JPS62113048A - グラフアイトプロ−ブおよび該プロ−ブを有する電熱アトマイザ− - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電熱アトマイザ−用のステム部分とヘッド部分
を備えたグラフアイｊ・プローブに関するものである。

さらに、本発明は分光光度計用の電熱アトマイザ−に関
するものであり、−に記アトマイザーは、導電性材料の
中空体、中空体内部にプローブを挿入するための手段、
および電流を本体を介して通過させ中空体内部をプロー
ブ−１−に堆積する試料を噴霧するに足る温度まで加熱
する手段を有し、但しプローブはステム部分と試１８１
を受けるためのヘッド部分を有する。

このようなプローブおよびアトマイザ−は英国特許出願
第２１３６１４４Ａ号明細書に開示されている。

このアトマイザ−においては、プローブは好ましい形状
の中空体（またはキュベツト）のような熱分解グラファ
イトで形成されている。前記アトマイザ−も英国時出願
第２０８８５８２Ａ号明細書に開示されており、プロー
ブ（または試料キャリヤー）は特定されない型のグラフ
ァイトで形成されている。

英国特許出願第２０７１８４号明細書にはプローブがワ
イヤー（タングステン）フィラメントの形状であるよう
なアトマイザ−が開示されている。英国特許出願第２１
１３１２８八号明細書にはガラス質炭素で作られたプロ
ーブが開示されている。

試料が約０．５％シ／シ以上の硝酸を含む場合には熱分
解グラファイトおよびガラス質炭素で作られたプローブ
および熱分解グラファイトで被覆されたプローブは、試
料が拡がる即ち拡開するという欠点を有することを見出
した。かがる溶液の減少した表面張力により試料が乾燥
段階にプローブステム上に再現性な（拡開する。この問
題を克服するために種々の提案がされている。最初の実
験は英国特許出願第２１３６１／１４Ａ号明細書に記載
されているような方法で壁の溝を通してキュベント中へ
挿入されたプローブで行なわれた。この構造では、乾燥
段階の間プローブのみが多く加熱されるが、ステムはキ
ュベツトの外側で低温のままである。

プローブに沿った急な温度勾配は拡開現象が原因である
と考えられた。この理由は、液体試料がキュベツトの外
側のより低温の区域へ移動する傾向にあるからである。

その他の構造「エンドエントリー（ｅｎｄ　ｅｎｔｒｙ
）　Ｊプローブ、はプローブをキュベツトの長い軸に平
行にキュベツトに差し込むことを許容する。従って、キ
ュベツト中に溝を切る必要がなく、このようにして優れ
たキュベラ１−寿命および優れた感度が期待される。プ
ローブに沿った温度勾配もそれぼど険しくない。その理
由はステム並びにヘッドの大部分が加熱されるからであ
る。従って拡開問題は軽減され、若干の拡開が起こった
場合でも、プローブステムの大部分が噴霧段階中熱い区
域に差し込まれるのでその影響はほとんど重要でないと
考えられた。

このような配置が試みられ、熱分解グラファイト被覆し
たガラス質炭素プローブを使用する最初の結果は将来有
望であった。しかし測定を繰返すことで性能が低下し、
フロントエントリー系以上試料拡開の制御において重大
な改善がなくなることを見出した。

その他の試みられた研究方法は熱分解的に被覆したヘッ
ドまたはステムを有する微孔性ガラス質炭素プローブを
使用することであった。ヘッドを被覆し、ステムを未被
覆のままとすると全体に被覆したプローブより以上の著
しい利点を示さず、一方、ステムを被覆し、ヘッドを未
被覆のままとすると性能が劣ることを確かめた。さらに
その他の試みられた研究方法は熱いプローブの上に試料
を堆積することであった。しかし、プローブがキュベツ
トにより加熱される装置が使用される場合、実用向きで
ないことが見出された。その理由は試料がプローブ」−
に堆積される以前にピベソ１〜の内側で沸騰するからで
ある。しかし、プローブがキュベツトと別個に加熱され
る場合には、この配置は利点があると考えられる。

