JP2007529754A

JP2007529754A - 気体に放電を生成するためのシステムおよび方法

Info

Publication number: JP2007529754A
Application number: JP2007504138A
Authority: JP
Inventors: ティーバーディエンジョセフ; ギャオジュー
Original assignee: アドバンスドライティングテクノロジイズ，インコーポレイティド
Priority date: 2004-03-18
Filing date: 2005-03-18
Publication date: 2007-10-25
Also published as: WO2005089473A3; DE112005000603T5; WO2005089473A2

Abstract

封止されたエンクロージャに含まれる気体に放電を生成する方法が開示される。方法は、ＲＦ周波数で螺旋状コイル共振器を駆動して高圧気体に放電を生成するのに十分なＲＦ電磁界を生成するステップを含む。放電は、発光スペクトルを生成し、それは、気体の組成および不純物含量を決定するために、分光的に分析されてもよい。

Description

（関連出願）
本出願は、米国予備特許出願第６０／５５３，９７１号および第６０／６４８，４１７号の利益を主張し、各々の内容は、参照してここに組み込まれる。本出願は、現在、米国特許第６，７９１，２８０号になっている米国特許出願第１０／１１２，３４９号の継続出願である米国特許出願第１０／９３９，３３８号の一部継続出願である。すべての関連出願の内容は、参照してここに組み込まれる。

本発明は、気体組成分析に関する。より詳細には、本発明は、発光分光によって、誘電性エンクロージャに含まれる高圧気体の非破壊分析に関する。

メタルハライドおよび他の高輝度放電（ＨＩＤ）ランプは、室内および屋外の空間で大きな区域を明るくするために、広く受け入れられている。ＨＩＤランプの製造において、多くのランプの構成要素用に制御された雰囲気を提供して、構成要素の早期故障を防止し、それによってランプの動作寿命を延ばすことが望ましいことが多い。たとえば、ランプ作動中に少量の酸素へＨＩＤランプの発光管が露出すると、構成要素を大幅に劣化しランプの故障を招き、したがって、ランプの動作寿命を短くする。さらに、例として、水素へ発光管が露出すると、高い開始および再点火電圧を招き、究極的にランプの予想寿命を減少する。そのような構成要素が損傷雰囲気へ露出するのを防止するために、外側ランプジャケット内に含まれた所望の雰囲気で構成要素を包むことによって、構成要素用に制御された雰囲気を提供することがよく知られている。典型的に、ＨＩＤランプの外側ジャケットは、窒素等の不活性ガスで満たされる。

不純物が存在することの有害な影響を考慮して、ランプの外側ジャケット内に含まれる気体雰囲気の組成および不純物含量を非破壊的に分析することが望ましい。低圧（＜約０．１気圧）で気体雰囲気の組成および不純物含量を分析する際に、発光分光による気体分析はよく知られている。しかし、ＨＩＤランプの外側ジャケット内に含まれる気体雰囲気は典型的に、比較的高い圧力（約０．１〜２．０気圧）である。高圧気体雰囲気における発光分光による非破壊的気体分析の必要性がある。

したがって、本発明の目的は、先行技術の欠陥を取り除き、非破壊的な高圧気体分析用の新規システムおよび方法を提供することである。

本発明の別の目的は、高圧気体に放電を生成するための新規システムおよび方法を提供することである。

本発明のさらなる目的は、封止されたエンクロージャに含まれる高圧気体に安定した放電を生成し、そのため、エンクロージャを破壊することなく気体の組成および不純物含量を分光的に分析することができる新規システムおよび方法を提供することである。

本発明の別の目的は、気体雰囲気の発光分光用の新規システムおよび方法を提供することである。

本発明の別の目的は、ＨＩＤランプの非破壊的な分析用の新規システムおよび方法を提供することである。

本発明のこれらのおよび他の多くの目的および利点は、特許請求の範囲、添付の図面、および、好適な実施の形態の下記の詳細な説明を熟読すれば、本発明が属する当業者には容易に明らかになる。

本発明は一般に、高圧気体に放電を生成する際に有用性を見出す。例としてのみ、本発明の一定の態様は、ＨＩＤランプの気体内容物の非破壊分析のための発光分光に関連して説明される。

