JPS60133357A - 放電型気体検出器 - Google Patents
放電型気体検出器Info
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- JPS60133357A JPS60133357A JP59250357A JP25035784A JPS60133357A JP S60133357 A JPS60133357 A JP S60133357A JP 59250357 A JP59250357 A JP 59250357A JP 25035784 A JP25035784 A JP 25035784A JP S60133357 A JPS60133357 A JP S60133357A
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- discharge tube
- discharge
- type gas
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- cooling liquid
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
- G01N30/02—Column chromatography
- G01N30/62—Detectors specially adapted therefor
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- Physics & Mathematics (AREA)
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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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、放電型気体検出器に関し、特に高周波で励起
さ１ｔたプラズマから放出された光を発光〔発明の技術
的背景及びその問題点〕 この様な放電型気体検出器は、ＡｎａｌｙｔｉｃａｌＣ
ｈｅｍｉｎｓｔｒｙ誌１９６５年第３７巻、 １４７０
ページの論文に記載されている。この論文においては、
分析対象の化学物質を営む気体を、マイクロ披空胴共振
器内に設けられた管中の放電部を通す。マイクロ波空胴
共娠器へ電力を供給する手段として、費用を考磁し、一
般に家庭に用いらＪする電子レンジに使用するマグネト
ロンを用いる。放電管内部でマイクロ波により励起され
た放電は、気体中の物質？原子レベルに分解する。この
放電によりそれらの原子が励起され、原子特有の発光ス
ペクトルを放出する。
さ１ｔたプラズマから放出された光を発光〔発明の技術
的背景及びその問題点〕 この様な放電型気体検出器は、ＡｎａｌｙｔｉｃａｌＣ
ｈｅｍｉｎｓｔｒｙ誌１９６５年第３７巻、 １４７０
ページの論文に記載されている。この論文においては、
分析対象の化学物質を営む気体を、マイクロ披空胴共振
器内に設けられた管中の放電部を通す。マイクロ波空胴
共娠器へ電力を供給する手段として、費用を考磁し、一
般に家庭に用いらＪする電子レンジに使用するマグネト
ロンを用いる。放電管内部でマイクロ波により励起され
た放電は、気体中の物質？原子レベルに分解する。この
放電によりそれらの原子が励起され、原子特有の発光ス
ペクトルを放出する。
テーリング（ｔａ＊Ｉｉｎｇ）は、一般には検出器では
な（、使用するカラムが原因であることから、原子発光
を用いた放ｄＩＬ成気体検出器をもちいる場合に通常存
在するテーリングもまた同様にカラムにン 間踵があるように推定ｇれていた。しか（−ながら。
な（、使用するカラムが原因であることから、原子発光
を用いた放ｄＩＬ成気体検出器をもちいる場合に通常存
在するテーリングもまた同様にカラムにン 間踵があるように推定ｇれていた。しか（−ながら。
発明者の検討により測定誤差の５％は検出器自身が原因
のテーリングによるものであること、またこの原因は放
電管の内壁の温度が高（なる為であることが判明した。
