JP2002039944A - Icp light source apparatus - Google Patents

Icp light source apparatus

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JP2002039944A
JP2002039944A JP2000223413A JP2000223413A JP2002039944A JP 2002039944 A JP2002039944 A JP 2002039944A JP 2000223413 A JP2000223413 A JP 2000223413A JP 2000223413 A JP2000223413 A JP 2000223413A JP 2002039944 A JP2002039944 A JP 2002039944A
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Japan
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plasma
chamber
gas
light source
cooling
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Application number
JP2000223413A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Okada
幸治 岡田
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ICP light source apparatus capable of cooling a plasma chamber, even without having to particularly prepare a device for cooling to cool the chamber. SOLUTION: In the ICP light source apparatus, a coolant gas introduction pipe 6 for supplying a coolant gas to a plasma torch 2 is buried in a cooling block 10 mounted in the plasma chamber 1, so as to wind an outer periphery of the chamber 1. As a means for adiabatically expanding the coolant gas, an electromagnetic mass flow unit (constant differential pressure regulating valve) 12a for deciding its pressure is arranged near the chamber 1, that is, at the introduction pipe 6 immediately before starting the winding, and the chamber 1 is cooled by utilizing the temperature drop when the gas undergoes adiabatic expansion.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、試料元素の定性や
定量測定を行うICP(高周波誘導結合プラズマ)発光
分光分析あるいはICP質量分析装置(ICP−MS)
等に使用され、溶液試料をプラズマ発光あるいはイオン
化させるICP光源装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ICP (high frequency inductively coupled plasma) emission spectroscopy or ICP mass spectrometer (ICP-MS) for performing qualitative or quantitative measurement of sample elements.
The present invention relates to an ICP light source device used for plasma emission or ionization of a solution sample.

【0002】[0002]

【従来の技術】ICP発光分光分析では、液体試料をネ
ブライザで霧化させて試料エアロゾルとし、アルゴンガ
スと共にプラズマトーチと呼ばれる放電管に導く一方、
プラズマトーチの外周に誘導コイルを置いて、電源から
高周波電流を供給してプラズマトーチ中心部に電磁誘導
による電界を発生させて、アルゴンプラズマ炎を生成さ
せる。このアルゴンプラズマ炎中を前述の試料エアロゾ
ルが通過するとき、試料の原子・分子は加熱・励起され
て発光する。この発光を分光器を用いてスペクトル分析
して試料中の元素の定性・定量測定を行うのがICP発
光分光分析装置であり、同時にプラズマ炎中では多くの
元素はイオン化されており、この生成されたイオンをマ
スアナライザで異なった質量数のイオンを弁別し、イオ
ン検出器でイオンを検出して試料である有機化合物の成
分分析を行うのがICP質量分析装置である。このよう
な分析において光源あるいはイオン源として使用される
ものがICP光源装置である。
2. Description of the Related Art In ICP emission spectroscopy, a liquid sample is atomized by a nebulizer to form a sample aerosol, which is guided together with argon gas into a discharge tube called a plasma torch.
An induction coil is placed on the outer periphery of the plasma torch, and a high-frequency current is supplied from a power supply to generate an electric field by electromagnetic induction at the center of the plasma torch, thereby generating an argon plasma flame. When the aforementioned sample aerosol passes through the argon plasma flame, the atoms and molecules of the sample are heated and excited to emit light. An ICP emission spectrometer is used to perform qualitative / quantitative measurement of the elements in the sample by spectral analysis of this emission using a spectroscope. At the same time, many elements are ionized in the plasma flame, An ICP mass spectrometer is a device that discriminates ions having different mass numbers with a mass analyzer, detects ions with an ion detector, and analyzes the components of an organic compound as a sample. What is used as a light source or an ion source in such an analysis is an ICP light source device.

