JPH05264421A - 分析装置用超音波霧化装置 - Google Patents
分析装置用超音波霧化装置Info
- Publication number
- JPH05264421A JPH05264421A JP3464591A JP3464591A JPH05264421A JP H05264421 A JPH05264421 A JP H05264421A JP 3464591 A JP3464591 A JP 3464591A JP 3464591 A JP3464591 A JP 3464591A JP H05264421 A JPH05264421 A JP H05264421A
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- Japan
- Prior art keywords
- horn
- sample solution
- atomization
- atomizing
- atomized
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- Pending
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- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】少量の試料溶液を超音波振動を利用して微細液
滴に霧化することができ、かつ、霧化効率を向上させ測
定感度を大幅に高める。 【構成】ハウジング１内に配設される振動子ホーン１２
と、振動子ホーン１２に超音波振動を付与せしめる電気
・音響変換素子１３と、振動子ホーン１２の先端に凹面
形状に形成される霧化部１５と、霧化部１５の凹面に対
する焦点Ｆの位置に対向して配設される試料溶液供給管
１６とを有し、焦点Ｆの位置で霧化された液滴を振動子
ホーン１２と接触しない方向に搬送する。なお、２個の
振動子ホーン１２を対向して配設すると共に、両者の霧
化部１５の凹面に対する焦点Ｆを一致させるようにして
もよい。
滴に霧化することができ、かつ、霧化効率を向上させ測
定感度を大幅に高める。 【構成】ハウジング１内に配設される振動子ホーン１２
と、振動子ホーン１２に超音波振動を付与せしめる電気
・音響変換素子１３と、振動子ホーン１２の先端に凹面
形状に形成される霧化部１５と、霧化部１５の凹面に対
する焦点Ｆの位置に対向して配設される試料溶液供給管
１６とを有し、焦点Ｆの位置で霧化された液滴を振動子
ホーン１２と接触しない方向に搬送する。なお、２個の
振動子ホーン１２を対向して配設すると共に、両者の霧
化部１５の凹面に対する焦点Ｆを一致させるようにして
もよい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原子吸光分析装置、Ｉ
ＣＰ（誘導結合型プラズマ）発光分光分析装置等の分析
装置において、少量の試料溶液を超音波振動を利用して
微細液滴に霧化するための超音波霧化装置に関する。
ＣＰ（誘導結合型プラズマ）発光分光分析装置等の分析
装置において、少量の試料溶液を超音波振動を利用して
微細液滴に霧化するための超音波霧化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は、従来のＩＣＰ発光分析装置にお
ける試料溶液の霧化器の例を示し、ハウジング１内に
は、内管２及び外管３からなる霧化器４が取付けられ、
外管３にはアルゴンガス等のキャリアガスが供給され、
内管２は試料溶液容器５に接続され試料溶液が供給され
る。試料溶液は、キャリアガスが外管３から噴出すると
きの霧吹きの原理によって吸引され、内管２の先端から
噴霧されて微粒化され、粗い粒子は落下してドレーンと
なり、細かい粒子のみがプラズマトーチに導入される構
造になっている。そして、プラズマトーチにおいては、
試料物質がプラズマフレームを通過する間に励起発光さ
れ、この光を分光器により分光し波長の順に配列した原
子スペクトルを得るようにしている。
ける試料溶液の霧化器の例を示し、ハウジング１内に
は、内管２及び外管３からなる霧化器４が取付けられ、
外管３にはアルゴンガス等のキャリアガスが供給され、
内管２は試料溶液容器５に接続され試料溶液が供給され
る。試料溶液は、キャリアガスが外管３から噴出すると
きの霧吹きの原理によって吸引され、内管２の先端から
噴霧されて微粒化され、粗い粒子は落下してドレーンと
なり、細かい粒子のみがプラズマトーチに導入される構
造になっている。そして、プラズマトーチにおいては、
試料物質がプラズマフレームを通過する間に励起発光さ
れ、この光を分光器により分光し波長の順に配列した原
子スペクトルを得るようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の霧化器においては、キャリアガスによる霧吹きの原
理による霧化のため、霧化された液滴の粒径が大きく又
搬送速度も早いので、ハウジングの壁面に付着しやす
