CN105074449B - 放电离子化电流检测器及其调整方法 - Google Patents

放电离子化电流检测器及其调整方法 Download PDF

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Abstract

本发明的放电离子化电流检测器的调整方法与气相色谱仪用的放电离子化电流检测器有关,改善检测器的测定结果的精度和再现性。在放电离子化电流检测器中,对导入的氦气的纯度、导入的氦气的流量、低频介质阻挡放电时的电压的振幅、以及低频介质阻挡放电时的电压的频率中的至少一个进行调整,以使得在氦等离子体所发出的250~700nm的波长范围的光之中,640nm的光的强度为最大。

Description

放电离子化电流检测器及其调整方法
技术领域
本发明主要涉及一种适合作为气相色谱仪(GC)用的检测器的放电离子化电流检测器及其调整方法,更具体来说,涉及检测器的测定结果的精度、再现性的改善。
背景技术
作为GC用的检测器,除了氢火焰离子化检测器(FID:Flame IonizationDetector)、热导检测器(TCD:Thermal Conductivity Detector)、电子捕获检测器(ECD:Electron Capture Detector)之外,脉冲放电离子化电流检测器(PDD:Pulsed DischargeDetector)、低频介质阻挡放电离子化电流检测器(BID:Dielectric Barrier DischargeIonization Detector)等各种方式的检测器一直以来都被采用。
在检测器之中,为了检测有机物而一般使用的是FID。FID利用氢焰使试样气体中的试样成分离子化,并对该离子电流进行检测。FID具有动态范围宽这样的特征,但由于是利用氢焰使试样成分燃烧从而离子化,所以对于难燃性气体、无机气体的灵敏度低,成为分析对象的化合物被限定。
另一方面,利用由向电极的高压脉冲施加所引起的放电激发氦气等而生成等离子体,利用该等离子体的发光(真空紫外光等)使试样离子化的PDD对于难燃性气体、无机气体也具有高灵敏度,适合于气相色谱仪所要求的基本全部的化合物的检测。但是,PDD的动态范围比不上FID。其主要原因被认为是PDD中放电不稳定,等离子体状态发生变动的缘故(例如参照专利文献1)。
相对于此,采用通过设置由电介质包围的空间,对在该电介质的外侧形成的放电用电极施加交流的低频电压,从而在该空间内生成等离子体的BID的话,其放电比PDD稳定,等离子体状态的变动得以抑制。这是因为,放电用电极和等离子体被阻挡介质(合成石英等)分离,该放电用电极不会暴露于等离子体,能够防止溅射粒子或被吸附的气体分子的放出,又,由低频电压(频率为5~50kHz左右、振幅为数kV左右)生成的等离子体与由PDD的高电压脉冲(频率为数MHz、振幅为数kV左右)生成的等离子体相比,其等离子体温度低,能够抑制由检测器的内壁材料的加热导致的杂质气体的产生。其结果,BID稳定性优异,能够长期得到良好的SN比(例如参照专利文献1至5)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1日本特开2011-117854号公报
专利文献2:日本特开2011-158357号公报
专利文献3:日本特开2011-232071号公报
专利文献4:日本特开2012-8088号公报
专利文献5:日本特开2010-60354号公报
发明内容
发明要解决的问题
如上所述,对于放电离子化电流检测器,使放电稳定化比较重要。采用BID的话,虽然能够如上述那样得到比较稳定的放电,但在实际的使用中,检测结果会由于各种原因而产生偏差,测定的精度、再现性降低。
本申请发明正是为了解决上述问题而做出的,其目的在于,提高一种能够防止测定的精度、再现性降低的放电离子化电流检测器。
用于解决问题的手段