のテーリングによるものであること、またこの原因は放
電管の内壁の温度が高（なる為であることが判明した。
さらに、高温度によって放電管の減損が著しくしばしば
交換が必要となる。放電管の位置の都合上、放電管の交
換には、数時間もかかり、その間検出器の使用が不可能
となる。このような問噸は用いる高周波電力を減らせば
部分的には解決されるのだが、検出器の感度を２として
しまうことになる。
交換が必要となる。放電管の位置の都合上、放電管の交
換には、数時間もかかり、その間検出器の使用が不可能
となる。このような問噸は用いる高周波電力を減らせば
部分的には解決されるのだが、検出器の感度を２として
しまうことになる。
しｔこがって、本発明の目的は、高周波で励起される放
電管を冷却することにより、上述の問９Ｍ点を除去した
原子発光を用いた放電型気体検出器を提供することであ
る。
電管を冷却することにより、上述の問９Ｍ点を除去した
原子発光を用いた放電型気体検出器を提供することであ
る。
本発明では、冷媒の流ｉｔを放堵゛管の外面と熱的に交
流な持たせる手段を用い、これによって放電管の内面を
冷却する。これにより、内面の浸食が減少するから、高
周波電力を大幅に増大させて検出器の感度を向上させ得
ることに加えて、放電管の寿命が満足できるものになる
。
流な持たせる手段を用い、これによって放電管の内面を
冷却する。これにより、内面の浸食が減少するから、高
周波電力を大幅に増大させて検出器の感度を向上させ得
ることに加えて、放電管の寿命が満足できるものになる
。
空気（ａｉｒ）を冷却剤として用いることができると考
えられたのだが、空気熱インピーダンスは、にあげても
十分な冷却をするには低すぎることがわかった。
えられたのだが、空気熱インピーダンスは、にあげても
十分な冷却をするには低すぎることがわかった。
却液として使用口■能なことがわかった。しかし瞬時に
過熱された場合、例えば流れが瞬間に中断したとき、管
内部には、マイクロ波エネルギーを封止する炭素による
コーティングが形成され、検出器の感度かおちてしまう
という問題も判明した。
過熱された場合、例えば流れが瞬間に中断したとき、管
内部には、マイクロ波エネルギーを封止する炭素による
コーティングが形成され、検出器の感度かおちてしまう
という問題も判明した。
さらにイロＩらかの炭素が形成されるとその後の炭素の
形成速度か大きくなるため、検出器は単時間で動作不能
となる。ｆたこれらの冷却液材料の多くは、不燃性、ま
たは有毒であり、使用上望ましくない。水を用いる場合
は、以上述べたような問題は生じない。
形成速度か大きくなるため、検出器は単時間で動作不能
となる。ｆたこれらの冷却液材料の多くは、不燃性、ま
たは有毒であり、使用上望ましくない。水を用いる場合
は、以上述べたような問題は生じない。
冷却液として、まず水が考えられたが、すぐ解る様に、
家庭用電子レンジに使用されるマグネト水数を減少させ
−Ｃ，極くわずかな１：力しか吸収しない様にしても放
電が生じないことがわかつｔこ。
家庭用電子レンジに使用されるマグネト水数を減少させ
−Ｃ，極くわずかな１：力しか吸収しない様にしても放
電が生じないことがわかつｔこ。
そこで、十分に精製された水であってもマイクロ波の導
電率は溶液の流通路が亀導線の特性の幾分かを持つ程高
いことがわかった。誘電体の管に水を流通させる場合、
この組合わせは空胴からマイクロ波′亀力を運び出し、
放散する実効的な導管（ｃｏｎｄｕｉｔ ）として機能
する。
電率は溶液の流通路が亀導線の特性の幾分かを持つ程高
いことがわかった。誘電体の管に水を流通させる場合、
この組合わせは空胴からマイクロ波′亀力を運び出し、
放散する実効的な導管（ｃｏｎｄｕｉｔ ）として機能
する。
このような現象を防ぐため、本発明の放電型気体検出器
では、冷却液の流通路を醒気的接地（通常は、空胴壁上
）に接続する手段が設けられてし・ヒ る。Ａｉｌ記接続の位置を形状寸法は、マイクロ波のエ
ネルギの流ｉｔか流通路上の封止さｊｔでいない部分に
とどく前に充分減少する様、十分に広範囲でなければな
らない。
では、冷却液の流通路を醒気的接地（通常は、空胴壁上