１つの態様にしたがって、本発明は、ＨＩＤランプの外側ジャケット内に含まれる高圧（０．１気圧〜２気圧）に小さな局所的な且つ安定した放電（プラズマ）を生成するために、高Ｑ単一高周波ＲＦ放電源を提供する。放電源は、放電を生成するのに十分なＲＦエネルギを提供するために螺旋状コイル共振器（ＨＣＲ）を含む。次いで、エンクロージャ内の気体の組成および気体状不純物含量を決定するために、プラズマからの発光スペクトルを分光的に分析することができる。約０．０１容量パーセント未満の不純物濃度が検出されてもよい。典型的に、気体雰囲気は、Ｎ₂を備え、Ｏ₂、Ｈ₂、ＣＯ₂、ＣＯ、Ｈ₂Ｏ、ＣＨ₄等の気体状不純物を含んでもよく、これらは、Ｏ、Ｈ、Ｃおよび／またはそのいずれの組み合わせ等の要素を含む。本発明のＲＦ放電源は、高圧気体に放電を確立し維持することができ、ほとんど電力を消費せず、したがって、ラボおよび生産ライン用途の両用に有用である。

ＲＦ放電源は、エンクロージャの誘電性壁を通って貫通するＲＦ電磁（電）界を生成することによって、エンクロージャ内部に放電を形成する。放電に必要な電界は、Ｅ／Ｎに比例し、Ｅは電界の強さであり、Ｎは気体の数密度である。ＨＩＤランプの外側ジャケット内部の気体圧力は、典型的に、室温で０．５気圧であり、放電を確立するのに約７ｋＶ／ｃｍの電界の強さを必要とする。放電が確立されるときには、放電によって生成された熱が気体の数密度（Ｎ）を減少し、したがって、放電を維持するのに必要な電界強度（Ｅ）は少なくなる。

プラズマの発光スペクトル、すなわち、励起されたプラズマの種の原子および分子放出は、従来のスペクトル技術を使用して分析され、エンクロージャの高圧気体の組成および不純物含量を決定する。これは、典型的に、当該の不純物の原子線を分解するのに十分に高い分解能で、紫外線、可視線および近赤外線の波長でプラズマの発光スペクトルを記録することに関与する。スペクトルは、ビジュアル／グラフィックおよび／またはコンピュータ支援データ操作によって分析され、当該のスペクトルピークの大きさを測定する。このデータは、当該の不純物の公知の標準から収集された類似データと比較される。次いで、公知の標準と比較することによって、不純物の濃度が計算される。

図１は、本発明の模範的な実施の形態にしたがったＲＦ放電源１０を概略的に例示する。ＲＦ放電源１０は、封止されたエンクロージャに含まれる高圧気体に放電を引き起こすのに必要な数千ボルトを生成することができる。ＲＦ放電源１０は、ＲＦ発電機１２と、インピーダンス整合回路網２０と、ＨＣＲ２２と、を備える。ＲＦ発電機１２は、ＲＦ信号発生器１４と、ＲＦ電力増幅器１６と、電力計１８と、を含む。ＲＦ発電機１２は典型的に、約数百ボルトを出力し、約１００ｋＨｚから１００ＭＨｚを超えて典型的に約１０ＭＨｚのＲＦ周波数で、ＨＣＲ２２を駆動する。ＨＣＲ２２は、地面へ戻る誘導子と平行な開放回路４分の１波長伝送回線の組み合わせのように作用し、ＲＦ電力増幅器１６から、２０から１００またはそれ以上の因数だけ電圧を強化する。

ＨＣＲ２２は典型的に、ワイヤヘリックス２４と、導電性シールド３４と、を含む。図２に例示されるように、ワイヤヘリックス２４は、地面へ接続された第１の端２８と、電極として作用する対向する第２の端３０と、を有する導電性螺旋コイル２６によって形成される。入力タップ３２は、コイル２６に、地面（コイルの第１の端２８）と地面に近い点との間に、位置する。

再度図１を参照すると、分析すべきエンクロージャまたは外側ジャケット４０は、ＲＦ電圧がもっとも高い電極３０に接触して置かれる。エンクロージャまたは外側ジャケット４０は、ＲＦ電圧がもっとも高い電極３０に接触して置かれる。ＲＦ電界は、エンクロージャ４０の誘電性壁を通って貫通して、エンクロージャ４０内部に非常に安定した放電を生成する。ＨＩＤランプの外側ジャケット内の放電は、発光管（図示せず）の気体内容物を励起せずに、生成されてもよく、これは典型的に、低圧気体たとえばＡｒと、低圧蒸気たとえばＨｇと、を含む。電極３０における高い電圧は、地面点に近いタップに投入されたＲＦ電力の結果である。１つの実施の形態において、光ファイバ採光装置３６は、分析のために、紫外線、可視線および近赤外線の波長範囲でプラズマの発光スペクトルを収集する。

