CN104931484A - Icp发光分光分析装置 - Google Patents

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Abstract

公开了一种ICP发光分光分析装置。提供一种能够通过多个聚光部来除去存在于原子发光线周围的背景以谋求S/B比的提高的ICP发光分光分析装置。ICP发光分光分析装置(1)由感应耦合等离子体发生部(10)、聚光部(20)、分光器(30)以及控制部(50)大致构成。聚光部(20)被配置在感应耦合等离子体发生部(10)与分光器(30)之间，具备第一聚光部(21)、第二聚光部(22)、在聚光部(20)与分光器(30)的边界部处的狭缝型入射窗(23)以及在第一聚光部(21)与第二聚光部(22)之间的入射狭缝(24)。通过设置至少两个聚光部(21、22)和入射狭缝（24），从而能够除去存在于原子发光线周围的背景以提高原子发光线的信号对背景之比(S/B)。

Description

ICP发光分光分析装置
技术领域
本发明涉及进行包括于溶液样品的元素(例如微量杂质元素)的分析的ICP(Inductively Coupled Plasma；感应耦合等离子体)发光分光分析装置。
背景技术
利用感应耦合等离子体(ICP)对ICP发光分光分析中的溶液样品进行原子化或离子化并在此时对发光的原子发光线(光谱线)进行分光分析来进行微量杂质的定量分析/定性分析的即为ICP发光分光分析装置。而且，虽然发光的原子发光线处于感应耦合等离子体的中心部，但是在感应耦合等离子体的外周处氩等等离子体形成气体强烈地发光，对于原子发光线形成强的背景。因此，已知有虽然在进行分光分析时原子发光线的信号对背景之比(S/B)下降，但是改善S/B的技术(专利文献1)。
专利文献1是如下的ICP发光分光分析装置：对形成感应耦合等离子体的高频电力进行振幅调制，对从通过该高频电力形成的感应耦合等离子体放射的光进行分析，从其检测信号去除与上述振幅调制频率相同的频率的信号分量，并将其设为测定输出。而且公开了：由于仅对高频电力进行调制，作为装置构造不用复杂化就能够提高测定的S/B，可得到ICP发光分光分析的灵敏度提高。
现有技术文献。
专利文献1：特开平10-206333号公报。
发明内容
发明要解决的课题
然而，在专利文献1公开的处于从原子发光线至分光器的路径的聚光部仅为一个聚光部，存在难以完全地除去背景的光这样的问题。
本发明是鉴于上述事由而完成的发明，其目的在于提供一种能够通过多个聚光部来除去存在于原子发光线周围的背景以谋求S/B比的提高的ICP发光分光分析装置。
用于解决课题的方案
本发明的ICP发光分光分析装置是具备：通过感应耦合等离子体对分析对象的元素进行原子化或离子化而得到原子发光线的感应耦合等离子体发生部、对所述原子发光线进行聚光的聚光部、以及在经由入射窗取入了所述原子发光线之后进行分光来进行检测的分光器的ICP发光分光分析装置，所述聚光部包括至少两个独立的第一聚光部和第二聚光部，并且在所述第一聚光部与所述第二聚光部之间设置有使通过了所述第一聚光部的所述原子发光线通过并送至所述第二聚光部的至少一个入射狭缝。
作为本发明的ICP发光分光分析装置的一个方式，例如，所述第一聚光部和所述第二聚光部的各个包括聚光透镜。
作为本发明的ICP发光分光分析装置的一个方式，例如，所述第一聚光部和所述第二聚光部的各个包括凹面镜和平面镜。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种通过设置第一聚光部和第二聚光部并在第一聚光部与第二聚光部之间设置入射狭缝来除去存在于原子发光线周围的背景以提高原子发光线的信号对背景之比(S/B)的ICP发光分光分析装置。
附图说明
图1是示出本发明的ICP发光分光分析装置的一个例子を的概念图。
图2是示出本发明的ICP发光分光分析装置的聚光部的第一实施方式的一个例子的示意图。
图3是示出本发明的ICP发光分光分析装置的聚光部的第二实施方式的一个例子的示意图。
图4是示出利用本发明的ICP发光分光分析装置的光学仿真的光源尺寸的示意图。
图5是本发明的ICP发光分光分析装置的框图。
具体实施方式
以下，基于图1~图6详细记述本发明的ICP发光分光分析装置的适当的实施方式。
图1是示出本发明的ICP发光分光分析装置的一个例子的概念图。
ICP发光分光分析装置1由感应耦合等离子体发生部10、聚光部20、分光器30以及控制部50大致构成。感应耦合等离子体发生部10由喷雾室11、喷雾器12、等离子体炬13、高频线圈14、气体控制部15以及高频电源16大致构成。聚光部20被配置在感应耦合等离子体发生部10与分光器30之间，具备第一聚光部21、第二聚光部22、狭缝形状的入射窗(狭缝型入射窗)23以及入射狭缝24。
分光器30具备衍射格栅、镜子等光学部件31以及检测器33。
被供给至喷雾器12内的载体气体(氩气)被从喷雾器12的前端喷出至喷雾室11内，通过载体气体的负压吸引来吸取样品容器17的溶液样品17a，并从喷雾器12的前端喷射样品。关于被喷射的溶液样品17a，在喷雾室11内谋求微粒的均一化和气流的稳定化，利用气体控制部15进行控制并被引导至等离子体炬13。而且，从高频电源16向高频线圈14流动高频电流，溶液样品17a的样品分子(或原子)被加热/激励而发光，在等离子体炬13的上方生成感应耦合等离子体18(以下记述为等离子体)。
