JP2001183297A - 誘導結合プラズマ発生装置 - Google Patents
誘導結合プラズマ発生装置Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】安価で出力電圧が低いイグナイタでも確実にプ
ラズマ点火が可能な誘導結合プラズマ発生装置を提供す
る。 【解決手段】高周波発生部１，トーチ管３，出力コイル
２，イグナイタ５，イグナイタ５からの電圧が印加され
る高電圧側電極６を備えた誘導結合プラズマ発生装置に
おいて、前記高電圧側電極６の形状を板状にする。 【効果】電極を薄い板状にすることで、複数の放電が起
き、初期電子数が多くなったため、安価で出力電圧が低
いイグナイタでも確実に点火し、誘導結合プラズマを生
成できる。
ラズマ点火が可能な誘導結合プラズマ発生装置を提供す
る。 【解決手段】高周波発生部１，トーチ管３，出力コイル
２，イグナイタ５，イグナイタ５からの電圧が印加され
る高電圧側電極６を備えた誘導結合プラズマ発生装置に
おいて、前記高電圧側電極６の形状を板状にする。 【効果】電極を薄い板状にすることで、複数の放電が起
き、初期電子数が多くなったため、安価で出力電圧が低
いイグナイタでも確実に点火し、誘導結合プラズマを生
成できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、誘導結合プラズマ
質量分析装置（ＩＣＰ／ＭＳ）や誘導結合プラズマ発光
分析装置（ＩＣＰ／ＡＥＳ）における誘導結合プラズマ
発生装置に関する。
質量分析装置（ＩＣＰ／ＭＳ）や誘導結合プラズマ発光
分析装置（ＩＣＰ／ＡＥＳ）における誘導結合プラズマ
発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＩＣＰ／ＭＳおよびＩＣＰ／ＡＥＳは、
誘導結合プラズマを用いた元素分析装置である。前者
は、プラズマ中に生成されたイオンを測定し、後者は、
プラズマ中の励起原子から放射される光を測定すること
により、試料中の元素を分析するものであり、いずれも
確実にプラズマを点火する誘導結合プラズマ発生装置が
必要である。
誘導結合プラズマを用いた元素分析装置である。前者
は、プラズマ中に生成されたイオンを測定し、後者は、
プラズマ中の励起原子から放射される光を測定すること
により、試料中の元素を分析するものであり、いずれも
確実にプラズマを点火する誘導結合プラズマ発生装置が
必要である。
【０００３】一般的な誘導結合プラズマ発生装置は図２
に示すように、高周波発生部１，出力コイル２，トーチ
管３，イグナイタ５および高電圧側電極６で構成されて
いる。トーチ管３にアルゴンガスを流し、高周波発生部
１の出力を出力コイル２に供給したうえでイグナイタ５
をＯＮにすると、高電圧側電極６と出力コイル２の間で
放電が起きる。この放電で生じた電子群が高周波磁界に
より加速され、アルゴンガスを次々に電離し、プラズマ
１１を生成する。
に示すように、高周波発生部１，出力コイル２，トーチ
管３，イグナイタ５および高電圧側電極６で構成されて
いる。トーチ管３にアルゴンガスを流し、高周波発生部
１の出力を出力コイル２に供給したうえでイグナイタ５
をＯＮにすると、高電圧側電極６と出力コイル２の間で
放電が起きる。この放電で生じた電子群が高周波磁界に
より加速され、アルゴンガスを次々に電離し、プラズマ
１１を生成する。
【０００４】上記の誘導結合プラズマ発生装置には、特
開平9−69397号公報に記載されている様な針状電極が、
イグナイタの電極としてよく使用されている。
開平9−69397号公報に記載されている様な針状電極が、
イグナイタの電極としてよく使用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】一般的に放電が発生す
る要素として、気体の種類・湿度・気圧、電極の形状・
配置場所などがある。確かな放電をさせるためには、高
電圧側電極６と出力コイル２間を近づける、または印加
電圧を大きくするといった方法がある。しかし、電極を
近づける場合は、トーチ管３外で高電圧側電極６と出力
コイル２との間で空気中放電を起こし、プラズマ１１が