放电的状态由于氦气中所包含的微量的杂质而变化,所以在例如PDD中,推荐使用纯度高的气体。但是,一直控制由于各种原因混入的杂质量比较困难。因此,要稳定地保持检测器性能,直接对正进行试样离子化的真空紫外光的光量进行测定较为理想。但是,为了直接测定波长200nm以下的真空紫外光,需要使用高价·大型的真空紫外用分光装置。
本申请的发明者进行各种实验,发现对于通过放电激发氦气而生成的等离子体,可以根据波长比真空紫外光(波长10~200nm)长的250~700nm的波长范围的发光光谱来判断真空紫外光的发光状态。
在BID的氦等离子体的发光光谱中,在250~700nm的波长范围内,包含了表示氦分子离子(He2 +)的亮线的640nm的成分和表示氦原子的亮线的588nm以及707nm的成分。除此之外,作为杂质,包含了表示氧分子的发光的533nm以及544nm的成分、表示氢原子的发光的656nm的成分等。在此,氦分子离子(He2 +)由于氦等离子体中的氦原子的碰撞而生成,但其生成主要通过以下叙述的三体碰撞来进行。三体碰撞是首先由于二体碰撞而生成不稳定的氦分子(He2),在该氦分子(He2)存在的短时间内,再由于其他的氦原子碰撞而生成稳定的氦分子离子(He2 +)的过程。这样的三体碰撞的频度随着氦等离子体中的杂质浓度变高而呈指数函数地(即与立方成正比)减少。因此,即使杂质为微量的,氦等离子体所发出的640nm的亮线强度也会变小且不稳定。
因此,通过将氦分子离子(He2 +)的640nm的亮线强度作为指标,可以判断氦等离子体中的微量杂质的存在,进而判断真空紫外光的发光状态。
本申请的发明者基于这样的以往没有的、将640nm的亮线强度作为指标的新见解进行研究后发现,在250~700nm的波长范围中,具有波长为640nm的亮线强度比其他波长的各亮线强度大的发光光谱的氦等离子体发出光量大且稳定的真空紫外光。
即,本发明所涉及的放电离子化电流检测器的调整方法为,在利用由低频介质阻挡放电生成的氦等离子体的放电离子化电流检测器中,对导入的氦气的纯度、导入的氦气的流量、低频介质阻挡放电时的电压的振幅、以及低频介质阻挡放电时的电压的频率中的至少一个进行调整,以使得在该氦等离子体所发出的250~700nm的波长范围的光之中,640nm的光的强度为最大。
采用该调整方法的话,通过调整导入的氦气的纯度、流量、低频介质阻挡放电时的电压的振幅、频率,使得在氦等离子体所发出的250~700nm的波长范围的光之中,640nm的光的强度(亮线强度)为最大。能够这样调整的理由是因为这些条件都能左右640nm的亮线强度。由于导入的氦气的纯度与氦等离子体中的杂质浓度有关系,所以左右了基于氦原子彼此的三体碰撞的氦分子离子(He2 +)的生成量、即波长为640nm的亮线强度。又,由于导入的氦气的流量与氦的数密度(单位为例如“原子数/cm3”)有关系,所以左右了波长为640nm的亮线强度。进一步地,由于低频介质阻挡放电时的电压的振幅以及频率与生成氦等离子体的激发电力有关系,所以左右了氦等离子体的发光状态、即波长为640nm的亮线强度。
又,与上述调整方法对应的放电离子化电流检测器为利用由低频介质阻挡放电生成的氦等离子体的放电离子化电流检测器,其包括:
a)导入氦气的氦气导入部;
b)对施加于用于低频介质阻挡放电的放电用电极的低频电压的振幅或者频率进行调整的电压调整部;
c)对氦等离子体所发出的250~700nm的波长范围的光的各个波长的强度进行检测的光检测部;以及
d)控制所述电压调整部以使得在所述波长范围中640nm的光的强度为最大的控制部。
导入的氦气的纯度以及流量可以通过预先进行实验来决定,但为了能进一步地对它们进行调整,在上述放电离子化电流检测器中,还包括:
e)对导入的氦气的纯度进行调整的氦气纯度调整部;以及
f)对导入的氦气的流量进行调整的氦气流量调整部,
所述控制部可以控制所述氦气纯度调整部以及所述氦气流量调整部中的至少一个,以使得在所述波长范围中640nm的光的强度为最大。
