JPS63196841A - Ｉｃｐ発光分析装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、プラズマトーチの点灯状態を確実に検出でき
るようにしたＩ　ＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）発光
分析装置に関する。

（ロ）従来技術とその問題点 一般に、ＩＣＰ発光分析装置においてプラズマトーチを
点灯するには、イグナイタコイルによってアルゴンガス
などのプラズマガスを電離し、この電離ガスをプラズマ
トーチ内に導く一方、誘導コイルに高周波電流を流して
高周波磁界を発生させる。すると、上記の電離ガスが誘
導コイルからの高周波磁界のエネルギーを受けてその一
部がプラズマ化し、第２図（ａ）に示すような、いわゆ
るフィラメントプラズマが発生する。このフィラメント
プラズマの状態ではプラズマガスが完全電離しないので
、さらに誘導コイルに流す高周波電流を増加させる。そ
して、この高周波電流があるしきい値を越えたところで
第２図（ｂ）に示すような完全電離プラズマ状態に遷移
し、これにより安定したプラズマ点灯状態が維持される
。

ところで、上記のプラズマ点灯の有無を検出するには、
完全電離プラズマとフィラメントプラズマとを区別する
必要があるが、これには従来、光導電セルを光検出素子
とする光電検出器を使用し、この光電検出器のゲインを
調整することによって両状態を区別できるようにしてい
た。

すなわち、第３図において、プラズマが点灯していない
場合の光量をｐ。、フィラメントプラズマ状態の光量を
ｐｌ、完全電離プラズマ状態の光量をｐ、とすると、こ
れらの関係はｐｏ　＜　ｐｌ＜　Ｉｈとなる。

しかも、プラズマが点灯していない場合に比べて他の２
つの状態の光量は十分に大きいが、フィラメントプラズ
マと完全電離プラズマ間の光量の差は比較的少ない。し
たがって、光電検出器のゲインをＧ、に設定した場合に
は、フィラメントプラズマ状態と完全電離プラズマ状格
のいずれの場合もしきい値レベルを越えて点灯検出信号
が出力されてしまい両状態を区別することができ°ない
。また、逆に、光電検出器のゲインをＧ３に設定した場
合には、フィラメントプラズマ状態と完全電離プラズマ
状態のいずれの場合もしきい値レベル以下のため共に点
灯検出信号が出力されず、この場合も両状態を区別する
ことができなくなる。したがって、光電検出器のゲイン
は、フィラメントプラズマと完全電離プラズマとの間の
限られた感度範囲Ｂ内に位置するように調整することが
必要となる。

そのため、従来は、分析のたびにゲインの調整が必要と
なって、調整作業が煩雑になっていた。

しかも、光電検出器の電源電圧が変動した場合には、こ
れに伴なってゲインの値も変化し、その結果、ゲインの
値が上記の感度範囲Ｂから外れた場合にはフィラメント
プラズマ状態であるにもかかわらず点灯検出信号が出力
され、完全電離プラズマになったものと誤って認識され
てしまうことがあった。このため、自動点灯のシーケン
スが誤動作する等の不具合を生じていた。

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、光電検出器の検出感度を特に調整しなくでも、プラ
ズマ点灯の有無を確実に検出できるようにして、誤動作
発生を防止できるようにすることを目的とする。

（ハ）問題点を解決するための手段 本発明は、上記の目的を達成するために、次の構成を採
る。すなわち、本発明のＩＣＰ発光分析装置は、プラズ
マトーチの点灯状態を検出する光電検出器をプラズマト
ーチからの受光量が口火プラズマ状態の光量以上で点灯
検出信号を出力する検出感度に設定する一方、プラズマ
トーチの点灯に必要な所定の高周波電力の下で出力され
るプラズマトーチ点灯用の駆動信号に基づいて起動され
光電検出器からの点灯検出信号の入力に応答して前記プ
ラズマトーチに供給される高周波電力を口火プラズマ状
態まで低下させる第１信号を出力する第１判別回路と、
この第１判別回路の出力信号に基づいて起動され前記光
電検出器からの点灯検出信号に応答して測定開始許可の
第２信号を出力する第２判別回路とを備えている。

（ニ）作用 本発明ｉ）Ｉ　ＣＰ発光分析装置では、光電検出器がプ
ラズマトーチからの受光量が口火プラズマ状態の光量以
上で点灯検出信号を出力する検出感度に設定される。