点灯しないことがあった。また、印加電圧についても不
用意に電圧を上げれば、放電時のノイズが大きくなり、
制御系が誤動作することもあった。
る要素として、気体の種類・湿度・気圧、電極の形状・
配置場所などがある。確かな放電をさせるためには、高
電圧側電極６と出力コイル２間を近づける、または印加
電圧を大きくするといった方法がある。しかし、電極を
近づける場合は、トーチ管３外で高電圧側電極６と出力
コイル２との間で空気中放電を起こし、プラズマ１１が
点灯しないことがあった。また、印加電圧についても不
用意に電圧を上げれば、放電時のノイズが大きくなり、
制御系が誤動作することもあった。
【０００６】また、ＩＣＰ／ＭＳにおいては、図１に示
すように出力コイル２の周囲に導電性のシールド（シー
ルド板１０とプラズマ室９）を挿入するケースが多い。
この様な場合に、出力コイル２へ高周波発生部１の出力
を供給すると、シールド板１０上で渦電流が発生するた
め高周波磁界が弱められる。よって、放電によって生じ
た電子群によるアルゴンガスの電離が少なく、プラズマ
が成長しにくいという問題もある。
すように出力コイル２の周囲に導電性のシールド（シー
ルド板１０とプラズマ室９）を挿入するケースが多い。
この様な場合に、出力コイル２へ高周波発生部１の出力
を供給すると、シールド板１０上で渦電流が発生するた
め高周波磁界が弱められる。よって、放電によって生じ
た電子群によるアルゴンガスの電離が少なく、プラズマ
が成長しにくいという問題もある。
【０００７】本発明の目的は、安価で出力電圧が低いイ
グナイタでも放電を起こし、確実にプラズマ点火が可能
な誘導結合プラズマ発生装置を提供することにある。
グナイタでも放電を起こし、確実にプラズマ点火が可能
な誘導結合プラズマ発生装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の特徴は、高周波電力を発生する高周波発生
部，ガスを流すトーチ管、当該トーチ管の周囲に配置さ
れる出力コイル，放電するための電圧を発生するイグナ
イタ、当該イグナイタからの電圧が印加される高電圧側
電極を備えた誘導結合プラズマ発生装置において、前記
高電圧側電極の形状を板状にしたことである。
の本発明の特徴は、高周波電力を発生する高周波発生
部，ガスを流すトーチ管、当該トーチ管の周囲に配置さ
れる出力コイル，放電するための電圧を発生するイグナ
イタ、当該イグナイタからの電圧が印加される高電圧側
電極を備えた誘導結合プラズマ発生装置において、前記
高電圧側電極の形状を板状にしたことである。
【０００９】放電はトーチ管内で起こるため、高電圧側
電極は導電性のものであれば材質は問わない。また、金
属板だけではなく、金属粘着テープでも良い。
電極は導電性のものであれば材質は問わない。また、金
属板だけではなく、金属粘着テープでも良い。
【００１０】また、前記トーチ管外周に金属蒸着を施
し、当該金属蒸着箇所を前記イグナイタからの電圧が印
加される高電圧側電極として用いても良い。
し、当該金属蒸着箇所を前記イグナイタからの電圧が印
加される高電圧側電極として用いても良い。
【００１１】本発明における高電圧側電極は、先端が尖
った針状の電極が複数本並んだのと同等であるため、確
実な放電を起こすことができる。また、高電圧側電極
は、イグナイタとはケーブルにて接続され、出力コイル
と空気中放電を起こさない十分離れた場所に配置される
ことが好ましい。
った針状の電極が複数本並んだのと同等であるため、確
実な放電を起こすことができる。また、高電圧側電極
は、イグナイタとはケーブルにて接続され、出力コイル
と空気中放電を起こさない十分離れた場所に配置される
ことが好ましい。
【００１２】トーチ管外周に金属蒸着を施し、高電圧側
電極として用いた場合には、金属蒸着は全体が非常に薄
く導電性であるため、上記の金属板，金属粘着テープと
同等の効果が得られる。蒸着位置は、上記の場合と同じ
ように、出力コイルと空気中放電を起こさないよう十分
離れた場所に配されるのが好ましく、また、イグナイタ
とはケーブルと接触用金具にて接続される。
電極として用いた場合には、金属蒸着は全体が非常に薄
く導電性であるため、上記の金属板，金属粘着テープと
同等の効果が得られる。蒸着位置は、上記の場合と同じ
ように、出力コイルと空気中放電を起こさないよう十分
離れた場所に配されるのが好ましく、また、イグナイタ
とはケーブルと接触用金具にて接続される。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の説明
をする。
をする。
【００１４】図１に本発明の実施例１を示す。高周波発
生部１は周波数２７.１２ＭＨｚ，最大出力１.４ｋＷ
の能力を持ち、インピーダンスマッチング機能を内蔵す
る。高周波発生部１の出力は、出力コイル２に入力され
る。出力コイル２は、材料は直径３mmの銅パイプ、巻き
ピッチ４mmにて３回巻きとし、プラズマが発生する側の
シールド板１０より２mmの位置に配置し、一方は高周波
発生部１へ、もう一方は接地する。出力コイル２の中心
に石英製のトーチ管３を配置する。トーチ管３は三重構
造であり、中心から順にキャリアガス(約０.７ｌ／mi
n）,補助ガス（約１ｌ／min）,プラズマガス（約１６ｌ
／min）を流す。
生部１は周波数２７.１２ＭＨｚ，最大出力１.４ｋＷ
の能力を持ち、インピーダンスマッチング機能を内蔵す
る。高周波発生部１の出力は、出力コイル２に入力され
る。出力コイル２は、材料は直径３mmの銅パイプ、巻き
ピッチ４mmにて３回巻きとし、プラズマが発生する側の
シールド板１０より２mmの位置に配置し、一方は高周波
発生部１へ、もう一方は接地する。出力コイル２の中心
に石英製のトーチ管３を配置する。トーチ管３は三重構
造であり、中心から順にキャリアガス(約０.７ｌ／mi
n）,補助ガス（約１ｌ／min）,プラズマガス（約１６ｌ
／min）を流す。
【００１５】プラズマを確実に点火するには、放電時に
生じる初期電子の数を多くすればよい。このためには、
電界を強くし、確実な放電を起こす、複数個所で放
電を起こす、という２つの条件が必要である。
生じる初期電子の数を多くすればよい。このためには、
電界を強くし、確実な放電を起こす、複数個所で放
電を起こす、という２つの条件が必要である。
【００１６】従来の技術で示した針状電極とイグナイタ
の組合わせでは、上記の条件を満たすことができず、プ
ラズマが点灯しにくい。
の組合わせでは、上記の条件を満たすことができず、プ
ラズマが点灯しにくい。
【００１７】強い電界を生じさせる方法としては、電極
の先端は鋭く尖らせればよい。また、複数個所で放電を
起こさせるには、前記の電極を複数本、並列配置すれば
よい。
の先端は鋭く尖らせればよい。また、複数個所で放電を
起こさせるには、前記の電極を複数本、並列配置すれば
よい。
【００１８】前記の２つの条件を同時に満たすような電
極として、本発明においては、薄い板状の電極を高電圧
側電極６として用いる。この薄い板状の高電圧側電極６
は、先端が尖った電極が複数本並列配置されているのと
同等であり、複数の放電ポイントを有すことになる。板
の厚みを薄くする程強い電界を発生させることができ、
確実な放電が可能となる。また、複数の放電ポイントを
有したことより、放電時に生じる初期電子の数を多くす
ることができる。
極として、本発明においては、薄い板状の電極を高電圧
側電極６として用いる。この薄い板状の高電圧側電極６
は、先端が尖った電極が複数本並列配置されているのと
同等であり、複数の放電ポイントを有すことになる。板
の厚みを薄くする程強い電界を発生させることができ、
確実な放電が可能となる。また、複数の放電ポイントを
有したことより、放電時に生じる初期電子の数を多くす
ることができる。
【００１９】また、高電圧側電極６は、出力コイル２と
空気中放電を起こさない十分離れた距離を保てる場所に
配置される。具体的には、トーチ管３の下部で出力コイ
ル２より３０mm離れた所に、イグナイタ５の高電圧側電
極６を配置する。高電圧側電極６には、厚さ０.２mm の
銅板を用い、サイズは１０mm×２０mm、形状はトーチ管
３に接するような半円筒形とし、トーチ管ホルダー４に
取り付けた。
空気中放電を起こさない十分離れた距離を保てる場所に
配置される。具体的には、トーチ管３の下部で出力コイ
ル２より３０mm離れた所に、イグナイタ５の高電圧側電
