JPS63210752A - Icp emission analyzer - Google Patents
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Landscapes
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
イ、産業上の利用分野
本発明はICP(高周波誘導結合プラズマ)発光分析装
置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. Field of Industrial Application The present invention relates to an ICP (high frequency inductively coupled plasma) emission spectrometer.
口、従来の技術
102発光分析は溶液化された試料の分析に適しており
、固体試料も溶液にする必要がある。溶液試料は霧化器
で霧状にされ、キャリヤガスの流れに乗せてプラズマ炎
に送り込まれる。 のように102発光分析は試料導入
に霧化器を用いるので、多量の試料溶液が必要であり、
微量試料や溶液化の困難な試料の分析には適用できない
。また固体試料、微量溶液試料の導入にはグラファイト
炉を用いることも提案されているが、炉体の耐熱性によ
る制限があって難揮発性の試料には適用できないと云う
問題がある。1. Prior Art 102 Emission spectrometry is suitable for analyzing samples in solution, and solid samples also need to be in solution. The solution sample is atomized in an atomizer and sent into the plasma flame in a flow of carrier gas. 102 Emission analysis uses an atomizer to introduce the sample, so a large amount of sample solution is required.
It cannot be applied to the analysis of trace samples or samples that are difficult to dissolve. It has also been proposed to use a graphite furnace for introducing solid samples and trace solution samples, but there is a problem in that it cannot be applied to samples that are difficult to volatile due to limitations due to the heat resistance of the furnace body.
ハ0発明が解決しようとする問題点
本発明は従来のICP分析装置が固体試料や微量試料の
分析に適さない点を改善しようとするもので、併せて装
置操作の自動化を計るものである。Problems to be Solved by the Invention The present invention attempts to improve the problem that conventional ICP analyzers are unsuitable for analyzing solid samples or trace samples, and also aims to automate the operation of the apparatus.
二1問題点解決のための手段
プラズマトーチの中心管内に試料設置手段を設け、この
試料設置手段を一つの電極としてプラズマ炎から中心管
内を上記電極に向ってフィラメンタリプラズマを延伸さ
せるようにすると共に、フィラメンタリプラズマの形成
を検出する手段を設け、その検出信号によってプラズマ
トーチ上に形成されているプラズマ炎から試料に向って
フィラメンタリプラズマを誘引する手段例えばテスラコ
イルのオンオフを制御するようにした。21 Means for Solving Problems A sample setting means is provided in the center tube of the plasma torch, and this sample setting means is used as an electrode to extend filamentary plasma from the plasma flame inside the center tube toward the electrode. At the same time, a means for detecting the formation of filamentary plasma is provided, and a means for attracting the filamentary plasma from the plasma flame formed on the plasma torch toward the sample, for example, on/off of a Tesla coil is controlled by the detection signal. .
ホ1作用
ICP分析用プラズマトーチは3重管構造で、一番内側
にある管を中心管、中間にあるのを中間管、一番外側を
外套管とする。中間管にはプラズマ炎を形成するガス、
外套管には冷却ガスが供給され、中心管にはプラズマ炎
の中心軸に沿って低温域を形成する噴流を吹出すための
ガスが供給される。これらのガスは全てアルゴンガスが
用いられている。通常のICP分析では試料霧化器、を
中心管に接続し、霧化器にキャリヤガスを送って試料を
霧化し、このキャリヤガスを中心管に送っている。本発
明では中心管に霧化器を接続せず、電極を挿入し、その
先端部に試料を保持する。電極そのものを試料としても
同じである。この電極にテスラコイルのヘッドを当てる
と、電極からブラシュ放電が起こり、発生したイオンが
中心管内のガス流に乗ってプラズマ炎に達し、このイオ
ンの流れに沿ってプラズマ炎から糸条のフィラメンタリ
プラズマが電極の方に伸びて来て電極につながる。フィ
ラメンタリプラズマにはプラズマトーチの結合用高周波
コイルからエネルギーが供給されて、テスラコイルを離
した後もフィラメンタリプラズマは維持される。フィラ
メンタリプラズマは高温であるから、それが電極に到達
すると、電極先端の試料はその高温によって蒸発し、キ
ャリヤガスの流れに乗って中心管を上昇しプラズマ炎に
供給されることになる。そしてプラズマが直接試料を加
熱するので、試料保持体の耐熱性の制限を受けないで、
難揮発性の試料も分析できることになる。The plasma torch for ICP analysis has a triple tube structure, with the innermost tube being the center tube, the middle tube being the middle tube, and the outermost tube being the outer tube. The intermediate tube contains gas that forms a plasma flame,
Cooling gas is supplied to the outer tube, and gas is supplied to the central tube for blowing out a jet stream forming a low temperature region along the central axis of the plasma flame. Argon gas is used for all of these gases. In normal ICP analysis, a sample atomizer is connected to the central tube, a carrier gas is sent to the atomizer to atomize the sample, and this carrier gas is sent to the central tube. In the present invention, an atomizer is not connected to the central tube, but an electrode is inserted and a sample is held at the tip of the electrode. The same applies if the electrode itself is used as a sample. When the Tesla coil head is applied to this electrode, a brush discharge occurs from the electrode, and the generated ions ride the gas flow in the central tube and reach the plasma flame. extends towards the electrode and connects to it. Energy is supplied to the filamentary plasma from the coupling high-frequency coil of the plasma torch, and the filamentary plasma is maintained even after the Tesla coil is released. Since the filamentary plasma has a high temperature, when it reaches the electrode, the sample at the tip of the electrode is evaporated by the high temperature, moves up the central tube along with the flow of carrier gas, and is supplied to the plasma flame. Since the plasma directly heats the sample, it is not limited by the heat resistance of the sample holder.
