JPS6285844A - 試料をプラズマ発光装置に供給するための装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野： 本発明は、試料を分析装置に供、姶する装置、殊に試料
をプラズマ発光分析器または原子吸光分光光度計に供給
する装置に関する。

従来技術： 試料中の検出すべき元素の量を原子吸光分光分析で測定
するために、試薬、例えば硼水素化ナトリウムを、試料
中に含有されている砒素またはセレンのような一定の元
素が揮発性水素化物を形成するような程度に試料溶液に
添加することは、公知である。この揮発性水素化物は、
ガスとして液体試料から発生し、加熱された測定セルに
不活性がスによって供給される。加熱された測定セル中
で、この水素化物は、水素化物を形成する元素が原子状
態で測定セル中に生じ、その後に”原子雲”を形成する
ような程度に分解する。次に、検出すべき元素の量は、
常法で原子吸光分光分析によって４１１定される。

水素化物を形成する元素の常法による前記測定は、液体
試料の一定量を反応容器に供給するような程度に行なわ
れる。試薬の相当量は、液体試料のこの量に添加され、
かつ混合される。

試料中で水素化物を形成する元素の割合に相当する水素
化物は、著しく迅速に形成される。原子吸光分光分析法
によりピーク形状の信号が得られる。この方法は、”パ
ンチ試料採取”と呼ばれる。

更に、試料中の検出すべき元素の量を、プラズマ発光を
測定することによって定めることは、公知である。この
終結時、プラズマは、高い温度を有するイオン化された
希ガスであり、プラズマ発光装置により発生される。試
料は、このプラズマ中に供給される。試料中の種々の原
子は、線スペクトルを放つ。この線スペクトルは、試料
中の個々の元素の如何なる割合を個々の元素の異なる融
物性の強さから導出することができるのかを測定するこ
とができる。原子吸光分光分析法とは異なり、プラズマ
発光を測定することにより幾つかの元素を同時に測定す
ることができるという利点が得られる。

また、プラズマ発光の測定法を、砒素のように水素化物
を形成する元素を液体試料から試薬を添加することによ
って追出す前記公知方法と組合せることは、公知である
。生じる揮発性水素化物はプラズマに供給される。しか
し、この場合測定は連続的である（連続的流れ）、すな
わち試料ガスはプラズマに延長された時間に亘って不変
に供給される。理論的にバッチ試料採取は、プラズマ発
光測定と一緒に使用することもできた。しかし、これは
２つの欠点を有する。

発生した水素化物の量は迅速に増減し、このことにより
、前述したようにピーク形状の信号が生じる。従って、
幾つかの元素を順次に測定する場合には、複数の問題が
存在する。相応して、発生した水素の量も時間ととも著
しく変化する。

水素化物の分子は、水素化物を形成する元素および水素
の原子に分解する。この水素の発生により、測定の間に
プラズマにおいて条件の連続的変化が生じる。水素をイ
オン化するのが困難である場合には、プラズマは、水素
の発生が高すぎることにより消滅することもある。

それ故、試料をプラズマ発光装置に供給するための装置
は、試料入口からの試料および試薬溜めからの試薬を混
合室中にそれぞれホースポンプによって連続的に供給し
、かつ混合室から反応容器中に流入させることが知られ
ている。

揮発性水素化物は反応容器中で発生される。この揮発性
水素化物は、反応容器からプラズマ中に不活性ガス（ア
ルゴン）によって運搬される。

残りの試料および液体試薬は、排出管を介して廃棄物容
器中に流入する。こうして、試料中に含有されている水
素化物を形成する元素の水素化物の連続的な一定の流れ
は、プラズマ発光装置に延長された時間に亘って供給さ
れる。従って、それぞれの元素に関連せるスペクトル線
の実質的に一定の発光がこの時間に亘って生じる。

