JPS63163146A - Plasma emission spectral analyzer - Google Patents
Plasma emission spectral analyzerInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は、石油燃料、潤滑油など金属元素を含有する液
体試料を高感度、高精度において分析するプラズマ発光
分光分析装置に関し、特に液体試料がクロスフロー型ネ
ブライザー(霧化器)により霧化する試料溶液供給部を
有するプラズマ発光分光分析装置に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention provides a plasma emission spectrometer that analyzes liquid samples containing metal elements such as petroleum fuel and lubricating oil with high sensitivity and precision. In particular, the present invention relates to a plasma emission spectrometer having a sample solution supply section in which a liquid sample is atomized by a cross-flow nebulizer (atomizer).
(従来の技術とその問題点)
プラズマ発光分光分析装置は、分析の対象となる試料溶
液を誘導コイルで巻回されたプラズマトーチに供給する
前に、試料溶液供給部において霧化されるが、その霧化
方式により(i)同軸型と(::)クロスフロー型とに
大別されている。(Prior art and its problems) In a plasma emission spectrometer, a sample solution to be analyzed is atomized in a sample solution supply section before being supplied to a plasma torch wound with an induction coil. Depending on the atomization method, they are broadly classified into (i) coaxial type and (::) cross flow type.
前記(i)の同軸型とは、キャリアーガスのアルゴンガ
ス流と分析試料溶液流を同軸管のニードルを通して霧化
器に導き、霧化させるものであり、一方(ii )のク
ロスフロー型とは、二本のニードルの先端を霧化器内で
直交するように配置しキャリアーガスのアルゴンガス流
と分析試料溶液流とをクロスさせて霧化させるものであ
る。The above coaxial type (i) is one in which the carrier gas argon gas flow and the analysis sample solution flow are guided to an atomizer through a coaxial tube needle and atomized, while the cross flow type (ii) is The tips of the two needles are arranged to be perpendicular to each other in the atomizer, and the argon gas flow of the carrier gas and the analysis sample solution flow are crossed and atomized.
前記に)の同軸型は比較的高濃度の試料に適するものの
測定精度が若干劣り、前記(i:)のクロス70−型は
、同軸型よりも測定精度が高いため多くの装置が市販さ
れ活用されている。Although the coaxial type (above) is suitable for samples with relatively high concentrations, its measurement accuracy is slightly inferior, and the cross 70-type (above) (i:) has higher measurement accuracy than the coaxial type, so many devices are commercially available and in use. has been done.
従来、クロスフロー型のプラズマ発光分光分析装置は分
析装置ボックス内に試料溶液のネブライザー(霧化器)
、高周波コイルを巻回してなるプラズマトーチ(高周波
プラズマ炎形成装置)、および高周波電源からプラズマ
へ効率よくエネルギーを供給するための結合器(マツチ
ングボックス)などを格納するように構成されている。Conventionally, cross-flow type plasma emission spectrometers have a nebulizer (atomizer) for the sample solution inside the analyzer box.
It is configured to house a plasma torch (high-frequency plasma flame forming device) formed by winding a high-frequency coil, and a coupler (matching box) for efficiently supplying energy from the high-frequency power source to the plasma.
また、実開昭58−9754G号には、特に放射性物質
を含有する試料の分析装置として、第6図に示されるよ
うに、グローブボックス2【内にファン2zや熱交換器
23を配設するとともにプラズマ炎形成装置スタンド2
4を設け、このスタンドの中にネブライザーとプラズマ
トーチを格納させたものが提案されている。In addition, Utility Model Application Publication No. 58-9754G, as an analyzer for samples containing radioactive substances, is equipped with a fan 2z and a heat exchanger 23 in a glove box 2, as shown in Fig. 6. With plasma flame forming device stand 2
4, and a nebulizer and plasma torch are housed in this stand.
また、従来のクロスフロー型分析装置に用いられている
ネブライザーの試料溶液供給部は、第7図に示されるよ
うにガラス製で直径が約200μmのニードル管30.
