JP3133016B2 - 誘導結合プラズマ質量分析装置 - Google Patents
誘導結合プラズマ質量分析装置Info
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Description
物元素の同定・定量を行う誘導結合プラズマ質量分析装
置に関するものである。
２において、１は高周波プラズマであり、霧化した試料
溶液は、高周波プラズマ１に導入され、プラズマ化され
ている。２は高周波プラズマ１をサンプリングして第一
真空室に導くサンプリングオリフィスであり、３は第一
真空室２１から高周波プラズマ１を第二真空室２２に導
くスキマーオリフィスである。４はイオンレンズでスキ
マーオリフィス３を通過した高周波プラズマ１中のプラ
スイオンを収束し、第二真空室２２と第三真空室２３の
隔壁５に設けられたオリフィス２４を介して、収束され
たプラスイオンを質量分析計６に導入する。質量分析計
６は前記プラスイオンを質量分離し質量から不純物元素
の同定を行い、イオン計数率から定量を行う。各真空室
の真空を維持するために、真空排気手段として第一真空
室２１に排気手段のロータリーポンプ７、第二真空室２
２に排気手段のターボ分子ポンプ８、第三真空室２３に
排気手段のターボ分子ポンプ９、さらに前記ターボ分子
ポンプ８、９の補助ポンプ用としてロータリーポンプ１
０が設けられている。
には動作状態と待機状態の２つの状態が存在する。待機
状態は真空室内（第二真空室２２及び第三真空室２３）
にあるイオンレンズ４及び、質量分析計６を真空中雰囲
気に保ち、いつでも分析ができる状態に維持している状
態になっている。つまり、通常スキマーオリフィス３の
直後のゲートバルブ（図示せず）を閉じ、第２真空室２
２の排気手段であるターボ分子ポンプ８及び第３真空室
排気２３の排気手段であるターボ分子ポンプ９、および
各ターボ分子ポンプ８、９の補助ポンプであるロータリ
ーポンプ１０を動作させ第二真空室２２と第三真空室２
３を真空に維持した状態である。
灯、ロータリーポンプ７は停止の状態である。各部の圧
力は第一真空室が大気圧、第二真空室２２は１０のマイ
ナス４乗から１０の７乗Ｔｏｒｒ、第三真空室２３も同
じく１０のマイナス４乗から１０の７乗Ｔｏｒｒであ
る。動作状態は本装置が分析装置として機能している状
態である。待機状態から、高周波プラズマ１を点灯しサ
ンプリングオリフィス２に接触させ、スキマーオリフィ
ス３の直後のゲートバルブ（図示せず）を開き、ロータ
リーポンプ７を作動させることにより動作状態に移る。
動作状態では、高周波プラズマ１中に含まれる不純物イ
オンがサンプリングオリフィス２、スキマーオリフィス
３、イオンレンズ４、隔壁５のオリフィス２４を介して
質量分析計６に運ばれる。質量分析計６で不純物イオン
を質量分離し質量から不純物元素の同定を行いイオン計
数率から定量が行われる。
ーポンプ７によって排気され、圧力は１〜５Torrであ
る。また、第二真空室はターボ分子ポンプ８により排気
され、圧力は１０のマイナス３乗〜５乗Ｔｏｒｒであ
る。第三真空室はターボ分子ポンプ９で排気され、圧力
は１０のマイナス４乗〜６乗Ｔｏｒｒである。なお、ロ
ータリーポンプ１０は前記各ターボ分子ポンプ８、９の
補助ポンプとして構成されている。
次のような課題がある。第一真空室２１の真空排気手段
であるロータリーポンプ７は高周波プラズマ１の動作中
にのみ稼働し、稼働によって発熱する。ローターポンプ
７は装置に内蔵することが多く、同じきょう体内にある
制御回路の環境温度を変化させることになり、質量分析
計６の出力信号のドリフトの原因となっていた。
定な出力信号が得られる誘導結合プラズマ質量分析装置
を提供するものである。
気手段のロータリーポンプを第二及び第三真空室排気手
段のターボ分子ポンプの補助ポンプと共用することによ
り、定常的に作動するロータリーポンプ１台で構成し
た。従来の構成では２台のロータリーポンプが必要で、
このうち第一真空室を排気するロータリーポンプはプラ
ズマの点灯に応じて動作、停止を繰り返し、ポンプの作
動に伴う断続的な発熱があった。しかし、本発明による
と、これを定常的に動作する１台のロータリーポンプで
構成できるため発熱が定常的になり、環境温度の影響を
