中，基准电压产生电路318产生一定的负基准电压vr。
[0060]
(3)收敛响应性优先模式以及稳定性优先模式
[0061]
图3是输出节点nout中的高电压hv从负切换为正的情况下的波形图。图3的横轴表示时间，纵轴表示高电压hv。以虚线示出收敛响应性优先模式下的高电压hv的变化的波形wr。以实线示出稳定性优先模式下的高电压hv的变化的波形ws。此外，在b部示出波形wr、ws的a部的放大图。
[0062]
收敛响应性优先模式下的波形wr的上升比稳定性优先模式下的波形ws的上升快。由此，在收敛响应性优先模式中，高电压hv的波形wr在时间点t1大致收敛于目标值va。因此，根据收敛响应性优先模式，能够在时间点t1开始分析。
[0063]
另一方面，在稳定性优先模式中，高电压hv的波形ws在比时间点t1更靠后的时间点t2大致收敛于目标值va。因此，根据稳定性优先模式，能够在时间点t2开始分析。
[0064]
这样，与稳定性优先模式相比，高电压hv在收敛响应性优先模式中在短时间内大致收敛于目标值va。因此，与稳定性优先模式相比，根据收敛响应性优先模式时，高电压hv的收敛响应性较高。
[0065]
如b部所示，稳定性优先模式下的时间点t2以后的波形ws的变动(振铃)的大小比收敛响应性优先模式中的时间点t1以后的波形wr的变动的大小要小。因此，与收敛响应性优先模式相比，根据稳定性优先模式时，高电压hv的稳定性较高。
[0066]
图4是示出在收敛响应性优先模式下高电压hv可被反复切换为正以及负的情况下的高电压hv随时间变化的波形图。在图4中，实线的箭头示出可分析期间ta。如图4所示，在收敛响应性优先模式中，能够在短时间内将高电压hv反复切换为正目标值 va和负目标值-va。
[0067]
在使用者对正离子以及负离子双方进行分析的情况下，可反复切换高电压hv的极性。在该情况下，根据收敛响应性优先模式，能够在短时间内分析正离子以及负离子。
[0068]
图5是示出在稳定性优先模式下将高电压hv从负切换为正的情况下的高电压hv随时间变化的波形图。在图5中，实线的箭头示出可分析期间ta。如图5所示，在稳定性优先模式中，与收敛响应性优先模式相比，达到高电压hv大致收敛于目标值va之前的时间较长，但在高电压hv收敛于目标值va之后，高电压hv的稳定性较高。
[0069]
在使用者对正离子以及负离子中的一方进行分析的情况下，无法反复切换高电压hv的极性。在该情况下，根据稳定性优先模式，能够得到具有高分辨率的分析结果。
[0070]
(4)切换控制部30的功能性构成
[0071]
图6是示出高电压电源装置3中的切换控制部30的功能性构成的框图。切换控制部30包括模式设定部301以及电压极性切换部302。模式设定部301以及电压极性切换部302的功能例如通过未图示的cpu执行存储装置的存储介质(记录介质)中存储的计算机程序即控制程序来实现。切换控制部30的一部分或者全部的构成元件可以通过电子电路等硬件来实现。
[0072]
使用者使用操作部5选择收敛响应性优先模式以及稳定性优先模式中的任一方。模式设定部301基于使用操作部5选择出的收敛响应性优先模式或者稳定性优先模式，切换可提供给正电压产生部31以及负电压产生部32的模式设定信号ms的状态。
[0073]
在由使用者选择收敛响应性优先模式的情况下，模式设定信号ms成为第1状态。由此，正电压产生部31以及负电压产生部32被设定为收敛响应性优先模式。在由使用者选择稳定性优先模式的情况下，模式设定信号ms成为第2状态。由此，正电压产生部31以及负电压产生部32被设定为稳定性优先模式。
[0074]
使用者使用操作部5选择正、负或者正负切换中的任一个作为高电压hv的极性。电压极性切换部302基于使用操作部5选择出的高电压hv的极性，并提供给正电压选择开关33。切换正电压选择信号sp以及可提供给负电压选择开关34的负电压选择信号sn的状态。
