FR2616932A1 - Method of regulating the plasma in a spectroscopic analysis apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDE DE REGULATION DU PLASMA
DANS UN APPAREIL D'ANALYSE SPECTROSCOPIQUE
La présente invention est relative à un procédé de régulation de la puissance électrique haute fréquence délivrée à une torche plasma dans un appareil d'analyse spectroscopique. Cette régulation permet de produire une flamme plasma de caractéristique stable aussi bien à long terme, après le démarrage de la torche, qu'à court terme, lors de l'introduction d'échantillons à analyser.PLASMA REGULATION PROCESS
IN A SPECTROSCOPIC ANALYSIS APPARATUS
The present invention relates to a method for regulating the high frequency electrical power delivered to a plasma torch in a spectroscopic analysis apparatus. This regulation makes it possible to produce a plasma flame with a stable characteristic both in the long term, after starting the torch, and in the short term, during the introduction of samples to be analyzed.
Le but de l'analyse spectroscopique de la lumière émise par un échantillon à l'état gazeux excité par une torche plasma est la détermination des concentrations Ci des éléments chimiques Ei constituant l'échantillon Ce procédé est largement utilisé dans l'industrie et dans les laboratoires de recherche, notamment dans les industries des métaux pour pouvoir contrôler la qualité de fabrication et du résultat final ou dans le domaine de l'environnement pour analyser les eaux contaminées. Ces mesures permettent de détecter des concentrations aussi bien très faibles, voire à l'état de traces, que des concentrations principales. The purpose of spectroscopic analysis of the light emitted by a sample in the gaseous state excited by a plasma torch is the determination of the concentrations Ci of the chemical elements Ei constituting the sample This process is widely used in industry and in research laboratories, in particular in the metals industries to be able to control the quality of manufacture and the final result or in the field of the environment to analyze contaminated water. These measurements make it possible to detect very low concentrations, even in trace amounts, as well as main concentrations.
Cette détermination se fait à partir de la mesure de l'intensité d'une ligne appropriée dans le spectre de l'émission de l'élément analysé. Afin de permettre à l'échantillon d'émettre de la lumière, il lui faut d'abord transmettre de l'énergie, phénomène que l'on appelle excitation. La puissance d'excitation à fournir a pour double fonction d'une part de vaporiser une faible portion de ltéchantillon, d'autre part d'exciter les atomes constituant ltéchantillor.-A ce tltre, o n peut citer différentes procédures d'excitation tels qu arrn éléctriques en pression atmosphérique, ou excitation a faible pression comme dans les tubes à néon, ou combustion dans une flamme ou, enfin, un état plasma induit physiquement. This determination is made from the measurement of the intensity of an appropriate line in the emission spectrum of the element analyzed. In order to allow the sample to emit light, it must first transmit energy, a phenomenon called excitation. The excitation power to be supplied has the dual function of, on the one hand, vaporizing a small portion of the sample, and, on the other hand, exciting the atoms constituting the sampler. electrical arrn at atmospheric pressure, or excitation at low pressure as in neon tubes, or combustion in a flame or, finally, a physically induced plasma state.
L'exemple d'un plasma induit physiquement est le ICP (Inductively Coupled Plasma) dans le lequel une puissance électrique haute fréquence e-st transférée à un courant de gaz par un solénoide d'induction, lui-mEme coulé à un générateur de fréquence. L'échantillon est introduit dans le courant de gaz à l'état de vapeur. An example of a physically induced plasma is the ICP (Inductively Coupled Plasma) in which a high frequency electrical power is transferred to a gas stream by an induction solenoid, itself flowed to a frequency generator . The sample is introduced into the gas stream in the vapor state.
Ainsi, l'intensité d'une ligne correspondant à--un élément particulier est essentiellement fonction de la concentration de cet élément dans l'échantillon, mais aussi de la puissance d'excitation fournie par le plasma aux atomes. Il est donc de prime importance d'assurer que cette puissance fournie par le plasma aux atomes soit la plus constante possible. Ceci est réalisé à l'heure actuelle en stabilisant la puissance de sortie du générateur haute fréquence le mieux possible, et en admettant qu'une fraction constante est transmise par le plasma.Thus, the intensity of a line corresponding to - a particular element is essentially a function of the concentration of this element in the sample, but also of the excitation power supplied by the plasma to the atoms. It is therefore of prime importance to ensure that this power supplied by the plasma to the atoms is as constant as possible. This is achieved at present by stabilizing the output power of the high frequency generator as best as possible, and by admitting that a constant fraction is transmitted by the plasma.
