JPH0638371Y2 - 試料導入装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、試料導入装置に係わり、特に、高周波誘導結
合プラズマ質量分析計のような元素分析計に装着され試
料をレーザ光で気化して該元素分析計に供給する試料導
入装置に関する。

〈従来の技術〉 第２図は、元素分析計のうち高周波誘導結合プラズマと
質量分析計を組み合わせた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。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。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、真空ポンプ12に
よって例えば1Torr.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^-4Torr.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^-5Torr.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。この高周波誘導プラズマ中に上述
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や
スキマー９を経由してのちイオンレンズ14a,14b（若し
くはダブレット四重極レンズ）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。また、高周波誘導結合プラズマ発光分
光分析計においては、発光を分光器で測定して信号が得
られる。これら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〉 然るに、上記従来例においては、試料導入装置４とプラ
ズマトーチ１やガス調節器２の間に第３図で示すような
切換え弁が設けられることが多かった。即ち、第３図は
試料導入装置の周辺を示す従来例構成説明図であり、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、21は第１乃至第４の接
続口21a〜21dを有し内部流路が実線接続状態と破線接続
状態に交互に切換えられる切換え弁であり、試料導入時
には内部流路が破線接続状態となり、試料交換や分析待
ちのときは内部流路が実線接続状態となるように切換え
られる。

然しながら、上記従来例における切換え弁21は形状や構
造が複雑であり、内部に気化した試料や気化し切れなか
った試料が滞留したり付着したりしていた。このため、
試料のコンタミネーション（汚染）が起り、究極的に、
元素分析計の分析性能が低下するという欠点があった。
また、前回分析した試料で汚染された切換え弁を洗浄す
るにしても、上述のように形状や構造が複雑であるた
め、分析掃除などが容易でなく切換え弁の洗浄も繁雑で
あるという欠点があった。更に、前回分析した試料で汚
染された切換え弁を交換するにしても、該切換え弁は形
状や構造が複雑であって一般に高価であるため、切換え
弁の交換も頻繁には行なえないという欠点があった。

本考案は、かかる従来例の欠点に鑑みてなされものであ
り、その課題は、内部に試料が滞留したり付着したりせ
ず、且つ、切換え弁の洗浄や交換が容易に行なえる試料
導入装置を提供することにある。

〈課題を解決するための手段〉 本考案は、高周波誘導結合プラズマを用いた分析計など
の元素分析計に装着され試料を気化して該元素分析計に
供給する試料導入装置において、内部に固体試料が収容
される試料セルと、レーザ光を照射して前記固体試料を
気化するためのレーザ光源と、前記試料セルの前後に設
けられた第１及び第２のピンチバルブと、これらピンチ
バルブの外側に設けられたバイパス流路と、該バイパス
流路に設けられた第３のピンチバルブとを具備し、第３
のピンチバルブを閉にし第１及び第２のピンチバルブを
開にして試料セル内で気化された試料を前記元素分析装
置に供給すると共に、第１及び第２のピンチバルブを閉
にし第３のピンチバルブを開にしてキャリアガスだけを
前記元素分析装置に供給することによって前記課題を解
決したものである。

〈作用〉 本考案は次のように作用する。即ち、 試料セル内の固体試料にレーザ光源からレーザ光を照射
して固体試料を気化する分析時には、第１及び第２のピ
ンチバルブが開で第３ピンチバルブが閉にされる。この
状態で、ガス調節器から送出されたキャリアガスは、分
流点→第１ピンチバルブ→試料セル→第２ピンチバルブ
→合流点を経由してプラズマトーチに供給される。一
方、試料セル内の固体試料を新しいものに交換したり分
析待ちなどを行なう試料交換時には、第１及び第２のピ
ンチバルブが閉で第３ピンチバルブが開にされる。この
状態で、ガス調節器から送出されたキャリアガスは、分
流点→第３ピンチバルブ→合流点を経由してプラズマト
ーチに供給される。

また、第１乃至第３のピンチバルブは、流路を構成する
チューブをクランプの間に通したものでなるため、試料
成分の通過時にピンチバルブの部分や該ピンチバルブと
上記チューブとの間に試料が残留したり付着したりする
ことはない。更に、第１乃至第３のピンチバルブの洗浄
に際してもバルブ部を洗浄することなくクランプ部から
単に外すだけで澄むため、これらピンチバルブの洗浄も
容易となる。