他のホースポンプは純粋な溶剤を供給する。

純粋な溶剤または試料は、場合により切換弁によって混
合室に供給することができる。それぞれの他の液体は、
切換弁によって廃棄物容器に排出される。

ホースポンプを有する公知の配置によれば、混合室に供
給される液体の流れが比較的不正確にのみ配量されるこ
とが得られる。また、液体の流れを変えることは不可能
であり、延長された時間に亘って確実な測定、結果を得
ることは困難である。

発明を達成するための手段： 従って、本発明の目的は、試料を分析器に供１袷するた
めの新たに改善された装置および技術を得ることである
。

本発明の他の目的は、向上された正確さ、確実性および
可変性を達成する、試料をプラズマ発光分析器または原
子吸光分光光度計に供給するための装置を得ることであ
る。

本発明の他の目的は、試料および試薬を一緒にできるだ
け迅速に持ち込むことにより１つの試料をバッチ測定す
ることまたは延長された時間に亘って連続的に測定する
ことを選択的に可能ならしめるような装置を得ることで
ある。更に１原子吸光分光分析による測定、バッチ試料
採取および高められた感度を有する測定またはプラズマ
発光装置を用いての存在する場合の幾つかの元素の連続
的測定は、場合によっては１つの単独装置で実施するこ
とができる。

従って、先の関連せる目的および利点は、試料を試料入
口、試薬溜め、混合室、試料用ポンプ、試薬用ポンプお
よび反応容器を有する分析装置に供給するための装置の
場合に達成されることが判明した。試料用ポンプは、試
料入口に接続された入口開口および混合室に接続された
出口開口を有する。試薬用ポンプは、試薬溜めに接続さ
れた入口開口および混合室に接続された出口開口を有す
る。反応容器は、混合室に接続されており、かつプラズ
マ発光装置のような分析器と接読する出口開口および不
活性ガスの流れを受容する装置を有する。試料用ポンプ
および試薬用ポンプは、１方向に供給するぎストンホン
ゾである。ピストンポンプは、可変速の駆動モータによ
って、駆動される。駆動モータの速度は、少なくとも運
転の第１モードおよび第２モーＹを有するような程度に
運転制御装置のモードによって制御可能である。運転の
第１モードの場合、所定量の試料および試薬は、実際に
パッチとして混合室中に比較的高速で制御されるポンプ
ピストンで供給される。運転の第２モードの場合、試料
および試薬は、混合室中に比較的低速で制御される試料
用ポンプおよび試薬用ポンプのポンプピストンでの反応
時間に比して長い延長された時間に亘って連続的に供給
される。

こ５して、ぎストンポンプは、ホースポンプの代りに使
用される。ピストンポンプは、パルプポンプでありかつ
１方向にのみ供給される。

ピストンポンプは、ポンプで圧送すべき液体の連続的流
れが１回のピストン行程の間にぎストンポンプの連続的
前進運動で比較的長時間に亘って発生されるような程度
に寸法決めすることができる。それぞれこれらの連続的
測定の後、ポンプピストンは往復させることができ、液
体は溜めまたは試料容器からそれぞれ再び取込むことが
できる。それ故、ポンプピストのの速度は、広範な範囲
内で駆動モータを適当に制御することによって制御可能
であり、かつ特殊な要件に適合させることができる。殊
に、運転の２モードは、場合によっては同じ装置で達成
させることができる。試料用ポンプおよび試薬用ポンプ
のポンプピストンが著しく迅速に前進運転される場合に
は、実際にそれぞれ液体試料または試薬の全部の計量さ
れた量は、パッチ量として反応容器に供給される。液体
試料からの水素化物の著しく短時間ではあるが強力な発
生が起こる。これは”バッチ試料採取”である。また、
ポンプピストンは、それぞれ試薬または試料の一定の流
れを混合室中に連続的に供給しかつそこから反応容器中
に延長された時間に亘って連続的に供給することができ
るような程度に比較的緩徐に前進運動させることができ
る。これらの流れは、ぎストンポンプおよび適当な駆動
装置により極めて正確に固定しかつ維持することができ
、したがって測定結果は、全測定時間に亘って極めて十
分に一定に保たれる。１回のピストン行程により限定さ
れた時間の間にかかる流れのみを発生させることができ
るのだけれども、必要とされる流量は、往復行程を要し
ないかかるピストンポンプにより測定に必要とされる時
間に亘って維持させることができることが判明した。