）に接続する手段が設けられてし・ヒ る。Ａｉｌ記接続の位置を形状寸法は、マイクロ波のエ
ネルギの流ｉｔか流通路上の封止さｊｔでいない部分に
とどく前に充分減少する様、十分に広範囲でなければな
らない。
以上、図面に基づいて本発明の詳細な説明すも第１図１
６よび第２図に示す本発明の一実施例の原子発光を用い
た放電型気体検出器は、金属ストリップ６で外側端部な
封１Ｌされた平行な２つの平面状の円板２．４よりなる
金属空胴Ｃな有する。プローブ８により高周波エネルギ
が空胴Ｃに導入される。前記円板２と４は、それぞれ中
心が共通のり大きい。円形で金属あるいはプラスチック
製の放電管の支持部材１４と１−６ （ここではプラス
チック製と示さ′ｉｔている）は、ねじ１８．２０と２
２゜２４でそれぞれ円板２と４の外側にとりつける。
６よび第２図に示す本発明の一実施例の原子発光を用い
た放電型気体検出器は、金属ストリップ６で外側端部な
封１Ｌされた平行な２つの平面状の円板２．４よりなる
金属空胴Ｃな有する。プローブ８により高周波エネルギ
が空胴Ｃに導入される。前記円板２と４は、それぞれ中
心が共通のり大きい。円形で金属あるいはプラスチック
製の放電管の支持部材１４と１−６ （ここではプラス
チック製と示さ′ｉｔている）は、ねじ１８．２０と２
２゜２４でそれぞれ円板２と４の外側にとりつける。
形状によっては、十分に広範囲な接地を流通ｖ＆に設け
なければならないという原則をａなすため、支持部材１
４と１６は、金属でなけｊｔばならない場合がある。ゴ
ム製のＯリング２６は、円形の支持部材１４の内面に同
心的に形成さＪｔた環状溝２６′内に入れられている。
なければならないという原則をａなすため、支持部材１
４と１６は、金属でなけｊｔばならない場合がある。ゴ
ム製のＯリング２６は、円形の支持部材１４の内面に同
心的に形成さＪｔた環状溝２６′内に入れられている。
そして十分にねじ１８と２６がしめられると円板２と支
持部材１４の間は０リング２６により密封される。また
、ゴム製のＯリングは円形の支持部材１６の内面に形成
された環状溝２８′に入れられており、ねじ２２と２４
を充分にしめつけると、円板４の外側と支持部材１６の
間が密封されるようになっている。環状溝２６′の内へ
９２７は、支持部材１４の内表面中心部と空胴Ｃの外壁
である円板２の外側との間にすき間を開け、円筒状空間
Ｓを設ける。まｔこ、環状溝２８′の内へ９２９は支持
部材１６の内表面中心部と空胴Ｃの外壁である円板４の
外側との間にすぎ間を開けて円筒状空間Ｓ′を設ける。
持部材１４の間は０リング２６により密封される。また
、ゴム製のＯリングは円形の支持部材１６の内面に形成
された環状溝２８′に入れられており、ねじ２２と２４
を充分にしめつけると、円板４の外側と支持部材１６の
間が密封されるようになっている。環状溝２６′の内へ
９２７は、支持部材１４の内表面中心部と空胴Ｃの外壁
である円板２の外側との間にすき間を開け、円筒状空間
Ｓを設ける。まｔこ、環状溝２８′の内へ９２９は支持
部材１６の内表面中心部と空胴Ｃの外壁である円板４の
外側との間にすぎ間を開けて円筒状空間Ｓ′を設ける。
円状放電管の支持部材１４と１６には、それぞｊｔ開口
１０と１２に同軸状に配置された円形の開口３０と３２
が設けられている。放電管りは、上述の全ての開１］３
０ 、１０ 、１２ 、３２に同軸状に取り付けられる
が、開口１０．１２の径は放電管によりわずかに大きい
。放電管りは低いマイクロ波損失係数と高度の化学的不
活性を有する耐火物、たとえば融解石英（ｆｕｓｅｄ
５ｉｌｉｃａ）、ホウ素窒化物（ｂｏｒｏｎ ｎ１ｔｒ
ｉｄｅ ）、または結晶アルミナ（ｃｒｙｓｔａｌｌｉ
ｎｅａｌｕｍｉｎａ ） （サファイア）、よりつくら
れ、そして開口３０泣び３２の内面にもっけらプまたね
じ山にそれぞれねじ込まツｔた環状ナツト（ａｎ口ｕｌ
ａｒ ｎｕｔｓ）３４及び３６内に挿入されている。開
口３０内の放電管りの外側と環状の肩部３７の間は、肩
部３７と環状ナツト３４の末端部の間でゴム製ＱｌＪン
グ３８を圧縮することによって封止されている。同様に
開口３２内の放電管りの外側と環状肩部４０の間は肩部
４０と環状ナツト３６の末端部間でゴム製Ｏリング４２