受ける制御回路を安定に作動させることができる。その
結果として、安定な出力信号が得られる誘導結合プラズ
マ質量分析装置を提供できる。
いて説明する。
る。図１において、１は高周波プラズマであり、霧化し
た試料溶液が導入され、試料はプラズマ状態になってい
る。２は高周波プラズマ１をサンプリングして第一真空
室２１に導くサンプリングオリフィスであり、３は第一
真空室２１から高周波プラズマ１を第二真空室２２に導
くスキマーオリフィスである。４はイオンレンズであ
り、スキマーオリフィス３を通過したプラズマ中のプラ
スイオンを収束し、収束されたプラスイオンを第二真空
室２２と第三真空室２３の隔壁５に設けられたオリフィ
ス２４を介して、質量分析計６に導入する。質量分析計
６は前記プラスイオンを質量分離し質量から不純物元素
の同定を行いイオン計数率から定量を行う。８は第二真
空室２２の排気手段であるターボ分子ポンプであり、通
常作動状態で、第二真空室２２の圧力は１０のマイナス
３乗〜５乗Ｔｏｒｒになっている。９は第三真空室２３
の排気手段であるターボ分子ポンプであり、通常作動状
態で第三真空室２３の圧力は１０のマイナス４乗〜６乗
Ｔｏｒｒになっている。１０は各ターボ分子ポンプ８、
９の補助ポンプであるロータリーポンプである。ロータ
リーポンプ１０は２方バルブ１１を介して第一真空室２
１に接続され第一真空室２１の真空排気手段を兼ねてい
る。
作は待機状態と動作状態の２動作からなる。待機状態は
真空室内（第二真空室２２及び第三真空室２３）にある
イオンレンズ４及び、質量分析計６を真空雰囲気内に保
ち、いつでも分析ができる状態に維持している。通常ス
キマーオリフィス３の直後のゲートバルブ（図示せず）
を閉じ、ターボ分子ポンプ８及びターボ分子ポンプ９、
補助ポンプ１０を動作させ第二真空室２２と第三真空室
２３を真空に維持する。待機状態から高周波プラズマ１
を点灯し、前記スキマーオリフィス３の直後のゲートバ
ルブ（図示せず）を開き、２方バルブ１１を開くことに
より動作状態に移行する。すると、第一真空室２１はロ
ータリーポンプ１０によって真空排気され圧力が１〜５
Ｔｏｒｒになり、サンプリングオリフィス３から試料イ
オンを含んだプラズマが第一真空室２１にサンプリング
される。第一真空室にサンプリングされたプラズマは第
二真空室２２がターボ分子ポンプ８によって真空排気さ
れている。従って、第一真空室２１と第二真空室２２の
隔壁に設けられたスキマーオリフィス３を通過して、第
二真空室２２にはいる。第二真空室２２にはイオンレン
ズ４があり、このイオンレンズ４によってスキマーオリ
フィス４を通過したプラズマに含まれるプラスイオンだ
けが所定の条件にて収束される。収束されたプラスイオ
ンは第二真空室２２と第三真空室２３の隔壁５に設けら
れた差動オリフィス５を介して、質量分析計６に導入さ
れる。質量分析計６は前記プラスイオンを質量分離し質
量から不純物元素の同定を行いイオン計数率から定量を
行う。
９によって真空排気され質量分析計６が作動できる圧力
（１０のマイナス４乗〜６乗Ｔｏｒｒ）に維持されてい
る。このとき各ターボ分子ポンプ８、９の背圧は第一真
空室を排気しているロータリーポンプ１０のよって真空
排気されている。以上要約すると、質量分析部が直列接
続された３個の真空室２１、２２、２３からなり第一の
真空室２１はプラズマに接触し、プラズマをサンプリン
グするサンプリングオリフィス２を持つ。そして、第一
真空室２１と第二真空室２２とはスキマーオリフィス３
を介して連結されており、さらに第二真空室２２と第三
真空室２３とは同室の隔壁に形成された差動オリフィス
２４で連結されている。各真空室２１、２２、２３が真
空排気手段により真空排気される。第二真空室２２と第
三真空室２３とはそれぞれ独立した真空排気手段８、９
を有している。それぞれ独立した真空排気手段８、９は
共通の補助排気手段１０により補助排気されている。更
に、補助排気手段１０は、流体力学的にオン・オフする
バルブ１１を介して第一真空室２１に接続されているこ
と誘導結合プラズマ質量分析装置である。
が必要で、このうち第一真空室を排気するロータリーポ
ンプはプラズマの点灯に応じて動作、停止を繰り返し、
ポンプの作動に伴う断続的な発熱があったが、本発明に
