JPH09250986A - Ｉｃｐ発光分光分析装置の点火回路 - Google Patents
Ｉｃｐ発光分光分析装置の点火回路Info
- Publication number
- JPH09250986A JPH09250986A JP8087562A JP8756296A JPH09250986A JP H09250986 A JPH09250986 A JP H09250986A JP 8087562 A JP8087562 A JP 8087562A JP 8756296 A JP8756296 A JP 8756296A JP H09250986 A JPH09250986 A JP H09250986A
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- JP
- Japan
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- ignition
- coil
- induction coil
- circuit
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- Plasma Technology (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 構成が簡単で安価であり、しかも確実にプラ
ズマ点火を行うことができるＩＣＰ発光分光分析装置の
点火回路を提供すること。 【解決手段】 プラズマトーチ１に設けられる誘導コイ
ル２の近傍に共振回路５を設け、この共振回路５に発生
する電界によってプラズマ点火を行うようにした。
ズマ点火を行うことができるＩＣＰ発光分光分析装置の
点火回路を提供すること。 【解決手段】 プラズマトーチ１に設けられる誘導コイ
ル２の近傍に共振回路５を設け、この共振回路５に発生
する電界によってプラズマ点火を行うようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、誘導結合高周波
プラズマ（ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄ
ｐｌａｓｍａ，ＩＣＰ）放電を利用する発光分光分析装
置（以下、ＩＣＰ発光分光分析装置という）の点火回路
に関する。
プラズマ（ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄ
ｐｌａｓｍａ，ＩＣＰ）放電を利用する発光分光分析装
置（以下、ＩＣＰ発光分光分析装置という）の点火回路
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＩＣＰ発光分光分析装置の一つに、アル
ゴンＩＣＰ発光分光分析装置がある。図６は、このアル
ゴンＩＣＰ発光分光分析装置の要部の構成を概略的に示
すもので、この図において、５１は試料容器５２内の試
料溶液（分析用試料）５３を噴霧用のネブライザガス
〔通常、アルゴンガス（Ａｒ）が用いられる〕によって
吸い上げて噴霧するネブライザ（霧化器）５４を備えた
スプレーチャンバ（噴霧室）で、例えば水平に設けられ
ている。５５はスプレーチャンバ５１の上方に例えば垂
直に設けられるプラズマトーチで、石英製三重管よりな
り、その上端部近傍には、プラズマ炎５６を持続させる
ための誘導コイル５７が巻設されている。なお、５８ド
レン部である。
ゴンＩＣＰ発光分光分析装置がある。図６は、このアル
ゴンＩＣＰ発光分光分析装置の要部の構成を概略的に示
すもので、この図において、５１は試料容器５２内の試
料溶液（分析用試料）５３を噴霧用のネブライザガス
〔通常、アルゴンガス（Ａｒ）が用いられる〕によって
吸い上げて噴霧するネブライザ（霧化器）５４を備えた
スプレーチャンバ（噴霧室）で、例えば水平に設けられ
ている。５５はスプレーチャンバ５１の上方に例えば垂
直に設けられるプラズマトーチで、石英製三重管よりな
り、その上端部近傍には、プラズマ炎５６を持続させる
ための誘導コイル５７が巻設されている。なお、５８ド
レン部である。
【０００３】そして、このように構成されたアルゴンＩ
ＣＰ発光分光分析装置においては、三重管構造のプラズ
マトーチ５の中央部、中間部、外側部に、３種類のアル
ゴンガス、すなわち、キャリアアルゴン、補助アルゴ
