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Die
vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Diagnosesystem und
ein Kalibrierungssystem für Analysevorrichtungen
und insbesondere auf ein System für die Diagnose und Korrektur
von Vorrichtungseigenschaften eines induktiv gekoppelten Plasmamassenspektrometers
(ICP-MS; inductively coupled plasma mass spectrometer).
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Das
ICP-MS ist als eine hochempfindliche Analysevorrichtung zum Erfassen
von Spuren von Metallionen bekannt. Mit Hilfe dieser Analysevorrichtung
wird eine Probe, die gemessen werden soll, in das Plasma eingebracht,
und die Probe, die gemessen werden soll, wird zu Ionen, diese Ionen
werden extrahiert und eine Masseanalyse wird ausgeführt, und
die Grundstruktur dieses Spektrometers weist einen Plasmaerzeugungsteil
zum Erzeugen von Plasma aus einer Probe, wie z. B. einer Flüssigkeit,
und einen Masseanaylseteil zum Extrahieren von Ionen aus dem erzeugten
Plasma und Analysieren dieser Ionen auf.
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Der
Plasmaerzeugungsteil, insbesondere in dem Fall einer flüssigen Probe,
weist einen Zerstäuber
bzw. Atomiseur zum Zerstäuben
einer flüssigen Probe
unter Verwendung eines Gases mit einer spezifischen Flussrate; eine
Sprühkammer
zum Isolieren eines Teils der zerstäubten Flüssigkeitstropfen in der Form
eines Aerosols zusammen mit einem geeigneten Gas; und einen Plasmabrenner
auf, derart, dass Plasma aus dem Plasmagas erzeugt wird und das Aerosol
in dieses Plasma eingebracht wird.
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Genauer
gesagt wird das Aerosol durch zumindest ein Trägergas erzeugt, das in den
Zerstäuber
zusammen mit der flüssigen
Probe eingebracht wird. Wenn dieser Teil des Trägerga ses die flüssige Probe
aufbläst,
wird die flüssige
Probe zerstäubt.
Die zerstäubten
Flüssigkeitstropfen
zirkulieren innerhalb der Sprühkammer,
und nur die Flüssigkeitstropfen, die
in ihrem Durchmesser relativ klein sind, werden hin zu dem Plasmabrenner übertragen.
Diese Flüssigkeitstropfen
mit geringem Durchmessers bilden zusammen mit dem Trägergas zur
Zerstäubung
das Aerosol und werden in den Plasmabrenner eingebracht. Das Trägergas ist üblicherweise
ein inertes Gas, üblicherweise
Argongas.
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Der
Plasmabrenner weist ein Innenrohr, in das Aerosol, das die Probe
enthält,
eingebracht wird, und ein oder eine Mehrzahl von Außenrohren
auf, die derart angeordnet sind, dass sie das Innenrohr umgeben.
Hilfsgas und Plasmagas zum Erzeugen des Plasmas können in
das Außenrohr
eingebracht werden. Sobald das Plasma durch das Plasmagas durch die
Operation einer Arbeitsspule erzeugt wurde, wird das Aerosol, das
die Probe enthält,
eingebracht und als Ergebnis wird das Metall in der Probe ionisiert
und in dem Plasma dispergiert.
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Eine
Schnittstelle, die dem erzeugten Plasma zugewandt ist, ist an dem
Vorderende des Masseanalysierungsteils angeordnet, das hinter dem Plasmaerzeugungsteil
angeordnet ist. Die Schnittstelle weist eine Zweistufenstruktur
eines Probenahmekegels und eines Skimmerkegels auf, und jeder derselben
weist eine Öffnung
zum Extrahieren der Ionen aus dem erzeugten Plasma auf. Extraktorelektroden
zum Extrahieren der Ionen in der Form eines Ionenstrahls sind hinter
der Schnittstelle angeordnet. Der extrahierte Ionenstrahl wird zu
der Masseanalysiervorrichtung geführt, die an dem folgenden Teil
angeordnet ist, und der Messprozess der Masseanalyse wird ausgeführt. Die
Analyseergebnisse können dadurch
in der Form eines Massespektrums erhalten werden.
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Die
Analysevorrichtung kann einen Computer aufweisen. Der Computer wird
verwendet, um Steuersignale zu liefern, derart, dass die Flussrate des
verwendeten Gases gesteuert ist, oder um die Analyseergebnisse aufzuspalten
und verschiedene andere Verarbeitungsaufgaben auszuführen. Der Computer
kann in Kombination mit einer Benutzerschnittstelle verwendet werden,
die eine Eingabevorrichtung und eine Anzeigevorrichtung aufweist,
um die gewünschte
Wirkung bereitzustellen.
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Eine
Hoch-Matrix-Probe ist ein Beispiel einer potentiellen Probe, die
durch eine solche Vorrichtung analysiert werden soll. Eine „Hoch-Matrix-Probe" (high-matrix sample)
ist eine Probe, die die Elemente enthält, die gemessen werden sollen,
sowie wasserlösliche
Substanzen, wie z. B. Metallsalze in hoch konzentrierten Proben.
Meerwasser ist ein Beispiel einer Hoch-Matrix-Probe. Wenn eine Hoch-Matrix-Probe durch herkömmliche
Verfahren unter Verwendung herkömmlicher
Vorrichtungen analysiert wird, bestehen insofern Probleme, dass
dadurch, dass eine große
Anzahl von Ionen zu dem Ende der Vorrichtung geführt wird, Oxide und ähnliches
abgelagert werden und die Oberflächen
des Probenahmekegels, Skimmerkegels etc. verschmutzen, und die Öffnungen
verstopft werden, was die Analyse unmöglich macht. Folglich ist es
in dem Fall der Analyse solcher Proben notwendig, die Menge an Matrixmaterial
zu reduzieren, das in den Masseanalyseteil über die Schnittstelle eintritt.
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Ein
einzelnes Massenspektrometer, das zu einer hochempfindlichen Analyse
von flüssigen
Proben in der Lage ist und einen großen Bereich an Matrixkonzentrationen
aufweist, wäre
zur praktischen Verwendung sehr effektiv. Das Verfahren, durch das eine
hochkonzentrierte Probe, die nicht direkt analysiert werden kann,
zu einem angemessenen Maße vor
einer Aerosolerzeugung verdünnt
wird, ist ein Beispiel. Die Verdünnung
kann manuell oder automatisch unter Verwendung eines Autodilutors
ausgeführt
werden. Zum Beispiel beschreiben die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung
JP (Kokai) 11-6788 und die
japanische ungeprüfte
Patentveröffentlichung
JP (Kokai) 1-124,951 Verfahren
zum Verdünnen
einer flüssigen
Probe unter Verwendung eines Autodilutors.
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Das
Ausführen
einer Verdünnung
von Hand braucht Zeit. Das Verdünnen
vieler Proben ist besonders nachteilhaft im Hinblick auf die Zeit,
und es besteht ferner die Möglichkeit,
dass Fehler bei der Verdünnung
auftreten. Daher besteht ein Bedarf nach einem automatisierten System
für das
Verdünnungsverfahren,
wie in den Patentreferenzen 1 und 2 beschrieben ist. Trotzdem besteht
die Möglichkeit,
dass die Probe durch die Außenumgebung
oder die Werkzeuge verschmutzt wird, die während der Verdünnung der
flüssigen
Probe verwendet werden.
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Aus
dieser Sicht besteht ein Bedarf nach einer neuen Einrichtung zur
Verdünnung,
mit der es möglich
ist, eine ausgezeichnete Reproduzierbarkeit zu realisieren und einen
ausreichend großen
Verdünnungsbereich
durch eine andere Einrichtung als die Einrichtung zum Verdünnen einer
flüssigen
Probe in einem flüssigen
Zustand zu garantieren. In diesem Fall ist es notwendig, die Operationszeit
durch den Benutzer zu minimieren. Es ist insbesondere notwendig,
eine zweckmäßige Benutzeroperation
zu garantieren, wenn Parameter vorliegen, die den Operationsstatus
einer Vorrichtung bestimmen, wie z. B. der oben erwähnten Vorrichtung.
Diese Betriebszweckmäßigkeit
ist auch wirksam beim Verhindern von Fehlern bei Messdaten, die
durch eine fehlerhafte Verwendung des Verfahrens erzeugt werden.
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Die
Anmelderin hat vorangehend eine Steuereinrichtung, derart, dass
sich der Zustand des Plasmas, das der Schnittstelle zugewandt ist, ändert, in der
JP-Anmeldung (Tokugan) 2006-219,520 vorgeschlagen,
eingereicht vor der vorliegenden Anmeldung als eine Einrichtung
zum Analysieren einer Probe, die Matrizen verschiedener Konzentrationen
mit guter Reproduzierbarkeit unter Verwendung des oben erwähnten induktiv
gekoppelten Plasmamassenspektrometers aufweist. Mit Hilfe dieses
Verfahrens ist es möglich,
die Anzahl von Ionen zu reduzieren, die durch die Öffnung der
Schnittstelle passieren, und sie mit guter Reproduzierbarkeit durch Ändern drei
primärer
Parameter unter spezifischen Bedingungen zu analysieren. Diese drei
Primärparameter
sind die Ausgabe der Hochfrequenzleistungsquelle, die den Zustand
des Plasmas selbst bestimmt; die Flussrate des Trägergases,
das die Flüssigkeitstropfen
in dem Aerosol transportiert, das zu dem Plasmabrenner geführt wird;
und die Distanz zwischen dem Plasmabrenner und der Schnittstelle
(hierin nachfolgend Probenahmetiefe). Es sollte im Hinblick auf
den dritten Parameter darauf hingewiesen werden, dass dieser Parameter
genauer gesagt ein solcher ist, der die Distanz zwischen dem Ende
der Arbeitsspule und der Schnittstelle anzeigt. Üblicherweise sind die Arbeitsspule
und der Plasmabrenner an spezifischen Positionen verankert, die
miteinander korreliert sind; daher werden im Stand der Technik und
der Beschreibung der Offenbarung die zwei Versionen des dritten
Parameters als dieselben betrachtet und werden als die Distanz zwischen
dem Plasmabrenner und der Schnittstelle beschrieben.
