專利名稱：Icp分析裝置及其分析方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電感耦合等離子體質(zhì)量分析裝置(ICP-MQ、電感耦合等離子體發(fā)光分光(光譜)分析裝置(ICP-OES)等電感耦合等離子體(以下，稱為ICP)分析裝置，特別是涉及其特征在于ICP分析裝置的等離子體噴燈(plasma torch)和測光部的ICP分析裝置及其分析方法。
背景技術：
圖5示出一例現(xiàn)有的ICP分析裝置的概略結構圖。其中包括產(chǎn)生電感耦合等離子體的等離子體噴燈51 ；對該等離子體噴燈51施加高頻電壓的感應線圈52 ；將沿著等離子體噴燈51的軸向發(fā)生的等離子體的光和沿著與等離子體噴燈51的軸向正交的方向發(fā)生的等離子體的光分別引入的聚光部53;以將沿著與等離子體噴燈51的軸向正交的方向發(fā)生的等離子體的光入射到分光部56為目標的固定反射鏡M ；以及具有選擇入射到分光器的光為來自等離子體的發(fā)生方向的光和與向發(fā)生方向正交的方向發(fā)生的光的任一光的功能的可變反射鏡陽。通過驅(qū)動可變反射鏡55，按照分析切換沿等離子體噴燈51的軸向發(fā)生的等離子體的光和與等離子體噴燈51的軸向正交的方向發(fā)生的等離子體的光，并加以測定(參照專利文獻1)。如此，從ICP分析裝置中的兩個方向聚光等離子體的光，其理由如下。首先，來自軸向的聚光取決于能夠令分光器更多地取得中心軸附近的用于分析的光。ICP分析裝置的等離子體為環(huán)形體結構，等離子體發(fā)生方向的中心軸附近為低溫區(qū)且朝著其周圍成為高溫區(qū)，經(jīng)過該高溫區(qū)后再成為低溫區(qū)。對于環(huán)形體結構的等離子體的中心而言，試料沿著其中心軸方向被引入。因而，在等離子體中心的低溫區(qū)存在較多的試料，換言之，測定靈敏度提高，所以在軸向聚光上有優(yōu)點。然而，軸向的聚光中，與試料一起也從等離子體獲取許多其它的共存物，因此分析結果容易受其影響，此外，在等離子體的中心軸近旁的高溫區(qū)中有來自等離子體氣體的發(fā)光，成為分析時的背景(background)。另一方面，在來自等離子體的橫向的聚光中，試料的存在概率并不會因越靠近中心軸而越高，而除此以外的其它的共存物的影響較少，因此在提高分析結果的精度這一點上有優(yōu)點。專利文獻1 日本特開平9-318537號公報

發(fā)明內(nèi)容
但是，上述現(xiàn)有的ICP分析裝置中產(chǎn)生以下課題。即，聚光方向的切換上具有切換用的固定反射鏡M及可變反射鏡55，因此需要調(diào)整多個反射鏡，并且需要分別設置這些反射鏡的驅(qū)動機構。為了滿足這些要求，需要適當?shù)目刂茩C構，存在整個裝置復雜的問題。此外，為了具備這些機構，成本也會增加。而且，從裝置壽命的觀點來看，由于軸向取進等離子體的光時聚光部直接受其熱量，所以存在所謂的檢測部的壽命短的問題。此外，在該方法中，沿著等離子體噴燈51的軸向發(fā)生的等離子體的光和沿著與等離子體噴燈51的軸向正交方向發(fā)生的等離子體的光的任一光，都不能與靈敏度良好的任意角度對齊。因而，不能從高靈敏度的方向取進來自引入到等離子體的試料的發(fā)光，所以尚處于效率低的狀態(tài)。為了達成上述目的，本發(fā)明提供以下方案。