This means that even non-volatile samples can be analyzed.
本発明装置は上述したような動作を行うから装置操作の
順序は、プラズマトーチが既に点灯されているとして、
試料の試料設置手段への導入、テスラコイルの作動、フ
ィラメンタリプラズマ形成の確認、テスラコイルの作動
停止、分光測定開始、−回の分析動作の終了と云う順序
になり、これらの操作をシーケンスコントローラで行う
場合、フィラメンタリプラズマの形成の確認は試料がプ
ラズマ炎に供給されているか否かを決するものできわめ
て重要であり、フィラメンタリプラズマの形成を検出す
る手段を設けることによって上述した操作のシーケンス
コントローラによる自動化が可能となる。Since the device of the present invention operates as described above, the order of device operation is as follows, assuming that the plasma torch is already lit.
The sequence is as follows: introduction of the sample into the sample setting means, activation of the Tesla coil, confirmation of filamentary plasma formation, deactivation of the Tesla coil, start of spectroscopic measurement, and completion of - analysis operations, and these operations are performed by the sequence controller. In this case, confirmation of the formation of filamentary plasma is extremely important as it determines whether the sample is being supplied to the plasma flame or not. Automation becomes possible.
へ、実施例
図面は本発明の一実施例を示す。Pはプラズマトーチで
3重管構造で中心管1の下端に試料導入室2が接続され
る。試料導入室は着脱自在で通常のICP分析における
試料霧化装置と交換可能になっている。Embodiment The drawings show an embodiment of the present invention. A plasma torch P has a triple tube structure, and a sample introduction chamber 2 is connected to the lower end of a central tube 1. The sample introduction chamber is detachable and can be replaced with a sample atomization device used in normal ICP analysis.
試料導入室2には電極管3が挿入してあり、電極管3の
上端に試料受4が設けられ、電極管3の中には溶液状試
料を乾燥させるヒータ5が挿入しである。また試料導入
室にはキャリヤガス流入ボート6が設けられており、中
心管1には試料導入室を通してキャリヤガスが供給され
る。更に試料導入室にはマイクロシリンジ挿入ボート7
が設けてあり、マイクロシリンジ8によフて溶液試料が
一滴、試料受4上に供給される。9は試料自動供給機構
である。試料が粉末の場合、水等で泥状にして試料供給
棒の先につけ、マイクロシリンジ挿入ボート7から挿入
して試料受4に接触させ泥状試料を試料受4に付着させ
る。 。An electrode tube 3 is inserted into the sample introduction chamber 2, a sample receiver 4 is provided at the upper end of the electrode tube 3, and a heater 5 for drying the solution sample is inserted into the electrode tube 3. Further, a carrier gas inflow boat 6 is provided in the sample introduction chamber, and carrier gas is supplied to the central tube 1 through the sample introduction chamber. Furthermore, a microsyringe insertion boat 7 is installed in the sample introduction chamber.
is provided, and a drop of the solution sample is supplied onto the sample receiver 4 using the microsyringe 8. 9 is a sample automatic supply mechanism. If the sample is a powder, make it into a slurry with water or the like, apply it to the tip of the sample supply rod, insert it from the microsyringe insertion boat 7 and bring it into contact with the sample receiver 4, so that the slurry sample adheres to the sample receiver 4. .
電極管3はテスラコイルTに接続しである。Cはプラズ
マトーチPの上端外周に巻装されたコイルでインピーダ
ンスマツチングボックスBを介して高周波電源Hに同軸
ケーブルKによって接続されている。Dはインピーダン
ス検出器でマツチングボックスBの入力インピーダンス
の変化を検出する。具体的にはマツチングボックスから
の反射波の強さの変化を検出する。10はキャリヤガス
の流量を調節するガスコントローラ、11は分光光度計
の測光装置、12はシーケンスコントローラで装置全体
を制御している。The electrode tube 3 is connected to the Tesla coil T. C is a coil wound around the outer periphery of the upper end of the plasma torch P, and is connected to a high frequency power source H via an impedance matching box B by a coaxial cable K. D is an impedance detector that detects changes in the input impedance of the matching box B. Specifically, changes in the strength of reflected waves from the matching box are detected. 10 is a gas controller that adjusts the flow rate of carrier gas; 11 is a photometer of a spectrophotometer; and 12 is a sequence controller that controls the entire apparatus.