を圧縮することによって制止されている。
１０と１２に同軸状に配置された円形の開口３０と３２
が設けられている。放電管りは、上述の全ての開１］３
０ 、１０ 、１２ 、３２に同軸状に取り付けられる
が、開口１０．１２の径は放電管によりわずかに大きい
。放電管りは低いマイクロ波損失係数と高度の化学的不
活性を有する耐火物、たとえば融解石英（ｆｕｓｅｄ
５ｉｌｉｃａ）、ホウ素窒化物（ｂｏｒｏｎ ｎ１ｔｒ
ｉｄｅ ）、または結晶アルミナ（ｃｒｙｓｔａｌｌｉ
ｎｅａｌｕｍｉｎａ ） （サファイア）、よりつくら
れ、そして開口３０泣び３２の内面にもっけらプまたね
じ山にそれぞれねじ込まツｔた環状ナツト（ａｎ口ｕｌ
ａｒ ｎｕｔｓ）３４及び３６内に挿入されている。開
口３０内の放電管りの外側と環状の肩部３７の間は、肩
部３７と環状ナツト３４の末端部の間でゴム製ＱｌＪン
グ３８を圧縮することによって封止されている。同様に
開口３２内の放電管りの外側と環状肩部４０の間は肩部
４０と環状ナツト３６の末端部間でゴム製Ｏリング４２
を圧縮することによって制止されている。
環状のウォータジャケットＪは、石英、ポリスチレンま
たは低ｄ′ｄ率、低損失係数をもつ他の物質よっつ（ら
れる。ウォータジャケットＪは放電管りと同心状に取付
けろｉｔ、その内半径は放電管りの外半径より大きいこ
とにより、それらの間に環状の通路Ｐが設けられる。通
路Ｐの半径方向幅が必安である。もし前記幅か大きすぎ
ると、空胴のマイクロ波の同調がずれてしまい、またこ
のずれが冷却液の温度に依存してしまうこともある。
たは低ｄ′ｄ率、低損失係数をもつ他の物質よっつ（ら
れる。ウォータジャケットＪは放電管りと同心状に取付
けろｉｔ、その内半径は放電管りの外半径より大きいこ
とにより、それらの間に環状の通路Ｐが設けられる。通
路Ｐの半径方向幅が必安である。もし前記幅か大きすぎ
ると、空胴のマイクロ波の同調がずれてしまい、またこ
のずれが冷却液の温度に依存してしまうこともある。
また、マイクロ波エネルギーは、冷却液中で放散するの
で、空胴中の冷却液の址は最小に１−た方が有益である
。通路Ｐは環状溝４４′と４６′にそれぞれはめこまれ
た０リング４４と４６によって空胴トＪの両端部で、０
ＲＩＪング４４と４６をささえることができる大きさに
さｉｔている。開口４８は支持部材１４を■川して円筒
状空間Ｓの外部に通ずる。また開口５０は開口４８の正
反対な位置にある支持部材１６を通して円筒状空間Ｓ′
の外部に通ずる。開口４８、円筒状空間Ｓそして円＆２
の中心にある開口１０により、冷却液が通路Ｐの一端に
流れ込むような通路がつくらｉする。
で、空胴中の冷却液の址は最小に１−た方が有益である
。通路Ｐは環状溝４４′と４６′にそれぞれはめこまれ
た０リング４４と４６によって空胴トＪの両端部で、０
ＲＩＪング４４と４６をささえることができる大きさに
さｉｔている。開口４８は支持部材１４を■川して円筒
状空間Ｓの外部に通ずる。また開口５０は開口４８の正
反対な位置にある支持部材１６を通して円筒状空間Ｓ′
の外部に通ずる。開口４８、円筒状空間Ｓそして円＆２
の中心にある開口１０により、冷却液が通路Ｐの一端に
流れ込むような通路がつくらｉする。
本発明によれば通路がアンテナとして働いてしまい、放
電管り内に気体放電を起こすためＫ、必安なマイクロ波
のエネルギが空胴Ｃの外部に放散所が接地されなければ
ならない。この実施例において、接地は冷却液と接地さ
れた空胴Ｃとの接触を開口５４と５６のそれぞれの内表
面及び空胴Ｃの外壁である円板２と４が形成する円筒状
空間ＳとＳ′の側面でとることによってなされる、。こ
の接地を通路Ｐの端から離れた位置でとっても好結果が
得られたが、通路Ｐの端部に可能なかぎり近くで接地す
れば、放電管り内の気体数′亀の長さが縮まり、よって
テーリングが減少するため、好ましくゝ０ ここに記述した本発明に基づく一実施例では冷却液が、
環状の通路Ｐに流人する経路と流出する経路は空胴Ｃの
互いに対向する側面に設けられている。しかしながらこ
こでは説明しない実施例では、これら両独路を空胴Ｃの
同じ側面に設けて好結果を得ることができる。放電管内
で放出される域に分離され検出さｊする。