本發(fā)明的ICP分析裝置，其中包括引入等離子體用氣體和霧滴化的試料的等離子體噴燈；施加等離子體噴燈高頻電壓的感應線圈；對來自通過由感應線圈的高頻電壓發(fā)生的等離子體來激發(fā)的試料的發(fā)光進行聚光的聚光部；以及具有對聚光后的光的發(fā)光光譜進行分光的分光部的分析處理部，其特征在于，具備角度調(diào)整機構，為了將等離子體噴燈調(diào)整到任意角度，能夠使聚光部和等離子體噴燈相對于聚光部的等離子體的光的取進方向做相對移動。角度調(diào)整機構作成使等離子體噴燈和/或聚光部的至少一個可動，并且能取進來自等離子體的傾斜方向的光。此外，該可動機構作成將等離子體噴燈前端和檢測器的聚光部以直線狀對置配置的位置為基準，通過轉(zhuǎn)動其中的任一個或兩個，從而能夠相對轉(zhuǎn)動。(發(fā)明效果)本發(fā)明的ICP分析裝置及其測定方法，在用ICP分析裝置進行向聚光部取進等離子體光之際，不僅等離子體光的軸向或其正側(cè)面方向，都能從靈敏度良好的任意方向以高效率實施。此外，使等離子體和來自此處的光的聚光部在軸向非對置，從而減輕裝置因加熱而所受的負荷，并且能夠延長裝置的壽命。


圖1是表示整個本發(fā)明的ICP分析裝置的簡要圖。圖2是表示本發(fā)明的ICP分析裝置所涉及的等離子體噴燈和檢測器的第一實施方式的簡要圖。圖3是表示本發(fā)明的ICP分析裝置所涉及的等離子體噴燈和檢測器的第二實施方式的簡要圖。圖4是表示本發(fā)明的ICP分析裝置所涉及的等離子體噴燈和檢測器的第三實施方式的簡要圖。圖5是表示一例現(xiàn)有的ICP分析裝置的等離子體噴燈外圍部分的結構圖。
具體實施例方式以下，參照圖1，簡要說明本發(fā)明的ICP分析裝置。此外，附圖中對于尺寸比不重要的部分適宜變更尺寸比而加以記載。圖1示出作為本發(fā)明的ICP裝置進行分光分析的裝置的簡要圖。從氣體控制部17向等離子體噴燈13供給用于形成等離子體的氣體(氬、氮、氦等)。等離子體噴燈13的上方成為開口部，在其上端部外周邊配置有感應線圈12，從氣體控制部17供給的氣體，受到來自高頻電源16的電力而激發(fā)/發(fā)光，從等離子體噴燈13的上方的開口部生成等離子體11。
用噴霧器15，試料與載氣(carrier gas) 一起被霧化后經(jīng)由噴室14，由等離子體噴燈13的內(nèi)管(inner tube)被引入到等離子體11的中心附近，被激發(fā)而發(fā)光。來自等離子體11的光，被取進聚光部2后引導到分光部31。然后，在分光部31中檢測到的輸出，輸入數(shù)據(jù)的運算處理部33，顯示在該運算處理部33所附帶的監(jiān)視器上。作為運算處理部33，可以使用市場上銷售的個人計算機(PC)。高頻電源16或分光器31的測定時的控制是通過電子控制臺32來進行的。角度調(diào)整機構4是調(diào)整聚光部2和等離子體噴燈13對置的角度的機構，以使聚光部2能從任意方向取進來自等離子體11的光。該角度調(diào)整機構4能通過來自運算處理部 33的指令進行控制。作為其方法，使聚光部2和/或等離子體噴燈13相對于中心0以虛線的圓上為軌道轉(zhuǎn)動而進行。以下，舉例說明聚光部2和等離子體噴燈13對置的角度的調(diào)整。(第一實施方式)首先，參照圖2，說明本發(fā)明的ICP分析裝置的第一實施方式。圖2示出一例本發(fā)明的ICP分析裝置的等離子體噴燈13和聚光部2的結構的簡要圖。如該圖所示，聚光部2固定其位置，等離子體噴燈13成為以與聚光部2對置的位置為基準(A-A’)，能取任意的角度位置的可動方式?？蓜邮怯山嵌日{(diào)整機構4控制的，使等離子體噴燈13在電感器131a上移動。