く、殆どがドレーンとなってしまい、その結果、霧化効
率が悪く、試料濃度が低下し測定感度が低下するという
問題を有している。また、霧化器が二重管構造のため、
次の試料溶液を測定する際の洗浄に手間がかかるという
問題を有している。
来の霧化器においては、キャリアガスによる霧吹きの原
理による霧化のため、霧化された液滴の粒径が大きく又
搬送速度も早いので、ハウジングの壁面に付着しやす
く、殆どがドレーンとなってしまい、その結果、霧化効
率が悪く、試料濃度が低下し測定感度が低下するという
問題を有している。また、霧化器が二重管構造のため、
次の試料溶液を測定する際の洗浄に手間がかかるという
問題を有している。
【０００４】ところで、液体を超音波振動により霧化す
る装置は、加湿器、燃焼器、内燃機関等において広く知
られており、この超音波霧化装置を分析装置用の霧化器
に利用することが考えられるが、超音波振動部材が金属
材料で製造されているために、振動部材の腐食の問題や
試料溶液への金属の溶出の問題があり、また、霧化すべ
き液量が少量のために、霧化効率が低下するという問題
や、振動素子の発熱対策のために装置が大型化するとい
う問題があり、また、液の供給方法によっては超音波振
動により気泡が発生し霧化量が不安定になる等の解決す
べき問題が種々ある。
る装置は、加湿器、燃焼器、内燃機関等において広く知
られており、この超音波霧化装置を分析装置用の霧化器
に利用することが考えられるが、超音波振動部材が金属
材料で製造されているために、振動部材の腐食の問題や
試料溶液への金属の溶出の問題があり、また、霧化すべ
き液量が少量のために、霧化効率が低下するという問題
や、振動素子の発熱対策のために装置が大型化するとい
う問題があり、また、液の供給方法によっては超音波振
動により気泡が発生し霧化量が不安定になる等の解決す
べき問題が種々ある。
【０００５】本発明は、上記問題を解決するものであっ
て、少量の試料溶液を超音波振動を利用して微細液滴に
霧化することができ、かつ、霧化効率を向上させ測定感
度を大幅に高めることができる分析装置用超音波霧化装
置を提供することを目的とする。
て、少量の試料溶液を超音波振動を利用して微細液滴に
霧化することができ、かつ、霧化効率を向上させ測定感
度を大幅に高めることができる分析装置用超音波霧化装
置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そのために本発明の分析
装置用超音波霧化装置は、ハウジング１内に配設される
振動子ホーン１２と、振動子ホーン１２に超音波振動を
付与せしめる電気・音響変換素子１３と、振動子ホーン
１２の先端に凹面形状に形成される霧化部１５と、霧化
部１５の凹面に対する焦点Ｆの位置に対向して配設され
る試料溶液供給管１６とを有し、焦点Ｆの位置で霧化さ
れた液滴を振動子ホーン１２と接触しない方向に搬送す
ることを特徴とする。なお、２個の振動子ホーン１２を
対向して配設すると共に、両者の霧化部１５の凹面に対
する焦点Ｆを一致させるように構成してもよい。
装置用超音波霧化装置は、ハウジング１内に配設される
振動子ホーン１２と、振動子ホーン１２に超音波振動を
付与せしめる電気・音響変換素子１３と、振動子ホーン
１２の先端に凹面形状に形成される霧化部１５と、霧化
部１５の凹面に対する焦点Ｆの位置に対向して配設され
る試料溶液供給管１６とを有し、焦点Ｆの位置で霧化さ
れた液滴を振動子ホーン１２と接触しない方向に搬送す
ることを特徴とする。なお、２個の振動子ホーン１２を
対向して配設すると共に、両者の霧化部１５の凹面に対
する焦点Ｆを一致させるように構成してもよい。
【０００７】なお、上記構成に付加した番号は、理解を
容易にするために図面と対比させるためのもので、これ
により本発明の構成が何ら限定されるものではない。
容易にするために図面と対比させるためのもので、これ
により本発明の構成が何ら限定されるものではない。
【０００８】
【作用】本発明においては、例えば図１に示すように、
試料溶液は、試料溶液供給管１６を経て霧化部１５の凹
面に対する焦点Ｆの位置に供給され、超音波振動により
微細液滴に霧化され、キャリアガスにより振動子ホーン
と接触しない方向に搬送される。
試料溶液は、試料溶液供給管１６を経て霧化部１５の凹
面に対する焦点Ｆの位置に供給され、超音波振動により
微細液滴に霧化され、キャリアガスにより振動子ホーン
と接触しない方向に搬送される。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図１は本発明の分析装置用超音波霧化装置の１
実施例を示す断面図である。
明する。図１は本発明の分析装置用超音波霧化装置の１
実施例を示す断面図である。
【００１０】超音波霧化装置１１は、ハウジング１内に
配設される振動子ホーン１２と、振動子ホーン１２に超
音波振動を付与せしめる電気・音響変換素子１３と、振
動子ホーン１２の先端に凹面形状に形成される霧化部１