31を直交・するように配設し、かつこれらのニードル
管をニードル管支持金具32゜33で固定するように構
成されている。The sample solution supply section of the nebulizer used in the conventional cross-flow analyzer is made of glass and has a diameter of about 200 μm, as shown in FIG.
31 are disposed perpendicularly to each other, and these needle tubes are fixed with needle tube support fittings 32 and 33.
この種、従来のクロスフロー型分析装置においては、前
記した如く高熱を発散するプラズマトーチや結合器(マ
ツチングボックス)とネブライザーの試料溶液供給部が
同一ボックス内に近接して格納されており、例えばプラ
ズマトーチから発生する高周波プラズマ炎は6000〜
9000°にの高温となり、また結合器も比較的高い熱
を発散するため、ネブライザーの試料溶液供給部のニー
ドル管支持金具が間接的にプラズマ炎の高温雰囲気や結
合器の発散熱に曝されることになる。このことは測定精
度に極めて大きな影響を与えることになる。即ち、ニー
ドル管支持金具は高温雰囲気下で熱膨張し、検量線のデ
ータに大幅な変動を生じさせてしまう。In this type of conventional cross-flow analyzer, as mentioned above, the plasma torch and matching box, which emit high heat, and the sample solution supply section of the nebulizer are stored in close proximity in the same box. For example, the high frequency plasma flame generated from a plasma torch is 6000 ~
The temperature is as high as 9000°, and the coupler also emits relatively high heat, so the needle tube support fitting of the sample solution supply section of the nebulizer is indirectly exposed to the high temperature atmosphere of the plasma flame and the heat radiated by the coupler. It turns out. This will have an extremely large effect on measurement accuracy. That is, the needle tube support fitting thermally expands in a high-temperature atmosphere, causing significant fluctuations in the data of the calibration curve.
また、この種分析装置の操作においては、測定精度をあ
げるために、主としてネブライザーの温度を所望の熱的
平衡状態に維持するための準備時間を設定している。通
常、測定前に約1時間の準備時間が必要とされ、検量線
の調整などを含めると長い測定時間を要するだけでなく
、熟練した操作員を必要とするなど、多くの問題がある
。Furthermore, in the operation of this type of analyzer, a preparation time is set mainly to maintain the temperature of the nebulizer in a desired thermal equilibrium state in order to improve measurement accuracy. Usually, about one hour of preparation time is required before measurement, and there are many problems such as not only a long measurement time including adjustment of the calibration curve but also the need for a skilled operator.
(発明が解決しようとする問題点)
本発明者は前記した問題点に鑑み、鋭意検討した結果、
クロスフロー型プラズマ発光分光分析装置において、プ
ラズマトーチやマツチングボックスから発生、発散する
高温雰囲気の影響を極力排除するために、マツチングボ
ックス内に冷却装置を設けること、更にプラズマトーチ
とネブライザーを熱的に隔離すること、特に支持金具で
固定されているニードル管より試料溶液をネブライザー
に供給する部位、即ち試料溶液供給部を熱的に隔離させ
ることにより、測定精度の維持、測定準備時間の短縮な
どが図られることを見い出し、本発明を完成するに至っ
た。(Problems to be Solved by the Invention) In view of the above-mentioned problems, the inventor has conducted extensive studies and found that
In a cross-flow type plasma emission spectrometer, in order to eliminate as much as possible the effects of the high temperature atmosphere generated and emitted from the plasma torch and matching box, a cooling device is installed inside the matching box, and the plasma torch and nebulizer are heated. In particular, by thermally isolating the part that supplies the sample solution to the nebulizer from the needle tube fixed with a support fitting, that is, the sample solution supply part, maintaining measurement accuracy and shortening measurement preparation time. The present inventors have discovered that the following can be achieved, and have completed the present invention.
(問題点を解決するための手段)
本発明を概説すれば、本発明はプラズマ発光分光分析装
置ボックス内に分析試料溶液をクロスフロ一方式により
霧化するネブライザーと高周波プラズマ炎を発生するプ
ラズマトーチを配設するとともに、該分析装置ボックス
のマツチングボックス内に、冷却装置を収納させてなる
プラズマ発光分光分析用装置を提供するものである。(Means for Solving the Problems) To summarize the present invention, the present invention includes a nebulizer that atomizes an analysis sample solution by a cross-flow method and a plasma torch that generates a high-frequency plasma flame in a plasma emission spectrometer box. The present invention provides an apparatus for plasma emission spectrometry, in which a cooling device is housed in a matching box of the analyzer box.