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Wenn
mit Hilfe dieses Verfahrens eine Hoch-Matrix-Probe analysiert wird,
sind die verschiedenen Parameter derart eingestellt, dass die Anzahl der
Ionen, die durch die Schnittstelle passieren, minimiert ist und
die Empfindlichkeit reduziert ist, während wenn eine Niedrig-Matrix-Probe
analysiert wird, die verschiedenen Parameter derart eingestellt
sind, dass die Anzahl von Ionen, die durch die Schnittstelle passieren,
erhöht
ist und die Empfindlichkeit erhöht ist.
Es ist möglich,
Hoch-Matrix- und Niedrig-Matrix-Proben
austauschbar oder kontinuierlich durch derartiges Steuern der Parameter
zu analysieren.
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Das
erste Problem bei diesem Verfahren ist, dass die Messergebnisse
zu Schwankungen neigen, da zusätzlich
zu Drift und ähnlichen
Problemen bei den drei primären
Parametern viele Parameter vorliegen, die die Anzahl von Ionen beeinflussen,
die durch die Schnittstelle passieren, die genauer gesagt die Messempfindlichkeit
beeinflussen, und jene umfassen, die schwierig zu steuern sind.
Spezifische Beispiele anderer Parameter sind Probenflüssigkeits-Transportbedingungen
und der Feinabstimmungszustand der Ausrüstung. Im Wesentlichen besteht
insofern ein Problem, dass sogar wenn die Analyse durch eine Vorrichtung
ausgeführt
wird, ein Problem insofern besteht, dass sich die Messempfindlichkeit ändert und
die Messdaten in Folge geringer Abweichungen bei jeglichen dieser
vielen Parameter schwanken.
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Das
zweite Problem bei diesem Verfahren ist, dass viele Steuerparameter
vorliegen, wie oben erwähnt
wurde, und die Neigung besteht, dass Unterschiede bei Eigenschaften
zwischen Vorrichtungen vorhanden sind. Im Wesentlichen werden, sogar wenn
die Vorrichtungsstruktur die gleiche ist, Unterschiede bei Eigenschaften
mit einer geringen Abweichung zwischen Vorrichtungen in Bezug auf
jeglichen der oben erwähnten
Parameter erzeugt. Dies ist insofern problematisch, als es z. B.
das Abstimm- bzw. Einstell- Verfahren kompliziert macht, das durch
das Wartungspersonal ausgeführt
wird.
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Daher
schafft die vorliegende Offenbarung ein Diagnose- und Kalibrierungssystem,
mit dem es möglich
ist, die Eigenschaften, die dem Plasma eines induktiv gekoppelten
Massenspektrometers zugeordnet sind, in einem kurzen Zeitraum zu
diagnostizieren, und es möglich
ist, die Einstellungen der Vorrichtung automatisch zu ändern, derart,
dass sie nach Bedarf optimiert werden, mit der Absicht, die Probleme
zu beseitigen, die dem Vorhandensein vieler Parameter zugeordnet
sind.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Diagnosesystem und
ein Kalibrierungssystem mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Diagnosesystem gemäß Anspruch 1 und ein Kalibrierungssystem gemäß Anspruch
9 und 11 gelöst.
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Um
die oben erwähnten
Probleme zu lösen, liefert
die vorliegende Offenbarung ein neues Diagnosesystem zum Diagnostizieren
von Vorrichtungseigenschaften eines induktiv gekoppelten Plasmamassenspektrometers,
und ein Kalibrierungssystem, das dieses Diagnosesystem aufweist.
Das Diagnosesystem, das durch die vorliegende Offenbarung geschaffen
wird, ist ein Diagnosesystem zum Diagnostizieren der Vorrichtungseigenschaften,
die dem Plasmazustand eines induktiv gekoppelten Plasmamassenspektrometers
zugeordnet sind, mit dem ein Aerosol, das Trägergas und Flüssigkeitstropfen
aufweist, die eine Analyseprobe enthalten, in einen Plasmabrenner
eingebracht wird, der in der Nähe
einer Arbeitsspule angeordnet ist, die mit einer Hochfrequenzleistungsquelle
verbunden ist, um Plasma zu erzeugen, auf solche Weise, dass es
Ionen des Elements in dem Aerosol enthält, hin zu einer Schnittstelle,
die eine Öffnung
aufweist, derart, dass ein Teil der Komponenten, die das Plasma
bilden, durch die Öffnung passieren
können
und in den Masseanalyseteil eingebracht werden, dadurch gekennzeichnet,
dass eine Ansammlung aus Parameterkombinationen gespeichert ist,
was eine Ansammlung aus Kombinationen von Parametern ist, die aus
einem ersten Parameter zum Bestimmen der Ausgabe der Hochfrequenzleistungsquelle,
einem zweiten Parameter zum Bestimmen der Flussrate des Trägergases
in dem Aerosol und einem dritten Parameter zum Bestimmen der Distanz
zwischen dem Plasmabrenner und der Schnittstelle besteht, und das
ein spezifisches Array bildet, derart, dass die Messpunkte, die
den entsprechenden Kombinationen entsprechen, in Reihenfolge entlang
der Richtung der Länge
einer Hüllkurve
aufgereiht sind, die das Ende auf der Hochempfindlichkeitsseite
eines Graphen bildet, gezeichnet als eine Ansammlung aller Messpunkte
auf einem Empfindlichkeit-Oxidionen-Verhältnis-Graphen, und eine Diagnosemessung
mit einer spezifischen Diagnoseprobe unter Verwendung des Parameterwerts jeder
Kombination der Parameterkombination wird ausgeführt, die die Ansammlung bzw.
das Aggregat bilden, derart, dass die Eigenschaften aus der Position
auf der Hüllkurve
auf dem Empfindlichkeit-Oxidionen-Verhältnis-Graphen
der tatsächlichen
Messpunkte, die jeder Kombination entsprechen, bestätigt werden
können.
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Zum
Beispiel kann das System der vorliegenden Offenbarung zur Diagnose
eine Einrichtung zum Bestimmen der Position von Messpunkten auf der
Hüllkurve
bei einem Empfindlichkeit-Oxidionen-Verhältnis-Graphen aufweisen, die
jeder Kombination entsprechen, basierend auf den Koordinaten tatsächlicher
Messpunkte, wobei die Empfindlichkeit auf einem Maximum ist.
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Vorzugsweise
weist die Ansammlung aus Parameterkombinationen, die bei der Messung
verwendet werden, eine erste Gruppe aus Parameterkombinationen auf,
wobei der dritte Parameter fest ist und zumindest entweder der erste
oder zweite Parameter variiert ist, derart, dass der Punkt, an dem
die Empfindlichkeit auf einem Maximum ist, durch eine Diagnosemessung
mit einer spezifischen Diagnoseprobe bestimmt wird. Ferner weist
die Ansammlung aus Parameterkombinationen, die bei der Messung verwendet
wird, vorzugsweise eine zweite Gruppe aus Parameterkombinationen
auf, wobei das Oxidionenverhältnis
auf der kleinen Seite verteilt ist, im Vergleich zu der ersten Gruppe,
auf dem Empfindlichkeit-Oxidionen-Verhältnis-Graphen,
und ist zur Verwendung mit oder ohne Modifikation durch Kalibrierung
nach der Diagnose geplant. In diesem Fall überlappen, abhängig davon,
wie die Parameterkombinationen ausgewählt sind, die Messpunkte, die
den Parameterkombinationen entsprechen, die die erste Gruppe bilden,
und die Messpunkte, die den Parameterkombinationen entsprechen,
die die zweite Gruppe bilden, entlang der Hüllkurve auf dem Empfindlichkeit-Oxidionen-Verhältnis-Graphen.
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Ferner
liegt vorzugsweise eine Einrichtung zur Voreinstellung vor, wodurch
vor der Diagnose einige der Vorrichtungsanforderungen eingestellt
werden und die Empfindlichkeit vor der Diagnose optimiert wird.
In diesem Fall weist die Einrichtung zur Voreinstellung zumindest
eines der nachfolgenden Elemente auf: eine Brennerpositions-Einstelleinrichtung,
mit der vor der Messung unter Verwendung der Ansammlung aus Parameterkombinationen
zur Diagnose die Empfindlichkeit unter Verwendung von Parametern
gemessen wird, die auf einen spezifischen Wert gesetzt sind, und
die Position des Plasmabrenners automatisch in der Richtung eingestellt
wird, die die Achse des Plasmabrenners schneidet, derart, dass sie
zu der Position wird, an der die Messempfindlichkeit auf einem Maximum
ist, und eine Ionenlinseneinstelleinrichtung, mit der vor der Messung
unter Verwendung der Ansammlung aus Parameterkombinationen für eine Diagnose
die Empfindlichkeit unter Verwendung von Parametern gemessen wird,
die auf einen spezifischen Wert gesetzt sind, und die Zustände der
Ionenlinse, die hinter der Schnittstelle innerhalb des Masseanalyseteils
angeordnet ist, auf Zustände
eingestellt werden, bei denen die Messempfindlichkeit auf einem
Maximum innerhalb eines spezifischen Zustandsbereichs ist.
