JPH0731494Y2 - 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
- JPH0731494Y2 JPH0731494Y2 JP7232788U JP7232788U JPH0731494Y2 JP H0731494 Y2 JPH0731494 Y2 JP H0731494Y2 JP 7232788 U JP7232788 U JP 7232788U JP 7232788 U JP7232788 U JP 7232788U JP H0731494 Y2 JPH0731494 Y2 JP H0731494Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling
- spray chamber
- sample
- mass spectrometer
- high frequency
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、試料導入系の１つであるスプレーチャンバー
の冷却方法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。
の冷却方法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〉 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。また、試料導入系の１つである
スプレーチャンバーは、均一な粒子だけを試料としてプ
ラズマトーチ１に導入するため冷却される。第３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ている。ま
た、試料槽４内の試料はネブライザ４′で霧化されての
ちアルゴンガスによってスプレーチャンバー５（詳しく
はガラス製スプレーチャンバー本体5a）内に搬送され
る。ここで、スプレーチャンバー本体5aの両側は冷却用
アルミニウムブロック5b,5cで覆われており、該冷却用
アルミニウムブロック5cと放熱用アルミニウムブロック
5eの間にはベルチェ素子5dが装着されている。このた
め、スプレーチャンバー本体5a内に搬送された試料はベ
ルチェ素子5dの冷却効果によってスプレーチャンバー本
体5a内で冷却されるようになっている。また、このよう
にして冷却された試料は、再びアルゴンガスによってス
プレーチャンバー５（詳しくはスプレーチャンバー本体
5a）の出口を通ってプラズマトーチ１の内室1aへと搬入
される。一方、プラズマトーチ１の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。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1T
orr.に吸引されている。更に、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10-4Torr.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。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
ち例えば小円板14aとイオンレンズ14b,14c（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。また、試料導入系の１つである
スプレーチャンバーは、均一な粒子だけを試料としてプ
ラズマトーチ１に導入するため冷却される。第３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ている。ま
た、試料槽４内の試料はネブライザ４′で霧化されての
ちアルゴンガスによってスプレーチャンバー５（詳しく
はガラス製スプレーチャンバー本体5a）内に搬送され
る。ここで、スプレーチャンバー本体5aの両側は冷却用
アルミニウムブロック5b,5cで覆われており、該冷却用
アルミニウムブロック5cと放熱用アルミニウムブロック
5eの間にはベルチェ素子5dが装着されている。このた
め、スプレーチャンバー本体5a内に搬送された試料はベ
ルチェ素子5dの冷却効果によってスプレーチャンバー本
体5a内で冷却されるようになっている。また、このよう
にして冷却された試料は、再びアルゴンガスによってス
プレーチャンバー５（詳しくはスプレーチャンバー本体
5a）の出口を通ってプラズマトーチ１の内室1aへと搬入
される。一方、プラズマトーチ１の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。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1T
orr.に吸引されている。更に、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10-4Torr.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。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