Ceci n'est malheureusement pas le cas pour plusieurs raisons. La première est que les procédés actuels de stabilisation de générateurs haute fréquence sont encore imparfaits. Ces fluctuations résiduelles conduisent à des variations de température du plasma encore trop importantes. Par ailleurs, les pertes de puissance sur les lignes reliant le générateur à la torche plasma elle-même ne sont pas négllyeak,Ses, et surtout ne sont pas constantes. Enfin, in, 1 'i ntr oduct i en d'un échantillon dans le plasma en modifie la température quand bien même la puissance délivrée par le générateur est constante.Tout ceci conduit donc à des erreurs systématiques d'amplitude inconnue qui viennent fausser aussi bien les mesures sur des é chanti 1 1 ons de calibration que sur des échantillons à analyser, et donc font perdre en précision les résultats analytiques. This is unfortunately not the case for several reasons. The first is that current methods of stabilizing high frequency generators are still imperfect. These residual fluctuations lead to variations in the temperature of the plasma which are still too great. Furthermore, the power losses on the lines connecting the generator to the plasma torch itself are not negllyeak, Ses, and above all are not constant. Finally, in, the i ntr oduct i en of a sample in the plasma modifies the temperature even though the power delivered by the generator is constant. All this therefore leads to systematic errors of unknown amplitude which also distort well the measurements on samples 1 1 ons of calibration that on samples to be analyzed, and thus make lose in precision the analytical results.
Le but de la présente invention est d'obvier les inconvénients précédemment cités par un procédé de régulation de la puissance électrique haute fréquence permettant de produire une flamme plasma de caractéristique stable et ce aussi bien à long terme après le démarrage de la torche qu'à court terme lors de l'introduction d'un échantillon à analyser. The object of the present invention is to obviate the drawbacks mentioned above by a method of regulating the high-frequency electrical power making it possible to produce a plasma flame of stable characteristic, both in the long term after the torch has started and at short term when introducing a sample to be analyzed.
Ce but est atteint par un procédé de régulation caractérisé en ce que l'on asservit le générateur de puissance électrique haute fréquence à la mesure d'une intensité de lumière émise par le plasma. Selon l'invention, l'intensité de lumière servant à cet asservissement peut soit etre l'intensité totale du plasma, sans discrimination de longueurs d'onde, soit I'intensité d'une ligne spectrale discrète, soit celle d'une ligne générée par un gaz vecteur, soit celle d'une ligne générée par un solvant ou enfin celle d'une ligne générée par un élément traceur ajouté en concentration bien définie à l'échantillon. This object is achieved by a regulation process characterized in that the high frequency electric power generator is slaved to the measurement of a light intensity emitted by the plasma. According to the invention, the light intensity used for this control can either be the total intensity of the plasma, without discrimination of wavelengths, or the intensity of a discrete spectral line, or that of a generated line. by a carrier gas, either that of a line generated by a solvent or finally that of a line generated by a tracer element added in well defined concentration to the sample.
De préférence, le générateur de puissance électrique haute fréquence est asservi au démarrage à une valeur électrique de l'oscil lateur à lignes accordee.'- tels que le courant anodique, la tension anodique ou la puissance électrique, et, seulement une fois en marche,, asservit à la mesure d'une intensité de lumière émise par le plasma. Preferably, the high-frequency electric power generator is slaved at start-up to an electric value of the oscillator with tuned lines. ,, slaves to the measurement of a light intensity emitted by the plasma.
