JPH09318539A - Ｉｃｐ分析装置 - Google Patents
Ｉｃｐ分析装置Info
- Publication number
- JPH09318539A JPH09318539A JP13791596A JP13791596A JPH09318539A JP H09318539 A JPH09318539 A JP H09318539A JP 13791596 A JP13791596 A JP 13791596A JP 13791596 A JP13791596 A JP 13791596A JP H09318539 A JPH09318539 A JP H09318539A
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- Japan
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- plasma
- induction coil
- plasma torch
- torch
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- Pending
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- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】感度低下の原因となるプラズマの電位上昇を、
余分な部品を用いることなく有効に防止する。 【解決手段】プラズマトーチ１を誘導コイル２に比して
小径にして、トーチ内部のプラズマ８と誘導コイル２と
の間で生じる容量結合を抑制した。
余分な部品を用いることなく有効に防止する。 【解決手段】プラズマトーチ１を誘導コイル２に比して
小径にして、トーチ内部のプラズマ８と誘導コイル２と
の間で生じる容量結合を抑制した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、イオン源として誘
導結合プラズマを利用して分析を行なうＩＣＰ分析装置
に関する。
導結合プラズマを利用して分析を行なうＩＣＰ分析装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ＩＣＰ質量分析装置は、ＩＣＰ
発光分光分析装置に比較して、検出感度が高く微量分析
が可能であり、また、同位体の分析などにも適している
ことから、近年その利用範囲を拡大しつつある。
発光分光分析装置に比較して、検出感度が高く微量分析
が可能であり、また、同位体の分析などにも適している
ことから、近年その利用範囲を拡大しつつある。
【０００３】このＩＣＰ質量分析装置は、図３に示すよ
うに、プラズマトーチ５０の外周に同心円状に配置され
た誘導コイル５１に高周波電流を流し、この状態でプラ
ズマトーチ５０にアルゴンガスを導入して誘導結合プラ
ズマを発生させる。そして、発生した誘導結合プラズマ
に原料の混じったエアロゾルを導入する。これにより生
成されたイオンを真空室５２の先端に形成されたオリフ
ィス５３を通してその内部に配置された質量分析計５４
に導いてイオンの質量分離を行なうようになっている。
なお、５５は誘導コイル５１に高周波電力を供給する高
周波電源、５６はインピーダンスマッチング回路、５７
は発生したプラズマである。
うに、プラズマトーチ５０の外周に同心円状に配置され
た誘導コイル５１に高周波電流を流し、この状態でプラ
ズマトーチ５０にアルゴンガスを導入して誘導結合プラ
ズマを発生させる。そして、発生した誘導結合プラズマ
に原料の混じったエアロゾルを導入する。これにより生
成されたイオンを真空室５２の先端に形成されたオリフ
ィス５３を通してその内部に配置された質量分析計５４
に導いてイオンの質量分離を行なうようになっている。
なお、５５は誘導コイル５１に高周波電力を供給する高
周波電源、５６はインピーダンスマッチング回路、５７
は発生したプラズマである。
【０００４】
【発明が解決しょうとする課題】ところで、この種のＩ
ＣＰ質量分析装置においては、誘導コイル５１は、コイ
ル一端を高周波電源５５の高圧側に接続する一方、オリ
フィス側に配置したコイル他端をグランド側に接続して
いる。そのため、プラズマ発生状態において、プラズマ
５７と誘導コイル５１との間で容量結合を生じさせ、そ
の結果、プラズマ５７に容量結合に起因する電位上昇を
引き起こした。
ＣＰ質量分析装置においては、誘導コイル５１は、コイ
ル一端を高周波電源５５の高圧側に接続する一方、オリ
フィス側に配置したコイル他端をグランド側に接続して
いる。そのため、プラズマ発生状態において、プラズマ
５７と誘導コイル５１との間で容量結合を生じさせ、そ