一方、プラズマトーチの点灯に必要な所定の高周波電力
の下でプラズマトーチ点灯用の駆動信号が出力された場
合には、この駆動信号に基づいてプラズマトーチの点灯
動作が開始されるとともに、第１判別回路が起動される
。この場合、プラズマトーチが点灯して完全電離プラズ
マ状態になった場合は勿論のこと、点灯が失敗してフィ
ラメントプラズマの状態に終わった場合でも光電検出器
からは点灯検出信号が出力される。この点灯検出信号は
、第１判別回路に与えられるので、第１判別回路がこの
点灯検出信号に応答して前記プラズマトーチに供給され
る高周波電力を口火プラズマ状態まで低下させる第１信
号を出力する。

プラズマトーチに供給する高周波電力を低下させると、
すでに完全電離プラズマとして点灯していた場合には口
火プラズマ状態がそのまま維持されるが、プラズマ点灯
が失敗した場合にはプラズマトーチは消えた状態となる
。光電検出器の検出感度は、口火プラズマ状態の光量以
上で点灯検出信号を出力するように予め設定されている
ので、プラズマトーチが消えている場合には点灯検出信
号は出力されない。そして、第１判別回路からの信号に
より高周波電力が低下された後、第２判別回路が起動さ
れる。この状態で、光電検出器から点灯検出信号が与え
られると、この点灯検出信号はプラズマ点灯状態が維持
されていることを示しているので、この点灯検出信号に
応答して測定開始許可の第２信号を出力する。

これにより、光電検出器の検出感度は一定値のままでも
プラズマ点灯の有無を確実に検出することができる。

（ホ）実施例 第１図は本発明の実施例に係るＩＣＰ発光分析装置の要
部を示す構成図である。同図において、符号１はＩＣＰ
発光分析装置の全体を示′し、２はプラズマトーチで、
このプラズマトーチ２には試料エアロ−ゾルの導入管４
、冷却ガス導入管６およびプラズマガス導入管８がそれ
ぞれ接続されている。

１０は高周波磁界を発生させる誘導コイル、１２は誘導
コイル１０に供給される高周波電力と負荷とのインピー
ダンスを整合させるインピーダンス整合回路、１４は誘
導コイル１０に高周波電力を供給するための高周波電源
である。また、１６はプラズマ点灯に際しプラズマガス
を電離させるイグナイタコイル、１８はイグナイタコイ
ル１６を動作させる点灯回路、２０はプラズマトーチ２
に供給される各ガス量を制御するガスコントローラ、２
２は上記のインピーダンス整合回路１２、高周波電源１
４、点灯回路１８およびガスコントローラ２０の動作全
制御するシーケンスコントローラである。

２４はプラズマトーチ２の点灯状態を検出する光導電セ
ルを有する光電検出器であるり、この光電検出器２４は
、プラズマトーチ１２からの受光量が口火プラズマ状態
の光量以上で点灯検出信号を出力する検出感度に設定さ
れている。

２６はプラズマトーチの点灯に必要な所定の高周波電力
の下でシーケンスコントローラ２２から点灯用回路１８
に出力されるプラズマトーチ点灯用の駆動信号に基づい
て起動されかつ光電検出器２４からの点灯検出信号に応
答してプラズマトーチ２に供給される高周波電力を口火
プラズマ状態まで低下させる第１信号を出力する第１判
別回路、２８は第１判別回路２６の出力信号に基づいて
起動されかっ光電検出器２４からの点灯検出信号に応答
して測定開始許可の第２信号を出力する第２判別回路で
ある。

次に、本発明のＩＣＰ発光分析装置ｌのプラズマ点灯状
態の確認動作について説明する。

プラズマトーチ２を点灯する場合には、まず、高周波電
源Ｉ４からインピーダンス整合回路１２を介して誘導コ
イルＩＯに高周波電力を供給して高周波磁界を発生させ
る。この状態で、シーケンスコントローラ２２から点灯
用回路１８°′にプラズマトーチ点灯用の駆動信号が出
力されると、点灯用回路１・８がこれに応答してイグナ
イタコイル１６を動作させるとともに、第１判別回路２
６が起動され、また、第２判別回路２８は動作が停止さ
れる。