ン、冷却アルゴンを流しながら、誘導コイル５７を通し
て高周波電力をかけて高周波誘導によってアルゴンガス
を放電させて、プラズマを点火するようにしているが、
点火開始時には通常の高周波電力のみでの自己放電が困
難であるので、従来は、図７または図８に示すようにし
てプラズマ点火を行っていた。
ＣＰ発光分光分析装置においては、三重管構造のプラズ
マトーチ５の中央部、中間部、外側部に、３種類のアル
ゴンガス、すなわち、キャリアアルゴン、補助アルゴ
ン、冷却アルゴンを流しながら、誘導コイル５７を通し
て高周波電力をかけて高周波誘導によってアルゴンガス
を放電させて、プラズマを点火するようにしているが、
点火開始時には通常の高周波電力のみでの自己放電が困
難であるので、従来は、図７または図８に示すようにし
てプラズマ点火を行っていた。
【０００４】すなわち、図７に示す点火方式において
は、ＡＣ１００Ｖ電源６１にテスラコイル６２を接続
し、このテスラコイル６２の一次側に火花ギャップ６３
を設ける一方、テスラコイル６２の二次側の一端をプラ
ズマトーチ５５にクリップなどを介して接続するととも
に、他端を接地し、テスラコイル６２などにより強い電
界を発生し、これによってプラズマを点火させるのであ
る。なお、６４は誘導コイル５７に高周波電力を供給す
る高周波電源、６５は高周波電源６４と誘導コイル５７
とにおけるインピーダンスの整合をとるためのマッチン
グボックスである。
は、ＡＣ１００Ｖ電源６１にテスラコイル６２を接続
し、このテスラコイル６２の一次側に火花ギャップ６３
を設ける一方、テスラコイル６２の二次側の一端をプラ
ズマトーチ５５にクリップなどを介して接続するととも
に、他端を接地し、テスラコイル６２などにより強い電
界を発生し、これによってプラズマを点火させるのであ
る。なお、６４は誘導コイル５７に高周波電力を供給す
る高周波電源、６５は高周波電源６４と誘導コイル５７
とにおけるインピーダンスの整合をとるためのマッチン
グボックスである。
【０００５】また、図８に示した点火方式においては、
高周波電源６４によって、通常使用する電力よりはるか
に大きな電力を誘導コイル５７に供給して、誘導コイル
５７において発生する電界を強めることによりプラズマ
を点火させるのである。
高周波電源６４によって、通常使用する電力よりはるか
に大きな電力を誘導コイル５７に供給して、誘導コイル
５７において発生する電界を強めることによりプラズマ
を点火させるのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
７に示した点火方式では、テスラコイル６２やこれに付
随する機器が必要となり、構成が大掛かりになるととも
に、高価になるといった問題がある。また、上記図８に
示した方式では、高周波電源６４として大電力のものを
用意する必要があり、この場合も構成が大掛かりになる
とともに、高価になるといった問題がある。
７に示した点火方式では、テスラコイル６２やこれに付
随する機器が必要となり、構成が大掛かりになるととも
に、高価になるといった問題がある。また、上記図８に
示した方式では、高周波電源６４として大電力のものを
用意する必要があり、この場合も構成が大掛かりになる
とともに、高価になるといった問題がある。
【０００７】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、その目的は、構成が簡単で安価であり、しか
も確実にプラズマ点火を行うことができるＩＣＰ発光分
光分析装置の点火回路（以下、単に点火回路という）を
提供することである。
たもので、その目的は、構成が簡単で安価であり、しか
も確実にプラズマ点火を行うことができるＩＣＰ発光分
光分析装置の点火回路（以下、単に点火回路という）を
提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の点火回路は、プラズマトーチに設けられ
る誘導コイルの近傍に共振回路を設け、この共振回路に
発生する電界によってプラズマ点火を行うようにしてい
る。
め、この発明の点火回路は、プラズマトーチに設けられ
る誘導コイルの近傍に共振回路を設け、この共振回路に
発生する電界によってプラズマ点火を行うようにしてい
る。
【０００９】前記共振回路を、プラズマトーチに点火用
コイルを巻設するとともに、この点火用コイルに点火用