ち例えば小円板14aとイオンレンズ14b,14c（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、ガラス製のスプレ
ーチャンバー5aを用いて上述のようにして試料を冷却す
る際、ペルチェ素子の放熱側が降温となり冷却側（面）
が十分に冷えないという欠点があった。また、スプレー
チャンバー本体5aが上述の如くガラス製であるため、冷
却用アルミニウムブロックを密着させるような加工が難
しくスプレーチャンバー本体5aと上記冷却用アルミニウ
ムブロック5b,5cとの間に隙間が生じ易くスプレーチャ
ンバー本体5aを十分に冷却することができないという欠
点もあった。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、スプレーチャンバーの冷
却方法が改善されネブライザで霧化された試料が十分に
冷却されたスプレーチャンバー５を通り均一な微粒子だ
けが試料としてプラズマトーチ１の内室1a内に導入され
究極的に被測定元素を正確に測定できるような高周波誘
導結合プラズマ質量分析計を提供することにある。
ーチャンバー5aを用いて上述のようにして試料を冷却す
る際、ペルチェ素子の放熱側が降温となり冷却側（面）
が十分に冷えないという欠点があった。また、スプレー
チャンバー本体5aが上述の如くガラス製であるため、冷
却用アルミニウムブロックを密着させるような加工が難
しくスプレーチャンバー本体5aと上記冷却用アルミニウ
ムブロック5b,5cとの間に隙間が生じ易くスプレーチャ
ンバー本体5aを十分に冷却することができないという欠
点もあった。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、スプレーチャンバーの冷
却方法が改善されネブライザで霧化された試料が十分に
冷却されたスプレーチャンバー５を通り均一な微粒子だ
けが試料としてプラズマトーチ１の内室1a内に導入され
究極的に被測定元素を正確に測定できるような高周波誘
導結合プラズマ質量分析計を提供することにある。
〈問題点を解決するための手段〉 このような目的を達成するために、本考案は、 ネブライザで霧化した試料をスプレーチャンバーで冷却
した後、プラズマトーチに導いて励起し、励起した被測
定試料を質量分析計において質量分析する高周波誘導結
合プラズマ質量分析計において、 前記スプレーチャンバーは、 前記ネブライザから供給された試料を冷却して均一な粒
子からなる試料を得るスプレーチャンバー本体と、 このスプレーチャンバー本体と一方の面が密着して設け
られた伝熱用シリコンシートと、 一方の面が前記伝熱用シリコンシートの他方の面と密着
して設けられた冷却用アルミニウムブロックと、 冷却源であって、前記冷却用アルミニウムブロックの他
方の面に冷却面が接するように設けられたペルチェ素子
と、 このペルチェ素子の冷却面と反対側の放熱面と接触さ
れ、前記ペルチェ素子を冷却する放熱用アルミニウムブ
ロックと、 を備え、前記伝熱用シリコンシートの介在により前記ス
プレーチャンバー本体の冷却効率を高めたことを特徴と
している。
した後、プラズマトーチに導いて励起し、励起した被測
定試料を質量分析計において質量分析する高周波誘導結
合プラズマ質量分析計において、 前記スプレーチャンバーは、 前記ネブライザから供給された試料を冷却して均一な粒
子からなる試料を得るスプレーチャンバー本体と、 このスプレーチャンバー本体と一方の面が密着して設け
られた伝熱用シリコンシートと、 一方の面が前記伝熱用シリコンシートの他方の面と密着
して設けられた冷却用アルミニウムブロックと、 冷却源であって、前記冷却用アルミニウムブロックの他
方の面に冷却面が接するように設けられたペルチェ素子
と、 このペルチェ素子の冷却面と反対側の放熱面と接触さ
れ、前記ペルチェ素子を冷却する放熱用アルミニウムブ
ロックと、 を備え、前記伝熱用シリコンシートの介在により前記ス
プレーチャンバー本体の冷却効率を高めたことを特徴と
している。
〈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
図は本考案の要部を示すスプレーチャンバーの分解構成
斜視図であり、第２図は本考案実施例の構成説明図であ
る。また、これらの図において、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重複説明は省略する。
更に、５′はスプレーチャンバー、5f,gはスプレーチャ
ンバー本体5aと冷却用アルミニウムブロック5b,5cとの
間にそれぞれ装着され例えば接着剤で固定された伝熱用
シリコンシート、5iは冷却水が流れる貫通穴、5jは第１
図に示した構成部品を組立てて固定するためのネジ、5h
は内部に冷却水が流れる連通穴が設けられている放熱用
のアルミニウムブロックである。尚、本考案は上述の構
成に限定されることなく種々の変形が可能であり、例え
ば放熱用アルミニウムブロックの代わりに大型のヒート
シンクを設けてもよい。また、伝熱用シリコンシート5
g,5fの代わりに薄い鉛の板を挟んで熱伝導をよくしても
よいものとする。
図は本考案の要部を示すスプレーチャンバーの分解構成
斜視図であり、第２図は本考案実施例の構成説明図であ