【0003】ところで従来よりこのICP光源装置は、
図2に示すような構成のものが採用されている。即ち、
2はプラズマトーチで石英製同軸三重管構造となってお
り、中心にキャリアガス管7、その外側にプラズマガス
管9そして最外側にクーラントガス管5が形成されてい
る。プラズマトーチ2の上部に、内方に冷却水が通る銅
管をコイル状に巻かれた高周波誘導コイル4が取り付け
られる。プラズマチェンバ1はその一端にネブライザ1
1が挿入されており、ネブライザ11として一般に用い
られるのは石英製同軸二重管構造のもので、中心が溶液
試料が吸い込まれる管であり、外側はキャリアガスを流
す管で構成されている。プラズマチェンバ1の他端の上
部は試料エアロゾル導入管8がプラズマトーチ2へ接続
されており、下部に廃液を排出するドレインが設けられ
ている。
Conventionally, this ICP light source device has
The configuration shown in FIG. 2 is employed. That is,
Reference numeral 2 denotes a plasma torch having a coaxial triple tube structure made of quartz, in which a carrier gas pipe 7 is formed at the center, a plasma gas pipe 9 is formed outside the carrier gas pipe 7, and a coolant gas pipe 5 is formed at the outermost side. A high frequency induction coil 4 in which a copper tube through which cooling water passes is wound in a coil shape is attached to an upper portion of the plasma torch 2. The plasma chamber 1 has a nebulizer 1 at one end.
1 is inserted, and is commonly used as the nebulizer 11 is a quartz coaxial double tube structure, in which the center is a tube into which a solution sample is sucked, and the outside is a tube through which a carrier gas flows. A sample aerosol introduction tube 8 is connected to the plasma torch 2 at an upper portion of the other end of the plasma chamber 1, and a drain for discharging waste liquid is provided at a lower portion.

【0004】さて、前述したキャリアガスやプラズマガ
スおよびクーラントガスには、一般にアルゴンガスが用
いられ、ガス供給部16から各々供給される。このアル
ゴンガスはアルゴンガスボンベ13よりそれぞれ電磁マ
スフロー(定差圧調整弁)12a、12b、12cを介
して配管される。なお、この電磁マスフロー12a、1
2b、12cは、それぞれD/Aコンバータ14a、1
4b、14cから与えられる制御電圧信号に応じてアル
ゴンガスの流量調整を行う。制御部15はマイクロコン
ピュータから構成されており、各D/Aコンバータ14
a、14b、14cにデジタル信号からなる流量指示信
号を与えている。
An argon gas is generally used as the carrier gas, the plasma gas, and the coolant gas, and is supplied from the gas supply unit 16. The argon gas is piped from an argon gas cylinder 13 through electromagnetic mass flows (constant differential pressure regulating valves) 12a, 12b, and 12c. The electromagnetic mass flow 12a, 1
2b and 12c are D / A converters 14a and 1
The flow rate of the argon gas is adjusted according to the control voltage signals supplied from 4b and 14c. The control unit 15 is composed of a microcomputer, and each D / A converter 14
a, 14b, and 14c are provided with flow rate instruction signals composed of digital signals.