次に、本発明を実施例につき詳説する。

実施例 図面によれば、本発明による装置は、試料入口管１０を
有し、この試料入口管は、例えば自動試料供給装置の配
量管１２に接続されている。

配量管１２は、回転可能な回転テーブル１５上に配置さ
れた種々の試料容器１４中に順次に浸漬されている。

試料用−ンゾ２０は、大口弁２４を有する入ロクリ私ト
γＣ出口葬りＱか右ナス出口９Ｇか右する。入口２２は
試料入口１０と接続する。出口２６は、導管３０を介し
て混合室１８と接続する。

試薬用ポンプ３２は、大口弁３６を何する入口３４およ
び出口弁４０を有する出口３８を有する。試薬用ポンプ
３２０入口は、試薬溜め１６と接続する。出口３８は、
導管４２゛を介して混合室１８と接続する。

反応容器４４は、漏斗形状の底部４６を有し、この底部
は、”サイホン”４８に開口する。サイホン４８は、ペ
ント５０および流出部５２を形成する。反応容器４４は
、導管５４および導管５６を介して混合室１８と結合す
る。不活性ガス流は、導管５８を介して反応容器４４′
に供給される。反応容器４４は出口開口６０を有し、こ
の出口開口は、プラズマ発光装！６１　Ｋ接続されてい
るかまたは原子吸光分光光度計６３の加熱された測定セ
ルと接続している。

試料用ポンプ２０は、１方向に供給するピストンポンプ
である。ピストンポンプはポンプシリンダ６２を有し、
このポンプシリンダー中でポンプピストン６４は往復す
る。ポンプピストン６４は、公知方法で、それゆえ詳細
に記載されてない駆動モータ６６によって有利に可変速
で、駆動されるように配置されている。相応して、試薬
用ポンプ３２は、ポンプシリンダおよびポンプぎストン
７０を有する、１方向に供給するぎストンポンプである
。ポンプぎストン７０は、駆動モータ７２によって可変
速で駆動させることもできる。

駆動モータ６６および７２の速度は、運転制御装置１４
のモード圧よって制御可能である。

運転制御装置７４のモードは、マイクロプロセッサによ
り制御される電子装置である。駆動モータ６６および７
２は、２モードの運転で運転制御装置のモードによって
制御するために配置され、かつ接続されている。

第１モードにおける運転の場合、選択された量の試料お
よび試薬は、実際にバッチとしてそれぞれ試料用ポンプ
２０および試薬用ポンプ３２のポンプピストン６４また
は７０の比較的に高速で混合室１８中および反応容器４
４中に供給される。従って、第１モードにおける運転は
管バッチ試料採取”に相当する。

第２モードにおける運転の場合、試料および試薬は、そ
れぞれ試料用ポンプ２０および試薬用ポンプ３２のポン
プピストン６４およヒフ０の比較的に低速で、試料およ
び試薬の反応時間に比して延長された時間に亘って連続
的に混合室１８中に供給される。従って、連続的に一定
に水素化物を形成させることは、測定時間として十分に
延長された時間に亘って行なわれる。

また、溶剤容器γ６は、検出すべき元素を含有しない純
粋な溶剤を収容するために設けられている。溶剤用ポン
プ７日は、大口弁８２を有する入口８０および出口弁８
６を有する出口８４を有する。溶剤用ポンシフ８の入口
８０は、溶剤容器７６と接続する。また、出口８４は、
導ｆ８８を介して混合室１８と接続する。溶剤用ポンプ
７８は、ポンプシリンダ９０およびポンプピストン９２
を有する、１方向のみに供給するピストンポンプである
。ポンプピストン９２は、他の駆動モータ９４によって
１駆動されるように配置されている。また、駆動モータ
９４は、運転制御装置７４のモードによって制御され、
かつポンプピストン９２を可変速で、駆動する。