上述した装置の動作は次のように進行する。まずプラズ
マトーチにプラズマ炎を形成させ(点灯)、マツチング
ボックスBでコイルCと電源Hのインピーダンスを整合
させる。この整合調節はマツチングボックス内の可変容
量コンデンサを調節して行う。以後プラズマトーチは点
灯したま\にしておく。次に試料を試料導入室2にマイ
クロシリンジ8で注入する。こ\で注入という云うのは
試料受4上に試料溶液を一滴落とすことである。次にヒ
ータ5に一定時間通電して試料を乾燥する。その後テス
ラコイルTを作動させる。テスラコイルTを作動させる
と、試料受皿4からコロナ放電が行われ、生成したイオ
ンがキャリヤガスの流れに乗って中心管1を上昇し、プ
ラズマ炎Fに達する。このようにしてプラズマ炎Fと試
料受は上の試料との間にイオンの道ができると、これに
沿って、プラズマ炎Fからフィラメンタリプラズマfが
延出して試料受皿に達する。一旦フィラメンタリプラズ
マが形成されるとテスラコイルは不要になるからテスラ
コイルTの動作を停止させるが、このためにフィラメン
タリプラズマfが形成されたことを確認する必要がある
が、この確認のためにインピーダンス検出器りが設けら
れている。即ちマツチングボックスはプラズマ炎Fが形
成されている状態でコイルCと高周波電源Hとの間のイ
ンピーダンス整合を行っているので、マツチングボック
スBの入力インピーダンスは同軸ケーブルにの線路イン
ピーダンスと等しく、出力インピーダンスはコイルCの
入力インピーダンスと等しい。所がフィラメンタリプラ
ズマfが形成されると、高周波電源Hからフィラメンタ
リプラズマfにエネルギーが供給されるので、コイルC
の入力インピーダンスが変化する。このためマツチング
ボックスBとコイルCとの間でインピーダンスが不整合
となり、マツチングボックスBの出力端から反射波が返
ってくる。従って反射波を検出することでコイルCのイ
ンピーダンスが変化したことが判明し、これによってフ
ィラメンタリプラズマが形成されたことが確認される。The operation of the device described above proceeds as follows. First, a plasma flame is formed in the plasma torch (lit), and the impedances of the coil C and the power source H are matched using the matching box B. This matching adjustment is performed by adjusting the variable capacitor in the matching box. From now on, leave the plasma torch lit. Next, the sample is injected into the sample introduction chamber 2 using the microsyringe 8. Injection here means dropping one drop of the sample solution onto the sample receiver 4. Next, the heater 5 is energized for a certain period of time to dry the sample. Then activate Tesla coil T. When the Tesla coil T is activated, a corona discharge is generated from the sample tray 4, and the generated ions ride the carrier gas flow and ascend the central tube 1, reaching the plasma flame F. In this way, when an ion path is created between the plasma flame F and the sample above the sample receiver, filamentary plasma f extends from the plasma flame F and reaches the sample receiver along this path. Once the filamentary plasma is formed, the Tesla coil becomes unnecessary, so the operation of the Tesla coil T is stopped.For this purpose, it is necessary to confirm that the filamentary plasma f has been formed, but in order to confirm this, the impedance A detector is provided. That is, since the matching box performs impedance matching between the coil C and the high frequency power source H while the plasma flame F is being formed, the input impedance of the matching box B is equal to the line impedance of the coaxial cable, The output impedance is equal to the input impedance of coil C. However, when the filamentary plasma f is formed, energy is supplied from the high frequency power source H to the filamentary plasma f, so that the coil C
input impedance changes. Therefore, impedance mismatch occurs between the matching box B and the coil C, and a reflected wave is returned from the output end of the matching box B. Therefore, by detecting the reflected waves, it is found that the impedance of the coil C has changed, and thereby it is confirmed that filamentary plasma has been formed.