５、霧化部１５の凹面に対する焦点Ｆの位置に対向して
配設される試料溶液供給管１６とから構成され、振動子
ホーン１２は固定用フランジ１７により図示しない固定
部に固定され、ハウジング１にはシール部材１８を介し
て取付られる。キャリアガスは、霧化された液滴を振動
子ホーン１２と接触しない方向、例えば、図で右側方向
又は紙面と直角方向に搬送するように導入される。
配設される振動子ホーン１２と、振動子ホーン１２に超
音波振動を付与せしめる電気・音響変換素子１３と、振
動子ホーン１２の先端に凹面形状に形成される霧化部１
５、霧化部１５の凹面に対する焦点Ｆの位置に対向して
配設される試料溶液供給管１６とから構成され、振動子
ホーン１２は固定用フランジ１７により図示しない固定
部に固定され、ハウジング１にはシール部材１８を介し
て取付られる。キャリアガスは、霧化された液滴を振動
子ホーン１２と接触しない方向、例えば、図で右側方向
又は紙面と直角方向に搬送するように導入される。
【００１１】振動子ホーン１２の霧化部１５は、試料溶
液による腐食を防止し、また、試料溶液への金属の溶出
を防止するために、フッ素系樹脂、セラミックス等によ
りコーティングされる。また、試料溶液供給管１６に
は、前記材料をコーティングした金属管、ガラス管等を
用いる。なお、図では霧化液体の霧化方向が真下になっ
ているが、霧化方向は、真横方向、傾斜方向等任意であ
る。
液による腐食を防止し、また、試料溶液への金属の溶出
を防止するために、フッ素系樹脂、セラミックス等によ
りコーティングされる。また、試料溶液供給管１６に
は、前記材料をコーティングした金属管、ガラス管等を
用いる。なお、図では霧化液体の霧化方向が真下になっ
ているが、霧化方向は、真横方向、傾斜方向等任意であ
る。
【００１２】上記構成からなる本発明の作用について説
明する。電気・音響変換素子１３には、８０ｋＨｚ程度
の周波数の電圧を印加する。試料溶液は、試料溶液供給
管１６を経て霧化部１５の凹面に対する焦点Ｆの位置に
供給され、超音波振動により微細液滴に霧化され、キャ
リアガスにより振動子ホーン１２と接触しない方向に搬
送される。本発明においては、試料溶液は、霧化部１５
の凹面の焦点Ｆの位置において霧化されるため、霧化範
囲を狭く設定することができ、少量の溶液でも霧化効率
を向上させることができると共に振動子ホーン１２をコ
ンパクトにすることができる。また、試料溶液が振動子
ホーン１２と接触しないため、次の試料溶液を測定する
場合に振動子ホーン１２の洗浄を行う必要がない。
明する。電気・音響変換素子１３には、８０ｋＨｚ程度
の周波数の電圧を印加する。試料溶液は、試料溶液供給
管１６を経て霧化部１５の凹面に対する焦点Ｆの位置に
供給され、超音波振動により微細液滴に霧化され、キャ
リアガスにより振動子ホーン１２と接触しない方向に搬
送される。本発明においては、試料溶液は、霧化部１５
の凹面の焦点Ｆの位置において霧化されるため、霧化範
囲を狭く設定することができ、少量の溶液でも霧化効率
を向上させることができると共に振動子ホーン１２をコ
ンパクトにすることができる。また、試料溶液が振動子
ホーン１２と接触しないため、次の試料溶液を測定する
場合に振動子ホーン１２の洗浄を行う必要がない。
【００１３】図２は本発明の他の実施例を示している。
なお、図１の実施例と同一の構成については同一番号を
付けて説明を省略する。本実施例においては、２個の振
動子ホーン１２を対向して配設すると共に、両者の霧化
部１５の凹面に対する焦点Ｆを一致させるようにし、こ
の焦点Ｆの位置に対向して試料溶液供給管１６を設ける
ものである。従って、本実施例によれば霧化効率を２倍
に増大させることができる。
なお、図１の実施例と同一の構成については同一番号を
付けて説明を省略する。本実施例においては、２個の振
動子ホーン１２を対向して配設すると共に、両者の霧化
部１５の凹面に対する焦点Ｆを一致させるようにし、こ
の焦点Ｆの位置に対向して試料溶液供給管１６を設ける
ものである。従って、本実施例によれば霧化効率を２倍
に増大させることができる。
【００１４】図３は、上記超音波霧化装置を用いた粒径
分布の実験結果を示している。試料溶液は灯油とし、流
量３．０ｃｃ／ｍｉｎ、周波数８０ｋＨｚ、振幅６μｍ
で実験した。粒径はザウター平均粒径（ＳＭＤ）で示し
ており、単純算術粒径はＳＭＤの５割〜７割程度である
ので、ＳＭＤが１０〜１５μｍ、単純算術粒径で１０μ
ｍ程度以下の霧化液滴を利用することができる。粒径は
周波数を増大させると小さくなり、振幅を低くすると小
さくなり、また、霧化量は粒径に比例して増大するの
で、周波数及び振幅を制御することにより所望の粒径及
び霧化量を得ることができる。
分布の実験結果を示している。試料溶液は灯油とし、流
量３．０ｃｃ／ｍｉｎ、周波数８０ｋＨｚ、振幅６μｍ
で実験した。粒径はザウター平均粒径（ＳＭＤ）で示し
ており、単純算術粒径はＳＭＤの５割〜７割程度である
ので、ＳＭＤが１０〜１５μｍ、単純算術粒径で１０μ