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Vorzugsweise
wird ein gemeinschaftlich verwendetes Softwaremodul zum Lesen der
Parameter, die bei der Messung verwendet werden, sowohl für eine Voreinstellung
als auch Diagnosemessung verwendet. Das Softwaremodul kann ein Abtastmodul zum
Messen mit Abtasten eines gesamten spezifischen Bereichs von jedem
der ausgewählten
Parameter, und ein Sprungmodul zum Messen, für eine spezifische Parametergruppe,
eines Teils des spezifischen Bereichs gemäß dem ausgewählten Parameter
oder Verwendungszweck, aufweisen.
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Die
vorliegende Offenbarung stellt ferner ein Kalibrierungssystem bereit,
das das oben erwähnte Diagnosesystem
aufweist. Das erste Kalibrierungssystem weist eine Kalibrierungseinrichtung
zum Vorauswählen
eines Messpunkts auf, der einer spezifischen Kombination aus der
Ansammlung aus Parameterkombinationen entspricht, als den geschätzten Maximalempfindlichkeitspunkt,
wo die Empfindlichkeit schätzungsweise
auf einem Maximum ist, und, wenn sich der geschätzte Maximalempfindlichkeitspunkt
von dem tatsächlichen
Messpunkt unterscheidet, wo die Empfindlichkeit auf einem Maximum
ist, wie aus den Diagnoseergebnissen erkannt wird, zum Korrigieren
jedes Parameterwerts von zumindest einigen der Parameterkombinationen,
die in der Ansammlung aus Parameterkombinationen enthalten sind,
durch eine spezifische Regel, derart, dass eine maximale Empfindlichkeit
an den Punkten, die den geschätzten
Maximalempfindlichkeitspunkten während
der tatsächlichen
Messung entsprechen erzeugt werden kann. In diesem Fall kann der
Parameter, der durch eine Kalibrierung geändert wird, der zweite Parameter
sein.
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Das
zweite Kalibrierungssystem weist eine Kalibrierungseinrichtung auf,
bei der, wenn das Verhältnis
der Empfindlichkeit an einem tatsächlichen Messpunkt, wo die
Empfindlichkeit basierend auf Diagnoseergebnissen auf einem Maximum
ist, und der Empfindlichkeit an einem vorbestimmten Referenzmesspunkt,
der einer Kombination der Ansammlung aus Parameterkombinationen
entspricht, außerhalb eines
spezifischen Verhältnisses
ist, jeder Parameter von zumindest einigen der Parameterkombinationen, die
in der Ansammlung aus Parameterkombinationen enthalten sind, durch
eine spezifische Regel korrigiert wird. In diesem Fall kann der
Parameter, der durch Kalibrierung geändert wird, der zweite oder dritte
Parameter sein.
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Mit
Hilfe des Diagnose- und Kalibrierungs-Systems der vorliegenden Offenbarung
kann ein Benutzer des oben erwähnten
ICP-MS vor Ort bestätigen,
ob die Standardeigenschaften einer Vorrichtung stabil sind oder
nicht, und die Reproduzierbarkeit kann verbessert werden, wenn Proben
verschiedener Matrixkonzentrationen tatsächlich gemessen werden. Ferner
kann das Diagnose- und Kalibrierungs-System der vorliegenden Offenbarung
auch verwendet werden, wenn der Benutzer Wartungsoperationen ausführt, und
der Operator kann ohne weiteres die Eigenschaften der Vorrichtung
in kurzer Zeit bestätigen.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf
die beiliegenden Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
Zeichnung, die primär
den Plasmaerzeugungsteil des Hauptabschnitts des ICP-MS zeigt, das
durch die vorliegende Offenbarung verwendet wird;
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2 eine
Zeichnung, die einen Graph des so genannten Empfindlichkeit-Oxidionen-Verhältnisses
zeigt, auf das Bezug genommen wird, um die Steuerfaktoren bei der
vorliegenden Offenbarung zu bestimmen;
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3 eine
Zeichnung, die einen Graph desselben Empfindlichkeit-Oxidionen-Verhältnisses zeigt
wie in 2, und eine Zeichnung zum Beschreiben der Theorie
hinter dem Diagnoseverfahren der vorliegenden Offenbarung ist;
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4 eine
Zeichnung, die die Struktur der Software zeigt, die ein Teil des
Diagnosesystems der vorliegenden Offenbarung ist;
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5 eine
Zeichnung, die die Details der Modulbereitstellungseinrichtung beschreibt,
die ein Teil der Software ist, die in 4 gezeigt
ist;
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6 ein
Flussdiagramm, das den Operationsmodus des Kalibrierungssystems
des vorliegenden Ausführungsbeispiels
darstellt;
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7 eine
Zeichnung, die die Datenstruktur für die Diagnosemessung zeigt,
die in dem Modul enthalten ist, das bei der Operation der vorliegenden Offenbarung
verwendet wird; und
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8 eine
Zeichnung, die einen Graph des Empfindlichkeit-Oxidionen-Verhältnisses
für die
Messergebnisse basierend auf der oben erwähnten Datenstruktur zeigt.
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Das
Diagnose- und Kalibrierungs-System für ein ICP-MS, das ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Offenbarung ist, wird nun beschrieben, während Bezug
auf die beiliegenden Zeichnungen genommen wird. Zuerst wird die
allgemeine Struktur des ICP-MS gezeigt und dann wird das Diagnose-
und Kalibrierungs-System beschrieben. Es sollte darauf hingewiesen
werden, dass der Ausdruck „Verdünnung", wie er bei der
Beschreibung des Operationsmodus der vorliegenden Offenbarung verwendet
wird, die folgt, alle Mittel umfasst, mit denen es möglich ist,
die Menge an Probenionen zu reduzieren, die durch den Schnittstellenteil
passieren, und sich an anderen Stellen als der Beschreibung des
Stands der Technik auch auf eine so genannte „trockene" Verdünnung bezieht, durch die keine
Flüssigkeit
verwendet wird.
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1 zeigt
primär
den Plasmaerzeugungsteil des Hauptabschnitts des ICP-MS der vorliegenden
Offenbarung. Dieser Typ eines ICP-MS weist einen Massenspektrometerteil
an der Rückseite
des Plasmaerzeugungsteils auf. 1 zeigt
nur einen Probenahmekegel 15 und einen Skimmer- bzw. Abschöpf-Kegel 16,
die an der Vorderseite des Masseanalysierungsteils sind und den
Schnittstellenteil bilden, der wirkt, um den Ionenstrahl zu extrahieren. Obwohl
dies nicht dargestellt ist, wird der Ionenstrahl, der hin zu der
Rückseite
des Skimmerkegels 16 gerichtet wird, zu dem Massenspektrometer
gerichtet, der weiter hinten positioniert ist. Der Ionenstrahl wird dadurch
basierend auf dem Masse-Ladung-Verhältnis getrennt
und die Elemente werden identifiziert.
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Die
primären
Strukturelemente eines Plasmaerzeugungsteils 10 sind eine
Aerosolerzeugungseinrichtung 30 und ein Plasmabrenner 20.
Die Aerosolerzeugungseinrichtung 30 weist einen Zerstäuber 40 zum
Zerstäuben
einer flüssigen
Probe und eine Sprühkammer 50 zum
Zirkulieren der zerstäubten flüssigen Probe
und Isolieren ausschließlich
der Flüssigkeitstropfen,
die im Durchmesser relativ klein sind, auf.
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Eine
flüssige
Probe 61 und ein Gas 76A zum Erzeugen eines Aerosols
werden zu dem Zerstäuber 40 geliefert.
Die flüssige
Probe 61 kann durch Blasen von Gas 76A mit einer
spezifischen Flussrate auf die flüssige Probe 61 zerstäubt werden,
die eingebracht wird. Ein inertes Gas, üblicherweise Argongas, wird zum
Erzeugen des Aerosols verwendet. Eine Steuerung des Gasbetrags,
der geliefert wird, wird später erörtert.
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Die
flüssige
Probe 61 wird durch eine Flüssigprobenzuführeinrichtung 60 eingebracht.
Die Flüssigprobenzuführeinrichtung 60 weist
einen Behälter 62,
in dem eine flüssige
Probe gelagert ist, und eine Peristaltikpumpe 63, die an
einer Position entlang der Rohrleitung angeordnet ist, auf. Die
Peristaltikpumpe 63 wird durch ein Steuerteil 64 gesteuert.
Im Wesentlichen steuert das Steuerteil 64 die Peristaltikpumpe 63 derart,
dass die Pumpe die notwendige Menge flüssiger Probe 61 aus
dem Behälter 62 zu
dem Zerstäuber 40 zuführt.
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Die
Sprühkammer 50 häust eine
Kammer 51, durch die die zerstäubten Flüssigkeitstropfen zirkulieren
können.
Eine zylindrische Wand 52 ist innerhalb der Kammer 51 derart
gebildet, dass Gas in entgegengesetzten Richtungen innerhalb und
außerhalb der
Kammer fließt.
Die zerstäubten
Flüssigkeitstropfen
werden durch die Gasflüsse
transportiert. Die Flüssigkeitstropfen
jedoch, die in ihrem Durchmesser relativ groß sind, haften an der Innenwandoberfläche der
Kammer 51 und werden durch einen Ablauf 53 ausgelassen.
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Die
Flüssigkeitstropfen
mit relativ kleinem Durchmesser andererseits werden als Aerosol
durch eine Verbindungsöffnung 54 in
der Richtung eines Verbindungsrohres 31 ausgelassen.
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Das
Aerosol wird durch das Verbindungsrohr 31 zu dem Plasmabrenner 20 geliefert.
Es sollte darauf hingewiesen werden, dass ein Einlass 32 für zusätzliches
Verdünnungsgas 768,
das zur Verdünnung
hinzugefügt
wird, in der Mitte des Verbindungsrohrs 31 angeordnet ist.