【0005】従来のICP光源装置は以上のとおりであ
り、溶液試料の原子・分子の励起発光ならびにイオン化
は次のようにして行われる。プラズマチェンバ1中にネ
ブライザ11の外周管からキャリアガスが導入される。
ネブライザ11の先端ではキャリアガスの負圧作用によ
って試料溶液が吸い込まれると同時に霧化され、粒径の
細かいミストのみがプラズマチェンバ1内で選別されて
試料エアロゾル導入管8を通してプラズマトーチ2に達
する。一般に溶液のほとんどは細かいミストとはならず
大粒の霧滴として自重で沈降し、ドレインを通して捨て
られる。プラズマトーチ2の上部外周に置かれた高周波
誘導コイル4に高周波電流(数MHz〜数十MHz)を
流すと高周波誘導コイル4を中心に高周波の磁界がプラ
ズマトーチ2内に形成される。この高周波磁界は電磁誘
導によりプラズマトーチ2の中心部に電界を発生させ
る。そしてこの電界によりプラズマトーチ2に導入され
たアルゴンガスによるプラズマ炎3が生成される。この
ときプラズマ炎3の形状はドーナツ状となり、この中心
部にキャリアガス管7を通して導入された試料エアロゾ
ルはプラズマ炎3を通過中に約6000゜Kまで加熱さ
れて試料原子・分子は励起発光し、またイオン化され
る。なおプラズマトーチ2のプラズマガス管9はプラズ
マガスを流してプラズマ炎3をキャリアガス管7の先端
から少し浮かすためのものであり、クーラントガス管5
はクーラントガスを流してプラズマトーチ2の外側の石
英管を冷却するためのものであり、またプラズマ炎3の
中心部を空気から遮蔽する働きもしている。
The conventional ICP light source device is as described above. Excitation and emission and ionization of atoms and molecules of a solution sample are performed as follows. A carrier gas is introduced into the plasma chamber 1 from the outer peripheral tube of the nebulizer 11.
At the tip of the nebulizer 11, the sample solution is sucked and atomized at the same time by the negative pressure action of the carrier gas, and only mist having a small particle diameter is selected in the plasma chamber 1 and reaches the plasma torch 2 through the sample aerosol introduction pipe 8. In general, most of the solution does not become fine mist, but settles out under its own weight as large droplets and is discarded through the drain. When a high-frequency current (several MHz to several tens of MHz) is applied to the high-frequency induction coil 4 placed on the outer periphery of the upper part of the plasma torch 2, a high-frequency magnetic field is formed in the plasma torch 2 around the high-frequency induction coil 4. This high-frequency magnetic field generates an electric field in the center of the plasma torch 2 by electromagnetic induction. The electric field generates a plasma flame 3 by the argon gas introduced into the plasma torch 2. At this time, the shape of the plasma flame 3 becomes a donut shape, and the sample aerosol introduced into the center through the carrier gas pipe 7 is heated to about 6000 ° K while passing through the plasma flame 3, whereby the sample atoms and molecules are excited and emit light. , Also ionized. The plasma gas pipe 9 of the plasma torch 2 is for flowing the plasma gas to slightly float the plasma flame 3 from the tip of the carrier gas pipe 7.
Is for cooling the quartz tube outside the plasma torch 2 by flowing a coolant gas, and also serves to shield the center of the plasma flame 3 from air.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来のICP光源装置
は以上のとおりであるが、溶液試料が有機溶媒である場
合には、通常のプラズマチェンバ内でネブライザから噴
霧するとガス化され、有効なミストが生成されない。こ
れを防ぐ方法としてプラズマチェンバを冷却する必要が
ある。また、プラズマチェンバはプラズマ炎が6000
゜Kに達するプラズマトーチに近接して配設されている
ので、プラズマトーチがクーラントガスによる冷却や、
プラズマトーチ室を強力な空冷ファンによる強制排気で
外部に排熱されるものの、プラズマチェンバはプラズマ
トーチの熱を受け常に加熱される状態にあり、プラズマ
チェンバの温度が上昇する。このことはプラズマチェン
バ内での溶媒の蒸発が次第に増大し、一定のキャリアガ
ス流量に対するプラズマ炎への試料導入量が次第に増加
してプラズマの状態を変化させ、定量分析値が変動する
ことになる。従ってプラズマチェンバを冷却することに
よってプラズマチェンバの温度上昇を防ぎ、短時間の内
にプラズマチェンバの温度を安定化させる必要がある。
The conventional ICP light source device is as described above. However, when the solution sample is an organic solvent, it is gasified when sprayed from a nebulizer in a normal plasma chamber, and an effective mist is generated. Is not generated. To prevent this, it is necessary to cool the plasma chamber. The plasma chamber has a plasma flame of 6000.
Since it is arranged close to the plasma torch that reaches ゜ K, the plasma torch can be cooled by coolant gas,
Although the plasma torch chamber is exhausted to the outside by forced evacuation by a powerful air-cooling fan, the plasma chamber is constantly heated by the heat of the plasma torch, and the temperature of the plasma chamber rises. This means that the evaporation of the solvent in the plasma chamber gradually increases, the amount of the sample introduced into the plasma flame for a constant carrier gas flow rate gradually increases, and changes the state of the plasma, and the quantitative analysis value fluctuates. . Therefore, it is necessary to prevent the temperature of the plasma chamber from rising by cooling the plasma chamber, and to stabilize the temperature of the plasma chamber within a short time.