Ce procédé peut avantageusement être mis en oeuvre dans un appareil d'analyse spectroscopique comprenant un générateur haute fréquence, incluant un oscillateur à lignes accordées et alimentant l'inducteur d'une torche plasma dans lequel circule un courant de gaz porteur d'un échantillon à l'état gazeux du corps a analyser un spectromètre permettant la mesure de l'intensité de chaque raie spectrale de la lumière émise par le plasma au moyen de phototubes ; des moyens électroniques et informatiques permettant de transformer les mesures des phot otubes en valeurs de concentration d'éléments chimiques.Cet appareil réalisant le procéde se caractérise en ce que des moyens comparent le ou les signaux issus d'un ou plusieurs phototubes avec une référence pour générer un signal de correction pilotant le générateur de puissance haute fréquence de telle sorte que la puissance d'excitation fournie par le plasma au gaz soit constante. This method can advantageously be implemented in a spectroscopic analysis apparatus comprising a high frequency generator, including an oscillator with tuned lines and supplying the inductor of a plasma torch in which a current of gas carrying a sample flows. the gaseous state of the body to analyze a spectrometer allowing the measurement of the intensity of each spectral line of the light emitted by the plasma by means of phototubes; electronic and computer means making it possible to transform the measurements of the phototubes into values of concentration of chemical elements. This device carrying out the process is characterized in that means compare the signal or signals from one or more phototubes with a reference for generating a correction signal driving the high frequency power generator so that the excitation power supplied by the gas plasma is constant.
Pour ce, il s'est avéré utile de prévoir des moyens convertissant le signal en intensité issu d'un phototube en un signal en tensinn. For this, it has proved useful to provide means converting the signal into intensity from a phototube into a signal in tensinn.
Avantageusement, l'appareil comporte des moyens optoélectriques isolant la partie de la régulation comprenant le ou les phototubes des parasites haute fréquence crées par le générateur, et permettant l'utilisation d'une alimentation en courant continu différente de celle employée à l'intérieur du générateur. Advantageously, the device comprises optoelectric means isolating the part of the regulation comprising the phototubes of the high frequency parasites created by the generator, and allowing the use of a DC power supply different from that used inside the generator.
I1 s'est avéré avantageux de faire pénétrer l f câble portant le signal issu des moyens optoélectriques à l'intérieur du générateur de haute fréquence au milieu d'un condensateur de passage. Ce montage équivaut au branchement d'un condensateur entre ce câble et le bâti du générateur, lui-même relié à la masse. It has proven advantageous to make the cable carrying the signal from the optoelectric means penetrate inside the high frequency generator in the middle of a passage capacitor. This assembly is equivalent to connecting a capacitor between this cable and the generator frame, itself connected to ground.
Selon une autre caractéristique, l'intégrale dans le temps du signal de correction est utilisée pour piloter le générateur de puissance haute fréquence. According to another characteristic, the time integral of the correction signal is used to drive the high frequency power generator.
L'appareil de régulation se caractérise aussi en ce qu'il comporte des moyens permettant d'ajuster la régulation, à savoir un potentiomètre sur le générateur de haute fréquence permettant de régler la puissance de base, un potentiomètre règlant l'alimentation en tension du phototube et un potentiomètre calibrant le signal en tension à l'entrée de l'optocoupleur. The regulating apparatus is also characterized in that it comprises means making it possible to adjust the regulation, namely a potentiometer on the high frequency generator making it possible to adjust the base power, a potentiometer regulating the voltage supply of the phototube and a potentiometer calibrating the voltage signal at the input of the optocoupler.
Un dispositif conforme à l'invention v a maintenant être décrit plus en détail en référence au dessin unique représentant un schéma de principe de l'appareil d'analyse spectroscopique. A device according to the invention v will now be described in more detail with reference to the single drawing representing a block diagram of the spectroscopic analysis apparatus.
De manière conventionnelle, l'appareil d'analyste spectroscopique comprend un générateur de puissance haute fréquence alimentant une torche plasma. Conventionally, the spectroscopic analyst apparatus comprises a high frequency power generator supplying a plasma torch.
