JPH0589824A - High frequency induction coupling plasma mass-spectrometer - Google Patents

High frequency induction coupling plasma mass-spectrometer

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JPH0589824A
JPH0589824A JP3249968A JP24996891A JPH0589824A JP H0589824 A JPH0589824 A JP H0589824A JP 3249968 A JP3249968 A JP 3249968A JP 24996891 A JP24996891 A JP 24996891A JP H0589824 A JPH0589824 A JP H0589824A
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JP
Japan
Prior art keywords
power
variable capacitor
high frequency
output
reflected wave
Prior art date
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Pending
Application number
JP3249968A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiko Endo
政彦 遠藤
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
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Abstract

PURPOSE:To provide a high frequency induction coupling plasma mass- spectrometer having a plasma power supply, with which the reflected waves are made smaller and the plasma electric power can be supplied effectively. CONSTITUTION:A phase sensor 26 drives a servo motor 28 so that the phase becomes a constant value PHI. A second variable capacitor VC2 is adjusted by this servo motor 28, and a power sensor 23 drives a pulse motor 27 so that the reflected wave power is minimized, and a first variable capacitor VC1 is adjusted with this pulse motor 27.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高周波誘導結合プラズ
マを用い試料を励起してイオンを生じさせ該イオンをイ
ンタ―フェイスを介して質量分析計に導いて検出するこ
とにより試料中の被測定元素を分析する高周波誘導結合
プラズマ質量分析計に関し、更に詳しくは、プラズマ電
源の整合回路における並列接続された可変コンデンサが
反射波をモニタ―しながら該反射波が最小になるように
自動調整されプラズマ電源から効率良くプラズマ電力が
供給される高周波誘導結合プラズマ質量分析計に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention excites a sample by using a high frequency inductively coupled plasma to generate ions, which are then introduced into a mass spectrometer through an interface and detected to detect the sample in the sample. More specifically, the present invention relates to a high frequency inductively coupled plasma mass spectrometer for analyzing elements, and more specifically, a variable capacitor connected in parallel in a matching circuit of a plasma power supply monitors a reflected wave and automatically adjusts the plasma so that the reflected wave is minimized. The present invention relates to a high frequency inductively coupled plasma mass spectrometer to which plasma power is efficiently supplied from a power source.

【0002】[0002]

【従来の技術】高周波誘導結合プラズマ質量分析分析計
は一般に図2に示すような構成になっている。即ち、図
2において、プラズマト―チ1の外室1bと最外室1c
にはガス調節器2を介してアルゴンガス供給源3からア
ルゴンガスが供給され、内室1aには試料導入装置4内
の固体試料がレ―ザ光源5から照射されたレ―ザ光によ
って気化されてのちキャリアガスであるアルゴンガスに
よって搬入されるようになっている。
2. Description of the Related Art A high frequency inductively coupled plasma mass spectrometer is generally constructed as shown in FIG. That is, in FIG. 2, the outer chamber 1b and the outermost chamber 1c of the plasma torch 1 are shown.
Argon gas is supplied from the argon gas supply source 3 via the gas regulator 2 to the inner chamber 1a, and the solid sample in the sample introduction device 4 is vaporized by the laser light emitted from the laser light source 5. After that, the carrier gas is carried in by argon gas.

【0003】尚、試料が液体の場合は、試料導入装置4
とレ―ザ光源5が除去され、導入される液体試料を霧化
してプラズマト―チ1の内室1aに供給するネブライザ
が装着される。また、試料は固体であることよりも液体
であることが多い。
When the sample is a liquid, the sample introduction device 4
The laser light source 5 is removed, and a nebulizer for atomizing the introduced liquid sample and supplying it to the inner chamber 1a of the plasma torch 1 is attached. Also, the sample is often a liquid rather than a solid.

【0004】一方、プラズマト―チ1に巻回された高周
波誘導コイル6にはプラズマ電源10によって高周波電
流が流され、該コイル6の周囲に図示しない高周波磁界
が形成されている。この状態で上記高周波磁界の近傍で
アルゴンガスの中に電子かイオンが植え付けられると、
該高周波磁界の作用によって瞬時に高周波誘導結合プラ
ズマ7が生ずる。また、ノズル8とスキマ―9に挟まれ
たフォアチャンバ―本体11内は、真空ポンプ12によ
って例えば1Torr.に吸引されている。
On the other hand, a high frequency current is applied to the high frequency induction coil 6 wound around the plasma torch 1 by a plasma power source 10, and a high frequency magnetic field (not shown) is formed around the coil 6. In this state, when electrons or ions are implanted in the argon gas near the high frequency magnetic field,
A high frequency inductively coupled plasma 7 is instantaneously generated by the action of the high frequency magnetic field. The inside of the fore chamber main body 11 sandwiched between the nozzle 8 and the skimmer 9 is, for example, 1 Torr. Have been sucked into.