上記に検討されたように、ＨＣＲ２２の作用は変圧器に類似し、電圧は、コイル２６の巻数比によって強化される。しかし、ＨＣＲ２２の作用は周波数依存であり、その作用は、ＲＦ波長の４分の１よりもわずかに小さいコイルのワイヤ長さＬ（図２に例示され、タップ点またはコイル２６の第１の端２８から電極またはコイル２６の第２の端３０へ測定される）を有する伝送回線キャビティによって、最良にモデル化されてもよい。本発明の１つの実施の形態において、約１３．６ＭＨｚの動作周波数には約５．５メートルのコイル長さＬが適切である（これは、許容ＦＣＣ帯域幅内で動作するように設定される）。コイル長さおよび動作周波数は、これらの値に限定されないことを理解すべきである。

導電性シールド３４は典型的に金属から形成され、図３に例示されるようにコイル２６を取り囲み、ＲＦ電流に戻り経路を提供する。ＲＦシールド３４、コイルおよびタップ点３２の選択の組み合わせは、ＨＣＲ２２が約５００から約９００の間のＱを呈することを可能にする。

再度図２を参照すると、入力信号は、地面と地面に近い点との間で入力タップ３２に接続される。合計コイル長さＬはＲＦ電界の波長の約４分の１であるため、もっとも高い電界強さは、コイル２６の他方の端によって形成された電極３０に位置する。電界強さは、入力タップ３２における電界強さを上げるか下げることによって、上げられるかまたは下げられてもよい。

インピーダンス整合回路網２０は、動作周波数でＲＦ発電機１２の出力インピーダンスへＨＣＲ２２の入力インピーダンスを整合する。１つの実施の形態において、整合インピーダンスは、約５０オームであってもよい。ＲＦ周波数で、入力インピーダンスは、抵抗とリアクタンスとの両方を含む。整合回路網２０は、インダクタンスおよびキャパシタンスから作られており、ＨＣＲ入力インピーダンスを約５０オームへ修正するように設計されてもよい。さらに、ＨＣＲ２２の入力インピーダンスをＲＦ発電機１２の出力インピーダンスへ整合する際に、入力タッピング点３２の場所もまた考慮に入れるべきである。

具体的には、開放回路コイルは、長さが約４分の１波長である開放回路伝送回線として見ることができる。コイル２６は開放回路であるため、回路の開放部分の駆動点インピーダンスＺ_dは、およそ、
Ｙ_d＝＋ｊＹ₀ｔａｎβｌ、Ｚ_d＝−ｊＺ₀ｃｏｔβｌ
であり、ただし、Ｙ₀＝１／Ｚ₀、Ｚ₀＝螺旋状伝送回線の特性インピーダンス、ｌは駆動点から電極の先端への長さであり、βは位相定数である。駆動点における周波数の関数としてのインピーダンスは、図４で測定されプロットされる。このＺ_dは、実部と虚部との両方を含む。ＲＦ源の出力インピーダンス（５０オーム）と整合するために、コンデンサおよび誘導子から構成される適切に設計されたインピーダンス整合回路網が、ＲＦ源とＨＣＲの駆動点との間に挿入され、ＲＦ源の電力をＨＣＲへ最大限に送出することを得る。

ＲＦ放電源１０は、まず、ＲＦ信号１４発生器の周波数を調整してＨＣＲ２２の共振周波数と整合することによって、作用されてもよい。あるいは、タップ点、コイル間隔あけ、または、ＨＣＲ２２の他の寸法を、ＲＦ信号発生器１４の（固定された）周波数に整合するように、調整することができる。１つの実施の形態において、ＲＦ発電機１２のＲＦ信号発生器１４とＲＦ電力増幅器１６とを組み合わせて、約３００ボルト（ｒｍｓ）の正弦波電圧を生成する。増幅器１６の出力で生成された電力は、電力計１８を通って進み、これは、前進波力および反射波力の両方を測定することができる。

電力はその後、ＨＣＲ２２に連結する前に、整合回路網２０を通って行く。整合回路網２０は、可変コンデンサ（図示せず）を含み、これは、コイル２６の電極３０が最高電圧に到達するためにコンデンサの調子を合わせることによって、整合回路網２０の整合インピーダンスが、選択式に調整されるのを可能にする。インピーダンス整合回路網２０は、反射力を最小限にしプラズマロード内への「前進」力を最大限にし、且つ、プラズマの物理的且つ熱的安定性を最大限にするように調整される。