【0007】このような理由により、プラズマチェンバ
を冷却することが今までなされてきた。この主な冷却方
法はプラズマチェンバに水冷ジャケットを付け冷水を循
環させて冷却するものであり、また、ペルチェ素子を用
いて吸熱面を冷却ブロック側に、発熱面を放熱板側に接
触固定させて、この冷却ブロックをプラズマチェンバに
当接設置させて冷却する。しかし、このような冷却方法
では、いづれも冷却源となるものをわざわざ用意しなけ
ればならずICP光源装置が大形化し、コストアップも
避けられない。本発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたものであって、プラズマチェンバを冷却するに際し
て特別に冷却のための装置を用意しなくてもプラズマチ
ェンバを冷却することのできるICP光源装置を提供す
ることを目的とする。
For these reasons, cooling of the plasma chamber has been conventionally performed. The main cooling method is to attach a water cooling jacket to the plasma chamber and circulate cold water to cool it.Also, using a Peltier element, the heat absorbing surface is fixed to the cooling block side, and the heat generating surface is fixed to the heat radiating plate side. The cooling block is placed in contact with the plasma chamber and cooled. However, in such a cooling method, it is necessary to prepare a cooling source in any case, and the size of the ICP light source device is increased, and an increase in cost is inevitable. The present invention has been made in view of such circumstances, and provides an ICP light source device that can cool a plasma chamber without preparing a special cooling device when cooling the plasma chamber. The purpose is to do.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のICP光源装置は、プラズマトーチに供給
されるクーラントガスの導入管を前記プラズマチェンバ
外周に巻き付けると共に、その巻き付け直前の同導入管
にクーラントガスを断熱膨張させる手段を設ける。この
断熱膨張熱手段によって、プラズマチェンバを冷却する
ようにしたものである。これによって、もともとICP
光源装置に使用されるクーラントガスを冷却源として利
用できる。
In order to achieve the above object, an ICP light source device according to the present invention winds a coolant gas supply tube supplied to a plasma torch around the plasma chamber and immediately before the winding. A means for adiabatically expanding the coolant gas is provided in the inlet pipe. The plasma chamber is cooled by the adiabatic expansion heat means. By this, ICP was originally
Coolant gas used for the light source device can be used as a cooling source.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、図面によって本発明の実施
例について詳細に説明する。図1は本発明の実施例に係
わるICP光源装置の構成図であり、上述の従来例に対
応する部分には同一の符号を付す。この実施例のICP
光源装置はプラズマトーチ2、プラスマチェンバ1そし
てガス供給部16を備えている。プラズマトーチ2は石
英製同軸三重管構造となっており、中心にキャリアガス
管7、その外側にプラズマガス管9そして最外側にクー
ラントガス管5が形成されている。プラズマトーチ2の
上部に中を冷却水が通るようにした銅管をコイル状に巻
かれた高周波誘導コイル4が取り付けられる。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of an ICP light source device according to an embodiment of the present invention, and portions corresponding to the above-described conventional example are denoted by the same reference numerals. ICP of this embodiment
The light source device includes a plasma torch 2, a plasma chamber 1, and a gas supply unit 16. The plasma torch 2 has a quartz coaxial triple tube structure, in which a carrier gas pipe 7 is formed at the center, a plasma gas pipe 9 is formed outside the carrier gas pipe 7, and a coolant gas pipe 5 is formed at the outermost side. A high frequency induction coil 4 in which a copper tube through which cooling water passes is wound in a coil shape is attached to an upper portion of the plasma torch 2.