Cette torche plasma est traversée par un courant de gaz porteur provenant du réservoir 13. Dans ce gaz porteur est introduit un échantillon à analyser venant d'un r o s e r v o i r s u i v i d'un b a r b o t e u r é v e r t u o 1 1 o JI) C n' thermostatisé 12. Le solénoide inducteur 11 transfère @@ gaz une puissance électrique haute fréquence suffisante pour créer une condition de plasma : soit une hplltFF température et un haut degré d'ionisation. Une flamme 10 émettant de la lumière est alors générée. Cette lumière traverse la fente primaire 2 et atteint le réseau 3 qui la disperse.Un spectrale de lumière (A) est dirigé ensuite vers un masque comprenant une multitude de fente secondaires 6. Derrière chaque fente est disposé un phototube 4. Chaque phototube est relié à l'aide d'interfaces à des moyens informatiques permettant la lecture de l'intensité de la lumière tombant sur chaque fentes secondaires 6. En comparant ces mesures avec celles effectuées lors de l'étalonnage de l'appareil grâce à des échantillons de référence, une valeur deconcentration d'éléments chimiques peut ainsl etre- déterminée,
Le générateur de haute fréquence est du type "à lignes accordées", et peut délivrer une puissance de 1 500 W à une fréquence de 27,12 Mhz.Ce générateur comprend un oscillateur à lignes accordées dans lequel la dimension des lignes anodiques 102 et des lignes cathodiques 101 déterminent la fréquence. L'adaptation d'impédances avec le circuit de sortie sur la torche s'effectue par variations du coefficient d'induction mutuel entre les lignes anodiques 102 et les lignes de sortie 103. Cet oscillateur est alimenté par une tension continue variant entre 3 kV et 4,5 kV et qui est crée par un circuit redresseur 104 lui-meme alimenté par un transformateur T1. Ce transformateur T1 décuple la tension d'alimentation de 380 V triphasés arrivant zur les lignes L1, L2, L3.This plasma torch is traversed by a stream of carrier gas coming from the reservoir 13. In this carrier gas is introduced a sample to be analyzed coming from a roservoir followed by a bubbler é virto 1 1 o JI) C n 'thermostatic 12. The solenoid inductor 11 transfers @@ gas a high frequency electrical power sufficient to create a plasma condition: either a temperature hplltFF and a high degree of ionization. A light-emitting flame 10 is then generated. This light passes through the primary slit 2 and reaches the network 3 which disperses it. A light spectral (A) is then directed towards a mask comprising a multitude of secondary slits 6. Behind each slit is disposed a phototube 4. Each phototube is connected using interfaces to computer means allowing the reading of the intensity of the light falling on each secondary slit 6. By comparing these measurements with those carried out during the calibration of the apparatus using reference samples , a value for the concentration of chemical elements can thus be determined,
The high frequency generator is of the "line tuned" type, and can deliver a power of 1500 W at a frequency of 27.12 Mhz. This generator comprises a tuned line oscillator in which the size of the anode lines 102 and cathode lines 101 determine the frequency. The adaptation of impedances with the output circuit on the torch is carried out by variations of the mutual induction coefficient between the anode lines 102 and the output lines 103. This oscillator is supplied by a DC voltage varying between 3 kV and 4.5 kV and which is created by a rectifier circuit 104 itself supplied by a transformer T1. This transformer T1 multiplies the supply voltage of 380 V three-phase arriving on lines L1, L2, L3.
La puissance de sortie de ce générateur peut être stabilisée à une valeur prédéterminée par l'intermédiaire d'un circuit de régulation qui, à partir de la tension ou du courant ou de la puissance anodique délivré à l'oscillateur à lignes accordées, permet d'agir sur les thyristores placés sur les lignes L1, L2 et L3 à l'entrée du transformateur T1. Ce circuit de régulation comprend une carte d'affichage, une carte de mesure, une carte de comparaison entre la consigne et la mesure, une carte de pilotage et une carte de sortie des thyristores. The output power of this generator can be stabilized to a predetermined value by means of a regulation circuit which, from the voltage or current or the anode power delivered to the oscillator with tuned lines, allows d 'act on the thyristors placed on lines L1, L2 and L3 at the input of the transformer T1. This regulation circuit includes a display card, a measurement card, a comparison card between the setpoint and the measurement, a control card and a thyristor output card.