[0075]
在选择正作为高电压hv的极性的情况下，正电压选择信号sp成为接通状态，负电压选择信号sn成为断开状态。由此，高电压hv成为正。在选择负作为高电压hv的极性的情况下，正电压选择信号sp成为断开状态，负电压选择信号sn成为接通状态。由此，高电压hv成为负。在选择正负切换作为高电压hv的极性的情况下，在一定周期内反复进行高电压hv为正以及负的动作。
[0076]
与使用操作部5选择出的收敛响应优先模式或者稳定性优先模式以及高电压hv的极性相关的信息显示于显示部4。
[0077]
(5)模式设定动作
[0078]
图7是示出切换控制部30的模式设定动作的一例的流程图。切换控制部30的模式设定动作例如通过cpu在ram上执行存储装置所存储的控制程序来进行。此外，在本例中，在收敛响应性优先模式中，高电压hv的极性可在正负间切换。
[0079]
模式设定部301判定是否通过操作部5选择了稳定性优先模式(步骤s1)。在选择稳定性优先模式的情况下，模式设定部301通过将模式设定信号ms设为第2状态，将正电压产生部31以及负电压产生部32内的开关sw2接通(步骤s2)。由此，电压控制电路312被设定为稳定性优先模式。
[0080]
接着，电压极性切换部302判定是否通过操作部5选择了正作为高电压hv的极性(步骤s3)。在选择正作为高电压hv的极性的情况下，电压极性切换部302通过使正电压选择信号sp成为接通状态，来接通正电压选择开关33(步骤s4)。此时，负电压选择信号sn成为断开状态，负电压选择开关34被断开。由此，高电压hv的极性为正。使用者在稳定性优先模式下对分析对象进行质量分析。
[0081]
在步骤s3中，在选择负作为高电压hv的极性的情况下，电压极性切换部302通过使负电压选择信号sn为接通状态，来接通负电压选择开关34(步骤s5)。此时，正电压选择信号sp成为断开状态，正电压选择开关33被断开。由此，高电压hv的极性为负。使用者在稳定性优先模式下对分析对象进行质量分析。
[0082]
在步骤s1中选择收敛响应性优先模式的情况下，模式设定部301通过将模式设定信号ms设为第1状态，将正电压产生部31以及负电压产生部32内的开关sw1接通(步骤s6)。由此，电压控制电路312被设定为收敛响应性优先模式。
[0083]
电压极性切换部302通过将正电压选择信号sp以及负电压选择信号sn交替地设为接通状态，从而使正电压选择开关33以及负电压选择开关34交替地接通。由此，高电压hv的极性交替地切换为正以及负(步骤s7)。使用者在收敛响应性优先模式下对分析对象进行质量分析。
[0084]
接着，模式设定部301判定是否从操作部5接收到质量分析动作结束的指令(步骤s8)。在未接收到质量分析动作结束的指令的情况下，返回步骤s1。在接收到质量分析动作结束的指令的情况下，结束质量分析动作。另外，在收敛响应性优先模式中，可以通过使用者的选择将高电压hv设定为正或者负。
[0085]
(6)实施方式的效果
[0086]
在本实施方式的飞行时间型质量分析装置1中，将高电压电源装置3的电压控制电路312选择性地设定为收敛响应性优先模式或者稳定性优先模式。在收敛响应性优先模式中，控制高电压产生电路311使得高电压hv具有较高的收敛响应性。在该情况下，高电压hv高速地收敛于目标值 va或者目标值-va。由此，即使在可反复切换对飞行管246施加的高电压hv的值的情况下，也可以在短时间内进行分析。在稳定性优先模式下，控制高电压产生电路311使得高电压hv具有较高的稳定性。在该情况下，收敛于目标值va的高电压hv的变动较小。由此，可以得到具有高分辨率的分析结果。
[0087]
这样，使用者通过选择收敛响应性优先模式或者稳定性优先模式，可以根据分析