電極電圧をモニタするために、電界ピックアップ装置３８が設けられてもよい。電界ピックアップ装置３８は、電極３０近傍に位置決めされた同軸コネクタの中心導体に固く結合された金属プレートを含む。１つの実施の形態において、キャパシタンスピックアップからの信号を使用して、整合回路網構成要素が変わるときに電極３０で電圧を最大限にしてもよい。

場合によっては、分析されるべき気体を含むエンクロージャの誘電性表面におけるＲＦ放電の加熱効果を減少することが必要なこともある。ＲＦ信号発生器１４は、ＲＦ波形がデューティサイクル調節されるのを可能にするゲート特徴を含んでもよい。適切な調節周波数は、１０〜１０００Ｈｚであってもよく、典型的には約１２０Ｈｚであり、デューティサイクルは１パーセントから９９パーセントの間であり、典型的には約１０パーセントである。パルスＲＦ放電は、誘電性エンクロージャにおける放電の加熱効果を減少する。連続ＲＦ波形のデューティサイクルを減少するのに加えて、ゲート型ＲＦは、励起された原子または分子からの発光の分析を可能にし、これは、ＲＦ源が「オフ」状態にゲート化される期間の間中、残光に持続するかまたは放射する。

約３００トールを超える圧力で気体に放電を生成するための本発明の実施の形態において、テスラコイル（図示せず）が、放電を開始するのに最適であることがわかった。

図７は、本発明の別の実施の形態を例示する。図７を参照すると、容器の気体内容物の原子発光分光分析用のシステム１００は、放電を生成するための装置１１０と、１つまたはそれ以上の容器１３０と、ファラデー箱１３５と、スペクトル情報を収集するための光ファイバ１４０と、スペクトル情報を測定するための分光光度計（図示せず）と、を含む。

装置１１０は、導電性ハウジング１１２を含む。ハウジング１１２は典型的に、水平断面が円形であるが、いずれの適切な形状であってもよい。ハウジング１１２は、一方の端で導電性クロージャ１１４によって閉じられ、他方の端で誘電性キャップ１１６によって閉じられる。誘電性キャップ１１６は、テフロン（登録商標）等のいずれの適切な材料から形成されてもよい。導電性ワイヤヘリックス１２０は、ハウジング１１２内に位置決めされる。ワイヤヘリックス１２０は、誘電性キャップ１１６の近くに位置決めされた一方の端に電極１２２を形成する。図７に例示された実施の形態において、電極１２２は、誘電性キャップ１１６を通って延出し、ハウジング１１２外部に位置決めされた導電性要素１２４へ接続する。要素１２４は、いずれの適切な導電性材料から形成されてもよい。

１つの実施の形態において、要素１２４は、測定のためにそれに支持された容器１３０と接触するのを容易にするように形状づけられてもよい。要素１２４の形状は、それに支持された容器１３０を光ファイバ１４０に対して位置決めするのも容易にしてもよく、容器１３０から発せられた光を光ファイバ１４０内に連結するのを助ける。たとえば、要素１２４の上部表面は、ボウルを形成する凹状であってもよく、そのため、それに支持された容器は、ボウルの底部に載置される。

ワイヤヘリックス１２０は、電極１２２に対向するワイヤの他方の端近傍にＲＦ電力受取タップ１２６を含む。ＲＦ電源１２８は、タップ１２６に接続される。

装置１１０は、誘電性壁と、１トールの何分の１の低い圧力か、または、２気圧までまたはそれ以上の圧力を有する気体内容物と、を有する容器に放電を形成するのに適切である。装置１１０は、ＨＩＤランプの発光管の原子発光分光分析に特に適切である。

本発明の別の態様において、システム１００を使用して、複数の容器の内容物を同時に分析してもよい。図８を参照すると、複数の容器１４５（たとえば、ＨＩＤ発光管）が、電極１２２および要素１２４に十分に近くで誘電性キャップ１１６に位置決めされて、各容器に放電を生成してもよい。１つの例において、放電は、電極１２２に接触して要素１２４から約２ｃｍに位置決めされて５０トールの圧力でアルゴンを含む発光管で分光分析を行うために十分に生成された。