電管り内に気体放電を起こすためＫ、必安なマイクロ波
のエネルギが空胴Ｃの外部に放散所が接地されなければ
ならない。この実施例において、接地は冷却液と接地さ
れた空胴Ｃとの接触を開口５４と５６のそれぞれの内表
面及び空胴Ｃの外壁である円板２と４が形成する円筒状
空間ＳとＳ′の側面でとることによってなされる、。こ
の接地を通路Ｐの端から離れた位置でとっても好結果が
得られたが、通路Ｐの端部に可能なかぎり近くで接地す
れば、放電管り内の気体数′亀の長さが縮まり、よって
テーリングが減少するため、好ましくゝ０ ここに記述した本発明に基づく一実施例では冷却液が、
環状の通路Ｐに流人する経路と流出する経路は空胴Ｃの
互いに対向する側面に設けられている。しかしながらこ
こでは説明しない実施例では、これら両独路を空胴Ｃの
同じ側面に設けて好結果を得ることができる。放電管内
で放出される域に分離され検出さｊする。
このような技術は空胴が、例えば円曲した部分をもつ空
胴等、ここに示す円筒層と異なる形をとっても良いし、
また冷却液と；放′電管との間で、熱交換するための手
段の構成も大きく異なって良いことは当業者にとっても
明白である。
胴等、ここに示す円筒層と異なる形をとっても良いし、
また冷却液と；放′電管との間で、熱交換するための手
段の構成も大きく異なって良いことは当業者にとっても
明白である。
以上説明したように、本発明によれば、テーリングが少
なく、かつ、長寿命の放電型気体検出器が得られる。
なく、かつ、長寿命の放電型気体検出器が得られる。
第１図は、本発明の一実施例のがスフロマトグラフ用放
電型気体検出器のｗｒ面図。第２図は、第１図に示す放
電型気体検出器のＡＡ断面図である。 ２．４二円板 Ｃ：金属空胴 Ｄ＝放電管 Ｊ ：ウォータ・ジャケットＰ：通路 Ｓ
、Ｓ’：円筒状空間 出願人 横河・ヒユーレット・パッカード株式会社代理
人 弁理士 長 谷 川 次 男 Ｊゴー１ ニ霜−２
電型気体検出器のｗｒ面図。第２図は、第１図に示す放
電型気体検出器のＡＡ断面図である。 ２．４二円板 Ｃ：金属空胴 Ｄ＝放電管 Ｊ ：ウォータ・ジャケットＰ：通路 Ｓ
、Ｓ’：円筒状空間 出願人 横河・ヒユーレット・パッカード株式会社代理
人 弁理士 長 谷 川 次 男 Ｊゴー１ ニ霜−２
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ＋１１ 分析されるべき気体が導入される放電管と、前
記放′亀管に高周波電力な与える手段と、前記放電管に
冷却液を供給する手段と を有する放電型気体検出器。 （２、特許請求の範囲第１項記載の放電型気体検出器に
おいて、 前記冷却液を供給する手段は前記放電管の周囲に前記冷
却液を流通させる流路を有し、前記流路の端部近傍を接
地する ことを特徴とする放電型気体検出器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/556,527 US4654504A (en) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | Water-cooled gas discharge detector |
| US556527 | 1983-11-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60133357A true JPS60133357A (ja) | 1985-07-16 |
| JPH043819B2 JPH043819B2 (ja) | 1992-01-24 |
Family
ID=24221722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59250357A Granted JPS60133357A (ja) | 1983-11-30 | 1984-11-27 | 放電型気体検出器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4654504A (ja) |
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