の結果、プラズマ５７に容量結合に起因する電位上昇を
引き起こした。
【０００５】プラズマ５７の電位上昇はプラズマ５７に
流れる電流を増加させて質量分析部５４に流入するイオ
ンの加速を促す。イオンの加速は、質量分析部５４の収
束レンズ（図示省略）のイオン収束力を低下させて検出
感度を悪化させる原因となる。
流れる電流を増加させて質量分析部５４に流入するイオ
ンの加速を促す。イオンの加速は、質量分析部５４の収
束レンズ（図示省略）のイオン収束力を低下させて検出
感度を悪化させる原因となる。
【０００６】また、プラズマ５７の電位上昇は、プラズ
マ５７とオリフィス５３との間でいわゆるピンチ放電を
発生させる原因となる。このようなピンチ放電は、オリ
フィス５３を損傷させて耐久性を悪化させるうえに、紫
外線ノイズを発生させて質量分析計５４の分析精度に悪
影響を及ぼす。
マ５７とオリフィス５３との間でいわゆるピンチ放電を
発生させる原因となる。このようなピンチ放電は、オリ
フィス５３を損傷させて耐久性を悪化させるうえに、紫
外線ノイズを発生させて質量分析計５４の分析精度に悪
影響を及ぼす。
【０００７】このような不都合を引き起こすプラズマ５
７の電位上昇を防止するため、従来から、誘導コイル５
１とプラズマトーチ５０との間に、接地したグリットを
設けて電位の上昇を抑えたものがある。しかしながら、
グリットを設けると、部品点数が増加して製造コストを
上昇させるうえに、グリットが高温に晒されるために、
グリットが酸化しやすく、耐久性に欠けるという不都合
があった。
７の電位上昇を防止するため、従来から、誘導コイル５
１とプラズマトーチ５０との間に、接地したグリットを
設けて電位の上昇を抑えたものがある。しかしながら、
グリットを設けると、部品点数が増加して製造コストを
上昇させるうえに、グリットが高温に晒されるために、
グリットが酸化しやすく、耐久性に欠けるという不都合
があった。
【０００８】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、感度低下の原因となるプラズマの電位
上昇を、余分な部品を用いることなく有効に防止するこ
とを課題とする。
たものであって、感度低下の原因となるプラズマの電位
上昇を、余分な部品を用いることなく有効に防止するこ
とを課題とする。
【０００９】
【課題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、エアロゾルが導入されるプラズマトー
チと、このプラズマトーチで発生したイオンを分析する
分析部とを有し、前記プラズマトーチの外周には高周波
磁界を発生する誘導コイルが設けられ、前記分析部は真
空室内に配置され、この真空室の前記プラズマトーチの
対向位置にはイオンを真空室内に導入するオリフィスが
形成されているＩＣＰ分析装置において、次の構成を採
る。
達成するために、エアロゾルが導入されるプラズマトー
チと、このプラズマトーチで発生したイオンを分析する
分析部とを有し、前記プラズマトーチの外周には高周波
磁界を発生する誘導コイルが設けられ、前記分析部は真
空室内に配置され、この真空室の前記プラズマトーチの
対向位置にはイオンを真空室内に導入するオリフィスが
形成されているＩＣＰ分析装置において、次の構成を採
る。
【００１０】すなわち、本発明のＩＣＰ分析装置におい
て、前記プラズマトーチを前記誘導コイルに比して小径
にして、トーチ内部のプラズマと誘導コイルとの間で生
じる容量結合を抑制した。
て、前記プラズマトーチを前記誘導コイルに比して小径
にして、トーチ内部のプラズマと誘導コイルとの間で生
じる容量結合を抑制した。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施の形態であ
るＩＣＰ質量分析装置の構成図であり、図２は、その要
部拡大図である。これらの図において、符号１はプラズ
マトーチ、２はプラズマトーチ１の先端部分に設けられ
た誘導コイル、３はプラズマトーチ１に対向して設けら
れた真空室、４は真空室３に設けられた質量分析計、５
は真空室３のプラズマトーチ側端部に設けられたオリフ
ィス、６は誘導コイル２に高周波電力を供給する高周波
電源、７はインピーダンスマッチング回路、８は発生し
たプラズマである。
るＩＣＰ質量分析装置の構成図であり、図２は、その要
部拡大図である。これらの図において、符号１はプラズ
マトーチ、２はプラズマトーチ１の先端部分に設けられ
た誘導コイル、３はプラズマトーチ１に対向して設けら
れた真空室、４は真空室３に設けられた質量分析計、５
は真空室３のプラズマトーチ側端部に設けられたオリフ
ィス、６は誘導コイル２に高周波電力を供給する高周波
電源、７はインピーダンスマッチング回路、８は発生し
たプラズマである。
