JP3765446B2 - 高周波誘導結合プラズマ分析装置 - Google Patents
高周波誘導結合プラズマ分析装置 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波誘導結合プラズマ・質量分析装置(ICP−MS)または高周波誘導結合プラズマ・発光分光分析装置(ICP−AES)等の高周波誘導結合プラズマ分析装置(以下、ICP装置と称する)に関し、特にICP装置のプラズマトーチに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ICP装置において、プラズマトーチを取り付ける際には、誘導コイル内に挿入されるプラズマトーチの、誘導コイルに対する相対位置を目視で確認しながら、トーチ押さえ部材にプラズマトーチを固定するようにしている。
【0003】
また、一般にICP装置では、プラズマと誘導コイル間を静電気的にシールドするため、プラズマと誘導コイル間にアース接続されたシールド板を装着している。従来は、このシールド板とトーチ押さえ部材等の金属部材との間で電界が発生し、その電界によってプラズマが点火していたと考えられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のように、プラズマトーチの相対位置を目視で確認しながら、トーチ押さえ部材にプラズマトーチを固定する方法では、見る角度によってプラズマトーチが最適位置からずれてしまうという問題点があった。また、プラズマトーチの位置決めが済んだ後、トーチ押さえ部材で固定するまでの間にプラズマトーチの位置がずれることがあるという問題点もあった。
【0005】
また、従来のICP装置では、シールド板の長さを変更する、特にシールド板の長さを長くすると、プラズマ点火のための電界が弱くなるかまたはまったく発生せず、プラズマが点火し難いかまたは点火しないという問題点があった。
【0006】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、簡便にプラズマトーチを所定位置に取り付けることができるようにされたICP装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、シールド板の長さによらず、常にプラズマの点火が可能なICP装置を提供することをも目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明のICP装置は、プラズマトーチを固定するトーチ押さえ部材に対する相対的な位置を決定する位置決め手段を、前記プラズマトーチに設けたことを特徴とするものである。それによって、トーチ押さえ部材に対するプラズマトーチの相対位置を容易に位置決めすることができる。
【0008】
本発明のICP装置は、上記発明において、前記位置決め手段が、前記トーチ押さえ部材の一端面に当接するように設けられた位置決め凸部であることを特徴とするものである。それによって、プラズマトーチの位置決め凸部をトーチ押さえ部材の一端面に当接させるだけで、トーチ押さえ部材に対するプラズマトーチの相対位置を容易に位置決めすることができる。
【0009】
請求項1に記載したICP装置は、プラズマトーチの外側面に面して、シールド板より後端側に所定距離だけ離れた位置に、高周波的に接地された補助電極を設けたことを特徴とする。
それによって、プラズマの点火時に、補助電極とシールド板との間でプラズマ点火のための電界が発生する。
前記補助電極は、前記プラズマトーチと該プラズマトーチを固定するためのトーチ押え部材との間に位置することを特徴とする(請求項2に記載の高周波誘導結合プラズマ分析装置)。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態について図1〜図4を参照しつつ詳細に説明する。
【0011】
(第1実施形態)
図1には、本発明に係るICP装置のプラズマトーチ周辺部分の一例が示されている。同図において、1は高周波誘導結合プラズマを生じさせるプラズマトーチ、2はプラズマトーチ1を着脱自在に取り付けるトーチ押さえ部材、3は高周波誘導コイル、4はプラズマトーチ1の取付位置を位置決めするための位置決め凸部、6はサンプリングコーンと呼ばれるノズル、7はスキマコーン、8は真空ポンプ、9は真空ポンプにより真空吸引されるフォアチャンバー、10は図示しないイオンレンズを収納するセンターチャンバー、11はセンターチャンバー10内を仕切るバルブ、12はセンターチャンバー内を真空吸引する油拡散ポンプである。センターチャンバー10の後方には、特に図示しないが、リアチャンバー及びそのリアチャンバー内を真空吸引する油拡散ポンプ等が設けられている。
【0012】
位置決め凸部4は、例えば図2に示すように管状部材でできており、例えば3重管構造のプラズマトーチ1の所定位置に外嵌されてそのトーチ1と一体化されている。そして、プラズマトーチ1が所定位置に位置決めされた時には、位置決め凸部4は、その、プラズマトーチ1の先端側(図2において右側)に臨む端面4aが、トーチ押さえ部材2のプラズマトーチ1の後端側(図2において左側)に臨む端面2aに丁度当接されるようになっている。
【0013】
従って、プラズマトーチ1を取り付ける際には、位置決め凸部4の先端側の端面4aをトーチ押さえ部材2の後端側の端面2aに当接させ、その状態でトーチ押さえ部材2によりプラズマトーチ1を固定する。
【0014】
