JPH04112442A - 高周波誘導結合プラズマ質量分析計 - Google Patents
高周波誘導結合プラズマ質量分析計Info
- Publication number
- JPH04112442A JPH04112442A JP2230983A JP23098390A JPH04112442A JP H04112442 A JPH04112442 A JP H04112442A JP 2230983 A JP2230983 A JP 2230983A JP 23098390 A JP23098390 A JP 23098390A JP H04112442 A JPH04112442 A JP H04112442A
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- JP
- Japan
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- signal
- high frequency
- converter
- counter
- logarithmic
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- Pending
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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】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、高周波誘導コイルに高周波エネルギーを供給
し高周波磁界を形成して高周波誘導結合プラズマを生じ
させ、該プラズマを用いて試料を励起してイオンを生じ
させ、該イオンをノズルとスキマーからなるインターフ
ェイスを介して質量分析計に導いて検出することにより
、前記試料中の被測定元素を分析する高周波誘導結合プ
ラズマ質量分析計に関し、特に、検出器から送出された
アナロジ信号出力をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変
換器の出力値の有効数字を改善した高周波誘導結合プラ
ズマ質量分析計に関する。
し高周波磁界を形成して高周波誘導結合プラズマを生じ
させ、該プラズマを用いて試料を励起してイオンを生じ
させ、該イオンをノズルとスキマーからなるインターフ
ェイスを介して質量分析計に導いて検出することにより
、前記試料中の被測定元素を分析する高周波誘導結合プ
ラズマ質量分析計に関し、特に、検出器から送出された
アナロジ信号出力をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変
換器の出力値の有効数字を改善した高周波誘導結合プラ
ズマ質量分析計に関する。
〈従来の技術〉
第２図は、高周波誘導結合プラズマを用いた分析計の一
般的な構成説明図である。この図において、プラズマト
ーチ１の外室１ｂと最外室ＩＣにはガス調節器２を介し
てアルゴンカス供給源３からアルゴンガスが供給され、
内室１ａには試料導入装置４内の固体試料がレーザ光源
５から照射されたレーザ光によって気化されてのちキャ
リアガスであるアルゴンガスによって搬入されるように
なっている。尚、試料が液体の場合は、第３図の試料導
入装置４とレーザ光源５が除去され、導入される液体試
料を霧化してプラズマトーチ１の内室１ａに供給するネ
プライザが装着される。また、試料は固体であることよ
りも液体であることが多い。
般的な構成説明図である。この図において、プラズマト
ーチ１の外室１ｂと最外室ＩＣにはガス調節器２を介し
てアルゴンカス供給源３からアルゴンガスが供給され、
内室１ａには試料導入装置４内の固体試料がレーザ光源
５から照射されたレーザ光によって気化されてのちキャ
リアガスであるアルゴンガスによって搬入されるように
なっている。尚、試料が液体の場合は、第３図の試料導
入装置４とレーザ光源５が除去され、導入される液体試
料を霧化してプラズマトーチ１の内室１ａに供給するネ
プライザが装着される。また、試料は固体であることよ
りも液体であることが多い。