Ce circuit de régulation fonctionne de la manière suivante : Un échantillon de courant d'anode Ta est envoyé dans un étage de lecture où il est affiché. Au moyen du potentiomètre 105, on calibre l'échantillon de courant de façon à obtenir 10 V pour un échantillon de 570 ma. La tension, image du courant d'anode, est envoyée dans l'étage de sélection de la mesure, où un sélecteur 106 permet de choisir parmi différents critères de stabilisation possibles tels que tension d'anode ou régulation spectroscopique (cette dernière faisant l'objet de l'invention); Dans cette carte, le signal est ensuite filtré. Par ailleurs, un signal de consigne est élaboré à partir d'une tension de 10 V en le modulant au moyen du potentiomètre 107. This regulation circuit operates as follows: A sample of anode current Ta is sent to a reading stage where it is displayed. Using potentiometer 105, the current sample is calibrated so as to obtain 10 V for a 570 ma sample. The voltage, image of the anode current, is sent to the measurement selection stage, where a selector 106 makes it possible to choose from various possible stabilization criteria such as anode voltage or spectroscopic regulation (the latter making the subject of the invention); In this card, the signal is then filtered. Furthermore, a setpoint signal is produced from a voltage of 10 V by modulating it by means of potentiometer 107.
Après retire passé par des circuits non représentés adaptant l'impédance entre la carte de mesure et la carte de comparaison, ces deux signaux sont comparés par l'amplificateur opérationnel 108 créant un signal de contre-réaction c. Ce signal c va être traitau choix, d'une manière proportionnelle ou intégrale oil d ffêrentiel le par des circuits comprenant des amplificateurs opérationnels. Parmi ces circuits, seul le circuit 109b produisant un signal c' égal à l'intégrale dans le temps du signal c est représenté. After removal through circuits not shown adapting the impedance between the measurement card and the comparison card, these two signals are compared by the operational amplifier 108 creating a feedback signal c. This signal c will be treated as desired, in a proportional or integral manner where it is preferential by circuits comprising operational amplifiers. Among these circuits, only the circuit 109b producing a signal c 'equal to the time integral of the signal c is shown.
La carte de pilotage créée des impulsions dont la largeur est proportionnelle à la consigne et aux variations du signal c'. De ce traitement sont issus six signaux (dll à d16) traités par la carte de sortie pour piloter les thyristores tl à t6 à l'entrée du transformateur T1. The control card creates pulses whose width is proportional to the setpoint and to the variations of the signal c '. From this processing come six signals (dll to d16) processed by the output card to drive the thyristors tl to t6 at the input of the transformer T1.
Ainsi, les variations de l'impédance de l'enroulement 11 de la torche plasma, lors de l'allumage de ce dernier ou de l'injection d'échantillon, sont compensés par ce circuit de régulation de telle sorte que la puissance électrique délivrée par le générateur reste constante. Thus, the variations in the impedance of the winding 11 of the plasma torch, when the latter is ignited or when the sample is injected, are compensated by this regulation circuit so that the electrical power delivered by the generator remains constant.
Un deuxième circuit, objet de l'invention, génère une tension de régulation VO à partir de la mesure. A second circuit, object of the invention, generates a regulation voltage VO from the measurement.
d'un ou plusieurs phototubes 4. A l'inverse du signal 1a qui n'est qu'une image de la puissance mème du générateur, le signal V est lui fonction de la luminosité de la flamme plasma 10. Ce circuit comprend un convertisseur d' inte TI Sité/VOltBge, un étage d'amplification/couplage- et un condensateur de passage 9.of one or more phototubes 4. Unlike the signal 1a which is only an image of the very power of the generator, the signal V is itself a function of the brightness of the plasma flame 10. This circuit comprises a converter of inte TI Sité / VOltBge, an amplification / coupling stage- and a passage capacitor 9.
Un circuit d'alimentation phototube permet de régler la tension continue, de l'ordre de 1 000 V, appliquée au phâtotube. Selon la lumière qu'il recoit, ce phototube génère un courant variable I p Ce courant est dirigé sur la carte convertisseur intensité/voltage vers l'entrée de l'amplificateur opérationnel- 120. La contreréaction réalisée par le branchement en parallèle du condensateur 1 21 et de la résistance 1 22 font que l'amplificateur 120 a une faible impédance d'entrée et une forte impédance de sortie. Cet amplificateur délivre ainsi une tension Vp image de l'intensité Ip. A phototube supply circuit makes it possible to adjust the direct voltage, of the order of 1000 V, applied to the phototube. Depending on the light it receives, this phototube generates a variable current I p. This current is directed on the intensity / voltage converter card to the input of the operational amplifier - 120. The counter-reaction produced by the parallel connection of the capacitor 1 21 and resistor 1 22 cause the amplifier 120 to have a low input impedance and a high output impedance. This amplifier thus delivers a voltage Vp image of the intensity Ip.