〈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一部裁断説明図であり、図中、第２
図や第３図と同一記号は同一意味を持たせて使用しここ
での重複説明は省略する。また、22a〜22cは流路を構成
するチューブをクランプの間に通したものでなり該流路
の開閉を行なう第１乃至第３のピンチバルブ、23は分流
点Ａと合流点Ｂを結ぶようにして設けられたバイパス流
路である。

このような構成からなる本考案の実施例において、試料
セル４内の固体試料にレーザ光源５からレーザ光を照射
して固体試料を気化する分析時には、第１及び第２のピ
ンチバルブ22a,22bが開で第３ピンチバルブ22cが閉にさ
れる。この状態で、ガス調節器２から送出されたキャリ
アガスは、分流点Ａ→第１ピンチバルブ22a→試料セル
→第２ピンチバルブ22b→合流点Ｂを経由してプラズマ
トーチ１に供給される。従って、試料セル４内で気化さ
れた試料は、キャリアガスに搬送されてプラズマトーチ
１に至るようになる。

一方、試料セル４内の固体試料を新しいものに交換した
り分析待ちなどを行なう試料交換時には、第１及び第２
のピンチバルブ22a,22bが閉で第３ピンチバルブ22cが開
にされる。この状態で、ガス調節器２から送出されたキ
ャリアガスは、分流点Ａ→第３ピンチバルブ22c→合流
点Ｂを経由してプラズマトーチ１に供給される。

このような本考案実施例における第１乃至第３のピンチ
バルブ22a〜22cは、上述のように流路を構成するチュー
ブをクランプの間に通したものでなるため、試料成分の
通過時にピンチバルブ22a〜22cの部分や該ピンチバルブ
と上記チューブとの間に試料が残留したり付着したりす
ることはない。また、第１乃至第３のピンチバルブ22a
〜22cの洗浄に際してもバルブ部を洗浄することなくク
ランプ部から単に外すだけで澄むため、これらピンチバ
ルブ22a〜22cの洗浄も容易となる。このことは、第１乃
至第３のピンチバルブ22a〜22cの交換でも言えることで
あり、その結果、１回の分析毎にピンチバルブ22a〜22c
を交換することも容易にできる。

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図の第１ピンチバルブ22
c,第２ピンチバルブ22b,及びバイパス流路23を除去し第
３ピンチバルブ22cを開閉させるようにしても良い。こ
の場合、試料交換時にキャリアガスはプラズマトーチ１
に流れず分析時のみキャリアガスが気体試料を搬送しな
がらプラズマトーチ１に流れるような使用がなされる。
また、元素分析装置の構成や動作は第２図を用いて詳し
く説明した前記従来例の場合と同一であるためここでの
重複説明は省略する。

〈考案の効果〉 以上詳しく説明したような本考案によれば、内部に固体
試料が収容される試料セルと、レーザ光を照射して前記
固体試料を気化するためのレーザ光源と、前記試料セル
の前後に設けられた第１及び第２のピンチバルブと、こ
れらピンチバルブの外側に設けられたバイパス流路と、
該バイパス流路に設けられた第３のピンチバルブとを設
け、第３のピンチバルブを閉にし第１及び第２のピンチ
バルブを開にして試料セル内で気化された試料を元素分
析装置に供給すると共に、第１及び第２のピンチバルブ
を閉にし第３のピンチバルブを開にしてキャリアガスだ
けを元素分析装置に供給するように構成したため、内部
に試料が滞留したり付着したりせず、且つ、切換え弁の
洗浄や交換が容易に行なえる試料導入装置が実現する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例の構成説明図、第２図は高周波誘
導結合プラズマ質量分析計の全体的な構成説明図、第３
図は従来例の構成説明図である。 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……切換え弁、 22a〜22c……ピンチバルブ 23……バイパス流路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】高周波誘導結合プラズマを用いた分析計な
   どの元素分析計に装着され試料を気化して該元素分析計
   に供給する試料導入装置において、 内部に固体試料が収容される試料セルと、レーザ光を照
   射して前記固体試料を気化するためのレーザ光源と、前
   記試料セルの前後に設けられた第１及び第２のピンチバ
   ルブと、これらピンチバルブの外側に設けられたバイパ
   ス流路と、該バイパス流路に設けられた第３のピンチバ
   ルブとを具備し、第３のピンチバルブを閉にし第１及び
   第２のピンチバルブを開にして前記試料セル内で気化さ
   れた試料をキャリアガスによって前記元素分析装置に供
   給すると共に、第１及び第２のピンチバルブを閉にし第
   ３のピンチバルブを開にして前記キャリアガスだけを前
   記元素分析装置に供給することを特徴とする試料導入装
   置。