ｍ程度以下の霧化液滴を利用することができる。粒径は
周波数を増大させると小さくなり、振幅を低くすると小
さくなり、また、霧化量は粒径に比例して増大するの
で、周波数及び振幅を制御することにより所望の粒径及
び霧化量を得ることができる。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ハ
ウジング内に配設される振動子ホーンと、該振動子ホー
ンに超音波振動を付与せしめる電気・音響変換素子と、
前記振動子ホーンの先端に凹面形状に形成される霧化部
と、該霧化部の凹面に対する焦点の位置に対向して配設
される試料溶液供給管とを有し、前記焦点の位置で霧化
された液滴を前記振動子ホーンと接触しない方向に搬送
するようにするため、少量の試料溶液を超音波振動を利
用して微細液滴に霧化することができ、かつ、霧化効率
を向上させ測定感度を大幅に高めることができる。
ウジング内に配設される振動子ホーンと、該振動子ホー
ンに超音波振動を付与せしめる電気・音響変換素子と、
前記振動子ホーンの先端に凹面形状に形成される霧化部
と、該霧化部の凹面に対する焦点の位置に対向して配設
される試料溶液供給管とを有し、前記焦点の位置で霧化
された液滴を前記振動子ホーンと接触しない方向に搬送
するようにするため、少量の試料溶液を超音波振動を利
用して微細液滴に霧化することができ、かつ、霧化効率
を向上させ測定感度を大幅に高めることができる。
【００１６】また、試料溶液が霧化部の凹面の焦点の位
置において霧化されるため、少量の溶液でも霧化効率を
向上させることができると共に振動子ホーンをコンパク
トにすることができる。また、試料溶液が振動子ホーン
と接触しないため、振動子ホーンの洗浄を行う必要がな
い。
置において霧化されるため、少量の溶液でも霧化効率を
向上させることができると共に振動子ホーンをコンパク
トにすることができる。また、試料溶液が振動子ホーン
と接触しないため、振動子ホーンの洗浄を行う必要がな
い。
【図１】本発明の分析装置用超音波霧化装置の１実施例
を示す断面図
を示す断面図
【図２】本発明の分析装置用超音波霧化装置の他の実施
例を示す断面図
例を示す断面図
【図３】粒径分布の実験結果を示す図
【図４】従来のＩＣＰ発光分光分析装置における試料溶
液の霧化器の例を示す図
液の霧化器の例を示す図
１１…超音波霧化装置、１２…振動子ホーン、１３…電
気・音響変換素子、１５…霧化部、１６…試料溶液供給
管、Ｆ…焦点。
気・音響変換素子、１５…霧化部、１６…試料溶液供給
管、Ｆ…焦点。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鶴谷和司 埼玉県入間郡大井町西鶴ケ岡一丁目３番１ 号 東燃株式会社総合研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】ハウジング内に配設される振動子ホーン
と、該振動子ホーンに超音波振動を付与せしめる電気・
音響変換素子と、前記振動子ホーンの先端に凹面形状に
形成される霧化部と、該霧化部の凹面に対する焦点の位
置に対向して配設される試料溶液供給管とを有し、前記
焦点の位置で霧化された液滴を前記振動子ホーンと接触
しない方向に搬送することを特徴とする分析装置用超音
波霧化装置。 - 【請求項２】２個の振動子ホーンを対向して配設すると
共に、両者の霧化部の凹面に対する焦点を一致させるこ
とを特徴とする請求項１に記載の分析装置用超音波霧化
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3464591A JPH05264421A (ja) | 1991-02-28 | 1991-02-28 | 分析装置用超音波霧化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3464591A JPH05264421A (ja) | 1991-02-28 | 1991-02-28 | 分析装置用超音波霧化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05264421A true JPH05264421A (ja) | 1993-10-12 |
Family
ID=12420179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3464591A Pending JPH05264421A (ja) | 1991-02-28 | 1991-02-28 | 分析装置用超音波霧化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05264421A (ja) |
-
1991
- 1991-02-28 JP JP3464591A patent/JPH05264421A/ja active Pending
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