【0010】プラズマチェンバ1はその一端にネブライ
ザ11が挿入されており、ネブライザ11として一般に
用いられるのは石英製同軸二重管構造のもので中心が溶
液試料が吸い込まれる管で外側にキャリアガスを流す管
で構成されている。プラズマチェンバ1の他端の上部は
試料エアロゾル導入管8がプラズマトーチ2へ接続され
ており、下部に廃液を排出するドレインが設けられてい
る。そしてプラズマチェンバ1に当接して冷却ブロック
10があり、冷却ブロック10中にプラズマチェンバ1
の外周を巻回するようにクーラントガス導入管6が埋設
されている。ガス供給部16はアルゴンガスボンベ13
にクーラントガス導入管6、キャリアガス導入管17そ
してプラズマガス導入管18が接続されており、途中に
各々電磁マスフロー(定差圧調整弁)12a、12b、
12cが接続されている。これらの各電磁マスフロー1
2a、12b、12cには制御部15からの信号線がD
/Aコンバータ14a、14b、14cを通して配線さ
れている。特に、この内クーラントガス用である電磁マ
スフロー12aは冷却ブロック10に近接して、即ち、
クーラントガス導入管6の巻き付け直前の位置に取り付
けられている。
The plasma chamber 1 has a nebulizer 11 inserted at one end thereof. The nebulizer 11 generally has a coaxial double-tube structure made of quartz and has a center in which a solution sample is sucked and a carrier gas is supplied to the outside. It consists of a flowing tube. A sample aerosol introduction tube 8 is connected to the plasma torch 2 at an upper portion of the other end of the plasma chamber 1, and a drain for discharging waste liquid is provided at a lower portion. Then, there is a cooling block 10 in contact with the plasma chamber 1, and the plasma chamber 1 is placed in the cooling block 10.
The coolant gas introducing pipe 6 is buried so as to wind around the outer periphery of the coolant gas. The gas supply unit 16 includes an argon gas cylinder 13
Are connected to a coolant gas introduction pipe 6, a carrier gas introduction pipe 17, and a plasma gas introduction pipe 18, and electromagnetic mass flows (constant differential pressure regulating valves) 12a, 12b,
12c is connected. Each of these electromagnetic mass flows 1
2a, 12b, and 12c have signal lines from the control unit 15
It is wired through / A converters 14a, 14b, 14c. In particular, the electromagnetic mass flow 12a for the coolant gas is particularly close to the cooling block 10, ie,
The coolant gas introduction pipe 6 is attached at a position immediately before winding.

【0011】次に、図1のICP光源装置の動作を説明
する。前述したキャリアガス、プラズマガスそしてクー
ラントガスには一般にアルゴンガスが用いられ、アルゴ
ンガスボンベ13よりそれぞれ電磁マスフロー12a、
12b、12cを経て配管されていて電磁マスフロー1
2a、12b、12cはそれぞれD/Aコンバータ14
a、14b、14cから与えられる制御電圧信号に応じ
てガス流量調整を行う。制御部15はマイクロコンピュ
ータから構成されており、各D/Aコンバータ14a、
14b、14cにデジタル信号からなる流量指示信号を
与えている。
Next, the operation of the ICP light source device shown in FIG. 1 will be described. Argon gas is generally used for the carrier gas, the plasma gas, and the coolant gas described above.
12b, 12c, and the electromagnetic mass flow 1
2a, 12b and 12c are D / A converters 14, respectively.
The gas flow rate is adjusted according to the control voltage signals provided from a, 14b, and 14c. The control unit 15 is composed of a microcomputer, and each D / A converter 14a,
A flow rate instruction signal composed of a digital signal is given to 14b and 14c.