可変コンデンサを並列接続したものによって構成するこ
とができる。
コイルを巻設するとともに、この点火用コイルに点火用
可変コンデンサを並列接続したものによって構成するこ
とができる。
【００１０】また、前記誘導コイルに供給される高周波
電源の発振波長をλとするとき、λ／４またはその奇数
倍の長さを有する線を共振回路としてプラズマトーチに
設けてもよい。
電源の発振波長をλとするとき、λ／４またはその奇数
倍の長さを有する線を共振回路としてプラズマトーチに
設けてもよい。
【００１１】そして、上記いずれの点火回路において
も、プラズマトーチに点火電極を設けてあってもよい。
も、プラズマトーチに点火電極を設けてあってもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、この発明の好ましい実施例
を、図を参照しながら説明する。図１は、この発明の第
１実施例を示すもので、この図において、１はプラズマ
トーチで、その下方はスプレーチャンバ（図示してな
い）に接続され、これによってガスが供給される。２は
このプラズマトーチ１の上端近傍に巻設される誘導コイ
ルで、マッチングボックス３を介して高周波電源４に接
続されている。この高周波電源４は、水晶発振器を内蔵
した他励式である。ここまでの構成は、例えば、図６に
示したような従来のアルゴンＩＣＰ発光分光分析装置の
プラズマトーチ部分の構成と変わるところはない。
を、図を参照しながら説明する。図１は、この発明の第
１実施例を示すもので、この図において、１はプラズマ
トーチで、その下方はスプレーチャンバ（図示してな
い）に接続され、これによってガスが供給される。２は
このプラズマトーチ１の上端近傍に巻設される誘導コイ
ルで、マッチングボックス３を介して高周波電源４に接
続されている。この高周波電源４は、水晶発振器を内蔵
した他励式である。ここまでの構成は、例えば、図６に
示したような従来のアルゴンＩＣＰ発光分光分析装置の
プラズマトーチ部分の構成と変わるところはない。
【００１３】５は誘導コイル２の近傍に設けられる共振
回路で、プラズマトーチ１の誘導コイル２よりも下方位
置に巻設される点火用コイル６と、この点火用コイル６
に対して並列的接続される点火用可変コンデンサ７とか
ら構成される。この点火用可変コンデンサ７としては、
耐電圧１０ｋＶ以上である真空コンデンサを用いるのが
好ましい。８は点火用可変コンデンサ７の一方の電極を
移動させるためのモータである。
回路で、プラズマトーチ１の誘導コイル２よりも下方位
置に巻設される点火用コイル６と、この点火用コイル６
に対して並列的接続される点火用可変コンデンサ７とか
ら構成される。この点火用可変コンデンサ７としては、
耐電圧１０ｋＶ以上である真空コンデンサを用いるのが
好ましい。８は点火用可変コンデンサ７の一方の電極を
移動させるためのモータである。
【００１４】上記構成の点火回路においては、高周波電
力が高周波電源４からマッチングボックス３を経由して
誘導コイル２に供給される。このとき、点火用可変コン
デンサ７の容量を、例えば最大値から最小値に向かって
変化させる。このようにすることにより、コンデンサ電
流を小さくすることができ、それによる影響を可及的に
少なくできる。そして、前記容量変化の過程において、
点火用コイル６のインダクタンスＬと点火用可変コンデ
ンサ７の容量Ｃとによる共振周波数が高周波電源４から
供給される高周波電力の周波数に同調し、これによっ
て、点火用コイル６の両端の電圧が上昇し、その強い電
界によってプラズマが点火されるのである。
力が高周波電源４からマッチングボックス３を経由して
誘導コイル２に供給される。このとき、点火用可変コン
デンサ７の容量を、例えば最大値から最小値に向かって
変化させる。このようにすることにより、コンデンサ電
流を小さくすることができ、それによる影響を可及的に
少なくできる。そして、前記容量変化の過程において、
点火用コイル６のインダクタンスＬと点火用可変コンデ
ンサ７の容量Ｃとによる共振周波数が高周波電源４から
供給される高周波電力の周波数に同調し、これによっ
て、点火用コイル６の両端の電圧が上昇し、その強い電
界によってプラズマが点火されるのである。
【００１５】前記プラズマ点火後は、点火用可変コンデ
ンサ７の容量を例えば減少させることにより前記同調を
外すことができ、これによって、点火用コイル６の両端
の電圧が低下する。したがって、点火用コイル６および
点火用可変コンデンサ７による誘導コイル２への影響は
実用上無視できる。
ンサ７の容量を例えば減少させることにより前記同調を
外すことができ、これによって、点火用コイル６の両端
の電圧が低下する。したがって、点火用コイル６および
点火用可変コンデンサ７による誘導コイル２への影響は
実用上無視できる。
【００１６】上記第１実施例によれば、高価で大掛かり
なテスラコイルを用意したり、高周波電源４として大電
力のものを用意したりする必要がないので、構成が簡単
で安価な点火回路を得ることができる。
なテスラコイルを用意したり、高周波電源４として大電
力のものを用意したりする必要がないので、構成が簡単
で安価な点火回路を得ることができる。
【００１７】上記第１実施例では、点火用コイル６とと
もに共振回路５を構成する可変コンデンサ７として真空
コンデンサを用いていたが、この真空コンデンサに代え
て、簡易で安価な可変コンデンサを用いるようにしても
よい。図２は、このように構成した第４実施例を示して
いる。すなわち、図２において、９は簡易な点火用可変
コンデンサで、その二つのコンデンサ電極９ａ，９ｂは
例えば５ｃｍ角程度金属板よりなる。そして、一方の電
極９ｂをソレノイドによって、他方の電極９ａに対して
接近または離間させるようにして、容量を変化させるの
である。なお、この容量の変化は、一方の電極９ｂを落
下させるなどすることによっても行なえる。
もに共振回路５を構成する可変コンデンサ７として真空
コンデンサを用いていたが、この真空コンデンサに代え
て、簡易で安価な可変コンデンサを用いるようにしても
よい。図２は、このように構成した第４実施例を示して
いる。すなわち、図２において、９は簡易な点火用可変
コンデンサで、その二つのコンデンサ電極９ａ，９ｂは
例えば５ｃｍ角程度金属板よりなる。そして、一方の電
極９ｂをソレノイドによって、他方の電極９ａに対して
接近または離間させるようにして、容量を変化させるの
である。なお、この容量の変化は、一方の電極９ｂを落
下させるなどすることによっても行なえる。
【００１８】この第２実施例によれば、真空コンデンサ
を用いる場合に比べてかなり安価に点火回路を構成でき
る。そして、この実施例において、１０は誘導コイル２
と点火用コイル６との間においてプラズマトーチ１に設
けられる点火電極で、共振回路５と接続されている。こ
のような点火電極１０を設けた場合、共振回路５によっ
て発生する強電界を有効に利用することができる。この
点火電極１０は、リング状であってもなくてもよく、ま
た、リング状の場合、必ずしも閉ループ状でなくてもよ
い。
を用いる場合に比べてかなり安価に点火回路を構成でき
る。そして、この実施例において、１０は誘導コイル２
と点火用コイル６との間においてプラズマトーチ１に設
けられる点火電極で、共振回路５と接続されている。こ
のような点火電極１０を設けた場合、共振回路５によっ
て発生する強電界を有効に利用することができる。この
点火電極１０は、リング状であってもなくてもよく、ま
た、リング状の場合、必ずしも閉ループ状でなくてもよ
い。
【００１９】なお、前記点火電極１０を第１実施例の点
火回路に設けてもよいことは言うまでもない。
火回路に設けてもよいことは言うまでもない。
【００２０】図３は、この発明の第３実施例を示すもの
で、この実施例においては、誘導コイル２を共振回路５
に組入れている。すなわち、図３において、１１は一端
が誘導コイル２の一端に接続され、他端が点火用可変コ
ンデンサ７の一方の電極に接続されるようにしてプラズ
マトーチ１に巻設されたコイルで、このコイル１１と誘
導コイル２とによって点火用コイル１２が形成されてい
る。そして、点火用可変コンデンサ７の他方の電極は、
誘導コイル２の他端に接続されている。この実施例の動
作は、第１実施例のそれと同様であるのでその詳細な説
明は省略する。なお、コイル１１の巻き方向は、誘導コ
イル２のそれと同じであっても逆であってもよい。ま
た、この実施例においても、点火電極１０を設けてもよ
いことはいうまでもない。
で、この実施例においては、誘導コイル２を共振回路５
に組入れている。すなわち、図３において、１１は一端
が誘導コイル２の一端に接続され、他端が点火用可変コ