この配置は、運転制御装置７４のモーｒによって制御す
ることができる２つの付加的なモードにおける運転を可
能にする。

１つの付加的なモードにおける運転（すなわち１基本線
”）の場合、それぞれ試料用ポンプ３２および溶剤用ポ
ンプ７８のポンプピストン７０および９２の駆動モータ
７２および９４は、電圧を印加され、ポンプピストン７
０．９２を駆動させるため比較的に低速で走行する。従
って、試薬および溶剤は、延長された時間に亘って混合
室１８中および反応容器４４中に連続的に供給される。

それによって、溶剤は、測定の基本線を定めることがで
きる空試験値を生じる。

他の付加的なモードにお叶ス遣帖の埋合、それぞれ試薬
用ポンプ３２および試料用ポン７°２０のポンプピスト
ン７０および６４の駆動モータならびに必要に応じて溶
剤用ポンプ７８のポンプピストン５２は、電圧を印加さ
れ、それぞれポンプピストン７０，６４および９２を１
Σ動させるため比較的に低速で走行する。従って、ポン
プは、試薬用ポンプ３２の供給速度が第１の付加的なモ
ードにおける運転で得られた供給速度と同じであり、か
つ試料用ポンプ２０の供給速度が、溶剤用ポンプ７８の
供給速度を第１の付加的なモードにおける運転で得られ
た供給速度に比して減少させている値に等しいような程
度に駆動される。その結果、試薬および試料ならびに必
要に応じて溶剤は、第１の付加的なモーｙにおける運転
で延長された時間に亘って供給されるのと同じ全速度で
連続的に混合室１８中に供給される。

第１の付加的なモードにおける運転の場合、ポンシフ８
の駆動モータ９４は、試料用ポンプ２０が第１の付加的
なモードにおける溶剤用ポンプ７８と同じ供給速度で供
給するような程度に必要に応じて完全に停止させること
ができる。

第１の付加的なモードにおける運転の場合、液体試料お
よび溶剤は、使用を付加的に変えるために一定の速度で
混合室１８に供給することもできる。

弁装置９６は、混合室１８と、反応容器４４との間に配
置されている。第１の弁状態の場合には、混合室１８と
、反応容器４４との間に弁装置９６を介して、上記のよ
うに接続が確立されている。第２の弁状態の場合には、
混合室１８と、プラズマ発光装置の噴霧器６５に案内さ
れている開口９８との間に弁装置９６によって直接に接
続が確立されている。弁装置９６は、直接の制御弁であ
ることができるか或いは択一的にそれぞれ導管５６中の
１対の単独弁であるか開口９８の前方の１対の単独弁で
あることができる。従って、水素化物を形成させること
は、場合により１つの装置および同じ装置で行なうこと
ができる。しかし、試料（必要に応じて、溶剤または試
薬と一緒に）は、プラズマ発光装置の噴霧器中に直接に
供給することもできる。

付加的に、反応容器４４は、原子吸光分光分析用の加熱
された測定セルに常法で開口６０を介して接続すること
もできる。

本明細書特許請求の範囲に定義されている本発明の精神
および範囲から逸脱することなしに構造の種々の変更態
様および適合が可能なことは、前記に徴して当業者には
明らかなことである。

【図面の簡単な説明】

図面は、試料を分析機器に供給するための本発明による
装置の１実施例を示す略図である。 １４・・・試料供給源、１６・・・試薬溜め、１８・・
・混合室、２０・・・第２試料ポンプ装置、２２．３４
゜８０・・・入口、２６．３８．８４・・・出口、３２
・・・第１試薬ポンプ装置、４４・・・反応容器、５６
　・・・入口開口、５８・・・不活性ガス供給源に接続
する装置、６０・・・出口開口、６１・・・ゾ２ズマ発
光分析器、６２，６８，９０・・・シリング、６３・・
・原子吸光分光光度計、６４，７０，９２・・・ぎスト
ン、６５・・・噴霧器、６６．７２，９４・・・駆動モ
ータ、７４・・・速度制御装置、７６・・・溶剤溜め、
７８・・・第６溶剤ポンプ装置、９６・・・弁装置。 手続補正書（方式） 昭和６１年１０月２７日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、試料をプラズマ発光分析器に供給するための装置に
   おいて、 混合室、 試薬溜め、 出口開口および反応体試料ガスを反応容器から分析器に
   運搬するための不活性ガスの供給源に接続する装置を有
   する、混合室に接続された反応容器、 試薬溜めに接続された入口および混合室に接続された出
   口を有する、試薬を１方向に供給するための第１の可変
   速ピストンポンプ装置、 混合室に接続された出口および試料の供給源に接続する
   のに適当な入口を有する、試料を１方向に供給するため
   の第２の可変速ピストンポンプ装置、ならびに 試料および試薬を混合室中にバッチモードでバッチ供給
   するため第１ポンプ装置および第２ポンプ装置を比較的
   高速で制御し、かつ試料および試薬を混合室中に連続供
   給モードで試薬と試料との反応時間に比して延長された
   時間に亘つて連続供給するため第１ポンプ装置および第
   ２ポンプ装置を比較的低速で制御することにより、少な
   くとも第１のバッチモードおよび第２の連続供給モード
   で選択的に運転するため第１ポンプ装置および第２ポン
   プ装置の速度を制御する速度制御装置からなることを特
   徴とする、試料をプラズマ発光分析器に供給するための
   装置。 ２、弁装置が混合室を反応容器とおよび混合室をプラズ
   マ発光装置の噴霧器の入口と選択的に交番流動的に接続
   させるため混合室および反応容器を連続させている、特
   許請求の範囲第１項記載の装置。 ３、プラズマ発光分析器が弁装置に接続されている、特
   許請求の範囲第２項記載の装置。 ４、反応容器の出口開口に接続された原子吸光光度計の
   加熱測定セルを有する、特許請求の範囲第１項記載の装
   置。 ５、試料をプラズマ発光分析器に供給するための装置に
   おいて、 溶剤溜めならびに 混合室に接続された出口および溶剤溜めに接続された入
   口を有する、溶剤を混合室に供給する第３の可変速ピス
   トンポンプ装置を有し、この場合この速度制御装置は、
   第３ポンプ装置の速度を制御する装置を有することを特
   徴とする、試料をプラズマ発光分析器に供給するための
   装置。 ６、速度制御装置が少なくとも第３モードおよび第４モ
   ードで選択的に運転するため第１ポンプ装置、第２ポン
   プ装置および第３ポンプ装置の速度を制御する装置を有
   し、この場合この制御装置は、試薬および溶剤を混合室
   中に第３の運転モードで延長された時間に亘つて連続的
   に供給するような程度に比較的低速で第１試薬ポンプ装
   置および第３溶剤ポンプ装置を制御し、かつ第４の運転
   モードで第１ポンプ装置、第２ポンプ装置および第３ポ
   ンプ装置を比較的低速で制御し、その際第１試薬ポンプ
   装置の送出量は、第３の運転モードでの第１試薬ポンプ
   装置の送出量とほぼ同じであり、かつ第２試料ポンプ装
   置の送出量は、第３溶剤ポンプ装置の送出量を、試薬、
   試料および溶剤が混合室中に第３の運転モードでの混合
   室への供給の場合と同じ全速度で延長された時間に亘つ
   て連続的に供給されるような程度に第３の運転モードで
   の第３溶剤ポンプ装置の送出量に比して減少させるよう
   な量にほぼ等しい、特許請求の範囲第５項記載の装置。 ７、弁装置が混合室を反応容器とおよび混合室をプラズ
   マ発光装置の噴霧器の入口と選択的に交番流動的に接続
   させるため混合室および反応容器を連続させている、特
   許請求の範囲第６項記載の装置。 ８、試料をプラズマ発光分析器に供給するための装置に
   おいて、 試料を配量する装置、 混合室、 試薬溜め、 溶剤溜め、 混合室に接続された入口開口、分析器に接続された出口
   開口および反応体試料ガスを反応容器から分析器に運搬
   するための不活性ガスの供給源に接続する装置を有する
   反応容器、試薬溜めに接続された入口および混合室に接
   続された出口を有する、試薬を１方向に供給するための
   第１の可変速ピストンポンプ装置、 混合室に接続された出口および試料を配量する装置に接
   続された入口を有する、試料をポンプで圧送するための
   第２の可変速ピストンポンプ装置、 混合室に接続された出口および溶剤溜めに接続された入
   口を有する、溶剤をポンプで圧送するための第３の可変
   速ピストンポンプ装置、 少なくとも第１の運転モードおよび第２の運転モードで
   選択的に運転するため第１ポンプ装置、第２ポンプ装置
   および第３ポンプ装置の速度を制御する速度制御装置、 試薬を第１の所定の送出量で供給するための第１試薬ポ
   ンプ装置および溶剤を第２の所定の送出量で第１の運転
   モードで供給するための第３溶剤ポンプ装置を制御し、
   その際試薬および溶剤を混合室中にプラズマ発光分析器
   によつて測定作業させるのに十分に延長された所定の時
   間に亘つて連続的に供給するような程度に比較的低い所
   定の速度で制御される制御装置、 （ａ）試薬をほぼ第１の所定の送出量で供給するための
   第１試薬ポンプ装置、（ｂ）試料を第３の所定の送出量
   で供給するための第２試料ポンプ装置および（ｃ）溶剤
   を第４の所定の送出量で第２の運転モードで供給するた
   めの第３溶剤ポンプ装置を制御し、その際第３の所定の
   送出量と第４の所定の送出量との全量が第２の所定の送
   出量にほぼ等しく、かつ第１ポンプ装置、第２ポンプ装
   置および第３ポンプ装置が試薬、試料および溶剤を混合
   室中にプラズマ発光分析器によつて測定作業されるのに
   十分に延長された所定の時間に亘つて連続的に供給する
   ような程度に比較的低速で制御される制御装置からなる
   ことを特徴とする、試料をプラズマ発光分析器に供給す
   るための装置。 ９、制御装置が試料および溶剤を混合室に選択的に変動
   しうる割合で供給するため第２試料ポンプ装置および第
   ３溶剤ポンプ装置を制御する装置を有する、特許請求の
   範囲第８項記載の装置。 １０、第１ピストンポンプ装置、第２ピストンポンプ装
   置および第３ピストンポンプ装置がそれぞれ、液体の連
   続的流れを延長された所定の時間に亘り１回のピストン
   行程によつて発生させるような程度に寸法決めされかつ
   配置されたピストンおよびシリンダを有する、特許請求
   の範囲第８項記載の装置。 １１、速度制御装置が少なくとも第３のバッチ運転モー
   ドおよび第４の連続供給運転モードで選択的に運転する
   ため第１ポンプ装置および第２ポンプ装置の速度を制御
   する装置を有し、その際この制御装置が試料および試薬
   を混合室中にバッチモードでバッチ供給するため第１ポ
   ンプ装置および第２ポンプ装置を比較的高速で制御し、
   かつ試料および試薬を混合室中に連続供給モードで試薬
   と試料との反応時間に比して延長された時間に亘つて連
   続供給するため第１ポンプ装置および第２ポンプ装置を
   比較的低速で制御する、特許請求の範囲第８項から第１
   ０項までのいずれか１項に記載の装置。 １２、第２ポンプ装置および第３ポンプ装置の送出量を
   所定の割合で選択的に変動させる装置を有する、特許請
   求の範囲第８項記載の装置。