【0012】溶液試料はネブライザ11の先端におい
て、同様にネブライザ11に接続されたキャリアガス導
入管17から導入されたキャリアガスの負圧力によって
吸い込まれると同時に霧状のミストとなってプラズマチ
ェンバ1内に噴霧される。キャリアガスの圧力(流量)
はアルゴンガスボンベ13から供給されるアルゴンガス
が電磁マスフロー12bによって定められ、それは制御
部15から出る流量指示信号に基づいてD/Aコンバー
タ14bが制御電圧信号を電磁マスフロー12bに送る
ことにより行われる。霧化された試料ミストは粒径の細
かいミストのみが試料エアロゾル導入管8を通してキャ
リアガスによってキャリアガス管7の先端へ運ばれる。
試料エアロゾル導入管8へ導入されなかったミストは大
粒の霧滴として自重で沈下し、ドレインを通して捨てら
れる。
The solution sample is sucked at the tip of the nebulizer 11 by the negative pressure of the carrier gas introduced from the carrier gas introduction pipe 17 also connected to the nebulizer 11, and at the same time, forms a mist in the form of a mist in the plasma chamber 1. Sprayed. Carrier gas pressure (flow rate)
The argon gas supplied from the argon gas cylinder 13 is determined by the electromagnetic mass flow 12b, which is performed by the D / A converter 14b sending a control voltage signal to the electromagnetic mass flow 12b based on a flow rate instruction signal output from the control unit 15. As for the atomized sample mist, only the mist having a small particle size is carried to the tip of the carrier gas pipe 7 by the carrier gas through the sample aerosol introduction pipe 8.
The mist that has not been introduced into the sample aerosol introduction tube 8 sinks by its own weight as large droplets and is discarded through the drain.

【0013】一方、アルゴンガスボンベ13からクーラ
ントガス導入管6によってプラズマトーチ2のクーラン
トガス管5に向かうクーラントガスは、冷却ブロック1
0中プラズマチェンバ1の外周を周回して導入される
が、プラズマトーチ2の上部において大気圧となるクー
ラントガスは冷却ブロック10に近接して置かれた電磁
マスフロー12aの上流側において3.5〜4.5kg
/cm2の圧力(流量にして約20l/min)となる
よう制御部15から流量指示信号を出し、D/Aコンバ
ータ14aを通して制御しているから電磁マスフロー1
2aとプラズマトーチ2の上部との短い距離の間での断
熱された気体の圧力降下は断熱膨張を起こすこになり、
クーラントガスは冷却される。従って冷却ブロック10
が冷やされ冷却ブロック10に当接されたプラズマチェ
ンバ1が冷却されることとなる。
On the other hand, the coolant gas flowing from the argon gas cylinder 13 to the coolant gas pipe 5 of the plasma torch 2 by the coolant gas introduction pipe 6 is supplied to the cooling block 1.
The coolant gas, which is introduced around the outer circumference of the plasma chamber 1 during atmospheric pressure, becomes atmospheric pressure in the upper part of the plasma torch 2, and is supplied to the upstream side of the electromagnetic mass flow 12 a placed close to the cooling block 3.5 to 3.5 to 3.5. 4.5kg
/ Cm2 (about 20 l / min in flow rate) by issuing a flow rate instruction signal from the control unit 15 and controlling it through the D / A converter 14a.
The pressure drop of the insulated gas between the short distance between 2a and the top of the plasma torch 2 causes adiabatic expansion,
The coolant gas is cooled. Therefore, the cooling block 10
Is cooled, and the plasma chamber 1 in contact with the cooling block 10 is cooled.

【0014】試料溶液が有機溶媒である場合、プラズマ
チェンバ1が冷却されているとネブライザ11から噴霧
される試料はガス化が制限され有効なミストが効率良く
キャリアガス管7へ導入される。また、同時にプラズマ
チェンバ1の冷却は高温となるプラズマトーチ2からの
伝熱による加温を阻止し、プラズマチェンバ1を一定の
温度にして分析値の安定が得られる。
When the sample solution is an organic solvent, when the plasma chamber 1 is cooled, gasification of the sample sprayed from the nebulizer 11 is limited, and effective mist is efficiently introduced into the carrier gas pipe 7. At the same time, the cooling of the plasma chamber 1 prevents heating due to the heat transfer from the plasma torch 2, which becomes high in temperature, and keeps the plasma chamber 1 at a constant temperature to obtain stable analysis values.