さらに別の実験的に試みられていたことばステムがヘッ
ドより厚く、ヘッドとステムが合体する場所にステップ
を形成するプローブを提供することである。ステップの
目的本、Ｌ液体がステムの−にに拡開することを防市す
ることである。このことは若干の欠点を有することを見
出した。ステップがキュベツトの外側に位置する場合に
は、試料はステップまで拡開し、この際試料の一部分は
キュベツトの外側に噴霧され感度の降下を引き起こす。

あるいはまた、ステップをキ、プ、ベントの内側に位置
させる場合には、２本のピークが得られる。このことは
ヘッドとステムの異なる大きさにより引起こされると考
えられ、結果としてヘッドがステムより前に噴霧温度に
なることを示す。従って、ステップまで拡開する試料は
ステップから離間するヘッドの部分の試料より遅く噴霧
される。

これらすべての試料の拡開の問題を解決する試みは不成
功を示しプローブ噴霧の使用を少数の実験的な試料を除
いてすべての試料に対し不満足にした。

本発明の目的は酸試料を取扱うことが可能な中空体中に
挿入されるプローブに試料を噴霧する電熱アトマイザ−
を提供せんとするものである。

本発明は冒頭の節で述べたような電熱アトマイザ−用の
グラファイトプローブにおいて、ヘッド部分に、プロー
ブヘッドの台と同じような加熱速度を有し、プローブヘ
ッドをアトマイザ−中で加熱する場合に液体試料のヘッ
ドからステムまでの拡開を防ぐ障壁を提供するように寸
法を決め、配置するリッジを設けたことを特徴とする電
熱アトマイザ−用のグラファイトプローブを提供する。

リッジをヘッド部分の台と同じような比較的低い嵩に形
成することにより２木のピークおよび試料拡開の問題を
両方とも軽減することができる。

リッジがプローブヘッドの台と熱的に完全に一致する場
合には、２本のピークは生じない。この理由はリッジの
温度分布がヘッドの台の温度分布と正確に一致し全ての
試料が同時に噴霧されるからである。プローブのヘッド
部分の温度は主に中空体またはキュベツト壁からの放射
により噴霧温度に上昇する。

ステムの厚さをヘッドの厚さより大きくすることができ
る。このことはプローブのより丈夫な構造を可能にする
。

ステムの厚さをヘッドとリッジの厚さの和より大きくす
ることができる。このことは、フロントエントリーアト
マイザ−を使用する場合に、厚くしたステムを用いて管
壁の溝に近づけることかできるという利点を有する。

本発明はさらに既に述べたような電熱アトマイザ−にお
いて、ヘッド部分にプローブヘッドの台と同じような加
熱速度を有し且つプローブを中空体中で加熱する場合に
液体試料がヘッドからステムまで拡開するのを防ぐ障壁
を提供するように寸法を決めたリッジを設けること、お
よびリッジが中空体中に位置するようにプローブを挿入
するためプローブの挿入手段を配置したことを特徴とす
る電熱アトマイザ−を提供する。

かかるアトマイザ−によりプローブ噴霧の利点を得るこ
とができ低い表面張力を有する液体で試料をプローブ噴
霧することに関連する問題即ち試料拡開または２本ピー
クを生ずることを軽減する。

以下、図面を参照して本発明を実施例により説明する。

第１および第２図はステム部分２とヘッド部分３を有す
るプローブ１の平面図および側面図を示す。ステム部分
２はヘッド部分３より厚く、ステムおよびヘッド部分は
ステップ４で合体している。

ヘッド部分３は使用されている場合にその表面から上方
に延長しているリッジ５を備える。リッジ５は図示する
例ではヘッド部分の幅いっばい延びているが、試料がヘ
ッド部分に沿ってステップ４の方向へさらに拡がるのを
効果的に防ぐのに必要である幅に亘って延びていればよ
い。リッジ５の大きさおよび形状は、リッジが液体試料
の拡開に対する有効な障壁を形成するが、嵩を小さく維
持してプローブが中空体に挿入された場合にプローブの
台と同じ速度で加熱されるようにする。

第３図と第４図はキュベツト６に挿入されたプローブヘ
ッドを示し、そのキュベツトは溝７および開口８を備え
る管状グラファイト体でプローブをその溝を通して挿入
し、開口８を通して試料をマイクロピペソＩ・により手
動でまたは管９を通して自動試料採取器により自動的に
プローブヘッド３に堆積させることができる。管９は試
料を堆積させることだけのために開口８を通して挿入し
、試料の堆積が完了すると自動試料採取器の機構により
引抜かれる。試料はリッジ５に対しステップと反対側の
ヘッド３のｌＯの部分に堆積する。プローブ１はプロー
ブをキュベツトに挿入した場合にステップ４が溝７に接
近するような寸法とし、配置して溝７を通して噴霧試料
が逃散するのを最小にし、このようにして測定感度を最
大にする。

パイユニカム（Ｐｙｅ　Ｕｎｉｃａｍ）　ＧＦ８電熱噴
霧器と一緒に使用するために設計した実験的なプローブ
はステムの厚さ１．５鰭、ヘッドの厚さ０．３龍および
リッジの高さ０．７ｎを有した。ヘッドの長さは８龍で
リッジはヘッドの自由端から４ｗｍ離間しその厚さは０
．５鰭であった。

第５，６および７図はキュベツト１５、プローブ１６お
よび原子吸光分光光度計のための噴霧器中または噴霧器
上に装着されたアクチュエーター１７を示す。プローブ
１６は第１図と第２図に記載したプローブの形状をとり
、キュベツト１５は中空円筒状グラファイト体である。

噴霧器は蝶番式の戸２１を有する本体２０から成る。噴
霧器本体２０中の２つの接触あごのうちの１つを２２で
示し、該あごはキュベツト１５の各々の端を把持する。

このあごは電気接続端子を有し、そのうちの１つを２３
で示し、それに対し電流源を接続し運転中、電流をキュ
ベツト１５を介して流し、その温度を噴霧温度まで上げ
る。接触あご２２は固定した下方部分２４と枢着された
上方部分２５を備え、その枢着された上方部分は第７図
に示す実施例では部材２６を左側に水平に本体２０中に
動かすことにより旋回可能である。アクチュエーター１
７は本実施例中ではソレノイドの形態であるが、例えば
モーターおよびカム駆動とすることができ、２７〜３０
の４個のねじによって炉の戸２１に固定し、プ１〜１−
ブ１６は戸２１の開口３１を通過する。もう１つの開口
３２を戸２１の前面に備え、それを通して試料供給管１
８を挿入してプローブ上に試料を堆積することができる
。キュベツトを加熱し保護するガスの漏れを減少する場
合には開口３２を閉じるのが好ましい。キュベラ目５は
通常炭素で作られているので３０００℃の温度範囲とす
ることができる噴霧温度に加熱する場合は急激な酸化を
防止する必要がある。従って、通例、不活性ガス流をキ
ュベツト１５」二および二１−ユベット１５を通して供
給する。

戸２１を底部ヘリに沿って蝶番をつけ、シャフト３５に
より２個の固定部材３３と３４の管に装着し、その端部
は固定部材３３と３４の中で回転自在である。

戸２１の開閉をロッド３６により行い、ロッド３６を戸
２１の取手３７に枢着し、シリンダ中のピストンにより
操作する。石英窓の１つ３９を示すが石英窓は戸２１の
各側面中に配置し、石英窓を管状体１５の縦軸と−直線
にする。戸２１は通常開じており、キュベツトが寿命に
なった場合にのみ開けてキュベツトを取換える。

記載した装置は英国特許出願第２１３６１４４Ａ号明細
書に開示されているようなアトマイザ−を示すが、本発
明はこのような装置に限定されるものではない。第１図
および第２図に示す形状のプローブはプローブに試料を
噴霧するいかなるアトマイザ−にも有効に適用できる。

プローブのヘッド部分の特定の形状を堆積すべき試料の
大きさに適合するように順応させることもでき、例えば
ヘッド部分をステム部分より広くし、平面図でＴ字型の
プローブを作ることができる。機械加工の容易さのため
にプローブ材料をエレクトログラファイト（ｅｌｅｃｔ
ｒｏｇｒａｐｈｉ　ｔｅ）とするのがよく、次いで熱分
解グラファイトで被覆し多孔性を減することができる。

