JPH0615392Y2 - 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
- JPH0615392Y2 JPH0615392Y2 JP11797787U JP11797787U JPH0615392Y2 JP H0615392 Y2 JPH0615392 Y2 JP H0615392Y2 JP 11797787 U JP11797787 U JP 11797787U JP 11797787 U JP11797787 U JP 11797787U JP H0615392 Y2 JPH0615392 Y2 JP H0615392Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- inductively coupled
- high frequency
- coupled plasma
- frequency inductively
- argon gas
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Description
【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本考案は、アルゴンガスの消費量を減少させてランニン
グコストを低下させた高周波誘導結合プラズマ質量分析
計に関する。
グコストを低下させ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＞ 高周波誘導結合プラズマ質量分析計は、高周波誘導結合
プラズマを用いて試料を励起させ、生じたイオンをノズ
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
析計に導いて電気的に検出し該イオン量を精密に測定す
ることにより、試料中の被測定元素を高精度に分析する
ように構成されている。第２図は、このような高周波誘
導結合プラズマ質量分析計の従来例構成説明図である。
この図において、プラズマトーチ１の外側管１ｂと最外
側管１ｃにはガス調節器２を介してアルゴンガス供給源
３からアルゴンガスが供給され、内側管１ａには試料槽
４内の試料がネブライザ５で霧化されてのちアルゴンガ
スによって搬入されるようになっている。また、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。一方、
ノズル８とスキマー９に挟まれたフォアチャンバー１１
内は、真空ポンプ１２によって例えば１Ｔｏｒｒ．に吸
引されている。また、センターチャンバー１３内には中
心軸上に光の進入を阻止する小円板１４ａと該小円板と
一定距離を保つように配置されたイオンレンズ１４ｂ，
１４ｃ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１０−４
Ｔｏｒｒ．に吸引され、マスフィルタ（例えば四重極マ
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１０−５Ｔｏｒ
ｒ．に吸引されている。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プラ
ズマ７が生ずる。該プラズマ７内のイオンは、ノズル８
やスキマー９を経由してのち小円板１４ａとイオンレン
ズ１４ｂ，１４ｃの間を通って収束されてのちマスフィ
ルタ１６を通り二次電子増倍管１９に導かれて検出さ
れ、該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が
求められるようになっている。
プラズマを用いて試料を励起させ、生じたイオンをノズ
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
析計に導いて電気的に検出し該イオン量を精密に測定す
ることにより、試料中の被測定元素を高精度に分析する
ように構成されている。第２図は、このような高周波誘
導結合プラズマ質量分析計の従来例構成説明図である。
この図において、プラズマトーチ１の外側管１ｂと最外
側管１ｃにはガス調節器２を介してアルゴンガス供給源