【００１２】プラズマトーチ１は、図２に示すように、
石英ガラス等でできた３重管構造をしており、最内管１
ａにはエアロゾルの試料とキャリアガスとが混合されて
導入される。また、この最内管１ａとその外周に配置さ
れた内管１ｂとの間にはプラズマを安定維持するための
プラズマガスが導入される。さらに、この内管１ｂとそ
の内管１ｂの外周に配置された外管１ｃとの間にはプラ
ズマトーチ１の冷却用の冷却ガスが導入される。
石英ガラス等でできた３重管構造をしており、最内管１
ａにはエアロゾルの試料とキャリアガスとが混合されて
導入される。また、この最内管１ａとその外周に配置さ
れた内管１ｂとの間にはプラズマを安定維持するための
プラズマガスが導入される。さらに、この内管１ｂとそ
の内管１ｂの外周に配置された外管１ｃとの間にはプラ
ズマトーチ１の冷却用の冷却ガスが導入される。
【００１３】次に、このＩＣＰ質量分析装置の特徴とな
る構成を説明する。このＩＣＰ質量分析装置は、プラズ
マトーチ１の構成に特徴がある。すなわち、プラズマト
ーチ１のオリフィス側端部の内径をＲ１とし、誘導コイ
ル２の内径をＲ２とした場合に、 Ｒ１＜Ｒ２／２… となるように、プラズマトーチ１の径を誘導コイル２に
比して小さくしている。したがって、プラズマトーチ１
内に発生するプラズマ８と誘導コイル２との間の距離も
離れて、プラズマ８と誘導コイル２との間で生じる容量
結合が抑制されることになる。これにより、プラズマ８
と誘導コイル２との間の電位上昇が抑えられる結果、プ
ラズマ８から取り出されたイオンのエネルギーが低くな
って質量分析計４に流入するイオンの加速が抑制され
る。流入イオンの加速の抑制により、質量分析計４が有
する収束レンズ（図示省略）のイオン収束力が向上し、
これに伴って質量分析計４の感度が上がる。
る構成を説明する。このＩＣＰ質量分析装置は、プラズ
マトーチ１の構成に特徴がある。すなわち、プラズマト
ーチ１のオリフィス側端部の内径をＲ１とし、誘導コイ
ル２の内径をＲ２とした場合に、 Ｒ１＜Ｒ２／２… となるように、プラズマトーチ１の径を誘導コイル２に
比して小さくしている。したがって、プラズマトーチ１
内に発生するプラズマ８と誘導コイル２との間の距離も
離れて、プラズマ８と誘導コイル２との間で生じる容量
結合が抑制されることになる。これにより、プラズマ８
と誘導コイル２との間の電位上昇が抑えられる結果、プ
ラズマ８から取り出されたイオンのエネルギーが低くな
って質量分析計４に流入するイオンの加速が抑制され
る。流入イオンの加速の抑制により、質量分析計４が有
する収束レンズ（図示省略）のイオン収束力が向上し、
これに伴って質量分析計４の感度が上がる。
【００１４】また、プラズマ８と誘導コイル２との間の
電位上昇が抑えられる結果、分析精度に悪影響を及ぼす
紫外線ノイズの原因となるピンチ放電が発生しにくくな
り、その点でも感度が上がる。
電位上昇が抑えられる結果、分析精度に悪影響を及ぼす
紫外線ノイズの原因となるピンチ放電が発生しにくくな
り、その点でも感度が上がる。
【００１５】次に、本発明の構成を備えたＩＣＰ質量分
析装置と、従来のＩＣＰ質量分析装置とを検出感度で比
較した結果を説明する。ここでは、イットリウムの検出
限界を測定することで、両者を比較した。
析装置と、従来のＩＣＰ質量分析装置とを検出感度で比
較した結果を説明する。ここでは、イットリウムの検出
限界を測定することで、両者を比較した。
【００１６】この比較試験は、本発明のものも従来のも
のも、上記Ｒ２が３０ｍｍであって、Ｒ２／２＝３０ｍ
ｍ／２＝１５である誘導コイル２を用い、本発明のもの
は、上記Ｒ１＝１４ｍｍであって上記式を満足するプ
ラズマトーチ１を有するものを例とした。一方、従来例
のものは、Ｒ１＝１７．６ｍｍであって、上記式を満
足しないプラズマトーチを有するものを例とした。
のも、上記Ｒ２が３０ｍｍであって、Ｒ２／２＝３０ｍ
ｍ／２＝１５である誘導コイル２を用い、本発明のもの
は、上記Ｒ１＝１４ｍｍであって上記式を満足するプ
ラズマトーチ１を有するものを例とした。一方、従来例
のものは、Ｒ１＝１７．６ｍｍであって、上記式を満
足しないプラズマトーチを有するものを例とした。
【００１７】測定結果は、従来のものでは、イットリウ
ムの検出限界が１０ppbであったのに対して、本発明の
ものでは１ppbとなっており、感度が１０倍程度向上し
ている。
ムの検出限界が１０ppbであったのに対して、本発明の
ものでは１ppbとなっており、感度が１０倍程度向上し
ている。
【００１８】なお、上記式で規定するプラズマトーチ
１の太さ範囲は、プラズマ８と誘導コイル２との間で生
じる容量結合を最も良好に排除することができるトーチ
太さの範囲である。しかしながら、本発明はプラズマ８