(実施例)
以下、図面を用いて本発明になるプラズマ発光分光分析
装置の一実施例について詳細に説明する。(Example) Hereinafter, an example of the plasma emission spectrometer according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図は本発明になるクロスフロー型プラズマ発光分光
分析装置の断面図を示すものである。FIG. 1 shows a cross-sectional view of a cross-flow type plasma emission spectrometer according to the present invention.
分析装置ボックス3内において、マツチングボックス1
1は、その下部に冷却装置20が収納されネブライザ−
1(これは本体部分と、後述する試料溶液供給部5とか
ら構成される)は、プラズマトーチ2から発生する高温
雰囲気を隔離するように隔壁板4で仕切られて格納され
る。冷却装置は、通気用ファン21で例示したが熱交換
器でもよく、この場合はマツチングボックスの上部また
は側部に設置されるのが好ましい。。冷却装置は、マツ
チングボックスが25〜30℃となる様に作動される。In the analyzer box 3, the matching box 1
1 has a cooling device 20 stored in its lower part and a nebulizer.
1 (which is composed of a main body portion and a sample solution supply section 5 to be described later) is partitioned and stored with a partition plate 4 so as to isolate the high temperature atmosphere generated from the plasma torch 2. Although the cooling device is exemplified by the ventilation fan 21, it may also be a heat exchanger, and in this case it is preferably installed at the top or side of the matching box. . The cooling system is operated so that the temperature of the matching box is 25-30°C.
さらに、ネブライザー1の本体部分に対し、二本のニー
ドル管が直交するようにニードル管支持金具で固定され
、ネブライザーに試料溶液を供給する試料溶液供給部5
は、高温雰囲気の熱的影響をできるだけ排除するように
遮蔽ボックス6内に収納される。遮蔽ボックスは必須で
はないがこのようにネブライザーの試料溶液供給部5を
遮蔽ボックス6内に収納することにより比較的高い熱を
発散するマツチングボックス11から試料溶液供給部5
を効果的に隔離しうろことになる。遮蔽ボックス6は分
析装置ボックス3の開口部から取付けられるもので、マ
ツチングボックスIIは下部及び上部に開口を有し、そ
の構造は第2図に示される。Furthermore, a sample solution supply part 5 is fixed to the main body of the nebulizer 1 with a needle tube support fitting so that two needle tubes are perpendicular to each other, and supplies the sample solution to the nebulizer.
is housed in a shielding box 6 so as to eliminate as much as possible the thermal influence of the high-temperature atmosphere. Although the shielding box is not essential, by housing the sample solution supply section 5 of the nebulizer in the shielding box 6, the sample solution supply section 5 can be removed from the matching box 11, which dissipates relatively high heat.
This will effectively isolate and scale the area. The shielding box 6 is installed through the opening of the analyzer box 3, and the matching box II has openings at the bottom and top, and its structure is shown in FIG.
マツチングボックスの上部開口のタブ22は、約45°
に折曲げられ通気ファンによる冷却風をプラズマトーチ
の側方から分析装置外へ逃がすように構成される。The tab 22 at the top opening of the matching box is approximately 45°
It is bent to allow the cooling air from the ventilation fan to escape from the side of the plasma torch to the outside of the analyzer.