３からアルゴンガスが供給され、内側管１ａには試料槽
４内の試料がネブライザ５で霧化されてのちアルゴンガ
スによって搬入されるようになっている。また、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。一方、
ノズル８とスキマー９に挟まれたフォアチャンバー１１
内は、真空ポンプ１２によって例えば１Ｔｏｒｒ．に吸
引されている。また、センターチャンバー１３内には中
心軸上に光の進入を阻止する小円板１４ａと該小円板と
一定距離を保つように配置されたイオンレンズ１４ｂ，
１４ｃ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１０−４
Ｔｏｒｒ．に吸引され、マスフィルタ（例えば四重極マ
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１０−５Ｔｏｒ
ｒ．に吸引されている。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プラ
ズマ７が生ずる。該プラズマ７内のイオンは、ノズル８
やスキマー９を経由してのち小円板１４ａとイオンレン
ズ１４ｂ，１４ｃの間を通って収束されてのちマスフィ
ルタ１６を通り二次電子増倍管１９に導かれて検出さ
れ、該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が
求められるようになっている。
＜考案が解決しようとする問題点＞ 然しながら、上記従来例においては、高周波誘導結合プ
ラズマ質量分析計を運転すると１分間に約２０ものア
ルゴンガスを消費するようになっていた。このため、連
続運転をすると多量のアルゴンガスを必要とし、日本国
内でのアルゴンガス価格が高いことと相まちランニング
コストが非常に高いものとなっていた。同様のことはア
ルゴンガスを使用する他の分析計（例えば高周波誘導結
合プラズマ発光分光分析装置）についてもいえることで
あり、また、アルゴンガス価格が高い国なら日本以外の
国でも同じことがいえる。
ラズマ質量分析計を運転すると１分間に約２０ものア
ルゴンガスを消費するようになっていた。このため、連
続運転をすると多量のアルゴンガスを必要とし、日本国
内でのアルゴンガス価格が高いことと相まちランニング
コストが非常に高いものとなっていた。同様のことはア
ルゴンガスを使用する他の分析計（例えば高周波誘導結
合プラズマ発光分光分析装置）についてもいえることで
あり、また、アルゴンガス価格が高い国なら日本以外の
国でも同じことがいえる。
本考案は、かかる従来例の欠点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、アルゴンガス価格が高い国において
も低いランニングコストで連続運転可能な高周波誘導結
合プラズマ質量分析計を提供することにある。
あり、その目的は、アルゴンガス価格が高い国において
も低いランニングコストで連続運転可能な高周波誘導結
合プラズマ質量分析計を提供することにある。
＜問題点を解決するための手段＞ 上述のような問題点を解決する本考案の特徴は、高周波
誘導結合プラズマ質量分析計において、前記高周波誘導
結合プラズマを生じさせる三重管構造のプラズマトーチ
の最外室へ、アルゴンガス供給源から減圧弁，流量計，
流量調節弁，及び流体混合部を通って供給されるアルゴ
ンガスが、圧縮空気供給源から減圧弁，流量計，及び流
量調節弁を通って供給される圧縮空気に徐々におきかえ
られるように構成したことにある。
誘導結合プラズマ質量分析計において、前記高周波誘導
結合プラズマを生じさせる三重管構造のプラズマトーチ
の最外室へ、アルゴンガス供給源から減圧弁，流量計，
流量調節弁，及び流体混合部を通って供給されるアルゴ
ンガスが、圧縮空気供給源から減圧弁，流量計，及び流
量調節弁を通って供給される圧縮空気に徐々におきかえ
られるように構成したことにある。
＜実施例＞ 以下、本考案について図を用いて詳細に説明する。第１
図は本考案実施例の要部構成説明図であり、図中、第２
図と同一記号は同一意味をもたせて使用しここでの重複
