JP3084693B2 - 微粒子導入装置 - Google Patents

微粒子導入装置

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JP3084693B2 JP04101073A JP10107392A JP3084693B2 JP 3084693 B2 JP3084693 B2 JP 3084693B2 JP 04101073 A JP04101073 A JP 04101073A JP 10107392 A JP10107392 A JP 10107392A JP 3084693 B2 JP3084693 B2 JP 3084693B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波誘導プラズ
マ(以下「MIP」という)を利用した元素分析計の、
プラズマ発生部に微粒子(パ―ティクル)を供給するた
めの微粒子導入装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】微粒子導入装置とは、MIPを利用した
元素分析計におけるプラズマ発生部に微粒子を供給する
装置であって、主たる構成はディスパ―サ―及びアナラ
イザから成る。
【0003】前記ディスパ―サ―としては、例えば、M
IPを利用した元素分析計のプラズマ発生部に試料(微
粒子)を供給する微粒子導入装置(特開平4−5554
号公報参照)により、前記アナライザとしては、例え
ば、MIPを利用して試料中の元素を分析する発光分光
分析計に検出器として装着される発光分光検出器(特開
平4−5555号公報参照)により知られている。
【0004】即ち、前記ディスパ―サ―は、アスピレ―
タ、表面に固体微粒子が付着されたフィルタを固定する
フィルタユニットが装着されたア―ム、第1モ―タの回
転を全ア―ムの水平方向回転運動に変換する固定軸、及
び第2モ―タの回転をア―ムの上下方向直線運動に変換
するボ―ルネジを設け、アスピレ―タの吸引口がフィル
タと一定距離に近づいた状態で、毎分略300mlの小
流量で流れるキャリアガスがアスピレ―タに供給された
とき、アスピレ―タによって固体微粒子を吸引して放電
管を用いてプラズマ発生部に供給するものとなってい
る。
【0005】又、前記アナライザは、例えば、ディスパ
―サ―側に位置するディスチャージ管、マイクロ波を空
洞共鳴させてディスチャージ管の外管内にMIPを発生
させるキャビティ、外管の軸方向に取り出して集光する
光学系、及びこの光学系で集光された光を分光して信号
処理する信号処理部が設けられて、試料中の被測定元素
を検出するものと成っている。
【従来の技術】図10はこのような微粒子導入装置の従
来の技術の説明に供する図である。
【0006】図10において、100は微粒子導入装置
であるディスパ―サ―、101はAr やHeで成るキャ
リアガスを導入するキャリアガス導入口、102は例え
ばAr やHe等の置換ガスを導入する置換ガス導入口、
103a〜103eは開閉弁、104,105はガス排
出口、106は吸引ポンプ、107は表面に微粒子が付
着されたフィルタ―、108はアスピレ―タ、109は
放電管、110はキャビティ、111はマイクロ波誘導
プラズマである。
【0007】このような構成において、キャビティ11
0の中心部にはマイクロ波発生器(図省略)からマイク
ロ波が照射されたとき、キャビティ110の中心部に挿
入されている放電管109内のキャリアガスを励起して
マイクロ波誘導プラズマ111が発生される。
【0008】測定時においては、開閉弁103a,10
3b,103d,103eが開で開閉弁103cが閉と
なる。従って、キャリアガスは、開閉弁103a→アス
ピレ―タ108→開閉弁103e→放電管109の流路
で流れる。一方、フィルタ107がスピレ―タ108の
吸引口に一定距離近ずく。これにより、フィルタ―の表
面に付着されている微粒子が吸引されてマイクロ波誘導
プラズマ111に搬送される。
【0009】非測定時においては、開閉弁103a,1
03eを閉じる。これと共に、開閉弁103b〜103
dの開閉と吸引ポンプ106の駆動が操作される。従っ
て、ディスパ―サ―100内のキャリアガスが置換ガス
(置換ガス導入口102から導入されるAr やHeな
ど)で置換される。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の微粒
子導入装置には以下に述べるような問題点がある。
【0011】(1)アスピレ―タ108の出口と放電管
109の間に設けられた開閉弁103e等を閉にしてデ
ィスパ―サ100内を真空引きすることが行われ、また
アスピレ―タ108の吸引ノズル部に盲栓をあててシ―
ルすることも行われていために、開閉弁103e等を閉
にしてディパ―サ―100内を真空引きする場合にはア
スピレ―タ108から放電管109までの距離が長くな
って微粒子の導入効率が低下するうえ、開閉弁103e