对象或者分析目的产生具有提高了收敛响应性的高电压hv或者产生具有提高了稳定性的高电压hv。
[0088]
此外，在高电压电源装置3中，能够通过包括负反馈电路313的第1反馈控制电路321以及包括负反馈电路314的第2反馈控制电路322，高精度地将高电压hv控制为目标值 va、-va。在该情况下，通过设定电容c1的电容值与电容c2的电容值的大小关系以及电阻r1的电阻值与电阻r2的电阻值的大小关系，能够以简单的构成使收敛响应性优先模式下的收敛响应性以及稳定性与稳定性优先模式下的收敛响应性以及稳定性不同。此外，由于在收敛响应性优先模式以及稳定性优先模式的高电压hv的控制中使用共通的运算放大器op，因此可以削减部件数量以及部件成本。
[0089]
进而，分别设定负反馈电路313的电容c1的电容值以及负反馈电路314的电容c2的电容值，并且分别设定负反馈电路313的电阻r1的电阻值以及负反馈电路314的电阻r2的电阻值。由此，可以容易且多样地设定收敛响应性优先模式以及稳定性优先模式中的高电压hv的收敛响应性以及稳定性。
[0090]
(7)其他的实施方式
[0091]
(a)在上述实施方式中，高电压电源装置3用于对作为1种电极的飞行管246施加高电压hv，但高电压电源装置3也可以用于对其他的电极施加高电压。高电压电源装置3例如可以用于对离子输送电极241、正交加速电极242、加速电极243、反射电极244或者垫板247施加高电压。
[0092]
(b)电压控制电路312的构成不限定于图2的构成。图8是示出电压控制电路312的构成的另一例的电路图。在图8的电压控制电路312中，负反馈电路314除了电阻r2以及电容c2以外，还包括电容c3。电容c3与电阻r2以及电容c2的串联连接电路并联连接。图8的电压控制电路312的其他部分的构成与图2的电压控制电路312的构成相同。在图8的电压控制电路312中，通过电容c3去除高电压hv的高频噪声。因此，负反馈电路314能够进一步提高高电压hv的稳定性。
[0093]
(c)图9是示出电压控制电路312的构成的另一例的电路图。对于图9的电压控制电路312与图2的电压控制电路312的相同部分标注相同的附图标记。电压控制电路312包括电阻r11、r12、切换控制部30、开关sw、第1反馈控制电路321、第2反馈控制电路322以及基准电压产生电路318。开关sw具有触点a、b、c。通过切换控制部30对开关sw提供模式设定信号ms。开关sw的触点a与节点n1连接。
[0094]
第1反馈控制电路321包括运算放大器op1、电阻r3以及负反馈电路313。电阻r3连接在开关sw的触点b与节点n5之间。节点n5与运算放大器op1的反相输入端子连接。对运算放大器op1的非反相输入端子提供由基准电压产生电路318产生的基准电压vr。此外，运算放大器op1的输出端子与节点n4连接。在节点n5与节点n4之间连接负反馈电路313。
[0095]
第2反馈控制电路322包括运算放大器op2、电阻r4以及负反馈电路314。电阻r4连接在开关sw的触点c与节点n6之间。节点n6与运算放大器op2的反相输入端子连接。向运算放大器op2的非反相输入端子提供由基准电压产生电路318产生的基准电压vr。此外，运算放大器op2的输出端子与节点n4连接。在节点n6与节点n4之间连接负反馈电路314。
[0096]
在本例中，将负反馈电路313的电容c1的电容值也设定为小于负反馈电路314的电容c2的电容值。若模式设定信号ms成为第1状态，则开关sw的触点a与触点b连接。由此，电压
控制电路312被设定为收敛响应性优先模式。另一方面，若模式设定信号ms成为第2状态，则开关sw的触点a与触点c连接。由此，电压控制电路312被设定为稳定性优先模式。图9的电压控制电路312的其他部分的构成以及动作与图2的电压控制电路312的构成以及动作相同。
[0097]