Cette tension Vp est ensuite amplifiée dans u rapport variant de 1 à 2 par un système d'amplification avec isolation galvanique réalisé à l'aide d'un circuit commercial (ISO 100 CP). Ce circuit comprend deux amplificateurs opérationnels 122 et 123 reliés entre eux par des diodes luminescentes 126. Un potientiomètre 124 permet de régler le facteur d'amplification. Ce circuit de découplage permet l'alimentation en 12 V continu du circuit précédent alors que le circuit suivant, à savoir celui de la régulation à l'intérieur du générateur de haute fréquence, est alimenté en 15 V. De plus, ce circuit de découplage empoche les parasites de haute fréquence crées par le générateur de remonter dans les circuits précédents;
La tension de sortie VO pénètre à l'intérieur du générateur haute fréquence par un condensateur de passage 9 filtrant les parasites. Après affichage, cette tension arrive au sélecteur 106.This voltage Vp is then amplified in a ratio varying from 1 to 2 by an amplification system with galvanic isolation produced using a commercial circuit (ISO 100 CP). This circuit comprises two operational amplifiers 122 and 123 linked together by light-emitting diodes 126. A potientiometer 124 makes it possible to adjust the amplification factor. This decoupling circuit allows the 12 V DC supply of the previous circuit while the next circuit, namely that of the regulation inside the high frequency generator, is supplied with 15 V. In addition, this decoupling circuit prevents high frequency parasites created by the generator from going up in the previous circuits;
The output voltage VO penetrates inside the high frequency generator by a passage capacitor 9 filtering the parasites. After display, this voltage arrives at selector 106.
Le générateur est d'abord enclenché en régulation de courant anodique Ia. La puissance de base délivrée par le générateur est alors réglée au moyen du potentiomètre 107 de consigne. La tension d'alimentation du phototube 4 est alors ajustée au moyen r')'
p o t e n t i o m è t r e 7 de manière à obtei7ir une t e n .' o n
d'environ 5 V à l'entrée de la carte convertlssFlJr,
lorsque le plasma est allumé et que le générateur déllvre
1 200 V. Le potentiomètre règlable 124 est ensuite
ajusté de manière à observer 8,3 V à la sortie de la
carte d'amplication/couplage, valeur lue sur la carte d'affichage du générateur.The generator is first engaged in anode current regulation Ia. The base power delivered by the generator is then adjusted by means of the reference potentiometer 107. The supply voltage of phototube 4 is then adjusted by means of r ')'
potentiometer 7 so as to obtain a ten. ' we
about 5 V at the input of the convertlssFlJr card,
when the plasma is on and the generator is working
1,200 V. The adjustable potentiometer 124 is then
adjusted to observe 8.3 V at the output of the
amplification / coupling card, value read on the generator display card.
Ces règlages une fois effectués ne sont plus
retouchés. On commute alors grâce au sélecteur 106 sur la régulation spectroscopique, soit selon la tension Vc"
Dans cette configuration, les variations de la flamme plasma 10 due soit aux variations de la puissance délivrée par le générateur, soit à des interférences
intervenant sur les lignes reliant "l'osc-illateur à
lignes accordées" et l'enroulement inducteur 11, soit par
la variation d'impédance de l'enroulement 11 lors de
l'introduction d'échantillons, sont vus par le ou les phototubes considérés. En effet, ces variations de la
flamme plasma 10 se traduisent par des variations de
l'intensité de la lumière émise, qui se traduisent par des variations du courant délivré par les phototubes.These adjustments once made are no longer
retouched. We then use the selector 106 to switch to spectroscopic regulation, ie according to the voltage Vc "
In this configuration, the variations in the plasma flame 10 due either to variations in the power delivered by the generator, or to interference
working on the lines connecting "the oscillator to
tuned lines "and the inductor winding 11, either by
the variation in impedance of the winding 11 during
the introduction of samples, are seen by the phototubes considered. Indeed, these variations in the
plasma flame 10 result in variations of
the intensity of the light emitted, which results in variations in the current delivered by the phototubes.