この第1実施形態によれば、位置決め凸部4の端面4aをトーチ押さえ部材2の端面2aに当接させた状態で、トーチ押さえ部材2によりプラズマトーチ1を固定するだけで、トーチ押さえ部材2に対するプラズマトーチ1の相対位置を容易に位置決めすることができるので、簡便且つ精度良くプラズマトーチ1を所定位置に取り付けることができる。
【0015】
なお、位置決め手段は、上述した位置決め凸部4に限らず、例えば図3に示すように、プラズマトーチ1の外周面の所定位置に位置決めマーク5を記しておくようにしてもよい。図3の例では、位置決めマーク5は、プラズマトーチ1が所定位置に位置決めされた時に、トーチ押さえ部材2の後端側の端面2aの位置に丁度一致するような線状のマークで構成されている。
【0016】
また、本発明は、上記第1実施形態に限定されず、種々変更可能であるのはいうまでもない。例えば、位置決め凸部4は管状に限らず、プラズマトーチ1の外周面から突出してトーチ押さえ部材2の端面2aに当接し得るようになっていれば、如何なる形状の凸部でもよい。
【0017】
(第2実施形態)
図4には、本発明に係るICP装置のプラズマトーチ周辺部分の他の例が示されている。同図において、21はプラズマトーチ、22はトーチ押さえ部材、23は高周波誘導コイル、24はシールド板、25は補助電極である。この例では例えばシールド板24の後側(図4において左側)の端部は、トーチ押さえ部材22内に挿入されている。
【0018】
補助電極25は、環状の金属等の導電体でできており、プラズマトーチ21及びトーチ押さえ部材22とは電気的に絶縁されているとともに、高周波的に接地されている。そして、補助電極25は、プラズマトーチ21とトーチ押さえ部材22との間で、かつトーチ押さえ部材22の、シールド板24が挿入されていない側(図4において左側)の端部寄りに介設されている。
【0019】
具体的には、補助電極25とシールド板24との間の距離dは10〜25mmであるのが適当である。その理由は、補助電極25とシールド板24との距離が10mmに満たない場合には、電界で加速されたイオンが周りの気体分子にぶつかる確率が小さくなるためであり、25mmを超える場合には発生する電界が弱くなり点火に必要な大きさの電界を確保できないためである。
【0020】
この第2実施形態によれば、補助電極25が設けられていることにより、プラズマの点火時に、補助電極25とシールド板24との間でプラズマ点火のための電界が発生するため、シールド板24の長さによらず、常にプラズマの点火が可能となる。
【0021】
なお、本発明は、上記第2実施形態に限定されず、種々変更可能であるのはいうまでもない。即ち、補助電極25は環状に限らず、プラズマトーチ21及びトーチ押さえ部材22に対して電気的に絶縁されているとともに、高周波的に接地されており、プラズマ点火のための電界が発生するようになっていれば、その形状は問わない。例えば、プラズマトーチ21の外周に対して、半周程度の円弧状のものでもよい。
【0022】
【発明の効果】
本発明によれば、プラズマトーチを固定するトーチ押さえ部材に対する相対的な位置を決定する位置決め手段を、前記プラズマトーチに設けたため、トーチ押さえ部材に対するプラズマトーチの相対位置を容易に位置決めすることができるので簡便にプラズマトーチを所定位置に取り付けることができる。
【0023】
本発明によれば、位置決め手段が、前記トーチ押さえ部材の一端面に当接するように設けられた位置決め凸部で構成されているため、プラズマトーチの位置決め凸部をトーチ押さえ部材の一端面に当接させるだけで、トーチ押さえ部材に対するプラズマトーチの相対位置を容易に位置決めすることができるので、簡便にプラズマトーチを所定位置に取り付けることができる。
【0024】
請求項1〜2に記載の各発明によれば、プラズマトーチの近くで、シールド板から所定距離だけ離れた位置に、高周波的に接地された補助電極が設けられているため、プラズマの点火時に、補助電極とシールド板との間でプラズマ点火のための電界が発生するので、シールド板の長さによらず常にプラズマの点火が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るICP装置の第1実施形態の要部を示す部分断面図である。
【図2】そのICP装置のプラズマトーチの一例を示す断面図である。
【図3】本発明に係るICP装置のプラズマトーチの他の例を示す断面図である。
【図4】本発明に係るICP装置の第2実施形態の要部を示す概略断面図である。
【符号の説明】
1,21 プラズマトーチ
2,22 トーチ押さえ部材
2a トーチ押さえ部材の端面
3,23 高周波誘導コイル
4 位置決め凸部(位置決め手段)
4a 位置決め凸部の端面
5 位置決めマーク(位置決め手段)
6 サンプリングコーン
7 スキマコーン
8 真空ポンプ
9 フォアチャンバー
10 センターチャンバー
11 バルブ
12 油拡散ポンプ
24 シールド板
25 補助電極
Claims (2)
- プラズマトーチの周りにシールド板を介して配設された誘導コイルに高周波電力を供給してプラズマを発生させ、該プラズマを用いて試料の分析を行う高周波誘導結合プラズマ分析装置において、
前記プラズマトーチの外側面に面して、前記シールド板より後端側に所定距離だけ離れた位置に、高周波的に接地された補助電極を設けたことを特徴とする高周波誘導結合プラズマ分析装置。 - 前記補助電極は、前記プラズマトーチと該プラズマトーチを固定するためのトーチ押え部材との間に位置することを特徴とする請求項1に記載の高周波誘導結合プラズマ分析装置。
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