イグナイタコイル１６によって導入管６から供給される
プラズマガスが電離されると、この電離ガスがプラズマ
トーチ１０内に導かれ、誘導コイル１０からの高周波磁
界のエネルギーを受けてその一部がプラズマ化する。そ
の結果、第２図（ａ）に示すようなフィラメントプラズ
マが発生する。

次に、この状態で誘導コイル１０に供給する高周波電力
を増加させると、フィラメントプラズマ状態から第２図
（ｂ）に示すような完全電離プラズマ状態に移行する。

光電検出器２４はプラズマトーチ２からの受光量が口火
プラズマ状態の光量以上で点灯検出信号を出力する検出
感度に予め設定されているので、プラズマトーチ２が点
灯して完全電離プラズマ状態になった場合は勿論のこと
、点灯せずにフィラメントプラズマの状態のまま終わっ
た場合でも光電検出器２４から点灯検出信号が出力され
る。この点灯検出信号は、第１判別回路２６に与えられ
るので、第１判別回路２６がこの信号に応答してプラズ
マトーチ２に供給される高周波電力を口火プラズマ状態
まで低下させる第１信号を出力する。

シーケンスコントローラ２２は、この第１信号に応答し
てインピーダンス整合回路１２、高周波電源１４および
ガスコントローラ２０を制御し、プラズマトーチ２に供
給される高周波電力とガス供給量を共に低下させる。

こうして、第１判別回路２６からの第１信号に基づいて
プラズマトーチ２に供給される高周波電力が低下される
と、シーケンスコントローラ２２から起動信号が出力さ
れ第２判別回路２８が起動されるとともに、第１判別回
路２６の動作が停止される。

プラズマトーチ２に供給される高周波電力を低下させた
場合において、すでにプラズマトーチ２が点灯しておれ
ば、第２図（Ｃ）に示すよチな口火プラズマ状態がその
まま維持される。一方、プラズマ点灯が失敗しておれば
プラズマトーチ２は消えた状態となる。光電検出器２４
の検出感度は、口火プラズマ状態の光量以上で点灯検出
信号を出力するように設定されているので、点灯が失敗
した場合には点灯検出信号は出力されず、点灯が成功し
た場合にのみ点灯検出信号が出力される。そして、光電
検出器２４からの点灯検出信号が第２判別回路２８に入
力されると、この点灯検出信号はプラズマ点灯状態が維
持されていることを示しているので、第２判別回路２８
からはこれに応答して測定開始許可の第２信号が出力さ
れる。シーケンスコントローラ２２は、この第２信号に
応答して測定動作のシーケンスを開始する。

したがって、光電検出器２４のゲインの調整は、符号Ａ
−Ｂで示す範囲で可能であり、従来に比べて広範囲とな
る。そのため、光電検出器２４のゲインを電源電圧の変
動を受けない所定の値に固定した場合でも、シーケンス
コントローラ２２はプラズマ点灯の有無を確実に認識す
ることができる。

（へ）効果 以上のように本発明によれば、光電検出器の検出感度を
特に調整しなくても、プラズマ点灯の有無を確実に検出
できるので誤動作発生を防止できるようになる等の優れ
た効果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るＩＣＰ発光分析装置の要
部を示す構成図、第２図はプラズマ点灯状態の説明図、
第３図はプラズマ点灯動作に伴なう光量変化と光検出感
度設定の関係を示す説明図である。 ■・・・ＩＣＰ発光分析装置、２・・・プラズマトーチ
、２２・・シーケンスコントローラ、２４・・・光電検
出器、２６・・・第１判別回路、２８・・・第２判別回
路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）プラズマトーチの点灯状態を検出する光電検出器
   を備えたＩＣＰ発光分析装置において、前記光電検出器
   は、プラズマトーチからの受光量が口火プラズマ状態の
   光量以上で点灯検出信号を出力する検出感度に設定され
   る一方、 プラズマトーチの点灯に必要な所定の高周波電力の下で
   出力されるプラズマトーチ点灯用の駆動信号に基づいて
   起動され、前記光電検出器からの点灯検出信号に応答し
   て前記プラズマトーチに供給される高周波電力を口火プ
   ラズマ状態まで低下させる第１信号を出力する第１判別
   回路と、この第１判別回路の出力信号に基づいて起動さ
   れ前記光電検出器からの点灯検出信号に応答して測定開
   始許可の第２信号を出力する第２判別回路と、 を備えることを特徴とするＩＣＰ発光分析装置。