説明は省略する。また、３′はアルゴンガス供給源、２
１は圧縮空気供給源、２２ａ〜２２ｃは第１〜第３の減
圧弁、２３ａ〜２３ｃは第１〜第３の流量計、２４ａ〜
２４ｃは第１〜第３の流量調節弁、２５は流体分流部、
２６は流体混合部である。
図は本考案実施例の要部構成説明図であり、図中、第２
図と同一記号は同一意味をもたせて使用しここでの重複
説明は省略する。また、３′はアルゴンガス供給源、２
１は圧縮空気供給源、２２ａ〜２２ｃは第１〜第３の減
圧弁、２３ａ〜２３ｃは第１〜第３の流量計、２４ａ〜
２４ｃは第１〜第３の流量調節弁、２５は流体分流部、
２６は流体混合部である。
このような構成からなる本考案の実施例において、最
初、第１および第２の減圧弁２２ａ，２２ｂが開（即
ち、吐出圧力が一定の設定圧力となる）で第３の減圧弁
２２ｃが閉（即ち、吐出圧力が零となる）とされる。ま
た、第１〜第３の流量計２３ａ〜２３ｃは夫々一定流量
に設定される。この状態で、内室１ａには、アルゴンガ
ス供給源３からアルゴンガスが、第１減圧弁２２ａ→第
１流量計２３ａ→第１流量調節弁２４ａ→流体分流部２
５→ネブライザ５を通り霧化した試料と共に供給されて
いる。また、外室１ｂには、アルゴンガス供給源３から
アルゴンガスが、第１減圧弁２２ａ→第１流量計２３ａ
→第１流量調節弁２４ａ→流体混合部流体分流部２５を
通って供給されると共に、プラズマトーチ１の最外室１
ｃには、アルゴンガス供給源３′からアルゴンガスが、
第２減圧弁２２ｂ→第２流量計２３ｂ→第２流量調節弁
２４ｂ→流体混合部２６を通って供給されている。この
ような状態で高周波電源１０から高周波誘導コイル６に
高周波エネルギーが供給され、該コイル６の周囲に高周
波磁界（図示せず）が形成され、該磁界の作用でプラズ
マ７が生ずる。このプラズマ７内のイオンは、ノズル１
１及びスキマー１２を通ってセンターチャンバー１５内
に引き出され、その後、極子１７で検出される。該検出
信号は二次電子増倍管１９で増幅されてのち信号処理部
２０に送出され、所定の信号処理が施こされてのち図示
しない記録計等にマススぺクトルを描いて試料の分析値
を与えるようになる。
初、第１および第２の減圧弁２２ａ，２２ｂが開（即
ち、吐出圧力が一定の設定圧力となる）で第３の減圧弁
２２ｃが閉（即ち、吐出圧力が零となる）とされる。ま
た、第１〜第３の流量計２３ａ〜２３ｃは夫々一定流量
に設定される。この状態で、内室１ａには、アルゴンガ
ス供給源３からアルゴンガスが、第１減圧弁２２ａ→第
１流量計２３ａ→第１流量調節弁２４ａ→流体分流部２
５→ネブライザ５を通り霧化した試料と共に供給されて
いる。また、外室１ｂには、アルゴンガス供給源３から
アルゴンガスが、第１減圧弁２２ａ→第１流量計２３ａ
→第１流量調節弁２４ａ→流体混合部流体分流部２５を
通って供給されると共に、プラズマトーチ１の最外室１
ｃには、アルゴンガス供給源３′からアルゴンガスが、
第２減圧弁２２ｂ→第２流量計２３ｂ→第２流量調節弁
２４ｂ→流体混合部２６を通って供給されている。この
ような状態で高周波電源１０から高周波誘導コイル６に
高周波エネルギーが供給され、該コイル６の周囲に高周
波磁界（図示せず）が形成され、該磁界の作用でプラズ
マ７が生ずる。このプラズマ７内のイオンは、ノズル１
１及びスキマー１２を通ってセンターチャンバー１５内
に引き出され、その後、極子１７で検出される。該検出
信号は二次電子増倍管１９で増幅されてのち信号処理部
２０に送出され、所定の信号処理が施こされてのち図示
しない記録計等にマススぺクトルを描いて試料の分析値
を与えるようになる。
ところで、上述のようなアルゴンを用いたプラズマが生
じたのち、第３減圧弁２２ｃを徐々に開く（即ち、吐出
圧力が一定の設定圧力に徐々に達するようにする）と共
に第２減圧弁２２ｂを徐々に閉じてゆく（即ち、吐出圧
力が徐々に零になるようにする）。プラズマトーチ１の
最外室１ｃへは、アルゴンガス供給源３′から第２減圧
弁２２ｂ→第２流量計２３ｂ→第２流量調節弁２４ｂ→
流体混合部２６を通って供給されるアルゴンガスの量が
徐々に減少し、圧縮空気供給源２１から第３減圧弁２２
ｃ→第３流量計２３ｃ→第２流量調節弁２４ｃを通って
供給される圧縮空気の量が徐々に増加するようになる。
この間、高周波電源１０内の整合回路など（図示せず）
が調節されインピーダンスの整合がとられる。このよう
にして、最終的に、プラズマトーチ１の最外室１ｃに
は、アルゴンガス供給源３′から第２減圧弁２２ｂ→第
２流量計２３ｂ→第２流量調節弁２４ｂ→流体混合部２
６を通って供給されるアルゴンガスの量が零となり、圧
縮空気供給源２１から第３減圧弁２２ｃ→第３流量計２
３ｃ→第２流量調節弁２４ｃを通って空気だけが供給さ
れるようになる。第４図はこのような状態で信号処理部
２０の出力信号を図示しない記録計等に導いて描かせた
スペクトル図である。また、第３図は第２図を用いて詳
述した前記従来例の状態で信号処理部２０の出力信号を
図示しない記録計等に導いて描かせたスペクトル図であ
る。第３図と第４図を比較すれば明らかなように、第４
図では、質量数３２（即ち、Ｏ２）以上の原子を測定す
るのに良好なバックグランド状態となっている。従っ
て、プラズマトーチ１の最外室１ｃに、アルゴンガス供
給源３′から第２減圧弁２２ｂ→第２流量計２３ｂ→第
２流量調節弁２４ｂ→流体混合部２６を通って供給され
るアルゴンガスの消費量が大巾に節約された状態で質量
数３２（即ち、Ｏ２）以上の原子を測定するのに良好な
バックグランド状態が得られ、究極的に低いランニング
コストで高周波誘導結合プラズマ質量分析計の連続運転
ができるようになる。尚、本考案は上述の実施例に限定
されることなく種々の変形が可能であり、例えば第１図
のプラズマトーチ１の最外室１ｃへ徐々に空気を供給す
る機構を外室や内室についても設けるようにしても良い
ものとする。
じたのち、第３減圧弁２２ｃを徐々に開く（即ち、吐出
圧力が一定の設定圧力に徐々に達するようにする）と共
に第２減圧弁２２ｂを徐々に閉じてゆく（即ち、吐出圧
力が徐々に零になるようにする）。プラズマトーチ１の
最外室１ｃへは、アルゴンガス供給源３′から第２減圧
弁２２ｂ→第２流量計２３ｂ→第２流量調節弁２４ｂ→
流体混合部２６を通って供給されるアルゴンガスの量が
徐々に減少し、圧縮空気供給源２１から第３減圧弁２２
ｃ→第３流量計２３ｃ→第２流量調節弁２４ｃを通って
供給される圧縮空気の量が徐々に増加するようになる。
この間、高周波電源１０内の整合回路など（図示せず）
が調節されインピーダンスの整合がとられる。このよう
にして、最終的に、プラズマトーチ１の最外室１ｃに
は、アルゴンガス供給源３′から第２減圧弁２２ｂ→第
２流量計２３ｂ→第２流量調節弁２４ｂ→流体混合部２
６を通って供給されるアルゴンガスの量が零となり、圧
縮空気供給源２１から第３減圧弁２２ｃ→第３流量計２
３ｃ→第２流量調節弁２４ｃを通って空気だけが供給さ
れるようになる。第４図はこのような状態で信号処理部
２０の出力信号を図示しない記録計等に導いて描かせた
スペクトル図である。また、第３図は第２図を用いて詳
述した前記従来例の状態で信号処理部２０の出力信号を
図示しない記録計等に導いて描かせたスペクトル図であ
る。第３図と第４図を比較すれば明らかなように、第４
図では、質量数３２（即ち、Ｏ２）以上の原子を測定す
るのに良好なバックグランド状態となっている。従っ
て、プラズマトーチ１の最外室１ｃに、アルゴンガス供
給源３′から第２減圧弁２２ｂ→第２流量計２３ｂ→第
２流量調節弁２４ｂ→流体混合部２６を通って供給され
るアルゴンガスの消費量が大巾に節約された状態で質量
数３２（即ち、Ｏ２）以上の原子を測定するのに良好な
バックグランド状態が得られ、究極的に低いランニング
コストで高周波誘導結合プラズマ質量分析計の連続運転
ができるようになる。尚、本考案は上述の実施例に限定
されることなく種々の変形が可能であり、例えば第１図
のプラズマトーチ１の最外室１ｃへ徐々に空気を供給す
る機構を外室や内室についても設けるようにしても良い
ものとする。
＜考案の効果＞ 以上詳しく説明したような本考案の実施例によれば、プ
ラズマトーチ１の最外室１ｃに供給されるアルゴンガス
に変えて空気を供給するような構成であるため、アルゴ
ンガス価格が高い国においても低いランニングコストで
連続運転可能な高周波誘導結合プラズマ質量分析計が実