極６を配置する。高電圧側電極６には、厚さ０.２mm の
銅板を用い、サイズは１０mm×２０mm、形状はトーチ管
３に接するような半円筒形とし、トーチ管ホルダー４に
取り付けた。
【００２０】イグナイタ５は、家庭用ストーブの点火用
として市販されているものを用いた。その仕様は、入力
電圧１.５Ｖ ，出力ピーク電圧１４ｋＶ、放電周期６Ｈ
ｚである。ケーブル７は、高耐圧ケーブル（耐圧２０ｋ
Ｖ）を使用する。これらの物は高周波発生部１とイグナ
イタ５を除き、プラズマ室９内に収納した。プラズマ室
９およびシールド板１０にアルミ板を使用し、共に接地
した。
として市販されているものを用いた。その仕様は、入力
電圧１.５Ｖ ，出力ピーク電圧１４ｋＶ、放電周期６Ｈ
ｚである。ケーブル７は、高耐圧ケーブル（耐圧２０ｋ
Ｖ）を使用する。これらの物は高周波発生部１とイグナ
イタ５を除き、プラズマ室９内に収納した。プラズマ室
９およびシールド板１０にアルミ板を使用し、共に接地
した。
【００２１】動作の説明をする。トーチ管３にアルゴン
ガスを流す（トーチ管３内の空気が完全に抜け出るまで
流す）。次に高周波発生部１の出力を出力コイル２に供
給したうえでイグナイタ５をＯＮにすると、トーチ管３
内の高電圧側電極６と出力コイル２との間に複数本の放
電が起きる。この放電で生じた電子群が、出力コイル２
で作られる高周波磁界により加速され、周囲のアルゴン
と衝突を繰り返し、電離が次々に行われる。これによっ
てプラズマ１１が生成される。
ガスを流す（トーチ管３内の空気が完全に抜け出るまで
流す）。次に高周波発生部１の出力を出力コイル２に供
給したうえでイグナイタ５をＯＮにすると、トーチ管３
内の高電圧側電極６と出力コイル２との間に複数本の放
電が起きる。この放電で生じた電子群が、出力コイル２
で作られる高周波磁界により加速され、周囲のアルゴン
と衝突を繰り返し、電離が次々に行われる。これによっ
てプラズマ１１が生成される。
【００２２】また、高電圧側電極６は、導電性のもので
あればよいため、ＥＭＣ対策用として市販されている金
属粘着テープ（厚さ２０μｍ程度）でも代用が可能であ
る。この場合、トーチ管３あるいはトーチ管ホルダー４
のどちらに貼付けてもよい。次に実施例２について説明
する。図３参照。
あればよいため、ＥＭＣ対策用として市販されている金
属粘着テープ（厚さ２０μｍ程度）でも代用が可能であ
る。この場合、トーチ管３あるいはトーチ管ホルダー４
のどちらに貼付けてもよい。次に実施例２について説明
する。図３参照。
【００２３】トーチ管３に、アルミ蒸着（厚さ１０μ
ｍ）を施し、高電圧側電極６として用いた。蒸着は、出
力コイル３と空気中放電を起こさないよう十分離れた場
所に施される。
ｍ）を施し、高電圧側電極６として用いた。蒸着は、出
力コイル３と空気中放電を起こさないよう十分離れた場
所に施される。
【００２４】ケーブル７との接続は、アルミ蒸着部との
間に接触用金具８を設けることにより行われる。その他
の構成は、実施例１と同じである。
間に接触用金具８を設けることにより行われる。その他
の構成は、実施例１と同じである。
【００２５】結果、材質が導電性であることと、全体の
厚さが非常に薄いことより、実施例１の金属板と同等の
放電を起こし、プラズマを安定に点火させることができ
た。以上の実施例に示されるように、イグナイタの高電
圧側電極を薄い板状にすることにより放電ポイントが多
くなるため、初期電子数が多くなり、シールド板を有す
る誘導結合プラズマ発生装置においても、確実に点火し
誘導結合プラズマが生成される。
厚さが非常に薄いことより、実施例１の金属板と同等の
放電を起こし、プラズマを安定に点火させることができ
た。以上の実施例に示されるように、イグナイタの高電
圧側電極を薄い板状にすることにより放電ポイントが多
くなるため、初期電子数が多くなり、シールド板を有す
る誘導結合プラズマ発生装置においても、確実に点火し
誘導結合プラズマが生成される。
【００２６】
【発明の効果】本発明により、シールド板を有する誘導
結合プラズマ発生装置においても、高電圧側電極を板状
にすることで、安価で出力電圧が低いイグナイタでも確
実に放電するため、確実に点火し誘導結合プラズマを生