通过等离子体18对成为溶液样品17a的分析对象的元素进行原子化或离子化的原子发光线入射到对原子发光线进行聚光的聚光部20，从第一聚光部21通过入射狭缝24，并通过第二聚光部22和狭缝型入射窗23之后，入射至分光器30内。入射狭缝24起到使通过了第一聚光部21的原子发光线通过并送至第二聚光部22的作用。
在图2所示的第一实施方式中，两个独立的第一聚光部21和第二聚光部22的各个包括聚光透镜。另外，在第一聚光部21与第二聚光部22之间设置有入射狭缝24，在聚光部20与分光器30的边界部设置有狭缝型入射窗23。
各结构的位置关系等的一个例子为按以下那样。在将原子发光线的位置设为Z=0的情况下，第一聚光部21的位置为Z=92.414mm，入射狭缝24的位置为Z=255mm，第二聚光部22的位置为Z=297.861mm，狭缝型入射窗23的位置为Z=315mm。另外，第一聚光部21和第二聚光部22的聚光透镜使用石英透镜，第一聚光部21的聚光透镜为曲率半径55mm、厚度15mm、焦点f=58.9、有效口径25mm，第二聚光部22的聚光透镜为曲率半径10mm、厚度10mm、焦点f=12.2、有效口径8mm。
此外，上述的数值是一个例子，并不被限定。
在图3所示的第二实施方式中，两个独立的第一聚光部21和第二聚光部22的各个包括一个凹面镜26和两个平面镜27。与第一实施方式同样地在第一聚光部21与第二聚光部22之间设置有入射狭缝24，在聚光部20与分光器30的边界部设置有狭缝型入射窗23。
图4、表1以及表2示出了基于光学仿真的内容以及结果。
[表1]
[表2]
具体地，图4示出了在光学仿真中使用的信号源的尺寸和背景源的尺寸，作为信号的原子发光源的尺寸假定纵4mm、横10μm的面光源，将背景发光源的尺寸假定为纵4mm、横5000μm的面光源。另外，狭缝型入射窗23和入射狭缝24的大小假定4mm×10μm。
表1示出了光学仿真的结果，关于信号强度，设为从纵4mm、横10μm的面光源对4πSr的方位放射合计25W的光，关于背景强度，设为从纵4mm、横5000μm的面光源对4πSr的方位放射合计1W的光，示出了进入入射狭缝24和狭缝型入射窗23的信号强度和背景强度。
表2根据在表1中计算出的S(=信号强度)和B(=背景强度)示出了S/B比(=S/B)的结果，与利用入射狭缝24得到的S/B比1.22相比，在狭缝型入射窗23中S/B比成为13.67，变为约10倍强的S/B比提高。
能够提供一种通过设置构成多个聚光部的第一聚光部21和第二聚光部22并在第一聚光部21与第二聚光部22之间设置入射狭缝24来除去存在于原子发光线周围的背景以提高原子发光线的信号对背景之比(S/B)的ICP发光分光分析装置1。
另外，虽然关于第一聚光部21和第二聚光部22进行了记述，但是为了提高S/B比，还可以设置一个或多个其它的聚光部(第三聚光部、第四聚光部···)以及其它的入射狭缝。
图6是本发明的ICP发光分光分析装置的框图。
通过等离子体18对成为分析对象的元素进行原子化或离子化的原子发光线入射至对原子发光线进行聚光的聚光部20，在从第一聚光部21通过入射狭缝24并通过第二聚光部22和狭缝型入射窗23之后，入射至分光器30内。通过分光器30并由检测器33转换为放大信号的原子发光线在放大运算部51中进行运算，被作为测定数据记录于控制部50。放大运算部51对分光器30进行波长扫描控制，对检测器33进行检测器电压、积分时间等的控制。
此外，本发明不是限定于上述的实施方式的发明，能够适宜地进行变形、改良等。除此之外，上述的实施方式中的各结构要素的材质、形状、尺寸、数值、形态、数量、配置位置等只要是能够达成本发明的则是任意的而不被限定。
产业上的可利用性
本发明的ICP发光分光分析装置能够应用于提高原子发光线的信号对背景之比(S/B)的用途。
符号的说明
1：ICP发光分光分析装置；10：感应耦合等离子体发生部；18：感应耦合等离子体；20：聚光部；21：第一聚光部；22：第二聚光部；23：狭缝型入射窗(入射窗)；24：入射狭缝；30：分光器；33：检测器；50：控制部

Claims (3)

1. 一种ICP发光分光分析装置，具备：
感应耦合等离子体发生部，通过感应耦合等离子体对分析对象的元素进行原子化或离子化而得到原子发光线；
聚光部，对所述原子发光线进行聚光；以及
分光器，在经由入射窗取入了所述原子发光线之后，进行分光来进行检测，
在该ICP发光分光分析装置中，
所述聚光部包括至少两个独立的第一聚光部和第二聚光部，并且
在所述第一聚光部与所述第二聚光部之间设置有使通过了所述第一聚光部的所述原子发光线通过并送至所述第二聚光部的至少一个入射狭缝。
2. 根据权利要求1所述的ICP发光分光分析装置，在所述ICP发光分光分析装置中：
所述第一聚光部和所述第二聚光部的各个包括聚光透镜。
3. 根据权利要求1所述的ICP发光分光分析装置，在所述ICP发光分光分析装置中：
所述第一聚光部和所述第二聚光部的各个包括凹面镜和平面镜。
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