現する。
ラズマトーチ１の最外室１ｃに供給されるアルゴンガス
に変えて空気を供給するような構成であるため、アルゴ
ンガス価格が高い国においても低いランニングコストで
連続運転可能な高周波誘導結合プラズマ質量分析計が実
現する。
第１図は本考案実施例の構成説明図、第２図は従来例の
構成説明図、第３図及び第４図はスペクトル図である。 １……プラズマトーチ、３，３′……アルゴンガス供給
源、 ７……高周波誘導結合プラズマ、 ８……ノズル、９……スキマー、 １１……フォアチャンバー、 １３……センターチャンバー、 １６……マスフィルタ、１７……リアチャンバー、 ２０……信号処理部 ２１……圧縮空気供給源、 ２２ａ〜２２ｃ……減圧弁、 ２３ａ〜２３ｃ……流量計、 ２４ａ〜２４ｃ……流量調節弁、 ２５……流体分流部、２６……流体混合部
構成説明図、第３図及び第４図はスペクトル図である。 １……プラズマトーチ、３，３′……アルゴンガス供給
源、 ７……高周波誘導結合プラズマ、 ８……ノズル、９……スキマー、 １１……フォアチャンバー、 １３……センターチャンバー、 １６……マスフィルタ、１７……リアチャンバー、 ２０……信号処理部 ２１……圧縮空気供給源、 ２２ａ〜２２ｃ……減圧弁、 ２３ａ〜２３ｃ……流量計、 ２４ａ〜２４ｃ……流量調節弁、 ２５……流体分流部、２６……流体混合部
Claims (2)
- 【請求項１】高周波誘導結合プラズマを用いて試料を励
起し生じたイオンを真空中に導入しイオン光学系を通し
て質量分析計検出器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分析計において、前記高周
波誘導結合プラズマを生じさせる三重管構造のプラズマ
トーチの最外室へ、アルゴンガス供給源から減圧弁，流
量計，流量調節弁，及び流体混合部を通って供給される
アルゴンガスが、圧縮空気供給源から減圧弁，流量計，
及び流量調節弁を通って供給される圧縮空気に徐々にお
きかえられるように構成したことを特徴とする高周波誘
導結合プラズマ質量分析計。 - 【請求項２】前記プラズマトーチは、流量調節された第
１〜第３の圧縮ガスが夫々導かれる最外室，外室，及び
内室を有する三重管構造のプラズマトーチでなる実用新
案登録請求範囲第（１）項記載の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 |
|---|---|---|---|
| JP11797787U JPH0615392Y2 (ja) | 1987-07-31 | 1987-07-31 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP11797787U JPH0615392Y2 (ja) | 1987-07-31 | 1987-07-31 | 高周波誘導結合プラズマ質量分析計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6423867U JPS6423867U (ja) | 1989-02-08 |
| JPH0615392Y2 true JPH0615392Y2 (ja) | 1994-04-20 |
Family
ID=31361922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11797787U Expired - Lifetime JPH0615392Y2 (ja) | 1987-07-31 | 1987-07-31 | 高周波誘導結合プラズマ質量分析計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0615392Y2 (ja) |
-
1987
- 1987-07-31 JP JP11797787U patent/JPH0615392Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6423867U (ja) | 1989-02-08 |
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