【0005】更に、センタ―チャンバ―13内にはイオ
ンレンズ14a,14bが設けられると共に、該センタ
―チャンバ―の内部は第1油拡散ポンプ15によって例
えば10-5Torr.に吸引され、マスフィルタ(例え
ば四重極マスフィルタ)16を収容しているリアチャン
バ―17内は第2油拡散ポンプ18によって例えば10
-5Torr.に吸引されている。
Further, ion lenses 14a and 14b are provided in the center chamber 13, and the inside of the center chamber 13 is, for example, 10 -5 Torr. The interior of the rear chamber 17 which is sucked into the chamber and accommodates the mass filter (for example, a quadrupole mass filter) 16 is, for example, 10
-5 Torr. Have been sucked into.

【0006】この状態で、高周波誘導結合プラズマ7の
中に上述のようにして気化された試料が導入され、イオ
ン化や発光が行われる。該プラズマ7内のイオンは、ノ
ズル8,スキマ―9,および引出し電極を経由してのち
イオンレンズ(若しくはダブレット四重極レンズ)14
a,14bの間を通って収束され、その後、マスフィル
タ16を通り二次電子増倍管19に導かれて検出され
る。この検出信号が信号処理部20に送出されて演算・
処理されることによって、前記試料中の被測定元素分析
値が求められるようになっている。
In this state, the sample vaporized as described above is introduced into the high frequency inductively coupled plasma 7, and ionization and light emission are performed. Ions in the plasma 7 pass through a nozzle 8, a skimmer 9 and an extraction electrode, and then an ion lens (or doublet quadrupole lens) 14
It is converged after passing between a and 14b, and then, is guided to the secondary electron multiplier 19 through the mass filter 16 and detected. This detection signal is sent to the signal processing unit 20 for calculation /
By processing, the elemental analysis value of the measured element in the sample can be obtained.

【0007】一方、プラズマ電源10の出力は、図示し
ない整合回路によって整合されて高周波誘導コイル6に
供給されるようになっている。また、該整合回路は、直
列に接続された可変コンデンサと並列に接続された可変
コンデンサによって整合をとるようになっている。
On the other hand, the output of the plasma power source 10 is adapted to be supplied to the high frequency induction coil 6 after being matched by a matching circuit (not shown). Further, the matching circuit is adapted to be matched by a variable capacitor connected in series and a variable capacitor connected in parallel.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来例
においては、整合回路内で直列接続されている可変コン
デンサで位相を検出し、該位相が零となるよう自動的に
変化する構成になっていた。しかし、整合回路内で並列
接続されている可変コンデンサは外部のワ―クステ―シ
ョンから使用者が設定するようになっていた。従って、
最良の効率すなわち反射波が最小の状態で常に動作して
いるとは限らなかった。
By the way, in the above conventional example, the phase is detected by the variable capacitors connected in series in the matching circuit, and the phase is automatically changed so as to become zero. It was However, the variable capacitor connected in parallel in the matching circuit has been set by the user from an external workstation. Therefore,
It has not always been operating at its best efficiency, ie with the minimum of reflected waves.

【0009】本発明は、かかる状況などに鑑みてなされ
たものであり、その目的は、反射波を小さくして効率良
くプラズマ電力を供給できるプラズマ電源を有する高周
波誘導結合プラズマ質量分析計を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a high frequency inductively coupled plasma mass spectrometer having a plasma power source capable of reducing reflected waves and efficiently supplying plasma power. Especially.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、高周波誘導結
合プラズマ質量分析計において、ドライバ―と、該ドラ
イバ―の出力を増幅するパワ―アンプと、該パワ―アン
プの出力を受けて進行波と反射波を検出するパワ―検出
器と、並列接続された第1可変コンデンサ,直列接続さ
れた第2コンデンサ,及び位相検出器を有する整合回路
と、パワ―検出器の反射波の出力を受け第1可変コンデ
ンサを調整するパルスモ―タと、位相検出器の出力を受
け第2可変コンデンサを調整するサ―ボモ―タとでプラ
ズマ電源を構成し、位相検出器は位相が一定値Φとなる
ようにサ―ボモ―タを駆動し、該サ―ボモ―タによって
第2可変コンデンサが調整されるすると共に、反射波電
力が最小となるように前記パワ―検出器がパルスモ―タ
を駆動し、該パルスモ―タによって前記第1可変コンデ
ンサが調整されるように構成することによって前記課題
を解決したものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a high frequency inductively coupled plasma mass spectrometer, a driver, a power amplifier for amplifying the output of the driver, and a traveling wave received by the output of the power amplifier. And a power detector for detecting a reflected wave, a matching circuit having a first variable capacitor connected in parallel, a second capacitor connected in series, and a phase detector, and a reflected wave output of the power detector. A pulse motor that adjusts the first variable capacitor and a servo motor that receives the output of the phase detector and adjusts the second variable capacitor form a plasma power supply, and the phase detector has a constant phase Φ. Driving the servo motor, the second variable capacitor is adjusted by the servo motor, and the power detector drives the pulse motor so that the reflected wave power is minimized. , The pal Mode - is obtained by solving the above problems by configuring so as to adjust said first variable capacitor by capacitor.