Comme. précédemment, la tension V,, image du signal reçu par le phototube, est comparée à une valeur de consigne créée par le potentiomètre 107.As. previously, the voltage V ,, image of the signal received by the phototube, is compared with a reference value created by the potentiometer 107.
Des essais ont été effectués pour étudier la stabilité du générateur à long terme selon une régulation à partir du photomultiplicateur mesurant la raie d'Argon
(394,9 nm). Cette stabilité concerne essentiellement la dérive du signal après l'enclenchement du générateur, dO principalement au chauffage du générateur lui-même. Cette dérive oblige à laisser en fonction le générateur pendant une longue période même lors d'analyses de contrôle brèves et sporadiques. Pour ce, une solution contenant plusieurs éléments à diverses concentrations a été injectée dans le plasma pendant une heure.La dérive des valeurs de concentration observée à la fin de cette période est comparée avec celles observées dans les mêmes conditions lors d'une régulation au courant anodique dans
le tableau suivant
de de variation % de variation
Elément Concentration lors de régula- lors de régula
tion 1a tion VO
Cd 10 - 14,5 - 0,6
Ni 50 - 10,4 - 0,4
Fe 20 - 9,4 - 3,0
P 50 + 20,0 + 32,0
S 50 - 0,0 + 7,0
Mg 5 - 5,7 + 0,4
Zn 20 - 9,1 + 1,1
Cu 80 + 2,2 + 0,4
Pb 50 - 15,0 - 1,5
Li 10 + 7,7 + 1,5
Cr 25 - 12,9 - 4,8
K 50 - 0,7 + 1,4
Mn 5 - 8 ,8 - 2,4
On observe une amélioration sensible de la stabilité dans un facteur de 3 à 20 pour la plupart des éléments excepté pour le phosphore, le soufre et le potassium.Pour ces derniers éléments, un problème additionnel d'échange entre phase vapeur et la phase liquide intervient, problème qui peut ètro aisément résolu en imposant un milieu basique à la solution.Tests have been carried out to study the stability of the generator in the long term according to a regulation from the photomultiplier measuring the Argon line.
(394.9 nm). This stability essentially concerns the drift of the signal after switching on the generator, mainly due to the heating of the generator itself. This drift means that the generator must be left in operation for a long period, even during brief and sporadic control analyzes. For this, a solution containing several elements at various concentrations was injected into the plasma for one hour. The drift of the concentration values observed at the end of this period is compared with those observed under the same conditions during current regulation. anodic in
the next board
of variation% of variation
Element Concentration during regulation - during regulation
tion 1a tion VO
Cd 10 - 14.5 - 0.6
Ni 50 - 10.4 - 0.4
Fe 20 - 9.4 - 3.0
P 50 + 20.0 + 32.0
S 50 - 0.0 + 7.0
Mg 5 - 5.7 + 0.4
Zn 20 - 9.1 + 1.1
Cu 80 + 2.2 + 0.4
Pb 50 - 15.0 - 1.5
Li 10 + 7.7 + 1.5
Cr 25 - 12.9 - 4.8
K 50 - 0.7 + 1.4
Mn 5 - 8, 8 - 2.4
There is a significant improvement in stability by a factor of 3 to 20 for most of the elements except for phosphorus, sulfur and potassium. For the latter elements, an additional problem of exchange between vapor phase and liquid phase occurs. , problem which can be easily solved by imposing a basic medium on the solution.
D'autres essais on été effectués pour étudier la stabilité du générateur à court terme, c'est-à-dire lors de l'introduction d'échantillons. Cette stabîîitçl est essentielle pour permettre une meilleur reproductibilité, par conséquent de meilleures limites de détection et une meilleure sensibilité. Pour ce, six paquets de dix mesures ont été effectués pour chacune des régulations. Dans le tableau c i -dessous est reproduite l'évolution des déviations standards relatives moyennes obtenues sur six déviations standards relatives lors de chaque paquet de dix mesures entre une régulation en courant anodique et une régulation par photomultiplicateur sur raie d'Argon. Other tests were carried out to study the stability of the generator in the short term, that is to say during the introduction of samples. This stability is essential to allow better reproducibility, therefore better detection limits and better sensitivity. For this, six packages of ten measurements were made for each of the regulations. In the table c i below is reproduced the evolution of the average relative standard deviations obtained on six standard deviations relative during each packet of ten measurements between an anodic current regulation and a regulation by photomultiplier on Argon line.