成することが可能となる。
結合プラズマ発生装置においても、高電圧側電極を板状
にすることで、安価で出力電圧が低いイグナイタでも確
実に放電するため、確実に点火し誘導結合プラズマを生
成することが可能となる。
【図１】本発明の実施例１の説明図。
【図２】従来技術の説明図。
【図３】本発明の実施例２の説明図。
１…高周波発生部、２…出力コイル、３…トーチ管、４
…トーチ管ホルダー、５…イグナイタ、６…高電圧側電
極、７…ケーブル、８…接触用金具、９…プラズマ室、
１０…シールド板、１１…プラズマ。
…トーチ管ホルダー、５…イグナイタ、６…高電圧側電
極、７…ケーブル、８…接触用金具、９…プラズマ室、
１０…シールド板、１１…プラズマ。
Claims (3)
- 【請求項１】高周波電力を発生する高周波発生部，ガス
を流すトーチ管、当該トーチ管の周囲に配置される出力
コイル，放電するための電圧を発生するイグナイタ、当
該イグナイタからの電圧が印加される高電圧側電極を備
えた誘導結合プラズマ発生装置において、 前記高電圧側電極の形状を板状にしたことを特徴とする
誘導結合プラズマ発生装置。 - 【請求項２】請求項１において、 前記高電圧側電極に金属粘着テープを使用したことを特
徴とする誘導結合プラズマ発生装置。 - 【請求項３】高周波電力を発生する高周波発生部，ガス
を流すトーチ管、当該トーチ管の周囲に配置される出力
コイル，放電するための電圧を発生するイグナイタを備
えた誘導結合プラズマ発生装置において、 前記トーチ管外周に金属蒸着を施し、当該金属蒸着箇所
を前記イグナイタからの電圧が印加される高電圧側電極
として用いたことを特徴とする誘導結合プラズマ発生装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37268099A JP2001183297A (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | 誘導結合プラズマ発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37268099A JP2001183297A (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | 誘導結合プラズマ発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001183297A true JP2001183297A (ja) | 2001-07-06 |
Family
ID=18500873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP37268099A Pending JP2001183297A (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | 誘導結合プラズマ発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001183297A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008204870A (ja) * | 2007-02-21 | 2008-09-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 大気圧プラズマ発生装置及び点火方法 |
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| JP2015162267A (ja) * | 2014-02-26 | 2015-09-07 | 学校法人トヨタ学園 | 浮遊電極がシールドされた誘導結合型マイクロプラズマ源 |
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-
1999
- 1999-12-28 JP JP37268099A patent/JP2001183297A/ja active Pending
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