Die Wirkung von zusätzlichem
Verdünnungsgas 768 wird
später
erörtert.
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Der
Plasmabrenner 20 weist ein erstes und zweites Außenrohr 22 und 23 an
der Außenseite
eines Innerohrs auf, in das Aerosol eingebracht wird. Ein Hilfsgas
(oder Mittelgas) 77A wird in das erste Außenrohr 22 eingebracht,
und ein Plasmagas 778 wird in das äußerste zweite Außenrohr 23 eingebracht.
Eine Arbeitsspule 25, die mit einer Hochfrequenzleistungsquelle
(HF-Leistungsquelle) 80 über einen Anpassungskasten 81 verbunden
ist, ist an der Spitze des Plasmabrenners 20 angeordnet.
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Die
Arbeitsspule 25 liefert dem Plasmabrenner 20 die
Energie zum Erzeugen eines Plasmas 5. Es ist möglich, das
Plasma 5 in einen entzündeten Zustand
zu versetzen, durch Einschalten der Hochfrequenzleistungsquelle 80,
nachdem das Hilfsgas 77A und Plasmagas 778 zu
dem Plasmabrenner 20 geliefert wurden. Dann wird, um die
Probe zu analysieren, das Aerosol, das die Flüssigkeitstropfen der flüssigen Probe
enthält,
aus dem Innenroh 21 eingebracht. Als Ergebnis werden die
Elemente, die in den Flüssigkeitstropfen
des Aerosols vorhanden sind, in dem Plasma 5 ionisiert.
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Es
ist möglich,
die Anzahl von Ionen, die durch die Schnittstelle 15 und 16 passieren,
durch Ändern
der Ausgabe der Hochfrequenzleistungsquelle 80 zu erhöhen oder
zu verringern. Es ist möglich,
die Anzahl von Ionen zu reduzieren, die durch die Schnittstelle 15 und 16 passieren, durch
Anheben der Ausgabe der Hochfrequenzleistungsquelle 80 unter
den spezifischen Bedingungen, die später in Bezug auf den Oxidionenverhältisgraphen
beschrieben werden.
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Mit
Hilfe des vorliegenden Ausführungsbeispiels
ist der Plasmabrenner 20 auf einem Tisch 26 verankert,
der durch einen Antriebsmechanismus 27 bewegt werden kann,
wie z. B. einen Motor. Folglich kann der Plasmabrenner 20 entlang
der Richtung der Einbringung des Aerosols bewegt werden. Dies stellt die
Distanz Z zwischen dem Plasmabrenner 20 und der Schnittstelle 15 und 16 (Probenahmetiefe)
ein. Ein Koordinatentisch wird üblicherweise
als Tisch 26 verwendet. Der Antriebsmechanismus 27 wird
durch ein Steuerteil 90 gesteuert. 1 zeigt
nur den auf Tisch 26 verankerten Plasmabrenner, aber es
ist auch möglich,
zusätzlich
zu dem Plasmabrenner 20 die anderen Teile des Systems an
dem Tisch zu verankern, die Sprühkammer 50 und
Zerstäuber 40 umfassen,
derart, dass diese Teile ebenfalls durch den Antriebsmechanismus 27 bewegt
werden können. Ferner
ist es ebenfalls möglich,
die Struktur an der Brennerseite zu verankern und die Position der Schnittstelle
zu verändern,
um den Wert von Z zu verändern.
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Im
Allgemeinen zeigt die Anzahl von Ionen, die durch die Schnittstelle 15 und 16 passiert,
eine Tendenz hin zu einem Anstieg, wenn die Distanz Z kürzer wird,
und die Anzahl von Ionen, die durchpassieren, zeigt eine Tendenz
hin zu einer Verringerung, wenn die Distanz Z länger wird. Folglich ist es
möglich,
die Anzahl von Ionen einzustellen, die durch die Schnittstelle 15 und 16 passiert,
durch die Einstellungsdistanz Z zwischen dem Plasmabrenner und der
Schnittstelle.
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Ein
charakterisierendes Merkmal dieses Geräts ist, dass es möglich ist,
die flüssige
Probe, wie z. B. eine Hoch-Matrix-Probe,
durch geeignetes Steuern von sowohl dem Trägergas, das das Aerosol bildet,
als auch dem Plasma, das die Metallionen aufweist, die in dem Aerosol
enthalten sind, einfach und mit guter Reproduzierbarkeit zu verdünnen. Im
Wesentlichen ist ein zeitaufwändiger
Verdünnungsprozess
unter Verwendung einer Flüssigkeit
mit Hilfe des Steuersystems der vorliegenden Vorrichtung unnötig, und
das Verfahren, das durch einen Benutzer ausgeführt werden muss, ist sehr einfach.
Die Wirkung des Steuersystems wird nun beschrieben.
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Das
ICP-MS des vorliegenden Ausführungsbeispiels
weist eine Steuervorrichtung 70, einen Speicher 95,
der mit der Steuervorrichtung verbunden ist, und eine Benutzerschnittstelle 100 auf.
Diese können
ein einzelner Computer sein. Die Steuervorrichtung 70 ist
derart entworfen, dass Steuersignale 73A, 73B und 73C zu
der Hochfrequenzquelle 80, zu dem Steuerteil 90 zum
Steuern des Antriebsmechanismus 27 bzw. zu dem Steuerteil 64 zum
Steuern der Peristaltikpumpe 63 zum Zuführen der flüssigen Probe 61 gesendet
werden. Ferner weist die Steuervorrichtung 70 auch ein
Gassteuerteil 79 zum Steuern von Gas auf.
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Das
Gassteuerteil 79 kann Steuersignale 71A, 71B, 72A und 728 zu
Gasflussratensteuervorrichtungen 74A, 748, 75A und 758 senden.
Die Steuersignale 71A und 718 bestimmen die Menge
an Aerosolerzeugungsgas 76A und zusätzlichem Verdünnungsgas 76B,
die zu den entsprechenden Gasflussratensteuervorrichtungen 74A und 74B zugeführt werden
soll, und die Steuersignale 72A und 72B bestimmen
die Menge an Hilfsgas 77A und Plasmagas 778, das
zu den Gasflussratensteuervorrichtungen 75A und 75B zugeführt werden
soll.
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Die
Steuervorrichtung 70 kann eine oder mehrere ICs aufweisen.
Ferner kann die Steuervorrichtung 70 als ein Computer mit
einer Anzeige entworfen sein, die durch Kombination, als eine Einheit oder
getrennt von der Benutzerschnittstelle 100 erhalten wird.
Ein Speicher 95 kann als ein Speicher entworfen sein, der überschrieben
werden kann. Der Speicher 95 ist mit der Steuervorrichtung
in 1 verbunden, kann jedoch ferner derart entworfen
sein, dass der mit der Benutzerschnittstelle 100 verbunden ist.
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Ein
Steuern durch das Gassteuerteil 79 kann eine Verdünnung ergeben,
ausgeführt
in einem Aerosolzustand. Wie in der Zeichnung gezeigt ist, ist es möglich, zusätzliches
Verdünnungsgas 76B zu
dem Aerosol hinzuzufügen,
das aus der Sprühkammer 50 übertragen
wird, und das Verhältnis
von Flüssigkeitstropfen
der flüssigen
Probe zu der Gesamtmenge an Trägergas
zu reduzieren. Wenn der Schritt der Verdünnung bei dem Aerosol nicht
notwendig ist, wie z. B. in dem Fall einer Analyse einer Niedrig-Matrix-Probe,
dient ausschließlich
Aerosolerzeugungsgas 76A als das Trägergas für das Aerosol. In dem Fall
einer Analyse einer Hoch-Matrix-Probe andererseits ist es möglich, das
Aerosol durch Hinzufügen von
zusätzlichem
Verdünnungsgas 76B zu
verdünnen.
In dem letzteren Fall dienen sowohl Aerosolerzeugungsgas als auch
zusätzliches
Verdünnungsgas als
das Trägergas.
-
Im
Wesentlichen können
mit Hilfe des vorliegenden Ausführungsbeispiels
das Verhältnis
der Flüssigkeitstropfen,
die in dem Aerosol enthalten sind, das den Plasmabrenner 20 erreicht,
und die Flussrate des Trägergases
umfassend bestimmt werden, aber auf einer Eins-zu-Eins-Basis, durch
Steuern der Menge an flüssiger
Probe 61, die zugeführt wird, über Steuersignale 73C,
und durch Steuern der Flussrate des Aerosolerzeugungsgases 76A und
des zusätzlichen
Verdünnungsgases 76B über die
Steuersignale 71A und 71B.
-
Daher
ist es möglich,
die Beziehung zwischen dem Flüssigkeitstropfengehaltsverhältnis in dem
Aerosol und der Flussrate des Aerosolerzeugungsgases 76A und/oder
der Menge der zugeführten
flüssigen
Probe aufzuzeichnen und den Grad, zu dem das Aerosol verdünnt ist,
numerisch umzuwandeln, durch Hinzufügen der Flussrate des verdünnenden
zusätzlichen
Gases 768 zu der Flussrate des Trägergases. Diese numerische
Umwandlung ist ein effektives Mittel zum Garantieren einer guten
Reproduzierbarkeit einer Verdünnung.
-
Das
Ausführen
einer steuerbaren Verdünnung
nach der Aerosolerzeugung ist auch wirksam im Hinblick auf das Steuern
von Plasma 5, was nachfolgend erörtert wird. In dem Fall, dass
keine Einrichtung zum Liefern von zusätzlichem Verdünnungsgas 76B vorliegt,
wenn das Flüssigkeitstropfengehaltverhältnis geändert wird,
durch Reduzieren der Menge an Aerosolerzeugungsgas, das während der
Aerosolerzeugung zugeführt
wird, um die Probe zu verdünnen,
wird auch der Gesamtfluss von Trägergas reduziert.