遮蔽ボックス6は好ましくは、分析装置ボックス内に収
納されるネブライザーの試料溶液供給部5を外気開放す
るようその側面が外気に開放された薄板のボックスであ
る。当該ボックスは、耐熱断熱効果を有する材質の薄板
で構成するのが好ましく、耐熱セラミックス板や鋼板、
シリカボードなどが採用される。側面開口部の反対側の
底面にはネブライザーの本体部分を挿入するネブライザ
ー挿入孔7、上面開口部周囲には分析装置ボックス3の
開口部に遮蔽ボックス6を取付けるための固定板8と防
護柵9が設けられている。なお、前記防護柵のかわりに
蓄熱しないものであれば防護板を用いてもよい。The shielding box 6 is preferably a thin plate box whose sides are open to the outside air so as to open the sample solution supply section 5 of the nebulizer housed in the analyzer box to the outside air. The box is preferably made of a thin plate made of a material that has a heat-resistant and heat-insulating effect, such as a heat-resistant ceramic plate, a steel plate,
Silica board etc. are used. On the bottom surface opposite to the side opening are a nebulizer insertion hole 7 into which the main body of the nebulizer is inserted, and around the top opening are a fixing plate 8 and a protective fence 9 for attaching the shielding box 6 to the opening of the analyzer box 3. is provided. Note that a protective plate may be used instead of the protective fence as long as it does not accumulate heat.
第1図〜第2図に示される構造のクロスフロー型プラズ
マ発光分光分析装置を用いて、各種標準液を分析した。Various standard solutions were analyzed using a cross-flow type plasma emission spectrometer having the structure shown in FIGS. 1 and 2.
測定精度は繰り返し精度(同一人同一装置において繰り
返し測定の結果、測定値の変動の9596信頼区間をと
る)や検量線の経時変化によって決まるが、基準値の±
2%になるまでの測定時間を追跡して分析装置の精度を
評価した。Measurement accuracy is determined by repeatability (takes 9596 confidence intervals of fluctuations in measured values as a result of repeated measurements with the same device by the same person) and changes over time in the calibration curve, but ±
The accuracy of the analyzer was evaluated by tracking the measurement time until it reached 2%.
結果を第3図と第1表に示す。The results are shown in Figure 3 and Table 1.
第 1 表
(検量線の安定性)
第3図の改造前とは、分析装置ボックス内に隔壁板と遮
蔽ボックスを配設しない高周波プラズマ発光分光分析装
置(ロ本ジャーレルアッシュ社製、ICP−800)を
用いた場合の、また改造後とは本発明により改造した場
合の結果である。Table 1 (Stability of calibration curve) The figure before modification in Figure 3 refers to a high-frequency plasma emission spectrometer (manufactured by Jarrell Ash Co., Ltd.; 800) and after modification are the results obtained when modified according to the present invention.
第3図より、本発明になるプラズマ発光分光分析装置に
おいて試料噴霧量(ml/m1n)及び霧化器の試料溶
液供給部周辺温度の特性が経時的に極めて安定している
ことが判る。From FIG. 3, it can be seen that in the plasma emission spectrometer according to the present invention, the characteristics of the sample spray amount (ml/mln) and the temperature around the sample solution supply part of the atomizer are extremely stable over time.
また、第1表より、本発明になる分析装置の検量線は、
極めて安定していることが判る。即ち、従来のものは測
定中に検量線が不安定であり、このため10〜15分毎
に検量線をチェックしなければならず、その結果が基準
値の±2%を超えるときは校正し、測定をやりなおす必
要があった。Also, from Table 1, the calibration curve of the analyzer according to the present invention is
It turns out that it is extremely stable. In other words, with the conventional method, the calibration curve is unstable during measurement, so the calibration curve must be checked every 10 to 15 minutes, and if the result exceeds ±2% of the standard value, it must be calibrated. , it was necessary to repeat the measurement.
本発明になる分析装置においては検量線が長時間に回り
安定しており、検量線が安定している間に測定できる試
料数が、改造前では4点であったのに対し本発明装置に
おいては16点以上に増加させることができる。In the analyzer according to the present invention, the calibration curve is stable over a long period of time, and the number of samples that can be measured while the calibration curve is stable is 4, compared to 4 before the modification. can be increased to 16 points or more.
その他、測定に際してネブライザーの温度を所望の熱的
平衡状態にするために、測定準備時間(待ち時間)が不
可欠であるが、従前のものが60分間の準備時間が必要
であったのに対し、本発明装置においてはこれを20分
間程度に短縮でき、測定時間を大幅に改善することがで
きる。In addition, measurement preparation time (waiting time) is essential in order to bring the temperature of the nebulizer to the desired thermal equilibrium state during measurement, whereas the previous method required 60 minutes of preparation time. In the apparatus of the present invention, this time can be shortened to about 20 minutes, and the measurement time can be significantly improved.
