JPH11153542A - Ｉｃｐ発光分光分析におけるプラズマトーチのクリーニング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラズマトーチを分析装置から取り外すこと
なく、プラズマトーチ先端に付着したカーボンを簡便に
焼失できるようにする。 【解決手段】 主としてプラズマガス管２に導入される
プラズマガスおよびクーラントガス管３に導入されるク
ーラントガスの流量を制限し、プラズマ炎を分析中の位
置よりキャリアガス管１およびプラズマガス管２の先端
に近づけるようにし、この降下したプラズマ炎によって
キャリアガス管の先端を加熱することによりカーボンの
焼失と除去を行う。したがってカーボンは、ガス流量調
整のみで焼失でき、クリーニング操作が簡便となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣＰ（高周波誘
導結合プラズマ）発光分光分析に関する。

【０００２】

【従来技術】ＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）発光分
光分析では、液体試料をネブライザで霧化させて試料エ
アロゾルとし、アルゴンガスと共にプラズマトーチと呼
ばれる放電管に導く一方、プラズマトーチの外周に誘導
コイルを置いて、電源から高周波電流を供給してプラズ
マトーチ中心部に電磁誘導による電界を発生させて、ア
ルゴンプラズマ炎を生成させる。

【０００３】このアルゴンプラズマ炎中を前述の試料エ
アロゾルが通過するとき、試料原子は加熱・励起されて
発光する。この発光を分光分析することにより試料中の
元素の定性・定量測定が行われる。

【０００４】ところで、プラズマトーチとして現在広く
使われているものは図１に示すような同軸三重管構造と
なっており、材質は石英で作られている。三重管構造の
内中心管には前述したネブライザで霧化された試料エア
ロゾルと、この試料エアロゾルをプラズマ炎の中心部に
導入するためのアルゴンキャリアガスが流されるキャリ
アガス管１がある。

【０００５】中間のプラズマガス管２に流されるアルゴ
ンガスはプラズマガスと呼ばれ、このアルゴンガスは主
として生成されたプラズマ炎をプラズマガス管２からわ
ずかに浮かす（離す）働きをする。最外側のクーラント
ガス管３に流されるアルゴンガスはクーラントガスと呼
ばれ、このアルゴンガスはプラズマの維持を主目的に流
される。

【０００６】これらの同軸三重管の先端部分の形状は図
１に示すごとく、キャリアガス管１の先端はオリフィス
として狭く絞られている。プラズマガス管２の先はクー
ラントガス管３との間を狭くするように広げられてい
て、クーラントガス管３はキャリアガス管１やプラズマ
ガス管２の先端よりも長く作られている。そして高周波
誘導コイル４はこの部分に置かれているので、プラズマ
炎は図１で示される位置にできる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のプラズマトーチ
は以上のように構成されているが、これらの同軸三重管
の内、試料の分析に最も重要なキャリアガス管の先端は
試料エアロゾルをプラズマ炎内に噴霧させるためにオリ
フィス径は１．５ｍｍ位に狭く絞られている。

【０００８】試料として高塩濃度水溶液や有機溶媒を噴
霧する場合にはこのキャリアガス管オリフィス部に塩類
やカーボンが付着して目詰まりを起こし分析が不能とな
るため、これら付着物の除去を行う必要が生じる。

【０００９】従来はこの様なとき、直ちに分析を中断し
て点灯しているプラズマ炎を一旦消灯して冷却後プラズ
マトーチ部を装置から分解・取り外しを行い、プラズマ
トーチ先端に付着したカーボンをガスバーナや電気炉で
加熱することにより焼失せしめているのが一般的で、プ
ラズマトーチの再取付作業が必要など非常に不便な使い
方を余儀なくされるという問題があった。

【００１０】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであってプラズマトーチの消灯や、装置からの分
解・取り外し・取付および他の器具による付着物焼失な
どの作業が不要となる、分光分析におけるプラズマトー
チのクリーニング方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のプラズマトーチのクリーニング方法は前記
プラズマ炎を発生させるために、前記プラズマトーチに
導入されるプラズマガスとクーラントガスのうち少なく
ともプラズマガスの流量を制限して、プラズマ炎の位置
をキャリアガス管の先端に接近させることによりプラズ
マトーチに付着したカーボンを燃焼させることを特徴と
する。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の分光分析におけるプラズ
マトーチのクリーニング方法の実施例を図１および図２
により説明する。