単一の光ファイバコレクタ（図示せず）が、容器から容器へ動かされて、各容器からスペクトル情報を順次収集してもよい。あるいは、システムは、測定されている各容器の近くに位置決めされた光ファイバコレクタを含んでもよく、そのため、スペクトル情報は各容器から同時に収集されてもよい。
実験結果

発光分光は、０．４ｎｍの解像度で３５０ｎｍ〜９００ｎｍの範囲にわたって、アクトンスペクトラプロ（ＡｃｔｏｎＳｐｅｃｔｒａＰｒｏ）３００ｉ分光光度計を使用して記録された。図５は、３００トールで純粋Ｎ₂ガスにおける放電からのスペクトルを例示する。図６Ａは、原子状水素（６５６ｎｍ）の分析的に有用な線を例示し、図６Ｂは、３００トールにおける窒素の公知の１％水素および１％酸素の標準から、原子状酸素（７７７ｎｍ）の分析的に有用な線を例示する。これらの原子線は、複合窒素分子帯スペクトルに重なった比較的鋭いピークとして見ることができる。５００トールで窒素を備える充填量内の酸素および水素の検出限界は、それぞれ約０．３容量％および０．１容量％を含む。

本発明の好適な実施の形態が記載されているが、記載された実施の形態は例示的のみであり、本発明の範囲は、熟読すれば当業者に自然に発生する等価物、多くの変形例および修正例の全範囲にしたがったときに、添付の特許請求の範囲によってのみ規定されるべきであることを理解すべきである。

本発明の模範的な実施の形態にしたがったＲＦ放電源を例示する概略図である。模範的な螺旋状コイル共振器を例示する概略図である。模範的な螺旋状コイル共振器を例示する概略図である。駆動点で周波数の関数として螺旋状コイル共振器のインピーダンスを例示するグラフである。０．３気圧（３００トール）で純粋Ｎ₂ガスにおける放電からのスペクトルを例示するグラフである。０．３気圧（３００トール）でＮ₂ガスおよび１％水素における螺旋状コイル共振器ＲＦ放電から典型的な発光スペクトルを例示するグラフである。０．３気圧（３００トール）でＮ₂ガスおよび１％酸素における螺旋状コイル共振器ＲＦ放電から典型的な発光スペクトルを例示するグラフである。本発明の１つの実施の形態にしたがって容器の気体内容物の原子発光分光分析用のシステムを例示する図である。図７に例示されたシステムの上面図である。

符号の説明

１０ＲＦ放電源
１２ＲＦ発電機
１４ＲＦ信号発生器
１６ＲＦ電力増幅器
１８電力計
２０インピーダンス整合回路網
２２ＨＣＲ
２４ワイヤヘリックス
２６導電性螺旋コイル
２８第１の端
３０対向する端、電極
３２入力タップ、タップ点
３４導電性シールド
３６光ファイバ採光装置
３８電界ピックアップ装置
４０エンクロージャまたは外側ジャケット
１００システム
１１０装置
１１２導電性ハウジング
１１４導電性クロージャ
１１６誘電性キャップ
１２０導電性ワイヤヘリックス
１２２電極
１２４導電性要素
１２６ＲＦ電力受取タップ
１２８ＲＦ電源
１３０容器
１３５ファラデー箱
１４０光ファイバ
１４５複数の容器