次に、本発明になる別の態様のプラズマ発光分光分析装
置について説明する。Next, another embodiment of the plasma emission spectrometer according to the present invention will be described.
第4図は、本発明になる別の態様のプラズマ発光分光分
析装置の断面図である。第1図のものと異なる点は、ネ
ブライザー1が分析装置ボックス3の中央部に配設され
ている点である。このため隔壁板4をネブライザー1と
プラズマト−チ間に設けても、ネブライザー1の試料溶
液供給部5は第1図のものよりも厳しい熱的環境下にお
かれる。FIG. 4 is a sectional view of another embodiment of the plasma emission spectrometer according to the present invention. The difference from the one in FIG. 1 is that the nebulizer 1 is disposed in the center of the analyzer box 3. Therefore, even if the partition plate 4 is provided between the nebulizer 1 and the plasma torch, the sample solution supply section 5 of the nebulizer 1 is placed under a harsher thermal environment than that in FIG.
従って、この厳しい熱的環境を極力排除するために、マ
ツチングボックス内に冷却装置を2基配設するとともに
第2図に示される遮蔽ボックスにかわって第5図に示さ
れる通風用ファンIOを設けてなる遮蔽ボックス6を用
いている。Therefore, in order to eliminate this harsh thermal environment as much as possible, two cooling devices are installed in the matching box, and a ventilation fan IO shown in FIG. 5 is installed in place of the shielding box shown in FIG. A shielding box 6 is used.
第4図〜第5図に示される構造のクロスフロー型プラズ
マ発光分光分析装置を用いて各種標準液を分IT’rし
た。結果を第2表に示す。Various standard solutions were separated using a cross-flow type plasma emission spectrometer having the structure shown in FIGS. 4 and 5. The results are shown in Table 2.
第2表
第2表より明らかの如く、従来のもの(この種タイプの
ものに、日本ジャーレルアッシュ社製、IcP−575
がある)と比較して、本発明になる分析装置の検量線は
、極めて安定していることが判る。Table 2 As is clear from Table 2, conventional products (such as IcP-575 manufactured by Japan Jarel Ash Co., Ltd.
It can be seen that the calibration curve of the analyzer according to the present invention is extremely stable.
[発明の効果]
本発明になるプラズマ発光分光分析装置は、プラズマト
ーチの高温雰囲気の影響を極力排除するようにしている
ため、ネブライザー周辺、特にネブライザーの試料溶液
供給部周辺の温度変化が極めて小さくなり、従って検量
線が長時間に亘り安定し、測定精度、及びM1定回数を
大幅に改善することカ七できる。[Effects of the Invention] Since the plasma emission spectrometer of the present invention is designed to eliminate the influence of the high temperature atmosphere of the plasma torch as much as possible, temperature changes around the nebulizer, especially around the sample solution supply section of the nebulizer, are extremely small. Therefore, the calibration curve is stable over a long period of time, and the measurement accuracy and M1 constant number can be greatly improved.
また測定前にネブライザーを所望の熱的平衡温度に維持
させるために要していた測定Qtt時間(待ち時間)を
大幅に短縮することができるため、測定時間の短縮化が
図られる。Furthermore, since the measurement Qtt time (waiting time) required to maintain the nebulizer at a desired thermal equilibrium temperature before measurement can be significantly shortened, the measurement time can be shortened.
さらに、本発明になる分析装置は、取扱い操作の熟練度
を低減させるものである。Furthermore, the analyzer according to the present invention reduces the skill level of handling operations.