【００１３】図１において、１は同軸三重管構造のプラ
ズマトーチにおける中心管でキャリアガス管、２はキャ
リアガス管１の外側に位置するプラズマガス管、３は最
外側に位置するクーラントガス管であり、４はクーラン
トガス管３の上部外側に置かれる高周波誘導コイルであ
る。

【００１４】高周波誘導コイル４によってプラズマトー
チの中心部に生成されるアルゴンプラズマ炎は、分析時
においてはプラズマガスの導入によって図１に示すよう
に、キャリアガス管１およびプラズマガス管２の先端よ
り少し上部に浮かした（離れた）位置にできるよう、主
としてプラズマガスおよびクーラントガスの流量が設定
されている。

【００１５】ここで高塩濃度水溶液や有機溶媒が試料と
してキャリアガス管１に導入され、キャリアガス管１の
先端にカーボンなどが付着して正常な分析が不能になっ
たとき、本発明の方法によれば主としてプラズマガスお
よびクーラントガスの流量を制限してプラズマを図２に
示すごとくキャリアガス管の先端に接近させる。

【００１６】プラズマガスはプラズマ炎をキャリアガス
管１の先端から少し浮かせる働きが主体であるからプラ
ズマガス流量を制限することでプラズマ炎をキャリアガ
ス管１の先端に接近させることができる。特に高塩濃度
水溶液や有機溶媒を試料とする場合にはキャリアガス管
１の先端に塩類やカーボンが付着して目詰まりを起こす
のを防ぐために多めのプラズマガスが流されているから
このプラズマガスを制限することは効果的である。クー
ラントガスについては本来プラズマの維持が主目的のた
め他の導入ガスに比べて１桁多いガスが流されているか
ら、プラズマ炎の降下のために若干の制限が必要とな
る。

【００１７】そして接近してきたプラズマによってキャ
リアガス管１の先端は加熱され、キャリアガス管１の先
端のオリフィス部に付着したカーボンは焼失され、かつ
流出しているプラズマガスおよびクーラントガスによっ
て焼失されたカーボンは取去される。

【００１８】なお、プラズマトーチ部は分析装置に組み
込まれたままであるから、主としてプラズマガスおよび
クーラントガスの流量を元に戻しプラズマ炎を分析状態
（図１）の位置に戻してキャリアガスを流せば、直ちに
分析装置によりカーボン元素の信号強度を測定すること
によって付着したカーボンの消失状態を知ることができ
る。プラズマトーチに供給されるガスの調整はプラズマ
ガスのみに限定されず、クーラントガスと合わせてこれ
らのガスを調整するようにしてもよい。ただプラズマガ
スが主体となるので、クーラントガスのみの調整ではプ
ラズマ炎の降下が不充分であるまた、プラズマトーチ部
にプラズマ炎の位置センサーを付設して、オペレータに
よる「クリーニング」キー操作のみでプラズマ炎を適正
な降下位置になるよう自動的に導入ガスの流量を調節し
てクリーニングを行うこともできる。

【００１９】

【発明の効果】本発明の分光分析におけるプラズマトー
チのクリーニング方法は上記のように行われ、プラズマ
トーチ先端に付着したカーボンを分析用に点灯されてい
るプラズマ炎を利用して焼失させることができるため、
従来法のようにプラズマ炎の消灯やプラズマトーチを装
置から着脱する手間、さらに焼失のための熱源部材を用
意する必要もなくなりプラズマトーチのクリーニングが
非常に簡便となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるプラズマトーチの分析時の図で
ある。

【図２】本発明にかかるプラズマトーチのクリーニング
時の図である。

【符号の説明】

１…キャリアガス管 ２…プラズマガス管 ３…クーラントガス管 ４…高周波誘導コイル ５…分析装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ネブライザで霧化された試料エアロゾル
   をプラズマトーチに導入し、高周波磁界により発生させ
   るプラズマ炎によって試料原子を励起発光させて分析を
   行うＩＣＰ発光分光分析において、前記プラズマ炎を発
   生させるために、前記プラズマトーチに導入されるプラ
   ズマガスとクーラントガスのうち、少なくともプラズマ
   ガスの流量を制限して、プラズマ炎の位置をプラズマト
   ーチの先端に接近させることにより、プラズマトーチに
   付着したカーボンを燃焼させることを特徴とするＩＣＰ
   発光分光分析におけるプラズマトーチのクリーニング方
   法。