【0015】プラズマトーチ2では他にプラズマガスが
アルゴンガスボンベ13よりプラズマガス導入管18を
経てプラズマガス管9より噴出されており上述のクーラ
ントガスと共に高周波誘導コイル4に供給された高周波
電流によってドーナツ状のプラズマ炎3を生成してい
る。そしてキャリアガス管7の先端からプラズマ炎3に
導入された試料ミストはプラズマ炎3の高温熱によって
励起発光され、またイオン化される。
In the plasma torch 2, a plasma gas is also ejected from the argon gas cylinder 13 through the plasma gas introduction pipe 18 through the plasma gas pipe 9, and is formed in a donut shape by the high-frequency current supplied to the high-frequency induction coil 4 together with the above-mentioned coolant gas. Is generated. The sample mist introduced into the plasma flame 3 from the tip of the carrier gas pipe 7 is excited by the high-temperature heat of the plasma flame 3 to emit light and is ionized.

【0016】[0016]

【発明の効果】本発明のICP光源装置はプラズマトー
チに送られるクーラントガスを供給するクーラントガス
導入管をプラズマチェンバ外周に巻き付けると共に、そ
の巻き付け開始直前の導入管に、クーラントガスを断熱
膨張させる手段としてクーラントガスの圧力を定める電
磁マスフロー(定差圧調整弁)を配置するようにしたも
ので、特別に冷却のための装置を用意しなくてもプラズ
マチェンバを冷却することができ、装置全体が小形にな
り、製造コストがさがる。気体が断熱膨張する場合の温
度低下は比熱比の大きいもの程大きく、ICP光源装置
に用いられるアルゴンは単原子分子の気体であるから他
の気体より比熱比が大きいから冷却の効果も大きいとい
う利点をもつ。また、同時に一般溶液試料に対してもプ
ラズマトーチからのプラズマチェンバの加熱を防止し、
プラズマチェンバの温度が安定して分析精度、再現性、
安定性等を向上させることができる。
According to the ICP light source device of the present invention, a coolant gas introducing tube for supplying a coolant gas to be supplied to a plasma torch is wound around the outer periphery of the plasma chamber, and the coolant gas is adiabatically expanded around the introducing tube immediately before the winding is started. An electromagnetic mass flow (constant differential pressure regulating valve) that determines the pressure of the coolant gas is used as a means to cool the plasma chamber without preparing a special cooling device. Smaller and lower manufacturing cost. The temperature drop when the gas undergoes adiabatic expansion is greater as the specific heat ratio is higher, and the argon used in the ICP light source device is a gas of monoatomic molecules, and has a higher specific heat ratio than other gases, so that the cooling effect is large. With. In addition, at the same time, the heating of the plasma chamber from the plasma torch is also prevented for general solution samples,
Analytical accuracy, reproducibility, and stable plasma chamber temperature
Stability and the like can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明のICP光源装置の一実施例を示す図
である。
FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of an ICP light source device of the present invention.

【図2】 従来のICP光源装置を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a conventional ICP light source device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…プラズマチェンバ 2…プラズマトーチ 3…プラズマ炎 6…クーラントガス導入管 10…冷却ブロック 11…ネブライザ 12a…電磁マスフロー 13…アルゴンガスボンベ 15…制御部 16…ガス供給部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Plasma chamber 2 ... Plasma torch 3 ... Plasma flame 6 ... Coolant gas introduction pipe 10 ... Cooling block 11 ... Nebulizer 12a ... Electromagnetic mass flow 13 ... Argon gas cylinder 15 ... Control part 16 ... Gas supply part

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 プラズマチェンバで溶液試料を霧化して
プラズマトーチに導入し、高周波誘導結合放電によって
励起発光等を行うICPのための光源装置において、前
記プラズマトーチに供給されるクーラントガスの導入管
を前記プラズマチェンバ外周に巻き付けると共に、その
巻き付け直前の同導入管にクーラントガスを断熱膨張さ
せる手段を設けたことを特徴とするICP光源装置。
1. A light source device for an ICP which atomizes a solution sample in a plasma chamber and introduces the solution sample into a plasma torch and performs excitation light emission and the like by high-frequency inductively coupled discharge, and an introduction pipe for a coolant gas supplied to the plasma torch. And a means for adiabatically expanding the coolant gas in the inlet pipe immediately before the winding.
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