Folglich wird das Ausmaß,
zu dem Plasma 5, das durch den Plasmabrenner 20 erzeugt
wird, durch das Trägergas
des Aerosols gekühlt
wird, reduziert. In diesem Fall wird es schließlich sehr schwierig, die Anzahl
von Ionen mit guter Genauigkeit zu steuern, die durch die Schnittstelle 15 und 16 passieren.
-
Sogar
wenn die Menge von Aerosolerzeugungsgas, das geliefert wird, reduziert
wird, ist die Vorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels in der Lage, Änderungen
an der Gesamtflussrate des Trägergases
zu verhindern, die aus der Hinzufügung der optimalen Menge an
zusätzlichem
Verdünnungsgas
resultieren. Daher ist es möglich,
zu dem Plasmabrenner 20 Aerosol zuzuführen, das nur im Hinblick auf
dem Flüssigkeitstropfengehalt
unterschiedlich ist, ohne die Flussrate des Trägergases in dem Aerosols zu ändern, und
dadurch eine ausreichende Reproduzierbarkeit der Analyseergebnisse
zu garantieren.
-
Die
grundlegenden Daten zum Steuern jedes Gases durch den Gassteuerteil 79 können direkt unter
Verwendung der Benutzerschnittstelle 100 eingegeben werden
oder können
vorab in dem Speicher 95 gespeichert sein. Obwohl dies
nicht dargestellt ist, kann die Benutzerschnittstelle 100 eine
Eingabevorrichtung und eine Anzeige zum Anzeigen von Eingabe- und Steuerstatus
und ähnliche
Merkmale aufweisen.
-
2 ist
ein Graph, der die so genannte Empfindlichkeit-Oxidionen-Verhältnis-Eigenschaft zeigt, auf
die Bezug genommen wird, um die Steuerfaktoren der Vorrichtung des
vorliegenden Ausführungsbeispiels
zu bestimmen. Dieser Graph des Empfindlichkeit-Oxidionen-Verhältnisses
zeigt die Erfassungsempfindlichkeit für ein spezifisches Ion auf der
x-Achse und das Oxidionenverhältnis
des betreffenden Ions auf der y-Achse, dargestellt als ein Logarithmus.
Die Region, die durch gekrümmte
Linien in der Figur eingeschlossen ist, zeigt die Verteilung von Messpunkten,
wenn die oben erwähnten
Faktoren, im Wesentlichen die Trägergasflussrate,
die Hochfrequenz-Leistungsquellen-Ausgabe und die Distanz Z zwischen
dem Plasmabrenner und der Schnittstelle, als variable Parameter
verändert
werden. Mit Hilfe des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird Ce (Cerium)
als das spezifische Ion verwendet, es ist jedoch auch möglich, Ba
(Barium) oder La (Lanthan) zu verwenden. Ferner ist der Indikator
nicht auf das Oxidionenverhältnis
beschränkt
und kann ein Verhältnis
der Empfindlichkeit für
Ionen und eine andere Verbindung sein, das ein Indikator eines physischen
Phänomens
ist, wie durch die vorliegende Offenbarung dargestellt ist.
-
Mit
Hilfe der Vorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist eine Steuerung
dadurch möglich,
dass es möglich
ist, die Steuerparameter konstant zu regulieren. Diese Fähigkeit
zum Regulieren ist abgeleitet aus dem Empfindlichkeit-Oxidionen-Verhältnis. Wie
dargestellt ist, sind die Messpunkte innerhalb der Region R1 verteilt,
die sandwichartig zwischen zwei gekrümmten Linien angeordnet ist.
Mit Hilfe der Vorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist jeder der
oben erwähnten Parameter
derart gesetzt, dass sie zu einem Punkt entlang dem Pfeil P werden,
wenn sie am Boden einer Außenhüllkurve 110 positioniert
sind. Anders ausgedrückt
sind alle Faktoren, die durch die Steuervorrichtung gesteuert werden,
derart gesetzt bzw. eingestellt, dass sie auf dem Empfindlichkeit-Oxidionen-Verhältnis-Graphen,
der die Beziehung zwischen der Empfindlichkeit für ein spezifisches Metallion
und Oxidionen des Metallions zeigt, Zuständen entsprechen, die entlang
der Hüllkurve
liegen, wobei der log des Oxidionenverhältnisses praktisch proportional
relativ zu der Empfindlichkeit ist, wenn das Oxidionenverhältnis praktisch
das Minimum für
jede Empfindlichkeit ist.
-
Im
Wesentlichen ist es mit Hilfe der Vorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels
möglich,
nur die Menge der Flüssigkeitstropfen
zu ändern,
ohne die Gesamtflussrate des Trägergases
in dem Aerosol zu ändern,
das geliefert wird, und es ist möglich,
nur die Trägergasflussrate
zu ändern,
ohne die Menge an Flüssigkeitstropfen
zu ändern,
die pro Zeiteinheit geliefert werden. In dem letzteren Fall ändert sich
der Plasmazustand, wie z. B. die Plasmatemperatur, gemäß der Flussrate
des Trägergases.
-
Nichtsdestotrotz,
wenn die Plasmatemperatur besonders niedrig ist, verbindet sich
das Matrixelement mit anderen Elementen, so dass es nicht in dem
Zustand von Einelementionen ist, und eine Störung wird erzeugt, die zu einem
Hindernis für
die Analyse des Elements wird, das gemessen werden soll. Dieser
Zustand ist unerwünscht,
wenn er absichtlich erzeugt wird, insbesondere wenn die Analyse
eines spezifischen Elements das Ziel ist. Daher, egal ob die Gesamtflussrate
des Trägergases
niedrig oder hoch ist, werden mit Hilfe der Vorrichtung des vorliegenden
Ausführungsbeispiels
die oben erwähnten
Parameter derart gesetzt, dass die Temperatur des Plasmas (insbesondere
die Gastemperatur) nicht fällt.
In dem Fall des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist es z. B.
möglich,
einen Punkt, der einer Kombination aus Steuerparametern entspricht,
als einen Punkt auf der Innenseite der Region R2 zu bestimmen, die
durch ein spezifisches Oxidionenverhältnis und eine Empfindlichkeit
abgegrenzt ist, wie durch das Parallelogramm in dem Graphen in 2 gezeigt
ist. Die Region kann durch eine Vielzahl von Verfahren bestimmt
werden, wie z. B. Erfüllen
einer spezifischen numerischen Beziehung, oder durch Einstellen
eines spezifischen numerischen Bereichs.
-
Durch
Verwenden dieses Parametereinstellverfahrens ist es möglich, während der
Analyse eine relativ hohe Gastemperatur beizubehalten und negative
Wirkungen auf die Analysegenauigkeit als Ergebnis davon zu verhindern,
dass das Element, das gemessen wird, andere Verbindungen bildet,
egal ob die Flussrate des Trägergases
relativ niedrig ist, oder umgekehrt, die Flussrate des Trägergases
zur Verdünnung
erhöht
wurde, wie nachfolgend erörtert wird.
-
Wie
vorangehend erwähnt
wurde, wenn die variablen Parameter durch direkte Eingabe durch
einen Benutzer bestimmt werden, ist es möglich, die Verwendung des Eingangswerts
abzulehnen, wenn der Eingangswert außerhalb eines spezifischen
Bereichs ist (z. B. außerhalb
der Region R2 in 2). Im Wesentlichen, z. B. wenn
die Benutzerschnittstelle 100 bestimmt, dass ein Eingangsparameter
ungeeignet ist, nachdem Parameter in Folge eingegeben wurden, ist
es möglich,
den Parameter abzulehnen, oder ein anderes mögliches Beispiel ist die Verwendung
eines Alarms, sobald alle Parameter eingegeben wurden. Andererseits,
wenn die Vorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels derart entworfen ist,
dass jeder variable Parameter vorab in dem Speicher 95 gespeichert
ist, ist es möglich,
eine Gruppe von gespeicherten Parametern auszuwählen, die die oben erwähnten Bedingungen
erfüllt.
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Wie
vorangehend beschrieben wurde, ist es mit Hilfe des ICP-MS schwierig,
eine Reproduzierbarkeit zu realisieren, wenn die Anzahl von Ionen
in einer Probe, die durch die Schnittstelle passiert, sich mit dem
Plasmazustand verändert,
relativ zu der Schnittstelle, aufgrund der vielen Parameter, die
solche Bedingungen bestimmen. Im Wesentlichen ändert sich der Zustand des
Plasmas sogar mit nur einer leichten Verschiebung bei bestimmten
Parametertypen, und in solchen Fällen
besteht ein Problem mit der Glaubwürdigkeit der Messergebnisse.
Ferner, wenn zumindest die grundlegenden Parameter eingestellt sind,
wenn Proben hoher Matrixkonzentration gemessen werden, ist es möglich, das Ausmaß der Verdünnung mit
guter Genauigkeit zu bestimmen. Daher ist es mit Hilfe der Vorrichtung
des vorliegenden Ausführungsbeispiels
möglich,
Vorrichtungseigenschaften nach Bedarf zu diagnostizieren und die Parameter
zu kalibrieren, die die Vorrichtung betreiben, derart, dass ein
Zustand nahe dem geschätzten Plasmazustand
mit guter Reproduzierbarkeit während
einer Messung geliefert werden kann.
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3 ist
eine Zeichnung, die einen Graph des Empfindlichkeit-Oxidionen-Verhältnisses
wie in 2 zeigt, und wird zum Beschreiben der Theorie hinter
der Diagnoseeinrichtung der vorliegenden Offenbarung verwendet.