る。また、これらの図において、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重複説明は省略する。
更に、５′はスプレーチャンバー、5f,gはスプレーチャ
ンバー本体5aと冷却用アルミニウムブロック5b,5cとの
間にそれぞれ装着され例えば接着剤で固定された伝熱用
シリコンシート、5iは冷却水が流れる貫通穴、5jは第１
図に示した構成部品を組立てて固定するためのネジ、5h
は内部に冷却水が流れる連通穴が設けられている放熱用
のアルミニウムブロックである。尚、本考案は上述の構
成に限定されることなく種々の変形が可能であり、例え
ば放熱用アルミニウムブロックの代わりに大型のヒート
シンクを設けてもよい。また、伝熱用シリコンシート5
g,5fの代わりに薄い鉛の板を挟んで熱伝導をよくしても
よいものとする。
このような構成からなる本考案の実施例において、上記
ペルチェ素子5dに電流を流すとペルチェ素子5dの冷却面
（第２図の上側）が冷却され、該冷却面に接している冷
却用アルミニウムブロック5cが冷却される。また、ペル
チェ素子5dの冷却面（第２図の上側）が冷却されると同
時にペルチェ素子5dの放熱面（第２図の下側）が熱くな
り、該放熱面に放熱用アルミニウムブロック5hが接触し
ているため、ペルチェ素子5dの熱負荷が小さくなり冷却
用アルミニウムブロック5cが更に冷却される。このよう
にして冷却用アルミニウムブロック5cが十分に冷却さ
れ、該冷却用アルミニウムブロック5cに接触している伝
熱用シリコンシート5gが冷却され究極的にスプレーチャ
ンバー本体5aが冷却されるようになる。一方、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てい
る。また、試料槽４内の試料はネブライザ４′で霧化さ
れてのちアルゴンガスによってスプレーチャンバー５
（詳しくはガラス製スプレーチャンバー本体5a）内に搬
送され、上述のようなペルチェ素子5dの冷却効果によっ
てスプレーチャンバー本体5a内で冷却されるようになっ
ている。また、このようにして冷却された試料は、再び
アルゴンガスによってスプレーチャンバー５（詳しくは
スプレーチャンバー本体5a）の出口を通ってプラズマト
ーチ１の内室1aへと搬入される。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。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10-4Torr.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。プラズマ７内のイオンは、ノズル８やスキ
マー９を経由してのち例えば小円板14aとイオンレンズ1
4b,14c（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。
ペルチェ素子5dに電流を流すとペルチェ素子5dの冷却面
（第２図の上側）が冷却され、該冷却面に接している冷
却用アルミニウムブロック5cが冷却される。また、ペル
チェ素子5dの冷却面（第２図の上側）が冷却されると同
時にペルチェ素子5dの放熱面（第２図の下側）が熱くな
り、該放熱面に放熱用アルミニウムブロック5hが接触し
ているため、ペルチェ素子5dの熱負荷が小さくなり冷却
用アルミニウムブロック5cが更に冷却される。このよう
にして冷却用アルミニウムブロック5cが十分に冷却さ
れ、該冷却用アルミニウムブロック5cに接触している伝
熱用シリコンシート5gが冷却され究極的にスプレーチャ
ンバー本体5aが冷却されるようになる。一方、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てい
る。また、試料槽４内の試料はネブライザ４′で霧化さ
れてのちアルゴンガスによってスプレーチャンバー５
（詳しくはガラス製スプレーチャンバー本体5a）内に搬
送され、上述のようなペルチェ素子5dの冷却効果によっ
てスプレーチャンバー本体5a内で冷却されるようになっ
ている。また、このようにして冷却された試料は、再び
アルゴンガスによってスプレーチャンバー５（詳しくは
スプレーチャンバー本体5a）の出口を通ってプラズマト
ーチ１の内室1aへと搬入される。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。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10-4Torr.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。プラズマ７内のイオンは、ノズル８やスキ
マー９を経由してのち例えば小円板14aとイオンレンズ1
4b,14c（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。
〈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、ス
プレーチャンバー本体と冷却用アルミニウムブロックの
間に伝熱用シリコンシートを密着して設けているため、
スプレーチャンバー本体と冷却用アルミニウムブロック