【0011】[0011]

【作用】本発明は次のように作用する。即ち、位相検出
器は位相がΦとなるようにサ―ボモ―タを駆動し、該サ
―ボモ―タによって第2可変コンデンサが調整される。
また、パワ―検出器はパワ―アンプの出力を受け、反射
波電力が最小となるようにパルスモ―タを駆動し、該パ
ルスモ―タによって第1可変コンデンサが調整される。
The present invention operates as follows. That is, the phase detector drives the servo motor so that the phase becomes Φ, and the servo motor adjusts the second variable capacitor.
Further, the power detector receives the output of the power amplifier and drives the pulse motor so that the reflected wave power becomes the minimum, and the pulse motor adjusts the first variable capacitor.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明について図を用いて詳細に説明
する。図1は前記プラズマ電源10などの構成を示す本
発明実施例の要部ブロック回路図であり、図中、21は
例えば0〜80W,27.12MHz の出力をだすドラ
イバ―、22はドライバ―1の出力を受けて例えば2k
Wに増幅するパワ―アンプ、23はパワ―アンプ2の出
力を受けて例えば1/100に縮小した進行波と反射波
を検出するパワ―検出器、24は整合回路、25は図1
の高周波誘導コイル6に相当する負荷コイル、26は整
合回路24内に収容された位相検出器、27はパワ―検
出器23の出力を受け整合回路24内の第1可変コンデ
ンサVC1を調整するパルスモ―タ、28は位相検出器
26の出力を受け整合回路24内の第2可変コンデンサ
VC2を調整するサ―ボモ―タである。
The present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block circuit diagram of an essential part of an embodiment of the present invention showing the structure of the plasma power source 10 and the like. In the figure, 21 is a driver for outputting an output of 0 to 80 W and 27.12 MHz, and 22 is a driver-1. 2k after receiving the output of
1 is a power amplifier that amplifies to W, 23 is a power detector that receives the output of the power amplifier 2 and detects, for example, a traveling wave and a reflected wave that are reduced to 1/100, 24 is a matching circuit, and 25 is a matching circuit.
Of the load coil corresponding to the high frequency induction coil 6 of FIG. Reference numeral 28 is a servo motor that receives the output of the phase detector 26 and adjusts the second variable capacitor VC2 in the matching circuit 24.

【0013】このような要部ブロック回路を有する本発
明の実施例において、位相検出器26は位相がΦとなる
ようにサ―ボモ―タ28を駆動し、該サ―ボモ―タによ
って第2可変コンデンサVC2が調整される。即ち、第
2可変コンデンサVC2は、サ―ボモ―タ28を介し位
相検出器26によって位相が零となるように自動的に動
作させられる。
In the embodiment of the present invention having such a main block circuit, the phase detector 26 drives the servo motor 28 so that the phase becomes Φ, and the servo motor 28 drives the second The variable capacitor VC2 is adjusted. That is, the second variable capacitor VC2 is automatically operated by the phase detector 26 via the servo motor 28 so that the phase becomes zero.

【0014】また、パワ―検出器23はパワ―アンプ2
2の出力を受けて反射波を検出し、反射波電力が最小と
なるようにパルスモ―タ27を駆動し、該パルスモ―タ
によって第1可変コンデンサVC1が調整される。即
ち、第1可変コンデンサVC1も反射波をモニタ―しな
がら、パルスモ―タ27を介しパワ―検出器23によっ
て反射波が最小となるように自動的に変化させられる。
Further, the power detector 23 is the power amplifier 2
The reflected wave is detected by receiving the output of 2 and the pulse motor 27 is driven so that the reflected wave power is minimized, and the first variable capacitor VC1 is adjusted by the pulse motor. That is, while monitoring the reflected wave, the first variable capacitor VC1 is also automatically changed by the power detector 23 via the pulse motor 27 so that the reflected wave is minimized.