Die Theorie von Diagnose und Korrektur der vorliegenden Offenbarung
wird Bezug nehmend auf 3 beschrieben.
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Mit
Hilfe der Vorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist das Kriterium
zum Bewerten der Eigenschaften, die sich auf das Plasma dieser Vorrichtung
beziehen, die Position der Punkte entlang der Hüllkurve, die das Ende der Hochempfindlichkeitsseite
in der Zeichnung aller Messpunkte auf dem Graphen des Empfindlichkeit-Oxidionen-Verhältnisses
bildet. Fünf
Messpunkte A, B, C, D und E sind als Beispiel in 3 dargestellt.
Die Erfinder der vorliegenden Offenbarung haben experimentell bestätigt, dass,
wenn die Plasmaeinstellungen (Plasmabedingungen, die die Temperatur
und die Anzahl von Ionen bestimmen, die durch die Schnittstelle
der vorliegenden Anwendung passieren; hierin nachfolgend auch einfach
als Plasmabedingungen bezeichnet) verändert werden, oder wenn sie
sich im Lauf der Zeit verändern,
sich diese Punkte entlang der Längsrichtung
dieser Hüllkurve
bewegen. Die Bewegung jedes Punkts entspricht schätzungsweise der
Beziehung zu der Plasmatemperatur, was eine Kombination der Plasmaelektronentemperatur
und der Gastemperatur ist. Im Wesentlichen bildet die eindimensionale
Richtung entlang der Hüllkurve
die Beziehung monotoner Erhöhung
im Hinblick auf die Plasmatemperatur des Systems. In der Figur ist
die Plasmatemperatur auf der A-Seite relativ niedrig und die Plasmatemperatur
auf der E-Seite ist relativ hoch.
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Die
Pfeile, die in beide Richtungen in der Figur zeigen, zeigen die
Richtung der Bewegung der Messpunkte, schränken aber den Bewegungsbereich
nicht ein. Solange z. B. eine große Änderung bei den Plasmabedingungen
vorliegt, kann sich Messpunkt A bis in die Nähe der Position bewegen, die als
Punkt C dargestellt ist. Die Länge
des Pfeils jedoch stellt das Ausmaß der Bewegung dar. Im Wesentlichen ändert sich
die Position des Messpunkts A beträchtlich ansprechend auf eine Änderung
bei den Plasmabedingungen. Andererseits ist Messpunkt E nicht empfindlich
gegenüber Änderungen
bei Plasmabedingungen und der Betrag, um den sich dieser Punkt bewegt,
ist klein.
-
Basierend
auf dem oben Erwähnten
ist deutlich, dass die Eigenschaften dieser Vorrichtung, die Plasmabedingungen
zugeordnet sind, basierend auf der Position jedes Messpunkts auf
dem Empfindlichkeit-Oxidionen-Verhältnis-Graphen bewertet werden können. 3 zeigt
nur fünf
Punkte, aber bei einer tatsächlichen
Diagnose kann die Form der Hüllkurve durch
Verwendung von mehr Messpunkten gekennzeichnet sein. Obwohl die
Anzahl von Messpunkten zu dem Punkt erhöht werden kann, dass eine Kurve durch
eine Interpolation zwischen Punkten gezeichnet wird, braucht es
mehr Zeit als nötig
für eine
Diagnosemessung, wenn viele Messpunkte vorliegen, was unerwünscht ist.
Zu praktischen Zwecken ist es bevorzugt, dass die Anzahl von Punkten
derart ist, dass eine Diagnosemessung in ungefähr 5 Minuten abgeschlossen
werden kann.
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Mit
Hilfe der Vorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird eine Diagnose
nach dem Finden des Punkts, an dem eine Messempfindlichkeit auf
einem Maximum ist, und dem Finden der Form der Hüllkurve unter Verwendung dieses
Punkts als das Kriterium ausgeführt,
um ohne weiteres und präzise
eine Diagnosebewertung auszuführen.
Das Verwenden des Punktes maximaler Empfindlichkeit als das Kriterium
macht eine Bewertung durch numerische Werte basierend auf diesen
Koordinaten möglich
und bezieht sich auf eine präzisere
Diagnosebewertung. Es sollte darauf hingewiesen werden, dass in 3 Messpunkt
C als der Punkt maximaler Empfindlichkeit gezeigt ist.
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4 ist
eine Zeichnung, die die Struktur der Software zeigt, die einen Teil
des Diagnosesystems der vorliegenden Erfindung bildet. 5 ist
eine Zeichnung, die die Details der Moduleinrichtung beschreibt,
die Teil der Software ist, die in 4 gezeigt ist. 6 ist
ein Flussdiagramm, das die Wirkung des Kalibrierungssystems des
vorliegenden Ausführungsbeispiels
darstellt. 7 ist eine Tabelle, die die Datenstruktur
zur Diagnosemessung zeigt, die in dem Modul enthalten ist, das bei
der Operation der vorliegenden Offenbarung verwendet wird, und 8 ist
ein Graph, der das Empfindlichkeit-Oxidionen-Verhältnis zeigt,
als das Messergebnis, basierend auf dieser Datenstruktur.
-
Das
Diagnose- und Kalibrierungssystem der vorliegenden Offenbarung wird
unter Verwendung von 4 bis 8 beschrieben.
Der Operationsmodus der vorliegenden Offenbarung wird in Reihenfolge
beschrieben, und die Softwarestruktur wird nach Bedarf beschrieben,
basierend auf dem Flussdiagramm in 6. Der Operationsmodus
des gesamten Kalibrierungssystems ist in 6 gezeigt, aber
ein Diagnosesystem, das keinen Endmodus zur Einstellung oder Korrektur
von Parametern aufweist, fällt
ebenfalls in die Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Offenbarung.
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Eine
automatisierte Operation des Systems wird gestartet (Schritt 301),
wenn das Kalibrierungssystem eingeschaltet wird. Für eine Erleichterung
der Operation durch einen Benutzer vor Ort ist das System des vorliegenden
Ausführungsbeispiels
ein System, durch das eine Operation automatisiert ist, bis die
Kalibrierung abgeschlossen ist. Obwohl dies nicht dargestellt ist,
ist es im Fall von Wartungsoperationen etc. auch möglich, den
Modus so einzustellen, dass das Verfahren nach einem spezifischen
Schritt vorübergehend
gestoppt wird.
-
Ein
System, das eingeschaltet wurde, kann zuerst eine Voreinstellung
(Schritt 302) ausführen. Eine
Voreinstellung ist der Operationsmodus, durch den vor einer Diagnosemessung
die Position in der Richtung, die die Achse des Plasmabrenners schneidet,
optimiert und mit der Achse ausgerichtet wird, und der Spannungszustand
der Ionenlinse für
eine Diagnosemessung optimiert wird. Wenn nötig ist es möglich, nur
einen dieser zwei Modi zu verwenden. Wenn die Position des Plasmabrenners
oder der Spannungszustand der Ionenlinse nicht optimiert ist, besteht
eine Möglichkeit,
dass die oben erwähnte Form
der Empfindlichkeit-Oxidionen-Hüllkurve
ungeeignet ist und eine Diagnose nicht geeignet ausgeführt wird.
Daher sollte üblicherweise
eine Voreinstellung ausgeführt
werden, jedes Mal wenn eine Diagnosemessung ausgeführt wird.
Wenn jedoch garantiert werden kann, dass die Einstellungen abgeschlossen
wurden, und es notwendig ist, die Probenmesszeit zu kürzen, kann
diese Voreinstellung weggelassen werden. Es sollte darauf hingewiesen
werden, dass, obwohl die einzige Voreinstellung bei dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
die Ausrichtung des Plasmabrenners und die Einstellung des Ionenlinsen-Spannungszustands
ist, abhängig
von der Vorrichtung auch andere Parameter eingestellt werden können.
-
Wenn
die Voreinstellungsoperation gestartet wird, ist das erste Modul,
das ausgelesen wird, das Modul, das die Parameter als Messbedingungen
enthält.
Die Struktur der Software des Systems des vorliegenden Ausführungsbeispiels
wird in Bezug auf das Lesen des Moduls beschrieben.
-
Wie
vorangehend beschrieben wurde, ist die Softwarestruktur des Systems
des vorliegenden Ausführungsbeispiels
in 4 gezeigt. Wenn das oben erwähnte System zur Diagnose und Kalibrierung durch
eine Gemeinschaftsoperation einer Softwareeinrichtung bereitgestellt
wird, die in der Steuervorrichtung 70 vorhanden ist, und
dem Speicher 95, und ähnliches,
und durch andere Hardwareeinrichtungen, ist nur die Struktur dieser
Softwareeinrichtung in 4 gezeigt. Bezugszeichen 200 in 4 ist
eine Kalibrierungseinrichtung. Die Kalibrierungseinrichtung 200 weist
eine Diagnoseeinrichtung 210 und eine Parameterkorrektureinrichtung 220 auf.
Die Diagnoseeinrichtung 210 weist ferner eine Voreinstellungseinrichtung 211,
eine Diagnosemesseinrichtung 214 und eine Modulbereitstellungseinrichtung 215 auf,
und die Voreinstellungseinrichtung 211 weist eine Vormesseinrichtung 212 und
eine Einstellbefehlseinrichtung 213 auf.
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Von
diesen werden die Voreinstellungseinrichtung 211 und die
Modulbereitstellungseinrichtung 215 für die oben erwähnte Voreinstellung
verwendet. Es sollte darauf hingewiesen werden, dass ein charakterisierender
Punkt ist, dass die Modulbereitstellungseinrichtung 215 nicht
nur in Zusammenarbeit mit der Vormesseinrichtung 212 sondern
auch mit der Diagnosemesseinrichtung 214 arbeitet.