(d)在上述实施方式中，将电压控制电路312选择性地设定为收敛响应性优先模式以及稳定性优先模式，但也可以构成为电压控制电路312可以被设定为与收敛响应性优先模式以及稳定性优先模式不同的第3模式。例如，可以在电压控制电路312中进一步设置第3反馈控制电路。第3反馈控制电路例如可以包括具有与第1反馈控制电路321的电容c1以及第2反馈控制电路322的电容c2不同的电容值的电容。
[0098]
(e)在上述实施方式中，将负反馈电路313的电容c1的电容值设定为小于负反馈电路314的电容c2的电容值，将负反馈电路313的电阻r1的电阻值设定为大于负反馈电路314的电阻r2的电阻值，但本发明并不限定于此。
[0099]
例如，可以将负反馈电路313的电容c1的电容值设定为小于负反馈电路314的电容c2的电容值，将负反馈电路313的电阻r1的电阻值设定为与负反馈电路314的电阻r2的电阻值相等。
[0100]
此外，也可以将负反馈电路313的电容c1的电容值设定为远小于负反馈电路314的电容c2的电容值，将负反馈电路313的电阻r1的电阻值设定为小于负反馈电路314的电阻r2的电阻值。
[0101]
此外，也可以将负反馈电路313的电阻r1的电阻值设定为大于负反馈电路314的电阻r2的电阻值，将负反馈电路313的电容c1的电容值设定为与负反馈电路314的电容c2的电容值相等。
[0102]
此外，还可以将负反馈电路313的电阻r1的电阻值设定为远大于负反馈电路314的电阻r2的电阻值，将负反馈电路313的电容c1的电容值设定为大于负反馈电路314的电容c2的电容值。
[0103]
(8)权利要求的各构成要素与实施方式的各元件之间的对应
[0104]
以下，对于权利要求的各构成要素与实施方式的各元件的对应的例子进行说明。在上述实施方式中，飞行管246是电极的例子，收敛响应性优先模式是第1模式的例子，稳定性优先模式是第2模式的例子，负反馈电路313是第1负反馈控制电路的例子，负反馈电路314是第2负反馈电路的例子，正电压选择开关33以及负电压选择开关34是连接切换部的例子，电容c1是第1电容分量的例子，电容c2是第2电容分量的例子，电阻r1是第1电阻分量的例子，电阻r2是第2电阻分量的例子。运算放大器op是共通的运算放大器的例子，运算放大器op1是第1运算放大器的例子，运算放大器op2是第2运算放大器的例子。
[0105]
(9)方案
[0106]
本领域技术人员能够理解上述的多个例示性的实施方式是以下方案的具体例。
[0107]
(第1项)一方案的飞行时间型质量分析装置可以具备：
[0108]
电极，为了形成离子的飞行空间而被施加直流的高电压；
[0109]
高电压电源装置，向所述电极施加所述高电压；
[0110]
所述高电压电源装置包括：
[0111]
高电压产生电路，产生所述高电压；
[0112]
电压控制电路，选择性地设定为第1模式和第2模式，所述第1模式控制所述高电压
产生电路使得所述高电压具有第1收敛响应性以及第1稳定性，所述第2模式控制所述高电压产生电路使得所述高电压具有比所述第1收敛响应性低的第2收敛响应性以及比所述第1稳定性高的第2稳定性。
[0113]
根据第1项所记载的飞行时间型质量分析装置，电压控制电路被选择性地设定为第1模式或者第2模式。在第1模式中，控制高电压产生电路使得高电压具有较高的收敛响应性。在该情况下，高电压高速地收敛于目标值。由此，即使在可反复切换施加于电极的高电压的值的情况下，也可以在短时间内进行分析。在第2模式中，控制高电压产生电路使得高电压具有较高的稳定性。在该情况下，收敛于目标值的高电压的变动较小。由此，可以得到具有高分辨率的分析结果。
[0114]
其结果为，使用者通过选择第1模式或者第2模式，可以根据分析对象或者分析目的而产生具有提高了稳定性的高电压或者具有提高了收敛响应性的高电压。