這時，等離子體噴燈13與電感器131a —體地驅(qū)動。在電感器131a的驅(qū)動前后，設等離子體噴燈131a和感應線圈12的位置關系不會變更。等離子體噴燈13也可以為這樣的機構通過設能承載的未圖示的設置部來設置，并且該設置部被設置為能在電感器131a移動。電感器131a為1/4圓弧的形狀，能使等離子體噴燈13相對于聚光部2在包括從等離子體的軸向(A-A’)到等離子體的正側(cè)面方向QA-2A’)在內(nèi)的0 90度的范圍取任意角度。因而，考慮試料的情況的靈敏度或裝置的壽命，能設定最佳角度。具體而言，通過未圖示的固定具，等離子體噴燈13被安裝于電感器131a，例如通過彈簧的壓力等來固定在電感器131a。在該情況下，電感器131a的主體部能使用具有凹凸部的軌道狀部件等。此外，等離子體噴燈13能夠拆裝，并且安裝到任意位置。角度調(diào)整機構4被分為電感器的驅(qū)動部分和固定部分。驅(qū)動部分可以使用以下兩種方式的任一種通過手動來運行驅(qū)動部的手動運行方式；將運算裝置33及電子控制臺32 作為控制臺并且利用來自此處的信號來控制電機等驅(qū)動系統(tǒng)，使之自動運行的自動運行方式。在固定部分中能夠采用如下方式在采用手動運行方式的情況下，例如使用球頭柱塞等，能按分級式的每個任意角度指定等離子體噴燈13的角度的方式，例如通過使用螺釘?shù)陌磯耗軌蜻x擇連續(xù)的角度調(diào)整的哪一個；或者，在采用自動運行方式的情況下，例如利用電機的脈沖數(shù)進行連續(xù)的角度調(diào)整的方法，例如按每個任意角度設置傳感器從而指定分級式的任意角度的方式等。(第二實施方式)圖3中作為本發(fā)明的ICP分析裝置的等離子體噴燈13和聚光部2的結構示出不同于第一實施方式的結構的簡要圖。相對于第一實施方式的構成而言，本實施方式中使聚光部2在電感器311a上移動從而能設定與等離子體噴燈13形成的任意角度。本實施方式中的作用及效果與第一實施方式同樣。在該情況下，電感器311a用于分光部31的驅(qū)動，以調(diào)整與所固定的等離子體噴燈 13的位置關系的方式驅(qū)動。此外，角度調(diào)整機構除了驅(qū)動的對象從等離子體噴燈13變?yōu)榉止獠?1以外，與第一實施例相同。(第三實施方式)圖4示出本發(fā)明的第三實施方式。第一和第二實施方式中能使聚光部2或等離子體噴燈13的任一個可動，與之相對，本實施方式中使兩個都能可動。這時的電感器131b、311b，以等離子體噴燈13和聚光部2對置地配置在直線上時為基準(C-C’)，將兩者設置在對該水平面而言上下任一個面?zhèn)?。由于等離子體噴燈13和聚光部2雙方都可動，各自的可動范圍對應于1/8圓弧的形狀，相對能實現(xiàn)0(等離子體發(fā)生軸向) 90度(等離子體的正側(cè)面方向)的角度。如此，通過使等離子體噴燈13和聚光部2兩者可動并借助角度調(diào)整機構4進行控制，得到能夠減少一半的裝置的可動范圍并且能夠減小設置區(qū)的優(yōu)點。這時，電感器131b、311b分別驅(qū)動等離子體噴燈13和分光部31，各自的角度能夠獨立控制。此外，角度調(diào)整機構與第一實施例同樣。如以上說明的那樣，本發(fā)明的ICP分析裝置的特征在于能以任意角度設定等離子體噴燈和取進來自該等離子體的光的聚光部。再者，本實施方式的ICP分析裝置，如實施方式所示，使等離子體噴燈13和感應線圈12連動，此外，聚光部2示為與分光部31成一體，但并不限定于此。此外，在本實施方式中，示出分光器的情況，但也可以使用質(zhì)量分析儀。此外，上述電感器也可以為可動軌道或電感槽，只要為能變更等離子體噴燈和聚光部的對置狀態(tài)的機構即可。此外，本發(fā)明并不限于記載于本發(fā)明的實施方式的內(nèi)容，只要是能滿足本發(fā)明的效果(使等離子體噴燈和聚光部以任意角度對置)的構成，就屬于本發(fā)明的技術的范圍。附圖標記說明1...等離子體發(fā)光控制部；2、2a、2b、53...聚光部；3...分析處理部；4...角度調(diào)整機構；11...等離子體；12、52...感應線圈；13、13￡1、1313、51...等離子體噴燈；14...噴室；15·.·噴霧器；18...試料；31、31a、31b...分光部；131a、131b、311a、 311b...電感器；33...運算裝置(計算機)；54...固定反射鏡；55...可變反射鏡； 56...分光部。
權利要求
1.一種ICP分析裝置，其中包括等離子體噴燈，引入等離子體用氣體和霧滴化的試料； 感應線圈，向所述等離子體噴燈施加高頻電壓；聚光部，對來自試料的發(fā)光進行聚光，該試料利用由該感應線圈的高頻電壓產(chǎn)生的等離子體來激發(fā)，從而發(fā)光；以及分析處理部，具有對聚光后的光的發(fā)光光譜進行分光的分光部，其特征在于， 具備角度調(diào)整機構，為了將所述等離子體噴燈調(diào)整為任意角度，能夠使等離子體噴燈和聚光部相對于所述聚光部的等離子體的光的取進方向做相對移動。
2.如權利要求1所述的ICP分析裝置，其中所述角度調(diào)整機構中的等離子體噴燈和聚光部的相對移動，可以使所述等離子體噴燈及所述聚光部的任一個或兩個能轉(zhuǎn)動地移動。
3.如權利要求1或2所述的ICP分析裝置，其中所述等離子體噴燈及聚光部的移動由電感器進行。
4.如權利要求1至3中任一所述的ICP分析裝置，其中所述角度調(diào)整機構利用運算處理機的控制來驅(qū)動等離子體噴燈。
5.一種分析方法，其中包括將等離子體用氣體和霧滴化的試料引入等離子體噴燈的試料引入工序； 對設于所述等離子體噴燈外周邊的感應線圈施加高頻電壓從而使等離子體發(fā)光的等離子體發(fā)光工序；對來自利用該等離子體激發(fā)的試料的發(fā)光進行聚光的聚光工序；以及將該聚光后的光進行分光從而分析其發(fā)光光譜的分析處理工序，其特征在于， 所述聚光工序中，以直線狀對置地配置所述等離子體噴燈和所述聚光部的狀態(tài)為基準，使等離子體的發(fā)光的取進方向以任意角度對置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種ICP分析裝置及其分析方法，活用能進行高靈敏度測定但裝置的劣化快的等離子體的發(fā)生軸方向測定和裝置劣化少但靈敏度低的等離子體的橫向測定中各測定的特征而能夠進行高靈敏度且減輕了裝置的劣化的傾斜方向測定。構成為為了將所述等離子體噴燈設定為任意角度，以直線狀對置地配置等離子體噴燈和聚光部時為基準，使至少一個相對于ICP分析裝置中的聚光部的等離子體的光的取進方向轉(zhuǎn)動，從而以任意角度對置。
文檔編號G01N21/73GK102235977SQ201110086370
公開日2011年11月9日 申請日期2011年3月29日 優(yōu)先權日2010年3月29日
發(fā)明者中野信男, 松澤修, 田邊英規(guī), 赤松憲一, 長澤寬治 申請人:精工電子納米科技有限公司