JPS6212995Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は発光分光分析用誘導結合プラズマ光源
の高周波電源装置に関する。

誘導結合プラズマ光源装置（ICP）において高
周波電源回路と負荷とのインピーダンス整合をと
る操作は非常に熟練を要し、しかもICP点灯時、
試料エーロゾル導入時、試料エーロゾルの種類の
切換え時等夫々の場合に整合のとり直しをしなけ
ればならない。本考案はこのようなICPの取扱い
の難しさを解消することを目的としてなされた。

ICPと高周波電源との間のインピーダンス整合
状態は高周波電源回路の出力によつて変化する。
ICPと高周波電源回路とのインピーダンス整合を
とるには両者間に結合回路を挿入し、結合回路に
含まれる可変容量を調整する。高周波電源の出力
を段階的に切換えたときの結合回路の可変容量の
値は夫々の出力に対して一意的に決つてくる。本
考案は高周波電源の出力を段階的に切換えるよう
にすると共に、結合回路の可変容量の値をも高周
波電源の出力に対応する値に段階的に切換えるよ
うにした。ICPに供給する高周波電力はプラズマ
点灯時、エーロゾル導入時、試料エーロゾル切換
時等夫々の場合において適当な値があるので、
夫々の場合において高周波電源の出力を段階的な
値の中から適当な出力値を選択するようにしてお
くと共に、出力値の選択に応じて結合回路の可変
容量の値を選択するようにして、可変容量の連続
的な調整に比し、高周波電源とICPとの間のイン
ピーダンス整合をとる操作は著るしく簡易化され
る。以下実施例によつて本考案を説明する。

図は本考案の一実施例を示す。１は高周波電源
回路で出力安定化回路を含む。２は結合回路で可
変容量Ｃ１，Ｃ２よりなつている。高周波電源回
路１と結合回路との間は同軸ケーブルで接続され
ている。結合回路２においてＣ２は予め適当な値
に調整しておいて日常のインピーダンス整合操作
においては動かさず、インピーダンス整合は可変
容量Ｃ１を切換えることによつて調整する。Ｔは
プラズマトーチで高周波コイルＫが巻装してあ
る。ＰはプラズマトーチＴ上に形成されているプ
ラズマ炎を示す。５は可変容量Ｃ１を動かす減速
モータである。同モータの軸には複数個のカム４
が取付けてある。カム４は一個所に突起の出た円
板で、複数のカム４は突起の位置は互に異つてい
る。３はカ無４と同個数あるリミツトスイツチ
で、夫々カム４の各々と同一平上にあり、対応す
るカムの突起が当つてスイツチ３が作動するとモ
ータ５が停止する。複数個のスイツチ３のうちの
どれが作動したときモータ５が停止せしめられる
かはシーケンスコントローラ６が与えられたプロ
グラムによつて指定するようになつている。７は
プラズマＰが形成されたことを検出する光電スイ
ツチである。

シーケンスコントローラ６はプラズマ点灯時、
エーロゾル導入時、試料エーロゾル切換時等に適
当な高周波電力とそれに応じた可変容量Ｃ１の値
を選択し、高周波電源回路１及びモータ５を制御
する。またプラズマ点灯時にはプラズマ点灯の種
火を点灯するテスラコイル１０を作動させ、プラ
ズマの点灯を検知する光電スイツチ７からのプラ
ズマ検知信号を受けて高周波回路出力及び可変容
量Ｃ１の値を定常点灯時の適値に切換える動作、
試料エーロゾル切換えバルブＶ３を駆動するモー
タ９の制御、試料霧化器Ｓ１，Ｓ２へ送るキヤリ
ヤガスをON，OFFするバルブ８の切換え制御等
を行う。

プラズマ点灯時の動作について述べると、プラ
ズマ点灯前にはコイルＫの周囲のガスは絶縁性で
あるから高周波電源回路１から見たコイルＫは２
次側の抵抗無限大のトランスで略純然たる誘導性
負荷で、高周波電源回路の出力は殆んど全部無効
電力であり、この状態で電源部とコイルＫとの間
のインピーダンスを整合させると、その整合状態
はプラズマ点灯後のインピーダンス整合状態とは
著るしく異つている。従つて高周波出力の電圧電
流の位相差を検出して、これが０になるように可
変容量Ｃ１を自動制御する方式ではプラズマ点灯
後瞬時に最適の整合状態に持つて行けないので、
点灯したプラズマを安定に維持できず、点灯がき
わめて不安定不確実である。本考案ではプラズマ
点灯前の整合状態とは無関係に高周波電源回路の
出力及び可変容量の値をプラズマ点灯に具合の良
い値に予め設定することができる。高周波電源回
路１は出力安定化回路を含んでおり、プラズマ点
灯前には高周波出力は殆んどが無効電力となるた
め出力安定化回路の作用で高周波出力は急激に跳
ね上る。誘導結合によるプラズマの点灯は電磁誘
導により発生する高周波電界による気体の絶縁破
壊現象であるから、プラズマ点灯の瞬間には高い
高周波電界が発生する必要があり、本考案におい
ては上述したようにプラズマ点灯前に高周波出力
が急激に跳ね上る結果100％確実にプラズマ点灯
が行われる。プラズマが点灯してしまうとコイル
Ｋに導電性ガスの２次コイルが付加されたことに
なり電源１からコイルＫを見たときの負荷が抵抗
成分が大きくなり、有効電力が増加するから、高
周波出力は設定値に落付き、結合回路は既に予め
最適状態にプリセツトされているので、点灯した
プラズマはそのまゝ安定に維持される。

本考案は上述したような構成で高周波電源回路
とICPとの間のインピーダンス整合調整用可変容
量を色々な場合に夫々最適であるような複数個の
値を設けて夫々の場合に応じて選択切換えできる
ようにしたので、色々な場合に応じて連続可変の
可変容量を調節する場合の操作の困難さ、面倒さ
が解消され、プラズマ点灯時にも可変容量を予め
適当な値に設定しておくことができ、高周波電源
の出力安定化回路の作用と相俟つて100％確実な
プラズマ自動点灯が可能となり、プラズマ光源発
光分析を無人で行うための基礎が得られたことに
もなる等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例装置の回路図である。 ２……結合回路、Ｔ……プラズマトーチ、Ｋ…
…コイル、５……可変容量Ｃ１を駆動するモー
タ、４……カム、３……リミツトスイツチ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 高周波電源回路と誘導結合プラズマ光源との
   間のインピーダンス整合をとるための可変容量
   を複数種の容量値に選択切換え可能とし、種々
   な場合に応じた高周波電源回路の出力の段階的
   な切換え及びこれと対応させて上記容量値を選
   択する動作を行うシーケンスコントローラを備
   えた誘導結合プラズマ光源用電源装置。 (2) 高周波電源回路は出力安定化回路を含み、プ
   ラズマ点灯時、或は試料エーロゾル切換え時、
   インピーダンス整合用可変容量及び高周波電源
   回路の出力をプラズマ点灯時或は試料エーロゾ
   ル切換え時に応じた適値にプリセツトするプロ
   グラムをシーケンスコントローラに与えた実用
   新案登録請求の範囲第１項記載の誘導結合プラ
   ズマ光源用電源装置。