などの接ガス部が樹脂で構成されているため水分などの
吸着がとり切れない。
【0012】(2)アスピレ―タ108の吸引ノズル部
に盲栓をあててシ―ルする場合には、吸引ノズル部の先
端に機械的力が加わって該先端部が破損しやすいうえ、
盲栓がゴム板などで構成されているため水分などの吸着
がとり切れない。
【0013】本発明はこのような従来の技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、微粒子導入効率が高く、し
かも信頼性も高い、或いは又操作性の簡単化をも達し得
る微粒子導入装置を提供することを目的とするものであ
る。
【0014】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明の微粒子導入装置は、チャンバー内に表面に
固体微粒子が付着したフィルタとこのフィルタに付着し
た固体微粒子を吸引するアスピレータが配置され、前記
チャンバー内にキャリアガスと置換ガスを導入、排出す
る手段を有し、前記アスピレータで吸引した固体微粒子
を微粒子放電ラインを介して放電管に導くようにした微
粒子導入装置において、前記チャンバー内に断面が凹状
に形成され内周にリング状のシール部材を有し、前記シ
ール部材を介して前記アスピレータの吸引口を挿入する
ことにより前記アスピレータ側への前記ガスの流通を遮
断するノズルプラグを設け、このノズルプラグと前記微
粒子が付着したフィルタを交互に前記アスピレータの吸
引口に対して垂直および水平方向に移動させる移動手段
を設けたことを特徴としている。
【0015】
【作用】本発明によれば、アスピレータの吸引口を例え
ばOリング等のシール材でシールして、アスピレータと
チャンバー間のガスの連通を遮断することで、アスピレ
ータと放電管の間に開閉弁等を必要とせず、しかも、ア
スピレ―タの吸引口先端部に機械的な押圧力が加わらな
い構造とすることにより、微粒子導入効率が高く、高信
頼性も維持できる。
【0016】
【実施例】以下、本発明について図を用いて詳細に説明
する。
【0017】図1は本発明の具体的実施例の構成説明図
であり、特に、図1(イ)は本発明の具体的実施例の平
面図、図1(ロ)は本発明の具体的実施例の断面図であ
る。図2乃至図5は本発明の説明に供する図であり、特
に、図2はノズルプラグの拡大断面図、図3乃至図4は
動作を説明するための図、図5は具体的使用例の説明図
である。
【0018】図6は本発明のその他の具体的実施例の構
成説明図である。図7乃至図9はその他の実施例の説明
に供する図であり、特に、図7は図6の側面図、図8乃
至図9は図6に至る補足のための説明図である。
【0019】図1乃至図5において、1はネジとOリン
グシ―ルによって外からの空気の漏れ込みを防ぐように
構成されているケ―ス、2はフィルタ(図省略)上の微
粒子を吸引して放電管に供給するアスピレ―タ、2´は
アスピレ―タの吸引口、3はノズルプラグ、4は先端部
にノズルプラグが装着された第1ア―ム、5はガス置換
部などを構成し吸引口2´を介してアスピレ―タ2と連
通するチャンバ―である。
【0020】ところで、アスピレ―タ1は、キャリアガ
スとしてAr ガスを使用した場合には、キャリアガスと
試料ガスとの吸引比率を例えば1:3、キャリアガスと
してHeガスを使用した場合には、その吸引比率を例え
ば1:1.5となるように吸引特性が設計されている。
【0021】又、ノズルプラグ3は、図2に示すよう
に、第1ア―ム4の先端に装着されたノズルプラグ本体
3aがOリング3bを介してアスピレ―タの吸引口2´
を把持するようになっており、更に、第1ア―ム4を介
して第2ア―ム8と共に支柱6に取り付けられており、
吸引口2´に蓋をすることによって、この吸引口2´と
チャンバ―5の連通を遮断するようになっている。
【0022】このときに前記支柱6は、バックラッシュ
が例えば0.01mm以下となるように設計されている
ボ―ルネジと、このバックラッシュを相殺し第2モ―タ
から加えられた動き(即ち、角度分解能の極めて高いス
テッピングモ―タでなるモ―タの回転運動が、タイミン
グベルトを介して伝達される)をボ―ルネジを介してフ
ィルタホルダー7に装着されているフィルタ―のz軸方
向の動きに変換する固定軸から構成される。
【0023】又、前記フィルタホルダー7は、ノズルプ
ラグ3と第1ア―ム4,先端に当該フィルタホルダー7
が装着された第2ア―ム8を介して機械的に接続された
上で微粒子を採取したフィルタアセンブリ(図示せず)
を固定している。尚、フィルタホルダー7に装着された
フィルタとアスピレ―タ1の吸引口との間隔は例えば
0.1mm以下になるように制御されている。
【0024】9はフィルタホルダー7からフィルタを取
外したりするときに使用する交換窓を示す。
【0025】このような構成においてその動作は以下の
ようになる。これを図1〜図5を用いて説明する。
【0026】最初に、図3の位置で、交換窓9におい
て微粒子を採取したフィルタアセンブリ(図省略)をフ