フィラメンタリプラズマの形成が確認されたらテスラコ
イルTを作動を停止し、測光回路11によって分光光度
測定を行う。フィラメンタリプラズマはきわめて高温で
あり、この高温によって試料を蒸発させるので、しばら
くすると試料受4上の試料は全く蒸発してしまい、試料
受4の表面が露出する。この状態に至って一回の分析動
作を終る。試料がな(なった後もフィラメンタリプラズ
マを試料受け4に当て\おくと、試料受は自身が(炭素
或はタングステンで作られている)蒸発して損焼を受け
るので、試料がなくなったら、直ぐにフィラメンタリプ
ラズマfは消す。フィラメンタリプラズマを消すには中
心管lへのキャリヤガスの流量を0にする。そして次の
試料の注入動作が行われ、上述した動作が繰返される。When the formation of filamentary plasma is confirmed, the operation of the Tesla coil T is stopped, and the photometry circuit 11 performs spectrophotometric measurement. The filamentary plasma has an extremely high temperature, and this high temperature evaporates the sample. After a while, the sample on the sample receiver 4 completely evaporates, and the surface of the sample receiver 4 is exposed. When this state is reached, one analysis operation ends. If the filamentary plasma is applied to the sample receiver 4 even after the sample has run out, the sample receiver itself (made of carbon or tungsten) will evaporate and be damaged by fire. , the filamentary plasma f is immediately extinguished. To extinguish the filamentary plasma, the flow rate of the carrier gas to the central tube l is set to 0. Then, the next sample injection operation is performed, and the above-mentioned operation is repeated.
なお上述実施例ではフィラメンタリプラズマ形成検出手
段はインピーダンス検出手段であるが、フィラメンタリ
プラズマの光を検出する手段であってもよい。In the above embodiment, the filamentary plasma formation detection means is an impedance detection means, but it may be a means for detecting light of filamentary plasma.
ト、効果
本発明ICP発光分析装置は、プラズマトーチのプラズ
マ炎から伸びて来るフィラメンタリプラズマによって試
料を加熱蒸発させるので、試料は微量でよく、また固体
のま\でもよい。そして操作が自動的に行われるので能
率的である。G. Effects The ICP emission spectrometer of the present invention heats and evaporates the sample by filamentary plasma extending from the plasma flame of the plasma torch, so the sample may be in a small amount and may be solid. And since the operation is performed automatically, it is efficient.
図面は本発明の一実施例装置の構成を示すブロック図で
ある。
P・・・プラズマトーチ、l・・・中心管、2・・・試
料導入室、3・・・電極、4・・・試料受、5・・・ヒ
ータ、6・・・キャリヤガスポート、8・・・マイクロ
シリンジ、9・・・試f4コントローラ、10・・・ガ
スコントローラ、11・・・測光回路、12・・・シー
ケンスコントローラ、F・・・プラズマ炎、f・・・フ
ィラメンタリプラズマ、C・・・コイル、B・・・イン
ピーダンスマツチングボックス、D・・・インピーダン
ス検出器、K・・・同軸ケーブル、H・・・高周波電源
、T・・・テスラコイル。The drawing is a block diagram showing the configuration of an apparatus according to an embodiment of the present invention. P... Plasma torch, l... Center tube, 2... Sample introduction chamber, 3... Electrode, 4... Sample receiver, 5... Heater, 6... Carrier gas port, 8 ...Micro syringe, 9...Trial f4 controller, 10...Gas controller, 11...Photometry circuit, 12...Sequence controller, F...Plasma flame, f...Filamentary plasma, C... Coil, B... Impedance matching box, D... Impedance detector, K... Coaxial cable, H... High frequency power supply, T... Tesla coil.
Claims (1)
料設置手段を設け、この試料設置手段を一つの電極とし
てプラズマ炎からのフィラメンタリプラズマ誘引手段に
接続すると共に、フィラメンタリプラズマの形成を検出
する手段を設け、その検出信号によって、上記フィラメ
ンタリプラズマ誘引手段のオン、オフおよび測定の開始
を制御するようにしたことを特徴とするICP発光分析
装置。A sample installation means is provided in the sample introduction chamber connected to the central tube of the plasma torch, and this sample installation means is connected as an electrode to a means for attracting filamentary plasma from the plasma flame, and the formation of filamentary plasma is detected. 1. An ICP emission spectrometer, characterized in that a means is provided, and the detection signal thereof controls turning on and off of the filamentary plasma attracting means and the start of measurement.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4418687A JPH0746078B2 (en) | 1987-02-27 | 1987-02-27 | ICP emission spectrometer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4418687A JPH0746078B2 (en) | 1987-02-27 | 1987-02-27 | ICP emission spectrometer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63210752A true JPS63210752A (en) | 1988-09-01 |
JPH0746078B2 JPH0746078B2 (en) | 1995-05-17 |
Family
ID=12684537
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4418687A Expired - Lifetime JPH0746078B2 (en) | 1987-02-27 | 1987-02-27 | ICP emission spectrometer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0746078B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0494553U (en) * | 1990-12-27 | 1992-08-17 |
-
1987
- 1987-02-27 JP JP4418687A patent/JPH0746078B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0494553U (en) * | 1990-12-27 | 1992-08-17 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0746078B2 (en) | 1995-05-17 |
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