一方、プラズマトーチ１に巻回された高周波誘導コイル
６には高周波電源１０によって高周波電流が流され、該
コイル６の周囲に高周波磁界（図示せず）が形成されて
いる。この状態で上記高周波磁界の近傍でアルゴンガス
中に電子かイオンが植え付けられると、該高周波磁界の
作用によって瞬時に高周波誘導結合プラズマ７が生ずる
。
６には高周波電源１０によって高周波電流が流され、該
コイル６の周囲に高周波磁界（図示せず）が形成されて
いる。この状態で上記高周波磁界の近傍でアルゴンガス
中に電子かイオンが植え付けられると、該高周波磁界の
作用によって瞬時に高周波誘導結合プラズマ７が生ずる
。
また、ノズル８とスキマー９に挟まれたフォアチャンバ
ー本体１１内は、真空ボンプエ２によって例えばＩＴｏ
ｒ ｒ、に吸引されている。更に、センターチャンバ
ー１３内にはイオンレンズ１４ａ、１４ｂが設けられる
と共に、該センターチャンバー１３の内部は第１油拡散
ポンプ１５によって例えば１０−’Ｔｏｒｒ、に吸引さ
れ、マスフィルタ（例えば四重径マスフィルタ）１６を
収容しているリアチャンバー１７内は第２油拡散ポンプ
１８によって例えば１０−’Ｔｏｒｒ、に吸引されてい
る。
ー本体１１内は、真空ボンプエ２によって例えばＩＴｏ
ｒ ｒ、に吸引されている。更に、センターチャンバ
ー１３内にはイオンレンズ１４ａ、１４ｂが設けられる
と共に、該センターチャンバー１３の内部は第１油拡散
ポンプ１５によって例えば１０−’Ｔｏｒｒ、に吸引さ
れ、マスフィルタ（例えば四重径マスフィルタ）１６を
収容しているリアチャンバー１７内は第２油拡散ポンプ
１８によって例えば１０−’Ｔｏｒｒ、に吸引されてい
る。
この状態で高周波誘導結合プラズマ中に上述のようにし
て気化された試料が導入され、イオン化や発光が行われ
る。該プラズマ７内のイオンは、ノズル８．スキマー９
．および引出し電極９−を経由してのちイオンレンズ１
４ａ、１４ｂ （若しくはダブレット四重径レンズ）の
間を通って収束され、その後、マスフィルタ１６を通り
二次電子増倍管１９に導かれて検出される。この検出信
号が信号処理部２０に送出されて演算・処理されること
によって、前記試料中の被測定元素分析値か求められる
ようになっている。
て気化された試料が導入され、イオン化や発光が行われ
る。該プラズマ７内のイオンは、ノズル８．スキマー９
．および引出し電極９−を経由してのちイオンレンズ１
４ａ、１４ｂ （若しくはダブレット四重径レンズ）の
間を通って収束され、その後、マスフィルタ１６を通り
二次電子増倍管１９に導かれて検出される。この検出信
号が信号処理部２０に送出されて演算・処理されること
によって、前記試料中の被測定元素分析値か求められる
ようになっている。
第３図は、上記信号処理部２０のブムック回路ずであり
、図中、２１は検出器（具体的には第２ずの二次電子増
倍管１９）から送出されたアナログ検出信号を電圧信号
に変換するＩ／Ｖ変換器、２２は２１の出力を電圧信号
に変換するＶ／Ｆ変換器、２３はカウンタ、２４は例え
ばパーソナルコンピュータの中央処理装置（以下、ｒｃ
ＰＵＪと略す）である。
、図中、２１は検出器（具体的には第２ずの二次電子増
倍管１９）から送出されたアナログ検出信号を電圧信号
に変換するＩ／Ｖ変換器、２２は２１の出力を電圧信号
に変換するＶ／Ｆ変換器、２３はカウンタ、２４は例え
ばパーソナルコンピュータの中央処理装置（以下、ｒｃ
ＰＵＪと略す）である。
この図において、検出器（具体的には第２図の二次電子
増倍管１９〉から送出されＩ／Ｖ変換器２２に入力され
るアナログ検出信号の大きさは、通常、１００ＰＡ〜１
μＡである。これに対し、Ｖ／Ｆ変換器２２の仕様は入
力信号の範囲が０〜１０Ｖで出力信号の範囲が０〜１０
０ＩＨ，である、このため、Ｉ／Ｖ変換器２２にはＩＩ
ＦＬＶ〜１０ｖ、即ち１０４のダイナミックレンジが要
求されることになる。このなめ、分析精度として１％を
必要としている場合には、１０μＶまでの分解能が必要
となる。
増倍管１９〉から送出されＩ／Ｖ変換器２２に入力され
るアナログ検出信号の大きさは、通常、１００ＰＡ〜１
μＡである。これに対し、Ｖ／Ｆ変換器２２の仕様は入
力信号の範囲が０〜１０Ｖで出力信号の範囲が０〜１０
０ＩＨ，である、このため、Ｉ／Ｖ変換器２２にはＩＩ