在上述方案中,在氦气的纯度以及流量被预先决定的情况下,还预先将施加于用于低频介质阻挡放电的放电用电极的低频电压的振幅以及频率设定为适当的条件,由此可以使得在氦等离子体所发出的250~700nm的波长范围中640nm的光的强度为最大。
在该情况下,上述的控制部不再需要。低频介质阻挡放电的电压的振幅以及频率的适当条件可以预先通过进行实验来决定。
在施加于用于低频介质阻挡放电的放电用电极的低频电压的振幅以及频率被预先决定的情况下,通过进一步地将氦气的纯度或者流量预先设定为适当的条件,也可以使得在氦等离子体所发出的250~700nm的波长范围中,640nm的光的强度为最大。
或者,上述的控制部还可以控制所述电压调整部以使得640nm的光的强度为一定。
通过这样的控制,使真空紫外光的发光状态更稳定成为可能。
发明的效果
根据本发明的放电离子化电流检测器的调整方法,生成发出与以往相比光量大且稳定的真空紫外光的氦等离子体,由此能够得到使测定的精度以及再现性提高的放电离子化电流检测器。
附图说明
图1是示出本发明的一实施例的放电离子化电流检测器的概略结构的图。
图2是示出在本发明的一实施例的放电离子化电流检测器中生成的氦等离子体的发光光谱的图。
图3是示出在现有的放电离子化电流检测器中生成的氦等离子体的发光光谱的图。
图4是示出本发明的另一实施例的放电离子化电流检测器的等离子体生成部的概略结构的图。
图5是示出本发明的另一实施例的放电离子化电流检测器的等离子体生成部的概略结构的图。
图6是示出本发明的另一实施例的放电离子化电流检测器的等离子体生成部的概略结构的图。
图7示出本发明的放电离子化电流检测器的调整方法的流程图。
图8是示出利用本发明的放电离子化电流检测器的调整方法进行调整前的放电离子化电流检测器中的氦等离子体的发光光谱的图。
具体实施方式
以下,一边参照附图一边对本发明的实施例进行说明。
图1是利用本发明的放电离子化电流检测器的调整方法(以下,有时仅称为“本调整方法”)进行调整用的放电离子化电流检测器,示出了呈大致圆筒形状的放电离子化电流检测器10的截面。该放电离子化电流检测器10也是本发明的一实施例的放电离子化电流检测器,主要由等离子体生成部20和离子收集部30构成。
在等离子体生成部20的上方设置用于导入氦(He)气的气体导入口21,在等离子体生成部20的下方,设置有由电介质构件形成的圆筒管24。进一步地,在圆筒管24的下方设置有用于排出氦气的排出口28。气体导入口21通过阀22与氦气提纯器23连接。氦气提纯器23是用于去除从氦气瓶(未图示)送来的氦气中的杂质,提纯高纯度的氦气并将其供给至导入口21的设备,可以预先根据所要求的氦气的纯度选择适当的纯度。阀22能够调整开度,以便能够对从氦气提纯器23送至气体导入口21的氦气的流量进行控制,从而改变等离子体生成部20的内部的氦等离子体的密度。圆筒管24由电介质形成。电介质被暴露于氦等离子体的话,杂质从表面放出,但杂质的放出量可以通过电介质材料的选择来控制。因此,圆筒管24的电介质材料可以适当地更换。在圆筒管24的外侧配置放电用电极25,将交流电源26连接于该放电用电极25。交流电源26是对放电用电极25施加低频电压的低频电压施加部。低频电压由振幅以及频率来决定,能够通过控制器27对振幅以及频率进行控制。在圆筒管24的外侧,配置有分别在放电用电极25的气流上流侧以及下流侧接地的接地电极29。
在离子收集部30上,按照离等离子体生成部20由近到远的顺序,依次设置绝缘构件33、偏置用电极32、绝缘构件33、离子收集用电极31、以及绝缘构件33。通过该结构,将离子收集用电极31和偏置用电极32绝缘,进一步地,使两电极也与接地电位绝缘。为了防止氧化,离子收集用电极31以及偏置用电极32优选由不锈钢或者镍形成。离子收集用电极31通过放大器36与外部的电路(未图示)连接,偏置用电极32连接于直流电源35。绝缘构件33例如采用高纯度的氧化铝或者蓝宝石。进一步地,将用于导入试样气体的毛细管34从与氦气的导入口相反的端面插入,以毛细管顶端位于偏置用电极32的中央附近的形态进行固定。又,用于排出试样气体的排出口37也设置在与氦气的导入口相反的端面。另外,为了也能够进行高沸点成分的试样的分析,可以利用加热器等热源(未图示)对离子收集部30进行温度调整。
以下,对放电离子化电流检测器10的基本动作进行说明。在等离子体生成部20中,通过阀22从气体导入口21将由氦气提纯器23提纯过的氦气导入内部。又,通过控制器27来控制交流电源26,对放电用电极25施加频率为5~50kHz左右、振幅为1~数kV左右的范围的低频交流电压,使放电用电极25与接地电极29之间产生放电。该放电是以圆筒管24为电介质的低频介质阻挡放电,由此激发氦气而生成氦等离子体。氦等离子体发光(主要是真空紫外光),该光到达离子收集部30。
另一方面,在离子收集部30中,使包含放大器36的外部的电路动作,使得能够将由离子收集用电极31收集到的离子作为离子电流进行检测。又,通过直流电源35对偏置用电极32施加电压。该电压为+100~200V左右的直流电压。在该状态下,从毛细管34导入试样气体。
被导入的试样气体从毛细管34的顶端向上方被吹出。在此,试样气体34被照射从等离子体生成部20到达的真空紫外光。由此,试样气体34离子化,成为试样离子。试样离子受到由向偏置用电极32施加的电压而形成的电场的影响,被导入位于下方的离子收集用电极31。到达离子收集用电极31的试样离子通过放大器36作为离子电流而被检测。另外,试样气体以被氦气推回的方式流动,通过排出口37被排出,所以不会到达等离子体生成部20。
在上述结构的放电离子化电流检测器中,对导入的氦气的纯度、导入的氦气的流量、低频介质阻挡放电时的电压的振幅、以及低频介质阻挡放电时电压的频率中的至少一个进行调整,以使得在氦等离子体所发出的250~700nm的波长范围的光之中,640nm的光的强度为最大的调整方法是本调整方法。以下,对本调整方法的一实施例进行说明。
通过在上述放电离子化电流检测器中对氦等离子体所发出的发光光谱250~700nm的波长范围的光的每个波长的强度进行检测来进行本调整方法,例如,如图4所示,在圆筒管24的外侧的侧面安装光纤41的顶端,通过光纤41将氦等离子体所发出的光导入至光谱分析仪42,该光谱分析仪42为对于每个波长的光的强度进行光检测的光检测部。由此,采用光谱分析仪42对氦等离子体的发光光谱进行测定。通过在光谱分析仪所具有的显示部进行测定结果的显示等,使用者能够确认测定结果。光谱分析仪的波长范围可以设为250~700nm。另外,在图4中,离子收集部的记载省略(以下,在图5以及6中也同样)。
在这样的结构中,按照图7所示的流程图进行放电离子化电流检测器的调整。首先,使用者进行放电离子化电流检测器的参数调整/构件选择(步骤S10)。步骤10包含如下步骤:变更/不变更导入的氦气的纯度(步骤S11)、变更/不变更导入的氦气的流量(步骤S12)、变更/不变更用于低频介质阻挡放电的电介质构件(步骤S13)、以及变更/不变更低频介质阻挡放电时的电压的振幅以及/或者频率(步骤S14)。例如,步骤S11能够通过利用氦气提纯器23对氦气的纯度进行调整而执行,步骤S12能够通过对阀22的开度进行调整而执行,步骤S13能够通过更换圆筒管24的电介质材料而执行,步骤S14能够通过利用控制器27控制交流电源26的电压的振幅以及/或者频率来执行。另外,步骤S14的介质阻挡放电时的电压的振幅以及/或者频率是指施加于放电用电极25的低频电压的振幅以及/或者频率。
对进行了上述的参数调整/构件选择之后的氦等离子体所发出的光中、波长范围为250~700nm的发光光谱进行测定(步骤S20)。用户确认其测定结果,判断波长为640nm的亮线强度是否比其他的波长的各亮线强度大(即最大)(步骤S30)。在判断为不是最大的情况下,再次进行参数调整/构件选择(步骤S10)。此时,在步骤S10中,进行考虑到了发光光谱的测定结果的调整。例如,在发光光谱中,氢原子的亮线(波长为656nm)、氧原子的亮线(波长为533nm以及544nm)显著出现的情况下,选择羟基(OH)含有量更少的电介质构件(步骤S13),氢原子、氧原子以外的波长的亮线显著出现的情况下,则进行调整以提高导入的氦气的纯度(步骤S11)。例如图8所示的光谱数据为刚将氦气配管连接于检测器之后测定所得到的数据。氮的亮线(波长391nm)显著出现,表示混入配管内壁、连接部的空气的置换还不充分,或者连接部具有少许泄漏。需要空出时间进行充分的置换、或者确定泄漏部位,进行处理。又,如果氦分子离子(He2 +)的亮线(波长为640nm)强度绝对地小的话,就进行调整以增加导入的氦气的流量(步骤S12)、或者进行调整以提高介质阻挡放电时的电压的振幅以及/或者频率(步骤S14)。
然后再次测定发光光谱(S20)。反复这样的作业,在波长为640nm的亮线强度变得比其他的波长的各亮线强度大的时间点结束调整。
这样,对放电离子化电流检测器进行调整,以使得在氦等离子体所发出的250~700nm的波长范围的光之中,640nm的光的强度为最大。
在采用上述调整方法进行了放电离子化电流检测器的调整之后,确认了例如在以下的条件下,氦等离子体所发出的250~700nm的波长范围的光之中640nm的光的强度为最大。首先,氦气提纯器23采用对杂质浓度为10bbp以下的氦气的氦进行提纯的提纯器。接着,将改变阀22的开度导入的氦气的流量设为能够以0.05~2sec左右的时间对等离子体生成部20内部的氦气进行置换的程度的大小。氦等离子体的密度设为与流量值相应的大小。进一步地,圆筒管24由羟基(OH)含有量为10ppm以下的合成石英玻璃形成。最后,利用控制器27控制交流电源26,以对放电用电极25施加振幅1~10kV、频率1~50kHz的交流电压。另外,圆筒管24可以采用由蓝宝石玻璃、高纯度氧化铝构成的电介质构件而形成。
图2是示出以上述的条件生成的氦等离子体的发光光谱。横轴表示波长(nm),纵轴表示光谱强度(任意单位)。在该发光光谱中,除了氦原子的亮线(波长为588nm以及707nm)以及氦分子离子(He2 +)的亮线(波长为640nm)之外,出现了作为杂质的氢原子的亮线(波长为656nm)。又,波长为640nm的亮线强度比其他的波长的各亮线强度大,呈支配性的。这表示基于氦原子的三体碰撞的氦分子离子(He2 +)的生成稳定地进行,可知这样的氦等离子体是杂质浓度低、发出光量大且稳定的真空紫外光的氦等离子体。
另一方面,图3示出采用羟基含有量为200ppm以上的熔融石英玻璃来圆筒管24,除此之外的条件与上述相同的情况下的氦等离子体的发光光谱。在该发光光谱中,除了氦原子的亮线(波长为588nm以及707nm)以及氦分子离子(He2 +)的亮线(波长为640nm)之外,也出现了作为杂质的氢原子的亮线(波长为656nm),但还出现了图2的发光光谱中没有的氧原子的亮线(波长为533nm以及544nm)。除此之外,波长为656nm的亮线强度变大,与波长为640nm的亮线强度相比,呈支配性的。这表示由于石英玻璃被暴露于氦等离子体,其中所包含的羟基(OH)被等离子体分解为氧(O)和氢(H)而被放出。这样的氦等离子体的杂质浓度高,该氦等离子体所发出的真空紫外光的光量小且不稳定。
如上所述,在上述的条件下在放电离子化电流检测器生成的氦等离子体的杂质浓度低,其结果,发出光量大且稳定的真空紫外光,因此放电离子化电流检测器的测定的精度以及再现性提高。
又,如果预先通过实验等决定这样的条件的话,以后即使不采用光谱分析仪42(即,即使是图1所记载的结构),也能够得到具有同样性能的放电离子化电流检测器。即,可以在将氦气的纯度以及流量设定为规定量之后,基于实验结果,供给640nm的亮线强度为最大的振幅以及/或者频率的低频电压。同样地,可以在将低频电压的振幅以及频率设定为规定值之后,基于实验结果,设定640nm的亮线强度为最大的氦气的纯度以及/或者流量。
采用图4所示的结构的放电离子化电流检测器,也具有以下的优点。一般来说,长期使用放电离子化电流检测器的话,伴随着各部件的历时劣化等,在检测器生成的氦等离子体也会不同。其结果,恐怕无法生成具有在250~700nm的波长范围中波长为640nm的亮线强度比其他的波长的各亮线强度大这样的发光光谱的氦等离子体。
但是,如果是图4所示的结构的话,使用者能够在掌握氦等离子体的真空紫外光的发光状态的基础上进行试样成分的分析。在此,例如预先设置用于判断发光状态良好与否的判断基准的话,通过对照该判断基准和光谱分析仪的测定结果,能够进行准确的判断。判断基准可以是波长为640nm的亮线强度与其他的各亮线强度的比较,也可以仅是640nm的亮线强度的大小。又,也可以是例如波长为640nm的亮线强度比波长为656nm的氢原子的亮线强度(例如3倍左右)大这样的判断基准。使用者可以基于这样的判断基准,在判断为发光状态良好的情况下,进行试样成分的分析,在判断为真空紫外光的发光状态差的情况下,中止试样成分的分析,进行上述的调整。
在此,与250~700nm(从紫外线至可见光)的波长范围对应的发光光谱分析仪比直接观测真空紫外光用的大型且高价的真空紫外分光装置等便宜,所以从检测器的制造成本的出发点考虑是理想的。
除了图4之外,作为确认氦等离子体的发光状态的装置,还具有图5所示的结构。在该结构中,使氦等离子体所发出的光通过了波长滤光器51之后,使其入射至光电二极管52。光电二极管52生成与入射的光的强度相应的量的电荷。由此电流流动,所以采用放大器53放大该电流,采用电流/电压转换器54将其作为电压进行测定。波长滤光器51使得640m的波长的亮线通过。即使是这样的结构,也能够测定波长为640nm的亮线强度,确认氦等离子体的发光状态。又,与采用上述的发光光谱分析仪的情况相比,检测器的制造成本降低。
进一步地,在图6中示出根据氦等离子体的发光状态自动地控制低频介质阻挡放电时的电压以及频率的结构。在此,通过控制线63连接电流计61和控制器62,并使得它们能够通信。控制器62基于电流/电压转换器61的测定结果来控制交流电源26的电压的振幅以及/或者频率。此处的控制是使氦等离子体所发出的波长为640nm的亮线强度比其他的波长的亮线强度大、且亮线强度为一定的控制。通过这样的控制,使波长为640nm的亮线强度为一定的话,则能够使得氦等离子体的真空紫外光的发光状态更加稳定,能够进一步提高检测器的测定的精度以及再现性。
在对电压的振幅以及/或者频率进行控制之时,需要注意氦等离子体的等离子体温度不能过高。这是因为温度过于提高的话,从形成圆筒管24的电介质构件的表面放出的杂质也増加。考虑到这一点的话,优选将振幅设为1~10kV,将频率设为1~50kHz的范围。
另外,控制器62也可以基于电流/电压转换器61的测定结果对氦气提纯器23进行控制,通过对氦气的纯度进行调整,使得氦等离子体所发出的、波长为640nm的亮线强度比其他的波长的亮线强度大,且亮线强度为一定。同样地,控制器62也可以基于电流/电压转换器61的测定结果控制阀22,通过对氦气的流量进行调整,使得氦等离子体所发出的、波长为640nm的亮线强度比其他的波长的亮线强度大,且亮线强度为一定。
符号说明
10…放电离子化电流检测器
20…等离子体生成部
21…气体导入口
22…阀
23…氦气提纯器
24…圆筒管
25…放电用电极
26…交流电源
27、62…控制器
28、37…排出口
29…接地电极
30…离子收集部
31…离子收集用电极
32…偏置用电极
33…绝缘构件
34…毛细管
35…直流电源
36…放大器
41…光纤
42…光谱分析仪
51…波长滤光器
52…光电二极管
53…放大器
54、61…电流/电压转换器
63…控制线。

Claims (6)

1.一种放电离子化电流检测器的调整方法,其特征在于,
在利用由低频介质阻挡放电生成的氦等离子体的放电离子化电流检测器中,对导入的氦气的纯度、导入的氦气的流量、低频介质阻挡放电时的电压的振幅、以及低频介质阻挡放电时的电压的频率中的至少一个进行调整,以使得在该氦等离子体所发出的250~700nm的波长范围的光之中,640nm的光的强度为最大。
2.一种放电离子化电流检测器,其是利用由低频介质阻挡放电生成的氦等离子体的放电离子化电流检测器,其特征在于,包括:
a)导入氦气的氦气导入部;
b)对施加于用于低频介质阻挡放电的放电用电极的低频电压的振幅或者频率进行调整的电压调整部;
c)对氦等离子体所发出的250~700nm的波长范围的光的各个波长的强度进行检测的光检测部;以及
d)控制所述电压调整部以使得在所述波长范围中640nm的光的强度为最大的控制部。
3.如权利要求2所述的放电离子化电流检测器,其特征在于,还包括:
e)对导入的氦气的纯度进行调整的氦气纯度调整部;以及
f)对导入的氦气的流量进行调整的氦气流量调整部,
所述控制部控制所述氦气纯度调整部以及所述氦气流量调整部中的至少一个,以使得在所述波长范围中640nm的光的强度为最大。
4.如权利要求2或3所述的放电离子化电流检测器,其特征在于,
所述控制部还控制所述电压调整部,以使得640nm的光的强度为一定。
5.一种放电离子化电流检测器,其是利用由低频介质阻挡放电生成的氦等离子体的放电离子化电流检测器,其特征在于,包括:
导入纯度以及流量设定为规定值的氦气的氦气导入部;以及
低频电压施加部,所述低频电压施加部将低频电压施加于用于低频阻挡放电的放电用电极,所述低频电压被决定为使得在氦等离子体所发出的250~700nm的波长范围的光之中,640nm的光的强度为最大。
6.一种放电离子化电流检测器,其是利用由低频介质阻挡放电生成的氦等离子体的放电离子化电流检测器,其特征在于,包括:
将振幅以及频率设定为规定值的低频电压施加于用于低频阻挡放电的放电用电极的低频电压施加部;以及
导入氦气的氦气导入部,所述氦气的纯度或者流量被决定为使得在氦等离子体所发出的250~700nm的波长范围的光之中,640nm的光的强度为最大。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104316617A (zh) * 2014-11-06 2015-01-28 上海华爱色谱分析技术有限公司 用于电子级丙烯中微量轻烃杂质分析的气相色谱仪
EP3693733B1 (en) * 2015-03-06 2022-09-07 Mécanique Analytique Inc. Discharge-based photo ionisation detector for use with a gas chromatography system
CN106324076B (zh) * 2016-08-22 2020-01-21 中国科学院电子学研究所 一种三电极结构的氦离子化检测器
JP6747197B2 (ja) * 2016-09-08 2020-08-26 株式会社島津製作所 誘電体バリア放電イオン化検出器
JP6743599B2 (ja) 2016-09-08 2020-08-19 株式会社島津製作所 誘電体バリア放電イオン化検出器
JP6675709B2 (ja) * 2016-09-08 2020-04-01 株式会社島津製作所 誘電体バリア放電イオン化検出器
JP6775141B2 (ja) * 2016-09-08 2020-10-28 株式会社島津製作所 誘電体バリア放電イオン化検出器
JP6747198B2 (ja) 2016-09-08 2020-08-26 株式会社島津製作所 誘電体バリア放電イオン化検出器
CN111624272A (zh) * 2020-06-16 2020-09-04 中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所 一种提高液相色谱原子光谱法分析灵敏度的装置及方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102288672A (zh) * 2010-04-26 2011-12-21 株式会社岛津制作所 放电离子化电流检测器