[0115]
(第2项)在第1项所记载的飞行时间型质量分析装置中可以是，所述电压控制电路包括：
[0116]
第1反馈控制电路，对所述高电压产生电路进行反馈控制，使得所述高电压的值以所述第1收敛响应性以及所述第1稳定性收敛于目标电压值；
[0117]
第2反馈控制电路，对所述高电压产生电路进行反馈控制，使得所述高电压的值以所述第2收敛响应性以及所述第2稳定性收敛于所述目标电压值；
[0118]
选择电路，在所述第1模式时使所述第1反馈控制电路选择性地动作，在所述第2模式时使所述第2反馈控制电路选择性地动作。
[0119]
根据第2项所记载的飞行时间型质量分析装置，由于第1反馈控制电路或者第2反馈控制电路选择性地动作，因此能够在第1模式以及第2模式下高精度地控制高电压。
[0120]
(第3项)在第2项所记载的飞行时间型质量分析装置中可以是，
[0121]
所述第1反馈控制电路包括第1电容分量以及第1电阻分量，
[0122]
所述第2反馈控制电路包括第2电容分量以及第2电阻分量，
[0123]
设定所述第1电容分量的电容值与所述第2电容分量的电容值的大小关系以及所述第1电阻分量的电阻值与所述第2电阻分量的电阻值的大小关系，使得所述第1反馈控制电路具有所述第1收敛响应性以及所述第1稳定性并且所述第2反馈控制电路具有所述第2收敛响应性以及所述第2稳定性。
[0124]
根据第3项所记载的飞行时间型质量分析装置，通过设定第1电容分量的电容值与第2电容分量的电容值的大小关系以及第1电阻分量的电阻值与第2电阻分量的电阻值的大小关系，能够以简单的构成使第1模式下的第1收敛响应性以及第1稳定性与第2模式下的第2收敛响应性以及第2稳定性不同。
[0125]
(第4项)在第3项所记载的飞行时间型质量分析装置中可以是，
[0126]
所述第1反馈控制电路以及所述第2反馈控制电路包括共通的运算放大器，
[0127]
所述第1反馈控制电路包括与所述运算放大器连接的第1负反馈电路，
[0128]
所述第2反馈控制电路包括与所述运算放大器连接的第2负反馈电路，
[0129]
所述第1负反馈电路包括所述第1电容分量以及第1电阻分量的串联连接，
[0130]
所述第2负反馈电路包括所述第2电容分量以及第2电阻分量的串联连接。
[0131]
根据第4项所记载的飞行时间型质量分析装置，通过设定第1负反馈电路中第1电
容分量的电容值以及第2负反馈电路中第2电容分量的电容值，能够容易地使第1模式中的第1收敛响应性和第1稳定性与第2模式中的第2收敛响应性和第2稳定性不同。此外，由于在第1模式以及第2模式中的高电压的控制中使用共通的运算放大器，因此可以削减部件数量以及部件成本。
[0132]
(第5项)在第3项所记载的飞行时间型质量分析装置中可以是，
[0133]
所述第1反馈控制电路包括第1运算放大器和与所述第1运算放大器连接的第1负反馈电路，
[0134]
所述第2反馈控制电路包括第2运算放大器和与所述第2运算放大器连接的第2负反馈电路，
[0135]
所述第1负反馈电路包括所述第1电容分量以及第1电阻分量的串联连接，
[0136]
所述第2负反馈电路包括所述第2电容分量以及第2电阻分量的串联连接。
[0137]
根据第5项所记载的飞行时间型质量分析装置，通过设定第1负反馈电路中的第1电容分量的电容值以及第2负反馈电路中的第2电容分量的电容值，能够容易地使第1模式中的第1收敛响应性和第1稳定性与第2模式中的第2收敛响应性和第2稳定性不同。
[0138]
(第6项)在第4项或第5项所记载的飞行时间型质量分析装置中可以是，
[0139]
将所述第1电容分量的电容值设定为比所述第2电容分量的电容值小，使得所述第1反馈控制电路具有所述第1收敛响应性以及所述第1稳定性并且所述第2反馈控制电路具有所述第2收敛响应性以及所述第2稳定性。