【0015】このことに関し、前記従来例においては、
プラズマ電源の外部に設けられたワ―クステ―ションに
反射波が最小となるように使用者が信号を入力し、この
ワ―クステ―ションの指令によってパルスモ―タが駆動
して第1可変コンデンサが調整されるようになってい
た。このため、前述の如く、最良の効率すなわち反射波
が最小の状態で常に動作しているとは限らなかったしか
し、上述のような本発明のよれば、使用者によるワ―ク
ステ―ションへの信号入力という手動操作に頼らなくと
も、パワ―検出器23や位相検出器26の出力に起因し
て自動的に第1,第2可変コンデンサVC1,VC2が
調整されるため、最良の効率すなわち反射波が最小の状
態で常に動作するようになる。
With respect to this, in the above-mentioned conventional example,
The user inputs a signal to the workstation provided outside the plasma power supply so that the reflected wave is minimized, and the pulse motor is driven by the instruction of this workstation to drive the first variable capacitor. Was being adjusted. Therefore, as described above, the optimum efficiency, that is, the reflected wave is not always operating in the minimum state. However, according to the present invention as described above, it is possible to prevent the workstation from being operated by the user. The best efficiency, that is, reflection Will always work with minimal waves.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上詳しく説明したような本発明によれ
ば、整合回路内で第1,第2可変コンデンサがすべて自
動的に動作するような構成であるため、効率良くプラズ
マ電源を駆動できる利点がある。従って、本発明によれ
ば、反射波を小さくして効率良くプラズマ電力を供給で
きるプラズマ電源を有する高周波誘導結合プラズマ質量
分析計が実現する。
According to the present invention described in detail above, since the first and second variable capacitors are all automatically operated in the matching circuit, the plasma power supply can be efficiently driven. There is. Therefore, according to the present invention, a high frequency inductively coupled plasma mass spectrometer having a plasma power source capable of efficiently supplying plasma power by reducing reflected waves is realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明実施例の要部ブロック回路図である。FIG. 1 is a block circuit diagram of an essential part of an embodiment of the present invention.

【図2】高周波誘導結合プラズマ質量分析計の一般的な
構成説明図である。
FIG. 2 is a general configuration explanatory view of a high frequency inductively coupled plasma mass spectrometer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 プラズマト―チ 7 高周波誘導結合プラズマ 21 ドライバ― 22 パワ―アンプ 23 パワ―検出器 24 整合回路 25 負荷コイル 26 位相検出器 27 パルスモ―タ 28 サ―ボモ―タ 1 Plasma torch 7 High frequency inductively coupled plasma 21 Driver 22 Power amplifier 23 Power detector 24 Matching circuit 25 Load coil 26 Phase detector 27 Pulse motor 28 Servo motor

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】高周波誘導結合プラズマ質量分析計におい
て、ドライバ―と、該ドライバ―の出力を増幅するパワ
―アンプと、該パワ―アンプの出力を受けて進行波と反
射波を検出するパワ―検出器と、並列接続された第1可
変コンデンサ,直列接続された第2コンデンサ,及び位
相検出器を有する整合回路と、前記パワ―検出器の反射
波の出力を受け前記第1可変コンデンサを調整するパル
スモ―タと、前記位相検出器の出力を受け前記第2可変
コンデンサを調整するサ―ボモ―タとでプラズマ電源を
構成し、前記位相検出器は位相が一定値Φとなるように
サ―ボモ―タを駆動し、該サ―ボモ―タによって前記第
2可変コンデンサが調整されると共に、反射波電力が最
小となるように前記パワ―検出器がパルスモ―タを駆動
し、該パルスモ―タによって前記第1可変コンデンサが
調整されることを特徴とする高周波誘導結合プラズマ質
量分析計。
1. In a high frequency inductively coupled plasma mass spectrometer, a driver, a power amplifier for amplifying an output of the driver, and a power for receiving a traveling wave and a reflected wave by receiving an output of the power amplifier. A matching circuit having a detector, a first variable capacitor connected in parallel, a second capacitor connected in series, and a phase detector, and adjusting the first variable capacitor by receiving the output of the reflected wave of the power detector. Pulse motor and a servo motor that receives the output of the phase detector and adjusts the second variable capacitor form a plasma power supply, and the phase detector maintains the phase at a constant value Φ. -The pump motor is driven, the second variable capacitor is adjusted by the servo motor, and the power detector drives the pulse motor so that the reflected wave power is minimized. - Inductively coupled plasma mass spectrometer, characterized in that said first variable capacitor is adjusted by.
JP3249968A 1991-09-30 1991-09-30 High frequency induction coupling plasma mass-spectrometer Pending JPH0589824A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8502455B2 (en) 2009-05-29 2013-08-06 Agilent Technologies, Inc. Atmospheric inductively coupled plasma generator

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