ＦＬＶ〜１０ｖ、即ち１０４のダイナミックレンジが要
求されることになる。このなめ、分析精度として１％を
必要としている場合には、１０μＶまでの分解能が必要
となる。
また、カウンタ２３のゲート時間も常に１ｓｅｃ、では
有り得ず、実用上１７７ｔｓｅｃ、以下となることも多
い、このような場合、（１０ｆｉＨｚ）Ｘ（１ｒＩｔｓ
ｅｃ、）＝０．０１となるため、カウンタ２３でカウン
トされず零カウントとみなされてしまう。即ち、１μＡ
が１０ＭＨ２に相当するなめ、Ｖ／Ｆ変換器２２の出力
周波数も現実には１００７’Ａでｌ１ｌ（２以上の値が
必要となる。
有り得ず、実用上１７７ｔｓｅｃ、以下となることも多
い、このような場合、（１０ｆｉＨｚ）Ｘ（１ｒＩｔｓ
ｅｃ、）＝０．０１となるため、カウンタ２３でカウン
トされず零カウントとみなされてしまう。即ち、１μＡ
が１０ＭＨ２に相当するなめ、Ｖ／Ｆ変換器２２の出力
周波数も現実には１００７’Ａでｌ１ｌ（２以上の値が
必要となる。
しかし、これらの条件をすべて満足することは非常に困
難であり、かかる条件を満足するＡ／Ｄ変換器を有する
高周波誘導結合プラズマ質量分析計の出現が強く望まれ
ていた。
難であり、かかる条件を満足するＡ／Ｄ変換器を有する
高周波誘導結合プラズマ質量分析計の出現が強く望まれ
ていた。
〈発明が解決しようとする問題点〉
本発明は、かかる状況に鑑みてなされものであり、その
課題は、信号処理部で、１００ｐＡ〜１μＡ、即ち１０
４のダイナミックレンジを有する広範囲の入力信号に対
しても常に有効数字２ケタのデータが得られるような高
周波誘導結合プラズマ質量分析計を提供することにある
。
課題は、信号処理部で、１００ｐＡ〜１μＡ、即ち１０
４のダイナミックレンジを有する広範囲の入力信号に対
しても常に有効数字２ケタのデータが得られるような高
周波誘導結合プラズマ質量分析計を提供することにある
。
く課題を解決するための手段〉
本発明は、高周波誘導コイルに高周波エネルギーを供給
し高周波磁界を形成して高周波誘導結合プラズマを生じ
させ、該プラズマを用いて試料を励起してイオンを生じ
させ、該イオンをノズルとスキマーからなるインターフ
ェイスを介して質量分析計に導いて検出することにより
、前記試料中の被測定元素を分析する高周波誘導結合プ
ラズマ質量分析計において、質量分析計の検出器から送
出されたアナログ検出信号を電圧信号に対数変換する対
数変換器と、該対数変換器の出力を電圧信号に変換する
Ｖ／Ｆ変換器と、カウンタと、中央処理装置と、対数増
幅器とを具備し、前記検出器から送出されたアナログ検
出信号を、前記対数増幅器によって電圧信号に変換して
のちＶ／Ｆ変換器によって周波数信号に変換し、その後
、該周波数信号をカウンタで計数し該カウンタの出力信
号に基ずき中央処理装置で逆対数計算などの演算を行っ
て前記被測定元素の分析値を得ることによって前記課題
を解決したものである。
し高周波磁界を形成して高周波誘導結合プラズマを生じ
させ、該プラズマを用いて試料を励起してイオンを生じ
させ、該イオンをノズルとスキマーからなるインターフ
ェイスを介して質量分析計に導いて検出することにより
、前記試料中の被測定元素を分析する高周波誘導結合プ
ラズマ質量分析計において、質量分析計の検出器から送
出されたアナログ検出信号を電圧信号に対数変換する対
数変換器と、該対数変換器の出力を電圧信号に変換する
Ｖ／Ｆ変換器と、カウンタと、中央処理装置と、対数増
幅器とを具備し、前記検出器から送出されたアナログ検
出信号を、前記対数増幅器によって電圧信号に変換して
のちＶ／Ｆ変換器によって周波数信号に変換し、その後
、該周波数信号をカウンタで計数し該カウンタの出力信
号に基ずき中央処理装置で逆対数計算などの演算を行っ
て前記被測定元素の分析値を得ることによって前記課題
を解決したものである。
〈実施例〉
以下、本発明について図を用いて詳細に説明する。第１
図は本発明実施例の要部を示すブロック説明図であり、
図中、第３図と同一記号は同一意味をもたせて使用しこ
こでの１ＪＬ複説明は省略する。
図は本発明実施例の要部を示すブロック説明図であり、
図中、第３図と同一記号は同一意味をもたせて使用しこ
こでの１ＪＬ複説明は省略する。