-
Die
Details der Modulbereitstellungseinrichtung 215 sind in 5 gezeigt.
Die Modulbereitstellungseinrichtung 215 verwendet zwei
Module. Eines ist ein Abtastmodul 231 und das andere ein
Sprungmodul 232. Das Abtastmodul 231 legt einige
einer Mehrzahl von Parametern fest und misst N Abmessungen innerhalb
des gesamten Bereichs der verbleibenden notwendigen Parameter. Das
Sprungmodul 232 andererseits misst nur eine spezifische
Parametergruppe aus spezifischen Parametern, wie es für jene Parameter
als geeignet erachtet wird. Die Einstellungen für jeden Parameter entsprechend dem
Abtastmodul 231 und dem Sprungmodul 232 sind in
dem Speicher 95 vorgespeichert. Das Abtastmodul 231 und
das Sprungmodul 232, die dem Parametertyp entsprechen,
werden durch die Steuervorrichtung 70 gemäß der notwendigen
Operation gelesen.
-
Um
die Operation der oben erwähnten
Module mit einem einfachen Beispiel zu beschreiben, werden drei
Parameter genommen und die orthogonalen Koordinaten dieser drei
Parameter werden eingestellt. Wenn das Abtastmodul 231 verwendet
wird, wird eine Messung für
alle kontinuierlichen oder diskreten Punkte innerhalb des Parameterbereichs
ausgeführt,
der dem Gesamtvolumen entspricht, wie durch ein Quader- oder regelmäßiges Hexaeder
dargestellt ist, während,
wenn ein Sprungmodul verwendet wird, Messungen an sporadischen Messpunkten ausgeführt werden,
so wie sie sich auf die Parameter in Frage beziehen, die gemäß den Parametern
ausgewählt
wurden.
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Das
Abtastmodul 231 und das Sprungmodul können nicht nur in Diagnosesystemen
verwendet werden, die sich auf Plasmazustände beziehen, wie bei dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
beschrieben ist, sondern auch für
eine Diagnose und Kalibrierung, die sich auf verschiedene Parameter
beziehen. Zum Beispiel ist es möglich,
diese Module von außerhalb
des Diagnosesystems aufzurufen und sie für eine Vielzahl von Parametern
zu verwenden, die bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht gezeigt sind,
wenn die Diagnose ausgeführt
wird, die für Operationen
benötigt
wird, wie z. B. Wartung.
-
Üblicherweise
wird das Abtastmodul 231 für eine Vormessung aufgerufen.
Die Parameter, die Gegenstand der Vormessung sind, sind die Koordinaten in
zwei Dimensionen innerhalb der Ebene, die die Achse des Plasmabrenners
schneidet, und der eindimensionale oder zweidimensionale Spannungsbereich,
der an die Ionenlinse angelegt wird. Die drei primären Parameter
zum Einstellen der Plasmabedingungen, im Wesentlichen der erste
Parameter zum Bestimmen der Ausgabe der Hochfrequenzleistungsquelle,
der zweite Parameter zum Bestimmen der Flussrate des Trägergases
in dem Aerosol und der dritte Parameter zum Bestimmen der Distanz
zwischen dem Plasmabrenner und der Schnittstelle, sind während der Vormessung
auf einen vorbestimmten, spezifischen Wert festgelegt.
-
Die
Vormesseinrichtung 212 gibt die Vorrichtungsparameter,
die sich auf einen spezifischen Bereich von Koordinaten für zwei Dimensionen
innerhalb der Ebene beziehen, die die Achse des Plasmabrenners schneidet,
und den Spannungsbereich, der an die Ionenlinse angelegt ist, basierend
auf dem Abtastmodul, das bei Schritt 303 aufgerufen wurde, führt eine
mehrdimensionale Vormessung aus und sammelt Messdaten (Schritt 304).
Es sollte darauf hingewiesen werden, dass eine Standardprobe für die Vormessung
und die später
beschriebene Diagnosemessung verwendet wird. Zum Beispiel kann diese
Probe eine Ce-Lösungs-Probe
mit einer spezifischen Konzentration sein (z. B. einer Konzentration von
10 ppb oder 1 ppb).
-
Der
Parameterwert, bei dem eine Empfindlichkeit unter diesen Bedingungen
auf einem Maximum ist, wird als der Optimalwert aus den Ergebnissen
der Vormessung ausgewählt
(Schritt 304). Die Einstellbefehlseinrichtung 213,
gezeigt in 4, liefert den notwendigen Befehl
zur Einrichtung zum Ändern
der Plasmabrennerposition, oder einer Spannungseinstellvorrichtung
für die
Ionenlinsenelektrode, basierend auf dem ausgewählten Wert, und stellt den
Plasmabrenner oder die Ionenlinse ein (Schritt 305).
-
Sobald
eine Voreinstellung abgeschlossen wurde, wird eine Vorbereitung
zur Diagnosemessung gestartet. Wie in dem Fall einer Vormessung
ist es der erste Schritt, das Modul aufzurufen (Schritt 304). In
dem Fall einer Diagnosemessung ist es notwendig, in der Lage zu
sein, das Verhalten zu einem bestimmten Ausmaß zu schätzen, das jedem Parameter zugeordnet
ist, ohne die Messung kompliziert zu machen, und die Messzeit zu
verkürzen.
Daher wird üblicherweise
das Sprungmodul 232 aufgerufen. Die Parameter, die der
Gegenstand der Messung sind, sind in diesem Fall die oben erwähnten drei primären Parameter,
im Wesentlichen der erste bis dritte Parameter.
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Die
Diagnosemesseinrichtung 214 gibt die Vorrichtungsparameterwerte
basierend auf dem Sprungmodul 232 bezüglich der drei primären Parameter,
die aufgerufen wurden, führt
eine Diagnosemessung aus und sammelt die Messdaten (Schritt 307). 7 zeigt
ein Beispiel einer Liste aus Parametern, ausgewählt durch das Sprungmodul 232, und 8 zeigt
die Messergebnisse derselben.
-
Wie
in 7 gezeigt ist, sind die erste und die zweite Gruppe
von Ansammlungen von Parameterkombinationen die Ansammlungen von
Parameterkombinationen, die der Auswahl des Sprungmoduls zugeordnet
sind, bezüglich
der drei primären
Parameter, verwendet bei der Diagnose des vorliegenden Ausführungsbeispiels.
Ein charakterisierendes Merkmal ist, dass bei der ersten Gruppe,
der Probenahmetiefe, im Wesentlichen die Distanz zwischen dem Plasmabrenner
und der Ionenlinse, konstant gehalten wird, als ein relativ kleiner
oder der kleinste Wert, und in der zweiten Gruppe die Ausgabe der Hochfrequenzleistungsquelle
(HF-Ausgabe) konstant gehalten wird.
-
Der
Grund dafür
ist, im Gegensatz zu der Tatsache, dass die Parameterkombinationen
der ersten Gruppe zum Zweck des Suchens nach Messpunkten verwendet
werden, wo die Empfindlichkeit während
einer Diagnosemessung auf einem Maximum ist, die Parameterkombinationen
der zweiten Gruppe zur Messung von Proben mit einer hohen Matrixkombination
nach der Diagnosemessung verwendet werden. Es sollte betont werden,
dass, im Vergleich zu der ersten Gruppe aus Parameterkombinationen,
mit der die maximale Empfindlichkeit erhalten werden kann, die zweite
Gruppe aus Parameterkombinationen basierend auf relativ stabilen,
robusten Bedingungen bestimmt wird, die Messpunkten entsprechen,
wobei das Oxidionenverhältnis
des Empfindlichkeit-Oxidionen-Verhältnisses auf der kleinen Seite
ist. Solche robusten Bedingun gen können z. B. realisiert werden
durch eine solche Einstellung, dass die Probenahmetiefe etwas größer eingestellt ist,
aber in diesem Fall würde
sich der Punkt, der der entsprechenden Kombination jedes Parameters
entspricht, etwas hin zu der Innenseite der Hüllkurve bewegen.
-
Es
sollte darauf hingewiesen werden, dass, obwohl die erste und zweite
Gruppe während
einer Messung nicht differenziert werden, wie vorangehend beschrieben
wurde, nur geplant ist, dass die zweite Gruppe tatsächlich für eine Messung
von Proben mit einer hohen Matrixkonzentration verwendet wird, und
die zweite Gruppen daher separat voneinander während einer Diagnosebewertung
und Korrekturverarbeitung gehandhabt werden.
-
Die
Kombinationen aus Parametern, die die erste und zweite Gruppe bilden,
sind als Ergebnis der Messung unter dem Standardzustand vor dem
Versand, die Hüllkurve
in dem Diagramm, gebildet durch alle Messwerte auf dem Graphen des
Empfindlichkeit-Oxidionen-Verhältnisses
und werden vorab als Parameter verwendet, die Messpunkten an Positionen
entlang der Hüllkurve
entsprechen, die das Ende der Seite bildet, wo die Empfindlichkeit
hoch ist. Die Anzahl von Parameterkombinationen kann in Reihenfolge
zugewiesen werden, von der Seite, wo die oben erwähnte Plasmatemperatur
schätzungsweise niedrig
ist. Mit Hilfe des Beispiels aus 7 werden die
Probenahmetiefe und HF-Ausgabe auf konstante Werte für alle der
ersten und zweiten Gruppe eingestellt, aber es ist nicht wesentlich,
dass alle der Werte konstant sind, und es ist möglich, dass ein kleiner Teil der
ersten oder zweiten Gruppe konstante Parameterwerte aufweist.