と誘導コイル２との間で生じる容量結合を抑制できる程
度にすればよいのであって、上記式で規定するトーチ
太さに必ずしも限定されるものではない。
１の太さ範囲は、プラズマ８と誘導コイル２との間で生
じる容量結合を最も良好に排除することができるトーチ
太さの範囲である。しかしながら、本発明はプラズマ８
と誘導コイル２との間で生じる容量結合を抑制できる程
度にすればよいのであって、上記式で規定するトーチ
太さに必ずしも限定されるものではない。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、プラズマと誘導コイル
との間の電位上昇を抑制できるので、電位上昇に起因す
る分析部の分析精度の劣化がなくなった。また、ピンチ
放電もなくなり、ピンチ放電によるオリフィスの耐久性
の悪化も防止することができた。さらには、このような
効果を、耐久性に難のあるグリットといった余分な部品
を用いることなく達成でき、その分、高耐久性を維持で
きるうえに、余分な部品の追加によるコストアップを未
然に防止することもできた。
との間の電位上昇を抑制できるので、電位上昇に起因す
る分析部の分析精度の劣化がなくなった。また、ピンチ
放電もなくなり、ピンチ放電によるオリフィスの耐久性
の悪化も防止することができた。さらには、このような
効果を、耐久性に難のあるグリットといった余分な部品
を用いることなく達成でき、その分、高耐久性を維持で
きるうえに、余分な部品の追加によるコストアップを未
然に防止することもできた。
【図１】本発明の一実施の形態のＩＣＰ質量分析装置の
全体構成図である。
全体構成図である。
【図２】一実施の形態のＩＣＰ質量分析装置の要部の拡
大図である。
大図である。
【図３】従来のＩＣＰ質量分析装置の全体構成図であ
る。
る。
１ プラズマトーチ ２ 誘導コイル ３ 真空室 ４ 質量分析計 ５ オリフィス ８ プラズマ
Claims (2)
- 【請求項１】 エアロゾルが導入されるプラズマトーチ
と、このプラズマトーチで発生したイオンを分析する分
析部とを有し、前記プラズマトーチの外周には高周波磁
界を発生する誘導コイルが設けられ、前記分析部は真空
室内に配置され、この真空室の前記プラズマトーチの対
向位置にはイオンを真空室内に導入するオリフィスが形
成されたＩＣＰ分析装置において、 前記プラズマトーチを前記誘導コイルに比して小径にし
て、トーチ内部のプラズマと誘導コイルとの間で生じる
容量結合を抑制したことを特徴とするＩＣＰ分析装置。 - 【請求項２】 前記プラズマトーチのオリフィス側端部
の内径をＲ１とし、前記誘導コイルの内径をＲ２とした
場合に、Ｒ１＜Ｒ２／２であることを特徴とする請求項
１記載のＩＣＰ分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13791596A JPH09318539A (ja) | 1996-05-31 | 1996-05-31 | Ｉｃｐ分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13791596A JPH09318539A (ja) | 1996-05-31 | 1996-05-31 | Ｉｃｐ分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09318539A true JPH09318539A (ja) | 1997-12-12 |
Family
ID=15209666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13791596A Pending JPH09318539A (ja) | 1996-05-31 | 1996-05-31 | Ｉｃｐ分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09318539A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8096181B2 (en) | 2006-06-16 | 2012-01-17 | Sony Corporation | Inertial sensor |
-
1996
- 1996-05-31 JP JP13791596A patent/JPH09318539A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8096181B2 (en) | 2006-06-16 | 2012-01-17 | Sony Corporation | Inertial sensor |
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