また、２５は例えば１００ｐＡ〜１μＡの電流入力信号
については２Ｖ／ｄｅｃａｄｅの対数変換を行い２〜Ｉ
ＯＶの電圧信号を出力する対数増幅器である。このよう
な構成回路からなる信号処理部において、検出器（即ち
、第２図の二次電子増倍管１９）から送出されたアナロ
グ検出信号（１００ｐＡ〜１μＡの電流信号）は、対数
増幅器２５によって電圧信号（２〜５ｖの電圧信号）に
対数変換され、その後、Ｖ／Ｆ変換器２２によって周波
数信号（２０〜１００ｆｉＨ，！の周波数信号）に変換
される。
については２Ｖ／ｄｅｃａｄｅの対数変換を行い２〜Ｉ
ＯＶの電圧信号を出力する対数増幅器である。このよう
な構成回路からなる信号処理部において、検出器（即ち
、第２図の二次電子増倍管１９）から送出されたアナロ
グ検出信号（１００ｐＡ〜１μＡの電流信号）は、対数
増幅器２５によって電圧信号（２〜５ｖの電圧信号）に
対数変換され、その後、Ｖ／Ｆ変換器２２によって周波
数信号（２０〜１００ｆｉＨ，！の周波数信号）に変換
される。
この周波数信号は、カウンタ２３で計数され該カウンタ
の出力信号がＣＰＵ２４で演算処理される。即ち、カウ
ンタ２３から、（ゲート時間）Ｘ（周波数）の値に相当
するカウント数が出力され、この出力に基いて、ＣＰＵ
２４で逆対数計算などの所定の演算処理（即ち、対数化
されるデータをソフトウェアによって再びリニアに戻す
演算処理）が行われ、最終的に、被測定元素の分析値か
得られる。
の出力信号がＣＰＵ２４で演算処理される。即ち、カウ
ンタ２３から、（ゲート時間）Ｘ（周波数）の値に相当
するカウント数が出力され、この出力に基いて、ＣＰＵ
２４で逆対数計算などの所定の演算処理（即ち、対数化
されるデータをソフトウェアによって再びリニアに戻す
演算処理）が行われ、最終的に、被測定元素の分析値か
得られる。
因みに、本発明の実施例を用いて被測定元素を実際に分
析したとき、検出器（具体的には第２図の２時電子増倍
菅１９）から送出され対数変換器２５に入力されるアナ
ログ信号の大きさかであった。また、対数変換器２５の
出力電圧は２〜１０■で、Ｖ／Ｆ変換器２２の出力周波
数は８００ｋＨ２〜４ＭＨ１となっていた。
析したとき、検出器（具体的には第２図の２時電子増倍
菅１９）から送出され対数変換器２５に入力されるアナ
ログ信号の大きさかであった。また、対数変換器２５の
出力電圧は２〜１０■で、Ｖ／Ｆ変換器２２の出力周波
数は８００ｋＨ２〜４ＭＨ１となっていた。
尚、カウンタ２３はＣＰＵ２４の司令を受けたゲート時
間発生回路（図示せず）によってコントロールされるよ
うになっている。
間発生回路（図示せず）によってコントロールされるよ
うになっている。
〈発明の効果〉
以上詳しく説明したような本発明によれば、高周波誘導
結合プラズマ質量分析計において、質量分析計の検出器
から送出されたアナログ検出信号を電圧信号に対数変換
する対数変換器と、該対数変換器の出力を電圧信号に変
換するＶ／Ｆ変換器と、カウンタと、中央処理装置と、
対数増幅器とを具備し°、前記検出器から送出されたア
ナログ検出信号を、前記対数増幅器によって電圧信号に
変換してのちＶ／Ｆ変換器によって周波数信号に変換し
、その後、該周波数信号をカウンタで計数し該カウンタ
の出力信号に基ずき中央処理装置で逆対数計算などの演
算を行って前記被測定元素の分析値を得るように構成し
た。
結合プラズマ質量分析計において、質量分析計の検出器
から送出されたアナログ検出信号を電圧信号に対数変換
する対数変換器と、該対数変換器の出力を電圧信号に変
換するＶ／Ｆ変換器と、カウンタと、中央処理装置と、
対数増幅器とを具備し°、前記検出器から送出されたア
ナログ検出信号を、前記対数増幅器によって電圧信号に
変換してのちＶ／Ｆ変換器によって周波数信号に変換し
、その後、該周波数信号をカウンタで計数し該カウンタ
の出力信号に基ずき中央処理装置で逆対数計算などの演
算を行って前記被測定元素の分析値を得るように構成し
た。
このため、信号処理部で、１００ｐＡ〜１μＡ、即ち１
０４のダイナミックレンジを有する広範囲の入力信号に
対しても常に有効数字２ゲタのブタが得られるような高
周波誘導結合プラズマ質量分析計が実現する。
０４のダイナミックレンジを有する広範囲の入力信号に