Claims

誘電性壁を有するエンクロージャ内に封止された気体に放電を生成するための装置であって、
細長い導電性ハウジングと、
前記ハウジングの一方の端を取り囲む誘電性キャップと、
前記ハウジング内に軸方向に位置決めされたヘリックスを形成する導電性ワイヤであって、前記誘電性キャップの近くに位置決めされた一方の端で電極を形成し且つ他方の端近傍にＲＦ電力受取タップを有するワイヤと、
前記タップに接続され、ＲＦ電力を提供して前記エンクロージャ内に封止された気体に放電を行うのに十分な強さを有する電極の近くにＲＦ界を生成するＲＦ電源と、
を備える装置。
前記電極と前記タップとの間の前記ワイヤの長さは、ＲＦ電力の波長の約４分の１である請求項１記載の装置。
前記電極における前記ＲＦ電力の電圧は、前記タップにおける前記ＲＦ電力の電圧よりも少なくとも２０倍大きい請求項１記載の装置。
前記電極における前記ＲＦ電力の電圧は、前記タップにおける前記ＲＦ電力の電圧よりも少なくとも１００倍大きい請求項３記載の装置。
前記誘電性キャップは、テフロン（登録商標）を備える請求項１記載の装置。
前記ハウジングは、導電性の略円筒形壁を備える請求項１記載の装置。
前記電極は、前記誘電性キャップを通って延出し、前記ハウジング外部に位置決めされた導電性要素へ接続する請求項１記載の装置。
前記導電性要素は、凹状表面を含む請求項７記載の装置。
容器の気体内容物に放電を生成するためのシステムであって、
誘電性壁を有する容器と、
前記容器に含まれる１つまたはそれ以上の気体と、
前記気体に放電を行うのに十分なＲＦ界を生成するためのＲＦ生成器であって、
ＲＦ電源と、
螺旋状コイル共振器であって、前記共振器は一方の端で前記ＲＦ電源に接続されその他方の端で電極を形成し、前記電極は、前記気体に放電を確立するために前記容器の前記誘電性壁に十分に近くにある螺旋状コイル共振器と、
を備えるＲＦ生成器と、
を備えるシステム。
誘電性壁と気体内容物とを有する複数の容器を備え、前記容器の各々は、前記容器に含まれる気体に放電を確立するために前記電極に十分に近くに位置決めされる請求項９記載のシステム。
前記容器に含まれる気体の圧力は、少なくとも２０トールである請求項９記載のシステム。
前記容器に含まれる気体の圧力は、少なくとも５０トールである請求項１１記載のシステム。
前記容器の前記誘電性壁の一部は、前記電極から約２ｃｍ内に位置決めされる請求項９記載のシステム。
容器の気体内容物の原子発光分光分析用のシステムであって、
誘電性壁を有し気体内容物を含む１つまたはそれ以上の容器と、
前記容器の前記気体内容物に放電を生成するための装置であって、
細長い導電性ハウジングと、
前記ハウジングの一方の端を取り囲む誘電性キャップと、
前記ハウジング内に軸方向に位置決めされたヘリックスを形成する導電性ワイヤであって、前記誘電性キャップによって取り囲まれた前記ハウジングの前記端の近くに位置決めされた一方の端で電極を形成し且つ他方の端近傍にＲＦ電力受取タップを有する導電性ワイヤと、
前記タップに接続されたＲＦ電源と、
分光光度計と、
を備えた装置と、
を備え、前記容器は前記電極に十分に近くに位置決めされ、そのため、前記電極に生成されたＲＦ界は、前記容器の気体内容物に放電を行うシステム。
複数の容器であって、各々が、前記電極に十分に近くに位置決めされ、そのため、前記電極に生成されたＲＦ界は、前記容器の気体内容物に放電を行う複数の容器を備える請求項１４記載のシステム。
前記電極は、前記誘電性キャップを通って延出し、導電性要素へ接続する請求項１４記載のシステム。
前記導電性要素は、湾曲した表面を有する容器支持部分を含む請求項１６記載のシステム。
前記導電性要素は、Ｖ字形溝を有する容器支持部分を含む請求項１６記載のシステム。
複数の容器であって、各々が、前記導電性要素に十分に近くに位置決めされ、そのため、前記要素に生成されたＲＦ界は、前記容器の気体内容物に放電を行う複数の容器を備える請求項１６記載のシステム。
容器の気体内容物の原子発光分光分析用のシステムであって、
誘電性壁を有し気体内容物を含む１つまたはそれ以上の容器と、
前記容器の前記気体内容物に放電を生成するための装置であって、
略円筒形の導電性ハウジングと、
前記ハウジングの一方の端を取り囲む誘電性キャップと、
前記ハウジング内に軸方向に位置決めされたヘリックスを形成する導電性ワイヤであって、前記誘電性キャップを通って延出する一方の端で電極を形成し且つ他方の端近傍にＲＦ電力受取タップを有する導電性ワイヤと、
前記電極に接続された導電性要素であって、前記誘電性キャップの外側表面に位置決めされ湾曲した表面を有する容器支持部分を含む導電性要素と、
前記タップに接続されたＲＦ電源と、
分光光度計と、
前記容器から前記分光光度計へ発せられた光を輸送するための光ファイバと、
を備えた装置と、
を備え、前記１つまたはそれ以上の容器は前記導電性要素に十分に近くに位置決めされ、そのため、前記電極に生成されたＲＦ界は、前記容器の気体内容物に放電を行うシステム。
前記容器は、前記導電性要素の前記湾曲した表面によって支持される請求項２０記載のシステム。
複数の容器が前記誘電性キャップの前記外側表面に支持される請求項２０記載のシステム。