Elément Régulation 1a Régulation Argon F
Si 0,48 0,29 1,7
Mn Q,54. 0,31 1,7
Fe 0,61 0,36 1,7
P 0,71 0,55 1,3
S 0,67 0,47 1,4
Mg 0,55 0,33 1,7
Ag 0,39 0,20 2
Zn 0,80 0,25 3,2
Ti 0,42 0,19 2
Cr 0,56 0,24 2,3
On constate que le facteur F, soit le facteur d'amélioration apporté par la régulation à partir de la raie d'Argon, est de l'ordre de 1,7 à 2. En d'autres termes, les variations entre des mesures répétées d'un même élément en concentration donnée sont deux fois plu.Regulation Element 1a Argon Regulation F
If 0.48 0.29 1.7
Mn Q, 54. 0.31 1.7
Fe 0.61 0.36 1.7
P 0.71 0.55 1.3
S 0.67 0.47 1.4
Mg 0.55 0.33 1.7
Ag 0.39 0.20 2
Zn 0.80 0.25 3.2
Ti 0.42 0.19 2
Cr 0.56 0.24 2.3
It can be seen that the factor F, that is to say the improvement factor provided by the regulation from the Argon line, is of the order of 1.7 to 2. In other words, the variations between repeated measurements of the same element in given concentration are twice as much.
faible lors de la régulation à partir de la mesure de l'intensité de la raie d'Argon.low during regulation from the measurement of the intensity of the Argon line.
Notamment, il apparat que cette régulation spectroscopique permet de résoudre 1 e s prob 1 éme s spécifiques liés à l'injection des échantillons au travers de la chambre de nébulisation : création de gouttes se formant dans le trajet d'évacuation de la chambre avant le syphon, d'où variations de pression dans la chambre. In particular, it appears that this spectroscopic regulation makes it possible to resolve the specific probes linked to the injection of the samples through the nebulization chamber: creation of drops forming in the evacuation path from the chamber before the siphon , hence pressure variations in the chamber.
Bien entendu, les résultants expérimentaux concernant une régulation spectroscopique à partir de la raie d'Argon sont nullement limitatifs. En effet, à partir des règlages effectués lors de l'enclechement du générateur, à savoir celui du potentiomètre lEi7, du potentiomètre 7 et du potentiomètre 124, d'autres intensités peuvent être considérées pour générer un de contre-réaction : soit l'intensité totale de signal V la flamme, soit l'intensité d'une raie spécifique lue par un autre phototube particulier à savoir, par exemple, celui d'une ligne du solvant (hydrogène lorsque l'échantillon est en milieu acqueux) ou d'un élément traceur ajouté à l'échantillon en proportions bien définies. Of course, the experimental results concerning spectroscopic regulation from the Argon line are in no way limiting. Indeed, from the adjustments made when the generator is switched on, namely that of the potentiometer lEi7, of the potentiometer 7 and of the potentiometer 124, other intensities can be considered to generate a feedback: either the intensity total signal V the flame, i.e. the intensity of a specific line read by another particular phototube namely, for example, that of a line of the solvent (hydrogen when the sample is in an aqueous medium) or of a tracer element added to the sample in well-defined proportions.
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8708300A FR2616932B1 (en) | 1987-06-16 | 1987-06-16 | METHOD FOR REGULATING PLASMA IN A SPECTROSCOPIC ANALYSIS APPARATUS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8708300A FR2616932B1 (en) | 1987-06-16 | 1987-06-16 | METHOD FOR REGULATING PLASMA IN A SPECTROSCOPIC ANALYSIS APPARATUS |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2616932A1 true FR2616932A1 (en) | 1988-12-23 |
| FR2616932B1 FR2616932B1 (en) | 1989-11-03 |
Family
ID=9352035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8708300A Expired FR2616932B1 (en) | 1987-06-16 | 1987-06-16 | METHOD FOR REGULATING PLASMA IN A SPECTROSCOPIC ANALYSIS APPARATUS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2616932B1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1987
- 1987-06-16 FR FR8708300A patent/FR2616932B1/en not_active Expired
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2616932B1 (en) | 1989-11-03 |
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