対しても常に有効数字２ゲタのブタが得られるような高
周波誘導結合プラズマ質量分析計が実現する。
第１図は本発明実施例の要部を示すブロック説明図、第
２図は高周波誘導結合プラズマ質量分析計の一般的な構
成説明図、第３図は従来例の要部を示すブロック説明図
である。 １・・・・・・プラズマトーチ、２・・・・・・流量制
御部、３・・・・・・アルゴンガス供給源、４・・・・
・・試料セル、６・・・・・・高周波誘導コイル、 ７・・・・・・高周波誘導結合プラズマ、８・・・・・
・ノズル、９・・・・・・スキマー １６・・・・・・
マスフィルタ、１７・・・・・・リアチャンバー、２０
・・・・・・信号処理部、２１・・・・・・Ｉ／Ｖ変換
器、２２・・・・・・Ｖ／Ｆ変換器、２３・・・・・・
カウンタ、２４・・・・・・ＣＰＵ２５・・・・・・対
数増幅器 代 理 人 弁 理 士
２図は高周波誘導結合プラズマ質量分析計の一般的な構
成説明図、第３図は従来例の要部を示すブロック説明図
である。 １・・・・・・プラズマトーチ、２・・・・・・流量制
御部、３・・・・・・アルゴンガス供給源、４・・・・
・・試料セル、６・・・・・・高周波誘導コイル、 ７・・・・・・高周波誘導結合プラズマ、８・・・・・
・ノズル、９・・・・・・スキマー １６・・・・・・
マスフィルタ、１７・・・・・・リアチャンバー、２０
・・・・・・信号処理部、２１・・・・・・Ｉ／Ｖ変換
器、２２・・・・・・Ｖ／Ｆ変換器、２３・・・・・・
カウンタ、２４・・・・・・ＣＰＵ２５・・・・・・対
数増幅器 代 理 人 弁 理 士
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 高周波誘導コイルに高周波エネルギーを供給し高周波磁
界を形成して高周波誘導結合プラズマを生じさせ、該プ
ラズマを用いて試料を励起してイオンを生じさせ、該イ
オンをノズルとスキマーからなるインターフェイスを介
して質量分析計に導いて検出することにより、前記試料
中の被測定元素を分析する高周波誘導プラズマ質量分析
計において、 前記質量分析計の検出器から送出されたアナログ検出信
号を電圧信号に対数変換する対数変換器と、該対数変換
器の出力を電圧信号に変換するＶ／Ｆ変換器と、カウン
タと、中央処理装置と、対数増幅器とを具備し、前記検
出器から送出されたアナログ検出信号を、前記対数増幅
器によって電圧信号に変換してのちＶ／Ｆ変換器によっ
て周波数信号に変換し、その後、該周波数信号をカウン
タで計数し該カウンタの出力信号に基ずき中央処理装置
で逆対数計算などの演算を行って前記被測定元素の分析
値を得ることを特徴とする高周波誘導結合プラズマ質量
分析計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2230983A JPH04112442A (ja) | 1990-08-31 | 1990-08-31 | 高周波誘導結合プラズマ質量分析計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2230983A JPH04112442A (ja) | 1990-08-31 | 1990-08-31 | 高周波誘導結合プラズマ質量分析計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04112442A true JPH04112442A (ja) | 1992-04-14 |
Family
ID=16916392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2230983A Pending JPH04112442A (ja) | 1990-08-31 | 1990-08-31 | 高周波誘導結合プラズマ質量分析計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04112442A (ja) |
-
1990
- 1990-08-31 JP JP2230983A patent/JPH04112442A/ja active Pending
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