ンデンサ７の一方の電極に接続されるようにしてプラズ
マトーチ１に巻設されたコイルで、このコイル１１と誘
導コイル２とによって点火用コイル１２が形成されてい
る。そして、点火用可変コンデンサ７の他方の電極は、
誘導コイル２の他端に接続されている。この実施例の動
作は、第１実施例のそれと同様であるのでその詳細な説
明は省略する。なお、コイル１１の巻き方向は、誘導コ
イル２のそれと同じであっても逆であってもよい。ま
た、この実施例においても、点火電極１０を設けてもよ
いことはいうまでもない。
【００２１】上述の第１〜第３の実施例はいずれも、共
振回路をコイルと可変コンデンサとによって構成したも
のであったが、共振回路を電線のみで構成してもよい。
図４は、このように構成した第４実施例を示している。
すなわち、図４において、１３はプラズマトーチ１に誘
導コイル２よりも下方位置において巻設されるλ／４共
振線で、その一端は誘導コイル２の一端側に接続され、
他端には誘導コイル２に設けられた点火電極１０に接続
されている。このλ／４共振線１３は、高周波電源４の
発振波長をλとするとき、その電線長をλ／４（または
その奇数倍）としたものである。
振回路をコイルと可変コンデンサとによって構成したも
のであったが、共振回路を電線のみで構成してもよい。
図４は、このように構成した第４実施例を示している。
すなわち、図４において、１３はプラズマトーチ１に誘
導コイル２よりも下方位置において巻設されるλ／４共
振線で、その一端は誘導コイル２の一端側に接続され、
他端には誘導コイル２に設けられた点火電極１０に接続
されている。このλ／４共振線１３は、高周波電源４の
発振波長をλとするとき、その電線長をλ／４（または
その奇数倍）としたものである。
【００２２】この実施例においても、所望の共振が生
じ、所望のプラズマ点火を行うことができる。そして、
プラズマ点火後は、λ／４共振線１３を除去するか、あ
るいは、λ／４共振線１３の途中を短絡するなどしてそ
の線長を短くしてやれば、共振状態を解除できる。
じ、所望のプラズマ点火を行うことができる。そして、
プラズマ点火後は、λ／４共振線１３を除去するか、あ
るいは、λ／４共振線１３の途中を短絡するなどしてそ
の線長を短くしてやれば、共振状態を解除できる。
【００２３】なお、この実施例において、λ／４共振線
１３はプラズマトーチ１に必ずしも巻設する必要はな
く、図５に示すように、所定長さの線を左右にジグザク
状態に複数回往復させてなるものを、プラズマトーチ１
の外面に貼り付けるようにしてもよい。
１３はプラズマトーチ１に必ずしも巻設する必要はな
く、図５に示すように、所定長さの線を左右にジグザク
状態に複数回往復させてなるものを、プラズマトーチ１
の外面に貼り付けるようにしてもよい。
【００２４】上述の実施例はいずれも、高周波電源４が
他励式のものであったが、高周波電源４が自励式のもの
であってもよい。その場合、マッチングボックス３を省
略することができる。
他励式のものであったが、高周波電源４が自励式のもの
であってもよい。その場合、マッチングボックス３を省
略することができる。
【００２５】
【発明の効果】この発明は、以上のような形態で実施さ
れ、以下のような効果を奏する。
れ、以下のような効果を奏する。
【００２６】テスラコイルなど高価で大掛かりなものを
必要とせず、また、高周波電源として必要以上に大電力
を出力するものを用いる必要がないので、構成が簡単で
安価な点火回路を得ることができる。また、この点火回
路によれば、プラズマ点火を確実に行うことができる。
必要とせず、また、高周波電源として必要以上に大電力
を出力するものを用いる必要がないので、構成が簡単で
安価な点火回路を得ることができる。また、この点火回
路によれば、プラズマ点火を確実に行うことができる。
【図１】この発明の第１実施例を示す構成図である。
【図２】この発明の第２実施例を示す構成図である。
【図３】この発明の第３実施例を示す構成図である。
【図４】この発明の第４実施例を示す構成図である。
【図５】第４実施例において用いる共振回路の他の例を
示す図である。
示す図である。
【図６】一般的なＩＣＰ発光分光分析装置の要部を示す
図である。
図である。
【図７】従来の点火回路を示す図である。
【図８】従来の点火回路を示す図である。
１…プラズマトーチ、２…誘導コイル、５…共振回路、