第1図は本発明になる一実施例のプラズマ発光分光分析
装置の断面図であり、第2図は第1図の分析装置に取付
けられる冷却装置の斜視図である。第3図は第1図の分
析装置を用いて試験したときの試料噴霧量と試料溶液供
給部の周辺温度の経時変化を図示したものである。第4
図は本発明になる別の態様のプラズマ発光分光分析装置
の断面図であり、第5図は第4図の分析装置に取付けら
れる冷却装置の斜視図である。
第6図は従来例に属する高周波プラズマ分析装置の側面
図、第7図はネブライザーの試料溶液供給部の要部拡大
図である。
1・・・ネブライザー(霧化器)
2・・・プラズマトーチ
3・・・分析装置ボックス
4・・・隔壁板
5・・・試料溶液供給部
6・・・遮蔽ボックス
7・・・ネブライザー挿入孔
8・・・固定板
9・・・防護橿
10、21・・・通気用ファン
11・・・マツチングボックス
20・・・冷却装置
特許出願人 東亜燃料工業株式会社
代理人 弁理士 久保1)耕平
第1図
遮εボックス
第3121
rs
第4 図FIG. 1 is a sectional view of a plasma emission spectrometer according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of a cooling device attached to the analyzer of FIG. 1. FIG. 3 is a diagram illustrating changes over time in the amount of sample sprayed and the ambient temperature of the sample solution supply section when tested using the analyzer shown in FIG. 1. Fourth
The figure is a sectional view of another embodiment of the plasma emission spectrometer according to the present invention, and FIG. 5 is a perspective view of a cooling device attached to the analyzer of FIG. 4. FIG. 6 is a side view of a conventional high-frequency plasma analyzer, and FIG. 7 is an enlarged view of the main parts of the sample solution supply section of the nebulizer. 1... Nebulizer (atomizer) 2... Plasma torch 3... Analyzer box 4... Partition plate 5... Sample solution supply section 6... Shield box 7... Nebulizer insertion hole 8... Fixed plate 9... Protective rods 10, 21... Ventilation fan 11... Matching box 20... Cooling device patent applicant Toa Fuel Industries Co., Ltd. agent Patent attorney Kubo 1) Kohei Figure 1 Shield ε box No. 3121 rs Figure 4
Claims (1)
液を霧化するネブライザーと高周波プラズマ炎を発生す
るプラズマトーチを配設するとともに、該分析装置ボッ
クスのマッチングボックス内に、冷却装置を収納させて
なることを特徴とするプラズマ発光分光分析用装置。 2、ネブライザーの分析試料溶液供給部を遮蔽ボックヌ
内に収納させてなることを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載のプラズマ発光分光分析用装置。 3、遮蔽ボックスの側面が外気に開放されたものである
ことを特徴とする特許請求の範囲第2項記載のプラズマ
発光分光分析用装置。 4、冷却装置が通気用ファンであることを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載のプラズマ発光分光分析用装置
。 5、ネブライザーの試料溶液供給部がクロスフロー型で
あることを特徴とする特許請求の範囲第1項〜第4項の
いずれか1項に記載のプラズマ発光分光分析用装置。[Claims] 1. A nebulizer that atomizes an analysis sample solution and a plasma torch that generates a high-frequency plasma flame are installed in a plasma emission spectrometer box, and a cooling device is installed in a matching box of the analyzer box. A device for plasma emission spectrometry, characterized in that the device is housed. 2. The apparatus for plasma emission spectrometry according to claim 1, characterized in that the analysis sample solution supply section of the nebulizer is housed in a shielding box. 3. The apparatus for plasma emission spectrometry according to claim 2, wherein the side surface of the shielding box is open to the outside air. 4. The apparatus for plasma emission spectrometry according to claim 1, wherein the cooling device is a ventilation fan. 5. The apparatus for plasma emission spectrometry according to any one of claims 1 to 4, wherein the sample solution supply section of the nebulizer is of a cross-flow type.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31446786A JPS63163146A (en) | 1986-12-25 | 1986-12-25 | Plasma emission spectral analyzer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31446786A JPS63163146A (en) | 1986-12-25 | 1986-12-25 | Plasma emission spectral analyzer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63163146A true JPS63163146A (en) | 1988-07-06 |
Family
ID=18053685
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31446786A Pending JPS63163146A (en) | 1986-12-25 | 1986-12-25 | Plasma emission spectral analyzer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63163146A (en) |
-
1986
- 1986-12-25 JP JP31446786A patent/JPS63163146A/en active Pending
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