間の伝熱が改善され、ペルチェ素子によってスプレーチ
ャンバー本体を効率よく冷却することができる。
プレーチャンバー本体と冷却用アルミニウムブロックの
間に伝熱用シリコンシートを密着して設けているため、
スプレーチャンバー本体と冷却用アルミニウムブロック
間の伝熱が改善され、ペルチェ素子によってスプレーチ
ャンバー本体を効率よく冷却することができる。
また、スプレーチャンバー本体を伝熱用シリコンシート
を介して冷却用アルミニウムブロックで完全に覆ってい
るため、外部から放射や伝導でスプレーチャンバー本体
に伝わる熱を防ぐことができるという利点もある。
を介して冷却用アルミニウムブロックで完全に覆ってい
るため、外部から放射や伝導でスプレーチャンバー本体
に伝わる熱を防ぐことができるという利点もある。
第１図は本考案の要部を示すスプレーチャンバーの分解
構成斜視図であり、第２図は本考案実施例の構成説明
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、３……アルゴンガス供給源、４
……試料槽、４′……ネブライザ 5a……スプレーチャンバー本体、5b,5c……冷却用アル
ミニウムブロック 5d……ペルチェ素子、5f,5g……伝熱用シリコンシー
ト、5h……放熱用アルミニウムブロック 5i……冷却水用の貫通穴、5j……ネジ 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、
構成斜視図であり、第２図は本考案実施例の構成説明
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、３……アルゴンガス供給源、４
……試料槽、４′……ネブライザ 5a……スプレーチャンバー本体、5b,5c……冷却用アル
ミニウムブロック 5d……ペルチェ素子、5f,5g……伝熱用シリコンシー
ト、5h……放熱用アルミニウムブロック 5i……冷却水用の貫通穴、5j……ネジ 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、
Claims (1)
- 【請求項１】ネブライザで霧化した試料をスプレーチャ
ンバーで冷却した後、プラズマトーチに導いて励起し、
励起した被測定試料を質量分析計において質量分析する
高周波誘導結合プラズマ質量分析計において、 前記スプレーチャンバーは、 前記ネブライザから供給された試料を冷却して均一な粒
子からなる試料を得るスプレーチャンバー本体と、 このスプレーチャンバー本体と一方の面が密着して設け
られた伝熱用シリコンシートと、 一方の面が前記伝熱用シリコンシートの他方の面と密着
して設けられた冷却用アルミニウムブロックと、 冷却源であって、前記冷却用アルミニウムブロックの他
方の面に冷却面が接するように設けられたペルチェ素子
と、 このペルチェ素子の冷却面と反対側の放熱面と接触さ
れ、前記ペルチェ素子を冷却する放熱用アルミニウムブ
ロックと、 を備え、前記伝熱用シリコンシートの介在により前記ス
プレーチャンバー本体の冷却効率を高めたことを特徴し
た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 |
|---|---|---|---|
| JP7232788U JPH0731494Y2 (ja) | 1988-05-31 | 1988-05-31 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP7232788U JPH0731494Y2 (ja) | 1988-05-31 | 1988-05-31 | 高周波誘導結合プラズマ質量分析計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01176358U JPH01176358U (ja) | 1989-12-15 |
| JPH0731494Y2 true JPH0731494Y2 (ja) | 1995-07-19 |
Family
ID=31297499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7232788U Expired - Lifetime JPH0731494Y2 (ja) | 1988-05-31 | 1988-05-31 | 高周波誘導結合プラズマ質量分析計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0731494Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11107668B2 (en) * | 2018-02-07 | 2021-08-31 | Shimadzu Corporation | Mass spectrometer |
-
1988
- 1988-05-31 JP JP7232788U patent/JPH0731494Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01176358U (ja) | 1989-12-15 |
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