６，１２…点火用コイル、７，９…点火用可変コンデン
サ、１０…点火電極、１３…λ／４共振線。
６，１２…点火用コイル、７，９…点火用可変コンデン
サ、１０…点火電極、１３…λ／４共振線。
Claims (4)
- 【請求項１】 プラズマトーチに設けられる誘導コイル
の近傍に共振回路を設け、この共振回路に発生する電界
によってプラズマ点火を行うようにしたことを特徴とす
るＩＣＰ発光分光分析装置の点火回路。 - 【請求項２】 共振回路がプラズマトーチに巻設される
点火用コイルとこれに並列に接続される点火用可変コン
デンサとからなる請求項１に記載のＩＣＰ発光分光分析
装置の点火回路。 - 【請求項３】 誘導コイルに供給される高周波電源の発
振波長をλとするとき、λ／４またはその奇数倍の長さ
を有するλ／４共振線を共振回路としてプラズマトーチ
に設けてなる請求項１に記載のＩＣＰ発光分光分析装置
の点火回路。 - 【請求項４】 プラズマトーチに点火電極を設けてなる
請求項１〜３のいずれかに記載のＩＣＰ発光分光分析装
置の点火回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8087562A JPH09250986A (ja) | 1996-03-16 | 1996-03-16 | Ｉｃｐ発光分光分析装置の点火回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8087562A JPH09250986A (ja) | 1996-03-16 | 1996-03-16 | Ｉｃｐ発光分光分析装置の点火回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09250986A true JPH09250986A (ja) | 1997-09-22 |
Family
ID=13918439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8087562A Pending JPH09250986A (ja) | 1996-03-16 | 1996-03-16 | Ｉｃｐ発光分光分析装置の点火回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09250986A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007305580A (ja) * | 2006-04-21 | 2007-11-22 | New Power Plasma Co Ltd | プラズマ処理システム及びその制御方法 |
| JP2008537282A (ja) * | 2005-03-11 | 2008-09-11 | パーキンエルマー・インコーポレイテッド | プラズマとその使用方法 |
| WO2010082561A1 (ja) * | 2009-01-13 | 2010-07-22 | リバーベル株式会社 | プラズマ生成装置及び方法 |
| JP2013511812A (ja) * | 2009-11-18 | 2013-04-04 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | プラズマ源デザイン |
| CN103269557A (zh) * | 2013-04-28 | 2013-08-28 | 大连民族学院 | 一种射频离子源 |
| CN103533735A (zh) * | 2013-10-21 | 2014-01-22 | 芜湖鼎恒材料技术有限公司 | 一种自动点火式等离子喷枪 |
| KR101479273B1 (ko) * | 2013-07-30 | 2015-01-06 | 이플러스주식회사 | 분광 분석을 위한 저전력 플라즈마 발생 장치 |
| WO2016051465A1 (ja) * | 2014-09-29 | 2016-04-07 | 株式会社日立国際電気 | 大気圧誘導結合プラズマ装置 |
-
1996
- 1996-03-16 JP JP8087562A patent/JPH09250986A/ja active Pending
Cited By (14)
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