あるいはまた、全体的に熱分解グラファイトまたはガラ
ス質炭素のプローブを使用することができるが、これら
は要求されるヘッドの輪郭を得るための機械加工がさら
に困難になる傾向がな

【図面の簡単な説明】

第１Ｍは本発明のグラファイトプローブの平面図、 第２図は本発明のグラファイトプローブの側面図、 第３図は管状グラファイト−１＝　−’ｆ−ｘ；ソトに
挿入された本発明のグラフアイ１プローブの第４図のＸ
＝Ｘ線に沿った断面図、 第４図は管状グラファイト−１−ユベソトに挿入された
本発明のグラフアイ１−プ１１−ブの第３図のＹ−Ｙ線
に沿った断面図、 第５図は本発明の１ｕ熱アトマ・イリ゛−の側面図、第
６図は本発明の電熱ア１７・イザーの正面図、第７図は
第〔１図の７．−７．　ｌｌ’Ｊｉｌに沿い矢印の方向
に見た断面図を示す。 １・・・プＩＩ−ブ　　　　　２・・・ステム部分３・
・・ヘッド部分　　　　４・・・ステップ５・・・リッ
ジ　　　　　　（ｉ・・・キュベソ１〜７・・・溝　　
　　　　　　８・・・開［］９・・・Ｗ　　　　　　　
　　１５・・・キュベソ１−１６・・・プローブ　　　
　　１７・・・アクチュエーター１８・・・試料供給管
　　　　２０・・・本体２１・・・戸　　　　　　　　
２３・・・電気接続端子２４・・・固定された下方部分 ２５・・・枢着された上方部分 ２７〜３０・・・ねじ　　　　　３１・・・開口３２・
・・開「１３３・・・固定部材 ３４・・・固定部材　　　　　３５・・・シャフト３６
・・・ロッド　　　　　　３７・・・取手３９・・・石
英窓

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ステム部分とヘッド部分を備える電熱アトマイザー
   用グラファイトプローブにおいて、ヘッド部分にプロー
   ブヘッドの台と同じような加熱速度を有し且つプローブ
   ヘッドをアトマイザー中で加熱する場合に、液体試料の
   ヘッドからステムまでの拡開を防ぐ障壁を設けるように
   寸法を決め、配置するリッジを設けたことを特徴とする
   電熱アトマイザー用グラファイトプローブ。 ２、ステムの厚さがヘッドの厚さより大きい特許請求の
   範囲第１項記載のグラファイトプローブ。 ３、ステムの厚さがヘッドの厚さとリッジの厚さの和よ
   り大きい特許請求の範囲第２項記載のグラファイトプロ
   ーブ。 ４、導電性材料の中空体、プローブを中空体内部に挿入
   するための手段、および電流を本体を介して通過させ中
   空体内部を、プローブ上に堆積する試料を噴霧するに足
   る温度まで加熱する手段を有し、但しプローブがステム
   部分と試料を受けるためのヘッド部分を有する分光度計
   用電熱アトマイザーにおいて、ヘッド部分にプローブヘ
   ッドの台と同じような加熱速度を有し、プローブを中空
   体中で加熱する場合に液体試料のヘッドからステムまで
   の拡開を防ぐ障壁を供給するように寸法を決め配置する
   リッジを設けること、およびリッジが中空体中に位置す
   るようにプローブを挿入するためプローブの挿入手段を
   配置したことを特徴とする分光度計用電熱アトマイザー
   。 ５、中空体が細長いグラファイト管である特許請求の範
   囲第４項記載の電熱アトマイザー。 ６、上記グラファイト管がその壁に溝を備え、さらにア
   トマイザーがプローブを溝を通じて上記グラファイト管
   に挿入する手段を備えた特許請求の範囲第５項記載の電
   熱アトマイザー。 ７、プローブのステム部分が溝の高さより厚く、ステッ
   プをヘッド部分とステム部の間に形成し、プローブを挿
   入する手段を、上記グラファイト管の外側に隣接するが
   接触することなくステップを配置させて溝により形成し
   た開口をほぼ閉じさせるように設けた特許請求の範囲第
   ６項記載の電熱アトマイザー。