よると、定常的に動作する１台のロータリーポンプで構
成するため発熱が定常的になり、環境温度の影響を受け
る制御回路を安定に作動させることができる。
る誘導結合プラズマ質量分析装置を提供できる。また従
来構成では最低２台のロータリーポンプが必要であった
がこれを１台で構成できることから大幅なコストダウン
ができる効果がある。
図である。
である。
Claims (2)
- 【請求項１】 プラズマに接触して当該プラズマをサン
プリングするサンプリングオリフィスが設けられた第１
真空室と、当該第１真空室とスキマーオリフィスを介し
て連結する第２真空室と、当該第２真空室と差動オリフ
ィスを介して連結する第３真空室と、前記第２及び第３
真空室を真空排気する真空排気手段とを有する誘導結合
プラズマ質量分析装置において、 前記第２及び第３真空室の真空排気手段は、共通の補助
排気手段により補助排気され、 当該補助排気手段は、装置の動作状態時に開く流体バル
ブを介して前記第１真空室に連結していることを特徴と
する誘導結合プラズマ装置。 - 【請求項２】 プラズマに接触して当該プラズマをサン
プリングするサンプリングオリフィスが設けられた第１
真空室と、当該第１真空室とスキマーオリフィスを介し
て連結する第２真空室と、当該第２真空室と差動オリフ
ィスを介して連結する第３真空室と、前記第２及び第３
真空室を真空排気するターボ分子ポンプとを有する誘導
結合プラズマ質量分析装置において、 前記ターボ分子ポンプは、共通のロータリーポンプによ
り補助排気され、 前記ロータリーバルブは、装置の動作状態時に開く２方
バルブを介して前記第１真空室に連結していることを特
徴とする誘導結合プラズマ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09130133A JP3133016B2 (ja) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | 誘導結合プラズマ質量分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09130133A JP3133016B2 (ja) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | 誘導結合プラズマ質量分析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10318984A JPH10318984A (ja) | 1998-12-04 |
| JP3133016B2 true JP3133016B2 (ja) | 2001-02-05 |
Family
ID=15026750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09130133A Expired - Lifetime JP3133016B2 (ja) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | 誘導結合プラズマ質量分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3133016B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7396237B2 (ja) * | 2020-09-15 | 2023-12-12 | 株式会社島津製作所 | 質量分析装置 |
| GB2632683A (en) * | 2023-08-17 | 2025-02-19 | Thermo Fisher Scient Bremen Gmbh | Mass spectrometer comprising a vacuum system and a method of operation |
-
1997
- 1997-05-20 JP JP09130133A patent/JP3133016B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10318984A (ja) | 1998-12-04 |
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