[0140]
根据第6项所记载的飞行时间型质量分析装置，通过设定第1反馈控制电路的第1电容分量的电容值以及第2反馈控制电路的第2电容分量的电容值，可以容易地设定第1模式以及第2模式中的高电压的收敛响应性以及稳定性。
[0141]
(第7项)在第4项～第6项的任一项所记载的飞行时间型质量分析装置中可以是，
[0142]
将所述第1电阻分量的电阻值设定为比所述第2电阻分量的电阻值大，使得所述第1反馈控制电路具有所述第1收敛响应性以及所述第1稳定性并且所述第2反馈控制电路具有所述第2收敛响应性以及所述第2稳定性。
[0143]
根据第7项所记载的飞行时间型质量分析装置，通过设定第1反馈控制电路的第1电阻分量的电阻值以及第2反馈控制电路的第2电阻分量的电阻值，可以容易地设定第1模式以及第2模式中的高电压的收敛响应性以及稳定性。
[0144]
(第8项)在第1项～第7项的任一项所记载的飞行时间型质量分析装置中可以是，
[0145]
所述高电压电源装置包括：
[0146]
正电压产生部；
[0147]
负电压产生部；
[0148]
连接切换部，选择性地将所述正电压产生部以及负电压产生部中的一方与所述电极电连接，
[0149]
所述正电压产生部以及负电压产生部各自包括所述高电压产生电路以及所述电压控制电路，
[0150]
所述正电压产生部的所述高电压产生电路产生正的高电压作为所述高电压，
[0151]
所述负电压产生部的所述高电压产生电路产生负的高电压作为所述高电压。
[0152]
根据第8项所记载的飞行时间型质量分析装置，高电压电源装置能够在第1模式中
选择性地对电极施加具有第1收敛响应性以及第1稳定性的正以及负的高电压，能够在第2模式中选择性地对电极施加具有第2收敛响应性以及第2稳定性的正以及负的高电压。
[0153]
在该情况下，使用者在将施加至电极的高电压的极性切换为正以及负的同时进行分析时，能够根据分析对象或者分析目的来选择第1模式或者第2模式。此外，使用者在对施加至电极的高电压的极性保持为正或者负的高电压的同时进行分析时，能够根据分析对象或者分析目的来选择第1模式或者第2模式。
[0154]
(第9项)第1项～第8项的任一项所记载的飞行时间型质量分析装置还可以具备：
[0155]
切换控制部，基于使用者的操作，将所述电压控制电路选择性地切换为所述第1模式以及所述第2模式中的任一方。
[0156]
根据第9项所记载的飞行时间型质量分析装置，基于使用者的操作，将电压控制电路设定为第1模式或者第2模式。
[0157]
(第10项)一种分析方法，使用了具备为了形成离子的飞行空间而对电极施加高电压的高电压电源装置的飞行时间型质量分析装置，可以包括：
[0158]
将所述高电压电源装置选择性地设定为第1模式和第2模式的步骤，所述第1模式控制所述高电压电源装置使得所述高电压具有第1收敛响应性以及第1稳定性，所述第2模式控制所述高电压电源装置使得所述高电压具有比所述第1收敛响应性低的第2收敛响应性以及比所述第1稳定性高的第2稳定性；
[0159]
在所述设定的第1模式或者第2模式中使用所述飞行时间型质量分析装置对分析对象进行质量分析的步骤。
[0160]
根据第10项所记载的分析方法，高电压电源装置被选择性地设定为第1模式或者第2模式。在第1模式中，控制高电压电源装置使得高电压具有较高的收敛稳定性。在该情况下，高电压高速地收敛于目标值。由此，即使在可反复切换施加至电极的高电压的值的情况下，也能够在短时间内进行分析。
[0161]
在第2模式中，控制高电压电源装置使得高电压具有较高的稳定性的方式。在该情况下，收敛于目标值的高电压的变动较小。由此，可以得到具有高分辨率的分析结果。
[0162]
其结果为，使用者通过选择第1模式或者第2模式，可以根据分析对象或者分析目的而产生具有提高了稳定性的高电压或者具有提高了收敛响应性的高电压。