CN102368060A (zh) * 2010-06-28 2012-03-07 株式会社岛津制作所 放电离子化电流检测器
CN102519938A (zh) * 2011-12-13 2012-06-27 清华大学 一种基于介质阻挡放电的原子蒸气发生方法及装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060208186A1 (en) 2005-03-15 2006-09-21 Goodley Paul C Nanospray ion source with multiple spray emitters
JP4679389B2 (ja) 2006-02-20 2011-04-27 株式会社日立ハイテクノロジーズ イオン化エネルギーの低い試料を検出する検出器及び分析装置
JP2007315853A (ja) 2006-05-24 2007-12-06 Chugoku Electric Power Co Inc:The 歪測定装置
JP2008004673A (ja) 2006-06-21 2008-01-10 Tokyo Seimitsu Co Ltd プローバ用チャック
US7520160B1 (en) 2007-10-04 2009-04-21 Schlumberger Technology Corporation Electrochemical sensor
JP4936492B2 (ja) * 2008-03-25 2012-05-23 国立大学法人大阪大学 放電イオン化電流検出器
JP5136300B2 (ja) * 2008-09-02 2013-02-06 株式会社島津製作所 放電イオン化電流検出器
JP5371624B2 (ja) * 2009-08-17 2013-12-18 電源開発株式会社 プラズマ発光分析方法およびその装置
JP2011117854A (ja) * 2009-12-04 2011-06-16 Osaka Univ 放電イオン化電流検出器
JP5423439B2 (ja) 2010-02-01 2014-02-19 株式会社島津製作所 放電イオン化電流検出器
JP5470544B2 (ja) 2010-06-28 2014-04-16 株式会社島津製作所 放電イオン化電流検出器
WO2012169419A1 (ja) * 2011-06-07 2012-12-13 株式会社島津製作所 放電イオン化電流検出器
JP5614379B2 (ja) 2011-06-21 2014-10-29 株式会社島津製作所 放電イオン化電流検出器及びガスクロマトグラフ装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102288672A (zh) * 2010-04-26 2011-12-21 株式会社岛津制作所 放电离子化电流检测器
CN102368060A (zh) * 2010-06-28 2012-03-07 株式会社岛津制作所 放电离子化电流检测器
CN102519938A (zh) * 2011-12-13 2012-06-27 清华大学 一种基于介质阻挡放电的原子蒸气发生方法及装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
gas chromatographic applications with the dielectric barrier discharge detector;Gras R等;《journal of chromatographic science》;20060228;第44卷(第2期);全文 *

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