-
Gemäß den Messergebnissen,
die in 8 gezeigt sind, ist der Messpunkt, der „10" in der Tabelle in 7 entspricht,
der Punkt, wo eine Messempfindlichkeit auf einem Maximum ist. Eigenschaftsqualität wird basierend
auf diesem Ergebnis bewertet (Schritt 308). Die Eigenschaft
der Vor richtung, wie sie sich auf Plasmabedingungen bezieht, kann
als gut bewertet werden, wenn die Voraussetzungen von (1) der Punkt
maximaler Empfindlichkeit sollte der Messpunkt „10" sein, (2) das Verhältnis der Empfindlichkeit eines
spezifischen Messpunkts über
der maximalen Empfindlichkeit liegt in einem spezifischen Bereich, und
(3) diese Empfindlichkeit ist in einem konstanten zulässigen Bereich
etc., erfüllt
werden, als Diagnosekriterien gemäß dem Verfahren zur Korrektur
aus dem Standardzustand vor dem Versand, was nachfolgend beschrieben
ist. Andererseits können,
wenn diese Bedingungen nicht erfüllt
sind, die Eigenschaften der Vorrichtung als „schlecht" bewertet werden. Der Graph in 8 kann
in dem geeigneten Format auf der Benutzerschnittstelle 100 angezeigt
sein.
-
Wenn
der Benutzer dieses System als ein Diagnosesystem verwendet, wird
der gesamte Operationsmodus bei Schritt 307 abgeschlossen.
Wenn nötig,
kann der Operationsmodus als ein Kalibrierungssystem nachfolgend
in Weiterführung
ausgeführt werden.
Wenn die Diagnosebewertung „gut" ist, wird die Operation
ohne Korrigieren von Parametern abgeschlossen (Schritt 311).
Wenn die Bewertung „schlecht" ist, wird die notwendige
Parameterkorrektur ausgeführt.
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Die
Parameterkorrektur für
die Kalibrierung wird durch eine Operationsparameterkorrektureinrichtung 220 ausgeführt. Die
Parameterkorrektureinrichtung 220 berechnet den Betrag
einer Parameterkorrektur für
eine Kalibrierung (Schritt 309) und korrigiert Parameter
basierend auf dem berechneten Betrag einer Korrektur (Schritt 310).
Mit Hilfe des vorliegenden Ausführungsbeispiels
werden die folgenden zwei Verfahrenstypen als Verfahren zum Korrigieren von
Parametern verwendet. Es ist möglich,
ein beliebiges der Verfahren zu verwenden, oder eine Kombinationskorrektur
kann ausgeführt
werden.
-
Das
erste Verfahren ist das Verfahren, durch das bestimmt wird, dass
unter normalen Bedingungen der Punkt maximaler Empfindlichkeit ein
spezifischer Punkt ist, und der Betrag einer Parameterkorrektur
wird aus der Größe der Differenz
zwischen dem spezifischen Punkt und dem entsprechenden tatsächlichen
Messpunkt berechnet. Bei einer Erklärung unter Verwendung von 3,
wenn der Messpunkt der maximalen Empfindlichkeit unter Standardbedingungen
der Messpunkt C ist, wenn eine Diagnosemessung unter den Parameterbedingungen
für Messpunkt
C ausgeführt
wird und der entsprechende Messpunkt der Messpunkt C' ist, der keine maximale Empfindlichkeit
liefert, ergibt sich der Betrag einer Korrektur aus der Größe der Differenz
bei diesen Messpunkten in den Koordinaten (Schritt 309).
Im Wesentlichen ist der Messpunkt C' der Punkt, wo die Empfindlichkeit ursprünglich auf
einem Maximum ist; daher wird eine Korrektur durch Ändern von
zumindest einem der Primärparameter
ausgeführt,
wobei der aktuelle Zustand der Vorrichtung derart berücksichtigt
wird, dass dieser Messpunkt der Punkt maximaler Empfindlichkeit
wird. Es sollte darauf hingewiesen werden, dass bevorzugt ist, dass
der zu korrigierende Parameter der zweite Parameter ist, d. h. die Trägergasflussrate.
Der Grund dafür
ist, dass, wenn der Punkt maximaler Empfindlichkeit gesucht wird, der
Operationsbereich breiter sein kann als die anderen Parameter und
es einfacher ist, in einem engeren Bereich einzustellen.
-
Das
zweite Verfahren ist das Verfahren, durch das das Verhältnis der
Empfindlichkeit an einem spezifischen Messpunkt zu der maximalen Empfindlichkeit
unter Standardbedingungen bestimmt wird, wobei das Verhältnis der
Empfindlichkeit an dem tatsächlichen
Messpunkt, der diesem spezifischen Messpunkt entspricht, über der
maximalen Empfindlichkeit, die als Ergebnis der tatsächlichen Diagnosemessung
erhalten wird, gefunden wird, und wenn eine Differenz bei diesen
Verhältnissen
vorliegt, der Korrekturbetrag gefunden wird, der dieser Differenz
entspricht (Schritt 309). Gemäß 3, wenn
ein spezifischer Messpunkt der Messpunkt D ist, und der Messpunkt,
der diesem Punkt in der tatsächlichen
Messung entspricht, Messpunkt D' in
der Figur ist, wird das Verhältnis
von SD' zu
der tatsächlichen
maximalen Empfindlichkeit (Smax) mit dem
Verhältnis
SD zu der anfänglichen maximalen Empfindlichkeit
(Sini max) verglichen, und der Betrag einer
Korrektur gemäß dieser
Differenz wird bestimmt. Wie in dem Fall der ersten Korrektur kann
der zu korrigierende Parameter der zweite Parameter sein, im Wesentlichen
die Trägergasflussrate,
aber der Gegenstand der Korrektur kann auch der dritte Parameter sein,
die Probenahmetiefe, im Wesentlichen die Distanz zwischen dem Plasmabrenner
und der Schnittstelle.
-
Folglich,
wenn das erste Verfahren bei den Beispielen in 7 und 8 verwendet
wird, wird die entsprechende Korrektur (Parameterkorrektur 1) ausgeführt, außer Messpunkt „10" ist der Messpunkt, wo
anfänglich
geschätzt
wurde, dass die Empfindlichkeit auf einem Maximum ist. Andererseits,
wenn das zweite Verfahren verwendet wird, wird die entsprechende
Korrektur (Parameterkorrektur 2) ausgeführt durch Vergleichen des Verhältnisses
der Empfindlichkeit S19 über der maximalen Empfindlichkeit Smax mit dem Verhältnis unter Standardbedingungen, wenn
z. B. Punkt „19" der spezifische
Messpunkt ist.
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Wie
in Bezug auf 3 gezeigt ist, unterscheidet
sich der Betrag einer Änderung,
der einer Differenz bei den Plasmabedingungen entspricht, auf der
Hoch-Plasma-Temperatur-Seite
und der Niedrig-Plasma-Temperatur-Seite. Folglich wird eine Berechnung
des Korrekturbetrags, die durch das erste und zweite Korrekturverfahren
ausgeführt
wird, basierend auf einer spezifischen Konversionsregel oder durch
eine spezifische Konversionstabelle ausgeführt, die auf Erfahrung basiert.
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Die
Korrektur der Parameterwerte kann für alle Kombinationen aus Parametern
ausgeführt
werden, aber wie vorangehend beschrieben wurde, wenn eine Messung
basierend auf dem Sprungmodul während
einer Diagnosemessung ausgeführt wurde,
weisen die Parameterkombinationen zwei Gruppen auf, da nur die zweite
Gruppe der zwei Gruppen für
eine Messung nach einer Kalibrierung verwendet wird; es ist ferner
möglich,
nur die zweite Gruppe von Parameterkombinationen zu korrigieren. Es
sollte darauf hingewiesen werden, dass eine Parameterkorrektur auch
direkt vor der tatsächlichen Probenmessung
ausgeführt
werden kann. Ferner kann der berechnete Korrekturbetrag und die
Geschichte der Parameter nach einer Korrektur gespeichert und für eine nachfolgende
Diagnosemessung oder tatsächliche
Probenmessung verwendet werden.
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Wie
vorangehend beschrieben wurde, kann die Größe der Differenz aus dem Standardzustand, die
berechnet wurde, um diesen Korrekturbetrag zu finden, zum Bewerten
der Qualität
während
einer Diagnose verwendet werden. Im Wesentlichen ist es gemäß dem Beispiel
in 3 möglich,
eine Diagnosebewertung mit Hilfe des ersten Verfahrens auszuführen, basierend
darauf, ob das Ausmaß,
zu dem die Differenz bei den Koordinaten zwischen dem Messpunkt
C und dem Messpunkt C' innerhalb
eines spezifischen Bereichs liegt oder nicht, oder durch das zweite
Verfahren, basierend darauf, ob die Differenz bei dem Verhältnis von
SD' über der
maximalen Empfindlichkeit und dem Verhältnis von SD über der
maximalen Empfindlichkeit unter Standardbedingungen in einem spezifischen
Bereich liegt oder nicht.
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Als
ein Ergebnis der oben erwähnten
Korrektur sind die Parameter optimiert und das Kalibrierungsverfahren
ist abgeschlossen (Schritt 311). Die Vorrichtung kann dann
für eine
tatsächliche
Messung von Proben mit verschiedenen Matrixkonzentrationen verwendet
werden.
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Die
oben erwähnte
Beschreibung beschrieb ein Diagnosesystem und ein Kalibrierungssystem, die
die bevorzugten Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Offenbarung sind, aber diese sind ausschließlich darstellende
Beispiele und schränken
die vorliegende Offenbarung in keiner Weise ein, und eine Vielzahl
von Abänderungen
ist durch Fachleute auf dem Gebiet möglich.