ィルタホルダ―7に乗せる。
【0027】支柱6を回転させて、第1ア―ム4,第
2ア―ム8を介してフィルタホルダ―7及びノズルプラ
グ3を下降させる。
【0028】その後に、第1ア―ム4,第2ア―ム8
を図3の太線矢印方向Fに回転させて図1(イ)の状態
にする。
【0029】この状態で、支柱6を回転させてノズル
プラグ3を上昇させ、図2のように吸引口2´をシ―ル
する。
【0030】その後、図5における開閉弁103b,
103dを閉として開閉弁103cを開とする。この状
態で吸引ポンプ106を駆動させてチャンバ―5内の空
気を吸引してチャンバー内を真空とする。
【0031】チャンバ―5内が一定の真空度に達した
ら、開閉弁103cを閉じ、開閉弁103bを開にして
チャンバ―5内に置換ガスを充填する。
【0032】置換ガスが充填されてチャンバ―5内が
大気圧になったら開閉弁103dを開にしてチャンバ―
5内を大気解放にする。と同時に、図1(ロ)の支柱6
を回転させてノズルプラグ3を下降させ、第1ア―ム
4,第2ア―ム8を更に回転させて図4の位置とする。
【0033】この後、支柱6を回転させて、フィルタ
ホルダ―7を上昇させる。所定の位置でフィルタホルダ
―7の上昇を停止させた後に微粒子の吸引を開始させる
こととなる。
【0034】このように、アスピレ―タ2の吸引口2´
をOリング3bでシ―ルし、アスピレ―タ2とチャンバ
―5の連通を遮断するような構成にしたため、微粒子導
入効率が高いうえ信頼性も高い微粒子導入装置が実現す
る。
【0035】なお、本発明は上述の実施例に限定される
ことなく種々の変形が可能であり、例えば、図3に示す
ようにフィルタホルダ―とノズルプラグを一体構造にし
ても良い。
【0036】
【0037】
【0038】
【0039】
【0040】
【0041】
【0042】
【0043】
【0044】
【0045】
【0046】
【0047】
【0048】
【0049】
【0050】
【0051】
【0052】
【0053】
【0054】
【発明の効果】以上、実施例を用いて詳しく説明したよ
う本発明によれば、以下のような効果を奏する。
【0055】アスピレ―タと放電管の間の開閉弁が不
要となるため、微粒子の導入路を短くできることから簡
単な構成とすることができ、微粒子の導入効率が向上す
る。
【0056】接ガス部が樹脂で構成されている従来の
技術の開閉弁103e等を除くことができるので、これ
らの製造コストが不要となり、又接ガス部分全てを金属
で構成できるので水分等の吸着を最小限に押さえること
ができ、プラズマのバックグランドノイズを軽減でき
る。
【0057】アスピレ―タ吸引口2´の微細な先端部
を押さえていないため、かかる先端部が変形等を起こす
恐れがない。
【0058】第1アーム,第2ア―ムや支柱等に無理
な押圧力が加わらないために機構部の信頼性が向上す
る。
【0059】
【0060】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の具体的実施例の構成説明図である。
【図2】本発明の説明に供する図である。
【図3】本発明の説明に供する図である。
【図4】本発明の説明に供する図である。
【図5】本発明の説明に供する図である。
【図6】従来の技術の説明に供する図である
【符号の説明】
2 アスピレ―タ 2´ アスピレ―タの吸引口 3,113 ノズルプラグ 4,8 ア―ム 5 ガス置換部 7 フィルタホ―ルド 9 交換窓 100 デスパ―サ― 103a〜103d 開閉弁 107 微粒子が付着されたフィルタ― 108 アスピレ―タ 109 放電管 111 マイクロ波誘導プラズマ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 21/62 - 21/74 G01N 1/00 101 JICSTファイル(JOIS)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】チャンバー内に表面に固体微粒子が付着し
    たフィルタとこのフィルタに付着した固体微粒子を吸引
    するアスピレータが配置され、前記チャンバー内にキャ
    リアガスと置換ガスを導入、排出する手段を有し、前記
    アスピレータで吸引した固体微粒子を微粒子放電ライン
    を介して放電管に導くようにした微粒子導入装置におい
    て、前記チャンバー内に断面が凹状に形成され内周にリ
    ング状のシール部材を有し、前記シール部材を介して前
    記アスピレータの吸引口を挿入することにより前記アス
    ピレータ側への前記ガスの流通を遮断するノズルプラグ
    を設け、このノズルプラグと前記微粒子が付着したフィ
    ルタを交互に前記アスピレータの吸引口に対して垂直お
    よび水平方向に移動させる移動手段を設けことを特徴と
    する微粒子導入装置。
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