專利名稱:高頻感應(yīng)耦合等離子分析方法
本發(fā)明涉及ICP(高頻感應(yīng)耦合等離子)分析方法，特別涉及ICP分析時(shí)降低運(yùn)行成本的方法。
一般來說，ICP分析裝置與火花放電法和電弧法等發(fā)光分光分析裝置相比，由于其等離子區(qū)非常穩(wěn)定因而具有分析精度高等等優(yōu)點(diǎn)。
然而，過去的ICP分析裝置，由于必須保持等離子區(qū)的穩(wěn)定性以及在連續(xù)分析試料時(shí)必須使每種試料的導(dǎo)入系統(tǒng)保持穩(wěn)定，因此即使在不進(jìn)行分析時(shí)也必須使供給等離子噴槍的氣體導(dǎo)入系統(tǒng)和產(chǎn)生高頻電磁場的高頻電源仍固定在分析條件下運(yùn)行。與此相對，將試料導(dǎo)入等離子噴槍進(jìn)行分析所需的時(shí)間實(shí)質(zhì)上只不過10～20秒左右。這樣，與分析時(shí)實(shí)質(zhì)所需時(shí)間相比，為了保持等離子區(qū)和試料導(dǎo)入系統(tǒng)的穩(wěn)定性所花費(fèi)的時(shí)間就太長了。由此使得輸入等離子噴槍的氬氣消耗量達(dá)10～20升/分，電力消耗量達(dá)1～2千瓦小時(shí)，特別是由于氬氣價(jià)格很貴，因而使得分析運(yùn)行成本大大升高。
鑒于此，本發(fā)明以大幅度降低ICP分析時(shí)的運(yùn)行成本為目的。
為達(dá)此目的，本發(fā)明的ICP分析裝置在試料霧化室和等離子噴槍間設(shè)置了試料流通管路轉(zhuǎn)換閥。
僅當(dāng)進(jìn)行ICP分析時(shí)，將上述轉(zhuǎn)換閥翻轉(zhuǎn)至等離子噴槍一側(cè)，試料被導(dǎo)入等離子噴槍，與此同時(shí)控制供給感應(yīng)線圈的高頻電功率及供給等離子噴槍的氣體量使得進(jìn)入等離子噴槍的試料能夠產(chǎn)生等離子發(fā)光狀態(tài)。
在不進(jìn)行ICP分析時(shí)，將轉(zhuǎn)換閥翻轉(zhuǎn)至試料排出一側(cè)，與此同時(shí)控制供給感應(yīng)線圈的高頻電功率和供給等離子噴槍的氣體量使噴槍中的等離子區(qū)維持在點(diǎn)火狀態(tài)。
圖1為采用本發(fā)明的ICP分析裝置的簡要構(gòu)成圖，圖中示出了該裝置的各主要組成部件。
圖中，1表示ICP分析裝置整體，2是等離子噴槍，轉(zhuǎn)換閥26、噴槍冷卻用的冷卻氣體導(dǎo)入管道6以及維持等離子區(qū)所用的等離子氣體導(dǎo)入管道8分別與噴槍2相連接。
此外，10是產(chǎn)生高頻電磁場的感應(yīng)線圈，12為用于使供給感應(yīng)線圈10的高頻電功率和負(fù)載間達(dá)到阻抗匹配的阻抗匹配器，14是向感應(yīng)線圈10供給高頻電能的高頻電源，16為用于控制導(dǎo)入等離子噴槍氣體量的氣體控制器，18是試料霧化室，20為液體試料;22為攜帶氣體的輸入管道，24為將液體試料20與攜帶氣體混合后霧化噴入霧化室18內(nèi)的霧化器，26是設(shè)置在試料霧化室18和等離子噴槍2之間的試料流通管路轉(zhuǎn)換閥，28是使轉(zhuǎn)換閥26旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，30為霧化室控制器，用來控制轉(zhuǎn)換閥26的轉(zhuǎn)換動(dòng)作，32為順序控制器，用以控制高頻電源14、氣體控制器16以及霧化室控制器28的工作順序。
如圖2至圖4所示，上述轉(zhuǎn)換閥26裝有第1固定部件50和第2固定部件34，固定部件50上開有出口通道48，固定部件34上開有多個(gè)(本例中為4個(gè))入口通道52。并且，等離子噴槍2與出口通道48相接，試料霧化室18則與入口通道52中的一個(gè)相接。其余的幾個(gè)入口通道用作試料排出通道。固定部件50和34的法蘭盤用螺栓固定從而連成一體，同時(shí)在50和34之間設(shè)有活動(dòng)部件38?；顒?dòng)部件38上設(shè)有將入口通道52與出口通道48連通起來的通道40，同時(shí)在38的底部設(shè)有可使入口通道52相互連通的U形彎溝42，此外，旋轉(zhuǎn)軸44穿過第二固定部件34連結(jié)在活動(dòng)部件38的底部中央處，以便使活動(dòng)部件38可以旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)28的驅(qū)動(dòng)軸則連結(jié)著旋轉(zhuǎn)軸44。
下面，說明本發(fā)明適用的ICP分析裝置的工作原理。
在不進(jìn)行ICP分析時(shí)，預(yù)先將轉(zhuǎn)換閥26翻轉(zhuǎn)至試料排出位置。這樣一來，即使試料霧化室18內(nèi)存在著霧化了的試料，這些試料將從轉(zhuǎn)換閥26的一個(gè)入口通道52通過U形溝42經(jīng)由其它幾個(gè)入口通道52被排出而不會(huì)進(jìn)入等離子噴槍2。此外，由順序控制器32分別向高頻電源14和氣體控制器16發(fā)出順序控制信號，分別使得供給感應(yīng)線圈2的高頻電功率為100瓦小時(shí)左右，供給等離子噴槍的氣體總量為1.5升/分鐘左右。從而，使等離子噴槍2中的等離子區(qū)維持在點(diǎn)火狀態(tài)。
進(jìn)行ICP分析時(shí)，由于必須使包含霧化器24、試料霧化室18在內(nèi)的試料導(dǎo)入系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，所以首先由霧化器24將液體試料與攜帶氣體混合后向霧化室18內(nèi)噴霧2～3分鐘左右。此時(shí)仍控制等離子噴槍的高頻電功率與導(dǎo)入氣體的供給量，使等離子區(qū)維持在點(diǎn)火狀態(tài)，與此同時(shí)轉(zhuǎn)換閥26仍保持在試料排出位置使得已霧化的試料進(jìn)入轉(zhuǎn)換閥26的一個(gè)入口通道52后通過U形溝從其它幾個(gè)入口通道排出。這樣，一當(dāng)試料導(dǎo)入系統(tǒng)穩(wěn)定后，接著就由氣體控制器16將導(dǎo)入等離子噴槍2的氣體量逐步增加至16升/分鐘左右，與此同時(shí)，將高頻電源14供給的高頻電功率提高至1.2千瓦小時(shí)左右。從而使等離子區(qū)達(dá)到足以使試料電離的狀態(tài)，此時(shí)由霧化室控制器30驅(qū)動(dòng)馬達(dá)28，使轉(zhuǎn)換閥26的活動(dòng)部件38轉(zhuǎn)動(dòng)而翻轉(zhuǎn)至等離子噴槍一側(cè)。于是，試料霧化室18內(nèi)的霧化試料從轉(zhuǎn)換閥26的一個(gè)入口通道52經(jīng)由連通管路40、出口通道48被導(dǎo)入等離子噴槍并被等離子噴槍電離。
分析完了后，將轉(zhuǎn)換閥26翻轉(zhuǎn)至試料排出位置，接著減低高頻電源14的電能供給量之后，減少導(dǎo)入氣體量，再次轉(zhuǎn)至使等離子區(qū)處于點(diǎn)火狀態(tài)。
這樣，由于能夠在分析以外的時(shí)間將等離子區(qū)維持在點(diǎn)火狀態(tài)，因而使導(dǎo)入等離子噴槍的氣體量和電力消耗量均降至過去的十分之一以下。
根據(jù)以上所述，由于本發(fā)明在分析以外的時(shí)間將等離子區(qū)維持在點(diǎn)火狀態(tài)，因而可使ICP分析時(shí)的運(yùn)行成本比過去大幅度降低。
此外，為了保證分析精度，通常希望使高頻電源14與等離子噴槍2的負(fù)載間阻抗匹配以消除反射損耗。然而使用本發(fā)明的方法，由于只要在10～20秒左右的短時(shí)間內(nèi)使等離子噴槍維持在可分析狀態(tài)就可以了，因而在阻抗不匹配而產(chǎn)生反射波的狀態(tài)下也可以進(jìn)行分析，從而可以簡化分析時(shí)的操作。
下面簡單說明附圖。各圖表示本發(fā)明的實(shí)施例。圖1表示本發(fā)明的ICP分析裝置的主要部件構(gòu)成的概略圖。圖2為轉(zhuǎn)換閥的剖面圖。圖3及圖4為轉(zhuǎn)換閥的活動(dòng)部件和固定部件間的滑動(dòng)面的平面圖。
圖中，1為ICP分析裝置，2為等離子噴槍，10為感應(yīng)線圈，14為高頻電源，18為試料霧化室，26為轉(zhuǎn)換閥。
權(quán)利要求
1.適用于在試料霧化室和等離子噴槍之間設(shè)置有試料通路轉(zhuǎn)換閥的ICP分析裝置的ICP分析方法，其特征在于僅當(dāng)進(jìn)行ICP分析時(shí)，將上述轉(zhuǎn)換閥翻轉(zhuǎn)至等離子噴槍一側(cè)，試料被導(dǎo)入等離子噴槍，與此同時(shí)控制供給感應(yīng)線圈的高頻電動(dòng)率和供給等離子噴槍的氣體量使得進(jìn)入等離子噴槍的試料能夠處于等離子發(fā)光狀態(tài)；在不進(jìn)行ICP分析時(shí)，將轉(zhuǎn)換閥翻轉(zhuǎn)至試料排出一側(cè)，與此同時(shí)控制供給感應(yīng)線圈的高頻電功率和供給等離子噴槍的氣體量使噴槍中的等離子區(qū)維持在點(diǎn)火狀態(tài)。
專利摘要
本發(fā)明涉及適用于在試料霧化室和等離子噴槍之間設(shè)置有試料通路轉(zhuǎn)換閥的高頻感應(yīng)耦合等離子分析裝置的ICP分析方法。上述裝置在進(jìn)行分析時(shí)將試料導(dǎo)入等離子噴槍，同時(shí)控制供給感應(yīng)線圈的高頻電功率和供給等離子噴槍的氣體量，使進(jìn)入噴槍的試料處于等離子發(fā)光狀態(tài)，而在不進(jìn)行分析時(shí)控制上述高頻電功率和氣體量使噴槍中的等離子區(qū)維持在點(diǎn)火狀態(tài)。
文檔編號G01N21/73GK87101801SQ87101801
公開日1987年10月7日 申請日期1987年3月10日
發(fā)明者福井勛, 岡田幸治 申請人:株式會(huì)社島津制作所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan