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液體中的元素分析裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的元素分析裝置具有：能裝入液體(109)，且至少一部分光學(xué)透明的處理槽(108)；配置于處理層內(nèi)，被絕緣體(103)包覆的第1電極(104)；第2電極(102)；產(chǎn)生氣泡，使得第1電極(104)的位于處理槽(108)內(nèi)的表面中、至少導(dǎo)電體露出的表面位于氣泡(106)內(nèi)的氣泡產(chǎn)生部；將產(chǎn)生氣泡(106)所需要的量的氣體從處理槽的外部供給至氣泡產(chǎn)生部的氣體供給裝置(105)；在第1電極(104)與第2電極(102)之間施加電壓的電源(101)；對施加了電壓時(shí)所產(chǎn)生的等離子的發(fā)光光譜進(jìn)行測定的光檢測裝置(110)，所述元素分析裝置根據(jù)光檢測裝置(110)所測定的發(fā)光光譜，實(shí)施液體(109)所包含的成分的定性或定量分析。
【專利說明】液體中的元素分析裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通過在液體中產(chǎn)生等離子來分析存在于液體中的元素的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]作為現(xiàn)有的利用了等離子的液體中的元素分析裝置，有專利文獻(xiàn)I~3中記載的裝置。在任意一個(gè)文獻(xiàn)中，都公開了對使等離子發(fā)揮作用而產(chǎn)生的、源自液體中的元素的發(fā)光進(jìn)行檢測來進(jìn)行元素分析的方法。
[0003]專利文獻(xiàn)I~3分別采用了不同的等離子形成方法。在專利文獻(xiàn)I中，通過在被微細(xì)加工的流路中施加電場、更具體來說在由絕緣性材料形成的流路設(shè)置了具有比該流路的剖面積小得多的剖面積的狹小部的流路中施加電場，來產(chǎn)生等離子。在專利文獻(xiàn)2中，通過進(jìn)行所謂的水上放電來產(chǎn)生等離子。在專利文獻(xiàn)3中，通過照射激光來產(chǎn)生等離子。
[0004]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:W02005/093394號公報(bào)
[0007]專利文獻(xiàn)2 JP特開平9-26394號公報(bào)
[0008]專利文獻(xiàn)3 JP特開2002-372495號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明要解決的課題
[0010]本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠簡便地進(jìn)行高靈敏度的元素分析的液體中的元素分析裝置。
[0011]解決課題的手段
[0012]本發(fā)明的一實(shí)施方式是一種元素分析裝置，具有--第I電極，其至少一部分配置在裝入液體的處理槽內(nèi);第2電極，其至少一部分配置在所述處理槽內(nèi)；氣泡產(chǎn)生部，其用于在所述處理槽內(nèi)裝入了所述液體時(shí)在所述液體內(nèi)產(chǎn)生氣泡，所述氣泡產(chǎn)生部產(chǎn)生所述氣泡，使得所述第I電極的位于所述處理槽內(nèi)的表面中、至少導(dǎo)電體露出的表面位于所述氣泡內(nèi)；氣體供給裝置，其從所述處理槽的外部向所述氣泡產(chǎn)生部供給產(chǎn)生所述氣泡所需要的量的氣體；電源，其在所述第I電極與所述第2電極之間施加電壓；和光檢測裝置，其對施加所述電壓時(shí)所產(chǎn)生的等離子的發(fā)光光譜進(jìn)行測定，所述處理槽的至少一部分光學(xué)透明，根據(jù)所述光檢測裝置所測定的發(fā)光光譜，實(shí)施裝入所述處理槽內(nèi)的液體所含有的成分的定性或定量分析。
[0013]發(fā)明效果
[0014]根據(jù)上述實(shí)施方式的元素分析裝置，能夠以更高靈敏度來進(jìn)行液體中所含有的元素分析。并且能夠提供一種便攜性優(yōu)異的液體中的元素分析裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】[0015]圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式I中的元素分析裝置的構(gòu)成圖。
[0016]圖1-2是本發(fā)明的實(shí)施方式I的實(shí)施例中的光譜圖。
[0017]圖1-3是對本發(fā)明的實(shí)施方式I的變形例中的電極的開口部附近進(jìn)行了放大的側(cè)剖面圖。
[0018]圖2是本發(fā)明的實(shí)施方式2中的元素分析裝置的構(gòu)成圖。
[0019]圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式3中的元素分析裝置的構(gòu)成圖。
[0020]圖3-2是將He用于氣泡形成的情況下的光譜圖。
[0021]圖4是本發(fā)明的實(shí)施方式4中的元素分析裝置的構(gòu)成圖。
[0022]圖4-2是用于說明等離子光的檢測根據(jù)光檢測裝置的安裝位置而不同的圖。
[0023]圖4-3是表示等離子光的檢測根據(jù)光檢測裝置的安裝位置而不同的實(shí)施例的結(jié)果的圖。
[0024]圖5是本發(fā)明的實(shí)施方式5中的元素分析裝置的構(gòu)成圖。
[0025]圖6是表示利用了發(fā)光元件以及受光元件的氣泡檢測裝置的氣泡檢測方法的圖。
[0026]圖7是表示采用發(fā)光受光元件作為氣泡檢測裝置時(shí)的氣泡檢測方法的其他例子的示意圖。
[0027]圖8 (a)是表示圖7中的N0.1的組的受光元件的發(fā)光電壓的變化的圖表，(b)是表示圖7中的N0.2的組的受光元件的發(fā)光電壓的變化的圖表，(c)是表示圖7中的N0.3的組的受光元件的發(fā)光電壓的變化的圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0028](實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方式I的經(jīng)過)
[0029]專利文獻(xiàn)I沒有公開不采用經(jīng)特殊加工的單元(cell)地產(chǎn)生等離子的方法，該文獻(xiàn)中記載的技術(shù)存在需要另外準(zhǔn)備特殊的單元這一課題。在專利文獻(xiàn)I中公開了:尤其對于導(dǎo)電率低的溶液，優(yōu)選為了產(chǎn)生等離子而調(diào)整溶液的導(dǎo)電率，該文獻(xiàn)中記載的技術(shù)，在這一點(diǎn)上也存在測定準(zhǔn)備繁雜這一課題。在專利文獻(xiàn)2中記載的測定裝置中，雖然通過進(jìn)行水上放電能夠比較簡便地產(chǎn)生等離子，但由于等離子主要在大氣中發(fā)光，與液體之間的相互作用受到等離子接觸部的限制，因此等離子發(fā)光比較小。因此，專利文獻(xiàn)2中記載的測定裝置存在難以獲得元素分析所需的靈敏度這一課題。在專利文獻(xiàn)3中記載的分析裝置，為了產(chǎn)生等離子而另外需要激光，存在裝置構(gòu)成變得復(fù)雜的課題。
[0030]本
【發(fā)明者】們進(jìn)行了潛心研究，結(jié)果成功地通過在液體中產(chǎn)生氣流，從而簡便地在液體中產(chǎn)生了等離子。由此，不需要為了等離子放電而特別地進(jìn)行液體的事先調(diào)整，而且，能夠以數(shù)十W以下的低消耗電力產(chǎn)生較大的等離子。并且，根據(jù)通過該方法在液體中產(chǎn)生的等離子的發(fā)光光譜，能夠進(jìn)行元素分析。
[0031](方式I)
[0032]本發(fā)明的方式I是一種元素分析裝置，具有:第I電極，其至少一部分配置在裝入液體的處理槽內(nèi)；第2電極，其至少一部分配置在所述處理槽內(nèi)；氣泡產(chǎn)生部，其用于在所述處理槽內(nèi)裝入了所述液體時(shí)在所述液體內(nèi)產(chǎn)生氣泡，所述氣泡產(chǎn)生部產(chǎn)生所述氣泡，使得第I電極的位于所述處理槽內(nèi)的表面中、至少導(dǎo)電體露出的表面位于所述氣泡內(nèi)；氣體供給裝置，其將產(chǎn)生所述氣泡所需要的量的氣體，從所述處理槽的外部供給至所述氣泡產(chǎn)生部；電源，其在所述第I電極與所述第2電極之間施加電壓；和光檢測裝置，其對施加了所述電壓時(shí)所產(chǎn)生的等離子的發(fā)光光譜進(jìn)行測定，所述處理槽的至少一部分光學(xué)透明，根據(jù)所述光檢測裝置所測定的發(fā)光光譜，實(shí)施裝入所述處理槽內(nèi)的液體所含有的成分的定性或定量分析。根據(jù)本方式所涉及的發(fā)明，由于能夠以低消耗電力簡便地生成等離子，因此能夠容易地分析液體中的元素。此外，由于以低消耗電力產(chǎn)生等離子，因此沒有電極所含有的成分的蒸發(fā)或蒸發(fā)較少，能夠在等離子的發(fā)光光譜中消除或減少源自電極的光譜。特別是，在由鎢等高熔點(diǎn)金屬形成電極的情況下，其效果顯著。
[0033](方式2)
[0034]本發(fā)明的方式2是一種元素分析裝置，具有:第I以及第2電極；供給氣體的氣體供給裝置；產(chǎn)生氣泡的氣泡產(chǎn)生部；在所述第I電極與所述第2電極之間施加電壓的電源；和對在施加了所述電壓時(shí)所產(chǎn)生的等離子的發(fā)光光譜進(jìn)行測定的光檢測裝置，
[0035]所述第I電極的至少一部分、以及所述第2電極的至少一部分，同時(shí)浸潰于液體中，
[0036]所述氣泡產(chǎn)生部，在所述第I電極的至少一部分浸潰于液體中時(shí)，將從所述氣體供給裝置供給的氣體供給至所述液體內(nèi)，在所述液體內(nèi)產(chǎn)生所述氣泡，使得所述第I電極的位于所述液體內(nèi)的表面中的、至少導(dǎo)電體露出的表面位于所述氣泡內(nèi)，
[0037]根據(jù)所述光檢測裝置所測定的發(fā)光光譜，實(shí)施所述液體所包含的成分的定性或定量分析。
[0038]如上述方式I的分析裝置那樣，在具有將電極安裝于處理槽等的構(gòu)成的情況下，需要將作為分析對象的液體裝入處理槽的作業(yè)，有時(shí)無法滿足在任何時(shí)間任何地點(diǎn)都想進(jìn)行測定的需求。本方式所涉及的元素分析裝置，具有能夠?qū)⒌贗電極的至少一部分以及第2電極的至少一部分浸潰于液體中的構(gòu)成，便攜性優(yōu)異。根據(jù)本方式的元素分析裝置，通過將第I電極的至少一部分以及第2電極的至少一部分浸潰于作為分析對象的液體中，能夠無需選擇時(shí)間和場所地、簡便地進(jìn)行元素分析。
[0039](方式3)
[0040]本發(fā)明的方式3是根據(jù)方式I或2所述的元素分析裝置，其中，還具有氣體選擇裝置，所述氣體選擇裝置使得能夠從所述氣體供給裝置供給不同的氣體。
[0041]在方式I以及2的元素分析裝置中，若為了產(chǎn)生將第I電極的導(dǎo)電體在液體中露出的表面覆蓋的氣泡而導(dǎo)入了氣體，則產(chǎn)生在所得到的等離子中產(chǎn)生源自所導(dǎo)入的氣體的發(fā)光這一課題。例如在導(dǎo)入空氣作為氣體時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生不少源自氮以及氧的發(fā)光。因此，在想要檢測的元素的發(fā)光波長和源自氣體的發(fā)光波長重疊的情況下，檢測靈敏度下降。本方式能夠選擇構(gòu)成氣泡的氣體的種類，由此防止源自氣體而產(chǎn)生與作為定性或定量分析的對象的元素重疊的波長的光。因此，根據(jù)本方式，能夠提高測定靈敏度。
[0042](方式4)
[0043]本發(fā)明的方式4是根據(jù)方式I?3中任一項(xiàng)所述的元素分析裝置，其中，所述光檢測裝置配置在從所述第I電極來看與所述氣泡的基于浮力的前進(jìn)方向不同的方向、例如配置于與所述氣泡的基于浮力的前進(jìn)方向呈大于90度的角度的方向。
[0044]在形成氣泡，并在氣泡內(nèi)產(chǎn)生等離子的情況下，從等離子發(fā)出的光在該氣泡與液體的界面處發(fā)生折射或散射。進(jìn)而，由于氣泡在覆蓋第I電極的導(dǎo)體部之后發(fā)生分離而在液體內(nèi)存在一段時(shí)間，因此等離子光在該分離出的氣泡與液體的界面處也發(fā)生折射或散射。液體內(nèi)的氣泡在按時(shí)序觀察的情況下隨機(jī)地變化，由于該變化從而等離子光在氣液界面上的折射或散射也發(fā)生變化。因此，在入射到預(yù)先固定的光檢測裝置的等離子光的強(qiáng)度中產(chǎn)生偏差，進(jìn)而產(chǎn)生檢測靈敏度的偏差。
[0045]方式4選擇了光檢測裝置的位置，使得等離子光到達(dá)光檢測裝置為止所通過的氣泡數(shù)變少。根據(jù)該方式，能夠防止乃至減少存在于等離子光與光檢測裝置之間的氣泡的形狀、數(shù)量以及分布的變化所引起的、等離子光的隨機(jī)的反射以及折射等。由此，能夠提高測定靈敏度。
[0046](方式5)
[0047]本發(fā)明的方式5是根據(jù)方式I?4中任一項(xiàng)所述的元素分析裝置，其中，
[0048]所述第I電極是具有開口部的中空的筒狀，
[0049]與所述第I電極的外周面相接地配置有絕緣體，
[0050]所述氣泡產(chǎn)生部用于從所述第I電極的開口部產(chǎn)生氣泡，
[0051]所述氣泡產(chǎn)生部產(chǎn)生氣泡，使得所述第I電極的位于所述處理槽內(nèi)的表面中未配置所述絕緣體的、所述導(dǎo)電體露出的表面位于所述氣泡內(nèi)。通過采用這種構(gòu)成，能夠更容易地生成等離子。
[0052](方式6)
[0053]本發(fā)明的方式6是根據(jù)方式5所述的元素分析裝置，其中，所述絕緣體光學(xué)透明。通過采用這種構(gòu)成，能夠防止絕緣體對等離子光的吸收，高效地對光進(jìn)行檢測。
[0054](方式7)
[0055]本發(fā)明的方式7是根據(jù)方式6所述的元素分析裝置，其中，所述絕緣體含有石英。通過采用這種構(gòu)成，尤其能夠防止紫外線區(qū)域的光的吸收。此外，能夠提供對等離子耐久性高的裝置。
[0056](方式8)
[0057]本發(fā)明的方式8是根據(jù)方式I或2所述的元素分析裝置，其中，還具有:氣泡檢測裝置，其對所述第I電極的至少導(dǎo)電體露出的表面位于所述氣泡內(nèi)進(jìn)行檢測，或者對所述氣泡的形狀進(jìn)行檢測；和
[0058]控制裝置，其基于所述氣泡檢測裝置的檢測結(jié)果來對所述氣體供給裝置、所述電源、所述光檢測裝置中的任意一者、或者其組合進(jìn)行控制。在該構(gòu)成中，例如，只要控制光檢測裝置的曝光，就能夠抑制未產(chǎn)生等離子光的期間的光檢測裝置的曝光，能夠進(jìn)一步提高分析裝置的測定靈敏度。
[0059](方式9)
[0060]本發(fā)明的方式9是根據(jù)方式8所述的元素分析裝置，其中，
[0061]具有多個(gè)所述光檢測裝置，
[0062]所述控制裝置，基于所述氣泡檢測裝置的檢測結(jié)果，對所述多個(gè)光檢測裝置進(jìn)行控制，使得所述多個(gè)光檢測裝置中的任意一個(gè)或多個(gè)對發(fā)光光譜進(jìn)行檢測。根據(jù)該構(gòu)成，能夠?qū)嵤└哽`敏度的分析。
[0063](方式10)
[0064]本發(fā)明的方式10是一種元素分析方法，包括:[0065]在液體中浸潰第I電極的至少一部分和第2電極的至少一部分；
[0066]利用電源在浸潰于所述液體中的所述第I電極與所述第2電極之間施加電壓；以及
[0067]從氣體供給裝置對配置于所述液體中的氣泡產(chǎn)生部供給氣體，在所述液體中產(chǎn)生氣泡，
[0068]所述元素分析方法，產(chǎn)生所述氣泡，使得所述第I電極的位于所述液體中的表面中、至少導(dǎo)電體露出的表面位于所述氣泡內(nèi)，
[0069]通過施加所述電壓，從而在所述氣泡內(nèi)產(chǎn)生等離子，
[0070]由光檢測裝置對在所述氣泡內(nèi)產(chǎn)生的等離子的發(fā)光光譜進(jìn)行測定，根據(jù)所述發(fā)光光譜，實(shí)施裝入所述處理槽內(nèi)的液體所含有的成分的定性或定量分析。
[0071](方式11)
[0072]本發(fā)明的方式11是根據(jù)方式10所述的元素分析方法，其中，還包括:將所述光檢測裝置配置于從所述第I電極來看與所述氣泡的基于浮力的前進(jìn)方向不同的方向。該元素分析方法，例如，利用方式2的元素分析裝置來實(shí)施，包括選擇光檢測裝置的位置，使得等離子光到達(dá)光檢測裝置之前所界入的氣泡數(shù)變少。根據(jù)該方法，能夠以更高的測定靈敏度來實(shí)施元素分析。
[0073](方式12)
[0074]本發(fā)明的方式12是根據(jù)方式10或11所述的元素分析方法，其中，
[0075]還包括:
[0076]從多種氣體中選擇供給至所述氣泡產(chǎn)生部的氣體；以及
[0077]將所選擇的氣體從所述氣體供給裝置供給至所述氣泡產(chǎn)生部。該元素分析方法，例如，利用方式3的元素分析裝置來實(shí)施。
[0078]以下，參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0079](實(shí)施方式I)
[0080]在本實(shí)施方式中，對在液體中產(chǎn)生等離子并進(jìn)行元素分析的基本方式進(jìn)行說明。
[0081]圖1是本實(shí)施方式中的元素分析裝置的構(gòu)成圖。在光學(xué)透明的處理槽108中裝滿的被處理水109中，配置有電極102、104的一部分。另外，處理槽108不需要全部光學(xué)透明。只要位于等離子光到達(dá)光檢測裝置110為止的路徑上的處理槽108的部分透明達(dá)能夠使等離子光通過且光檢測裝置110能夠檢測其發(fā)光光譜的程度即可。在本實(shí)施方式中電極104具有兩端開口的中空構(gòu)造，與配置于水中的開口部相反的開口部與氣體供給裝置即泵105連接。從配置于水中的開口部產(chǎn)生氣泡，在本實(shí)施方式中，電極104也作為氣泡產(chǎn)生部而起作用。
[0082]第I電極104以及第2電極102的材料沒有特別限定，可以采用任意的金屬或合金。這些電極可以利用例如鐵、鎢、銅、鋁、或鉬、或者含有從這些金屬中選擇的I種或多種金屬的合金等來形成。特別是，由于鎢以及鉬具有高熔點(diǎn)，是穩(wěn)定的金屬，因此若由鎢、鉬、或包含從這些金屬中選擇的I種或多種金屬的合金來形成第I電極104，則在等離子光的發(fā)光光譜中，能夠消除或減小源自電極的光譜。
[0083]在本實(shí)施方式中，在電極104的外周面配置絕緣體103。作為絕緣體，可以采用氧化鋁陶瓷、絕緣性的塑料、玻璃、以及石英等。如后述那樣，在使電極104的端面與絕緣體103的端面相比更靠內(nèi)側(cè)而生成等離子的情況下，在比絕緣體103的端面更靠內(nèi)側(cè)處也產(chǎn)生等離子，在比絕緣體103的端面更靠內(nèi)側(cè)處也產(chǎn)生等離子光。優(yōu)選絕緣體103相對于想要測定的波長區(qū)域的光而言為光學(xué)透明，且能夠使等離子光通過，以使得在該內(nèi)側(cè)所產(chǎn)生的光也被光檢測裝置110檢測到。光學(xué)透明的絕緣體，典型的是石英，但不限定于此。
[0084]通過從泵105穿過電極104將氣體送到液體中，從而在液體中形成氣泡106。氣泡106形成為，電極104的至少導(dǎo)電體露出的表面位于所述氣泡內(nèi)。第I電極104的開口部的端面未被絕緣體103覆蓋，露出作為導(dǎo)電體的金屬。通過利用泵105恰當(dāng)?shù)卦O(shè)定氣體的供給量，能夠維持第I電極104的開口部附近被氣泡106內(nèi)的氣體覆蓋的狀態(tài)。為了使第I電極104的位于處理槽內(nèi)的表面中、至少導(dǎo)電體露出的表面位于氣泡106內(nèi)，作為氣體供給裝置而發(fā)揮作用的泵105將產(chǎn)生這種氣泡所需的流量的氣體從處理槽108的外部供給至作為氣泡產(chǎn)生部而發(fā)揮作用的第I電極104。
[0085]在本實(shí)施方式中利用脈沖電源101在第I電極104與第2電極102之間施加電壓。另外，作為電源，不局限于脈沖電源，在能夠在液體中形成等離子的范圍內(nèi)，也可以采用交流電源、直流電源等。通過施加電壓，在電極104頂端附近的氣泡內(nèi)形成等離子107。通過存在于液體中的元素接觸等離子，從而產(chǎn)生源自元素的發(fā)光。通過由另外設(shè)置的光檢測裝置110檢測該發(fā)光，能夠?qū)σ后w中的元素進(jìn)行分析。作為光檢測裝置110，例如可以將ro(Photodiode:光電二極管)以及分光器組合來使用。ro用于檢測光的強(qiáng)度，作為ro，例如可以米用 CCD (Charge Coupled Device,電荷f禹合器件)、CMOS (Complementary MetalOxide Semiconductor,互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)傳感器等。分光器可以采用例如衍射光柵、棱鏡、濾波器等。此外，也可以取代H),而利用PMT (Photomultiplier Tube:光電子倍增管)，并對PMT以及分光器進(jìn)行組合，來構(gòu)成光檢測裝置110。
[0086]可以作為分析對象的元素，是在等離子中以固有的波長而發(fā)光的元素。因此，有機(jī)物質(zhì)以及無機(jī)物質(zhì)都可以作為分析對象。例如，可以作為分析對象的成分，是鈣、鈉、以及鉀。此外，利用了等離子光的發(fā)光光譜的分析，可以是定性分析以及定量分析的任意一種。因此，本實(shí)施方式的元素分析裝置，能夠作為液體分析裝置(例如，水質(zhì)分析裝置)來使用。
[0087]本實(shí)施方式的元素分析裝置，例如，可以在洗衣機(jī)中使用。在此情況下，能夠通過測定水中的鈣濃度、鎂濃度來測定硬度，并根據(jù)硬度來調(diào)整洗劑量。或者，本實(shí)施方式的液體分析裝置也可以用于植物栽培溶液管理。具體來說，可以用于分析植物栽培溶液中的鈉量以及鉀量等。
[0088]在本實(shí)施方式的變形例中，如圖1-3所示，可以將絕緣體103配置于第I電極的外周面，使得絕緣體103的端面與第I電極104的端面相比位于外側(cè)。例如，若將絕緣體103構(gòu)成為能夠相對于第I電極104而滑動(dòng)，則能夠任意地改變絕緣體103的頂端與第I電極104的頂端之間的距離d。若像這樣配置絕緣體103和第I電極104，則第I電極104的頂端部分容易被氣體覆蓋，能夠高效地產(chǎn)生等離子。
[0089](實(shí)施例)
[0090]利用圖1所示的裝置實(shí)施了基于等離子光的元素分析。在此，使用了容積為約IOOcm3的處理槽108。此外，第I電極104采用了在由鎢構(gòu)成的內(nèi)徑為1mm、外徑為2mm的筒狀體的外周面上包覆厚度0.5mm的氧化鋁的構(gòu)成。第2電極102是由鎢構(gòu)成的直徑Imm的圓柱狀的電極，位于距離第I電極104約40mm的位置。[0091]將在純水中溶解了 NaCl的溶液作為液體109而裝入處理槽108中。液體109的導(dǎo)電率設(shè)為300mS/m。利用泵105以流量2.0升/min從外部導(dǎo)入空氣而產(chǎn)生氣泡106。從電源101供給200W的電力，對第I電極104施加峰值電壓為4kV、脈沖寬度為I μ S、頻率為30kHz的脈沖電壓來實(shí)施了放電。由此產(chǎn)生等離子，并利用光檢測裝置110測定等離子的發(fā)光光譜。作為光檢測裝置110，利用市售的分光裝置，對300?SOOnm的波長的光進(jìn)行了測定。曝光時(shí)間設(shè)為20ms。將分光裝置附帶的光纖從由玻璃形成的處理槽108的外側(cè)起設(shè)置到形成等離子的附近，對等離子的發(fā)光光譜進(jìn)行了測定。圖12中示出所測定的光譜圖。在發(fā)光光譜中，在589nm附近出現(xiàn)Na特有的峰值，檢測出了 Na。通過該實(shí)施例可知，通過本實(shí)施方式能夠檢測出在純水中作為雜質(zhì)的Na。
[0092](實(shí)施方式2)
[0093]在本實(shí)施方式中，對作為無處理槽的模塊的元素分析裝置進(jìn)行說明。
[0094]在實(shí)施方式I中，對產(chǎn)生等離子的電極等設(shè)置在處理槽108中的構(gòu)成進(jìn)行了說明，但電極等不需要一定設(shè)置在處理槽中。因此在本實(shí)施方式中，對通過將具備產(chǎn)生等離子的要素以及檢測等離子光的要素的模塊211整體放入液體中來對元素進(jìn)行分析的方式進(jìn)行說明。
[0095]圖2是本實(shí)施方式中的元素分析裝置的構(gòu)成圖。模塊211相當(dāng)于從利用圖1說明的實(shí)施方式I中去掉了處理槽108以及被處理水109的構(gòu)成。第2電極102以及第I電極104配置為在將模塊211放入液體時(shí)兩個(gè)電極的一部分同時(shí)浸潰于液體而與液體相接。構(gòu)成本實(shí)施方式的要素，除了第I電極104以及第2電極102的浸潰于液體中的部分之外，都實(shí)施了防水加工，或者配置于實(shí)施了防水加工的框體內(nèi)。具體來說，在圖2中點(diǎn)劃線所包圍的區(qū)域中包含的要素被實(shí)施防水加工，或者配置在被實(shí)施了防水加工的框體內(nèi)。因此，即使模塊整體被配置于液體中，各要素也能夠工作。防水加工能夠利用一般被熟知的方法來進(jìn)行。
[0096]將本模塊211放入被裝在容器208中的液體209中，并產(chǎn)生等離子。在本實(shí)施方式中采用了在容器208中裝入液體209的構(gòu)成，但容器208并非必須。例如在要測定河水的水質(zhì)的情況下，通過在河水中放入模塊211能夠測定水質(zhì)。將模塊211放入液體中之后的等離子的產(chǎn)生方法與實(shí)施方式I同樣。根據(jù)本實(shí)施方式，能夠提供便攜性優(yōu)異的元素分析裝置。
[0097]此外，根據(jù)本實(shí)施方式，例如，通過使模塊移動(dòng)，能夠改變產(chǎn)生等離子的深度或場所，來實(shí)施多次元素分析。由此，例如能夠容易地進(jìn)行液體中含有的雜質(zhì)的映射(mapping)
坐寸ο
[0098]本實(shí)施方式的變形例，在第I電極的一部分以及第2電極的一部分浸潰于液體中并生成等離子的前提下，具有其他I個(gè)或多個(gè)要素配置于模塊外且不放入液體中的構(gòu)成。例如，也可以將脈沖電源101配置在模塊211外，并通過實(shí)施了防水加工的纜線而與第I電極104以及第2電極102連接?；蛘撸部梢詫⒐鈾z測裝置110配置在模塊的外部(例如，圖2的容器208的外側(cè))?；蛘撸緦?shí)施方式的變形例，也可以是第I電極以及第2電極以外的所有要素都不放入液體中的構(gòu)成。
[0099]或者，在本實(shí)施方式的變形例中，在模塊211內(nèi)也可以包含未圖示的其他要素。例如，作為與氣體供給裝置即泵105連接的氣體供給源，也可以將氣罐(gasbombe)配置于模塊211內(nèi)。
[0100]或者，在本實(shí)施方式的變形例中，在氣泡產(chǎn)生部與第I電極分別設(shè)置的情況下，氣泡產(chǎn)生部構(gòu)成為與第I電極以及第2電極一起浸潰于液體中。
[0101](實(shí)施方式3)
[0102]在本實(shí)施方式中，對利用氣體選擇裝置高靈敏度地進(jìn)行元素分析的方式進(jìn)行說明。
[0103]圖3是本實(shí)施方式中的元素分析裝置的構(gòu)成圖。圖3所示的元素分析裝置與圖1所示的元素分析裝置的不同點(diǎn)在于，泵105與氣體選擇裝置320連接，氣體選擇裝置320與氣體供給源A?C連接。在圖3所示的裝置中，由氣體選擇裝置320選擇的氣體A?C中的任意一者經(jīng)由電極104被送至液體中，生成氣泡106。關(guān)于其他構(gòu)成與實(shí)施方式I同樣。
[0104]例如在利用空氣形成了氣泡106的情況下，在等離子發(fā)光中產(chǎn)生了不少源自空氣的發(fā)光，具體來說，源自氧、氮的發(fā)光。例如在圖1-2中在300nm?400nm附近可見源自氮的發(fā)光。此外，在777nm附近產(chǎn)生了源自氧的發(fā)光。因此，難以高精度地測定重疊于該發(fā)光而產(chǎn)生的源自液體中的元素的發(fā)光。作為一例，可能難以觀察Ca(317.9nm) Xr (357.9nm)、Cu(327.4nm)等的發(fā)光。
[0105]因此在本實(shí)施方式中，在預(yù)先估計(jì)到源自氣體的發(fā)光和源自液體中的元素的發(fā)光會(huì)重復(fù)的情況下，利用氣體選擇裝置選擇氣體以避免重復(fù)。圖3-2中示出采用了氦作為氣體的情況下的光譜。如圖3-2所示可知源自氦的光譜與圖1-2的光譜不同，在300nm?400nm之間發(fā)光較少。因此，在檢測如前面所示的源自Ca、Cr、Cu的發(fā)光時(shí)適合使用氦。反之，作為源自氦的峰值在588nm附近觀察到光譜。因此，在如實(shí)施方式I的實(shí)施例所示想要檢測在589nm附近具有光譜的Na的情況下不適合使用氦。
[0106]因此，在本實(shí)施方式中，在預(yù)先知道應(yīng)檢測Ca的情況下，利用氣體選擇裝置320選擇He，在知道檢測Na的情況下，利用氣體選擇裝置320選擇空氣。然后產(chǎn)生等離子，并進(jìn)行光譜的檢測。等離子的產(chǎn)生方法等可以采用與實(shí)施方式I同樣的方法。由此，能夠高靈敏度地檢測Ca、Na。
[0107]作為氣體，除了氦以及空氣之外，可以采用氬、氮、氧、二氧化碳等。能夠通過氣體選擇裝置來選擇的氣體不限于3種，既可以為2種，也可以為4種以上。
[0108]此外，在存在多個(gè)想要檢測的元素，且無論選擇哪種氣體，都會(huì)由于源自氣體的光譜而妨礙某種元素的檢測的情況下，也可以分別利用多種氣體取得光譜，最后對檢測結(jié)果進(jìn)行綜合來獲得全部元素的分析結(jié)果。例如，在估計(jì)液體中混合存在Ca和Na的情況下，可以首先選擇He來取得源自Ca的光譜，然后，選擇空氣來取得源自Na的光譜。通過對各個(gè)測定結(jié)果進(jìn)行綜合，對Ca、Na都能夠高靈敏度地測定光譜。
[0109](實(shí)施方式4)
[0110]在本實(shí)施方式中，利用圖4、圖42、圖4-3，對通過選擇光檢測裝置的安裝位置來高靈敏度地進(jìn)行元素分析的方式進(jìn)行說明。
[0111]圖4是本實(shí)施方式中的元素分析裝置的構(gòu)成圖。在液體中導(dǎo)入氣體，對第I電極104的導(dǎo)電體露出的表面進(jìn)行覆蓋的氣泡、該氣泡脫離第I電極而形成的氣泡、以及從這些氣泡分離的氣泡，由于浮力而上升。圖4-2中示出等離子光的檢測的穩(wěn)定性根據(jù)光檢測裝置的安裝位置而不同的圖。在圖4-2(A)中，圖示了僅在電極附近存在氣泡106的情況。在圖4-2 (B)中，示出氣泡106、以及氣泡106脫離第I電極104之后的氣泡406由于浮力而上升的情況。在氣泡106內(nèi)形成的等離子所引起的發(fā)光，在到達(dá)光檢測裝置之前在液體與氣體的界面發(fā)生折射、散射等。
[0112]如圖4_2(A)所示，在僅存在單一的氣泡的情況下，由于折射、散射的次數(shù)較少，因此從第I電極104來看，到達(dá)在氣泡的浮力方向上接地的光檢測裝置IlOA的光比較穩(wěn)定。但是，若氣泡大量形成，且由于浮力而上升，則從第I電極104來看，在浮力方向上將會(huì)存在許多氣泡，因此液體與氣體的界面數(shù)增加，折射、散射的次數(shù)也相應(yīng)地增加。由此，如圖4-2(B)所示，從第I電極104來看設(shè)置于氣泡的基于浮力的前進(jìn)方向上的光檢測裝置110A，有時(shí)無法檢測所產(chǎn)生的等離子光，或者到達(dá)的光相當(dāng)大地衰減。由于導(dǎo)入氣體而形成的氣泡的形狀、個(gè)數(shù)比較難以控制，因此也難以對液體與氣體的界面進(jìn)行控制。如上，若將光檢測裝置配置于氣泡的基于浮力的前進(jìn)方向上，則估計(jì)無法通過等離子光而高靈敏度地分析液體中的元素。
[0113]另一方面，在圖4_2(A)以及圖4_2(B)中，從第I電極104來看，與氣泡的基于浮力的前進(jìn)方向相反側(cè)的方向(電極104的下側(cè))，由于氣泡數(shù)少因而折射或散射的次數(shù)少。因此，若在該方向上配置光檢測裝置110，則能夠穩(wěn)定地檢測等離子光。
[0114]因此在本實(shí)施方式中，將光檢測裝置配置在從第I電極104來看與氣泡的基于浮力的前進(jìn)方向不同的方向、例如與氣泡的基于浮力的前進(jìn)方向之間呈大于90度的角度的方向上，特別是配置在呈180度的角度的方向上。具體來說，在圖4中，光檢測裝置110可以位于例如從Θ =90度的位置到Θ =180度為止的位置。更具體來說，在圖4中可以將光檢測裝置110配置為檢測等離子光的部分位于一點(diǎn)點(diǎn)劃線所示的位置。這是因?yàn)椋讦?90度以上的方向上，氣泡數(shù)較少?；蛘?，光檢測裝置也可以配置在附圖紙面的上方或下方，使得Θ成為例如90度以上。
[0115]通過像這樣配置光檢測裝置110，能夠減少等離子光到達(dá)光檢測裝置110為止的、液體與氣體的界面數(shù)，例如，能夠使之實(shí)質(zhì)上成為I。由此，由于能夠預(yù)測折射、散射，因此通過控制光檢測裝置110的設(shè)置位置能夠高靈敏度地檢測等離子光。即，能夠高靈敏度地分析液體中的元素。
[0116]在如本實(shí)施方式這樣設(shè)置有處理槽108的構(gòu)成中，可以將光檢測裝置110預(yù)先設(shè)置于從第I電極104來看與氣泡的基于浮力的前進(jìn)方向不同的方向上。在其他方式中，在如實(shí)施方式2那樣無處理槽、使用將模塊浸潰于液體中的裝置的情況下，有時(shí)難以預(yù)先決定光檢測裝置的位置。在此情況下，例如，可以在將電極浸潰于液體中的狀態(tài)下，產(chǎn)生氣泡而確認(rèn)了浮力的方向之后，將光檢測裝置配置于能穩(wěn)定地檢測等離子光的位置。例如，也可以在電極的頂端安裝燈，在產(chǎn)生了氣泡的狀態(tài)下根據(jù)來自燈的光的折射以及散射，來鑒定穩(wěn)定地檢測出光的方向。
[0117](實(shí)施例)
[0118]圖4-3中示出等離子光的檢測根據(jù)光檢測裝置的安裝位置而不同的實(shí)施例的結(jié)果。圖4-3(A)中示出純水中的等離子光光譜。著眼于圖4-3(A)所示的H(655nm)和0(777nm)的發(fā)光強(qiáng)度，測定了持續(xù)放電20秒的情況下的光檢測裝置的受光強(qiáng)度的變動(dòng)。在將光檢測裝置設(shè)置于圖4中Θ =0°的位置的情況下、和設(shè)置于Θ =90°的位置的情況下，實(shí)施了測定。在圖4-3 (B)中示出Θ = 0°的情況下的受光強(qiáng)度，在圖4-3(C)中示出θ = 90°的情況下的受光強(qiáng)度。
[0119]如圖4_3(B)所示，在將光檢測裝置設(shè)置于Θ =0°、即設(shè)置于與氣泡的浮力方向大致相同的方向上的情況下，確認(rèn)了由于隨機(jī)存在的氣泡的影響，受光強(qiáng)度大幅變動(dòng)。另一方面，如圖4-3(C)所示，確認(rèn)了若Θ =90°，即在液體與氣體的界面數(shù)少的狀態(tài)下對光進(jìn)行檢測，則在20秒期間受光強(qiáng)度穩(wěn)定。結(jié)果可知，通過選擇光檢測裝置的場所使得受光強(qiáng)度穩(wěn)定，能夠高靈敏度地檢測等離子光，并進(jìn)行元素分析。
[0120](實(shí)施方式5)
[0121]在本實(shí)施方式中，對在實(shí)施方式I的構(gòu)成中追加控制裝置520、氣泡檢測裝置530，并通過控制裝置520來控制氣泡檢測裝置530以及光檢測裝置110的方式進(jìn)行說明。利用圖5對本實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0122]由于氣泡的有無或者氣泡的形狀隨著時(shí)間的經(jīng)過而隨機(jī)變化，因此難以嚴(yán)密地控制氣泡與液體的界面。
[0123]在本實(shí)施方式的元素分析裝置中，當(dāng)在液體中第I電極104的導(dǎo)電體露出的表面被氣泡106覆蓋時(shí)，在第I電極104以及第2電極間施加電壓，在該氣泡106內(nèi)產(chǎn)生等離子。因此，當(dāng)氣泡106還未形成時(shí)，不生成等離子，進(jìn)而也無法得到來自等離子的發(fā)光。因此，為了不錯(cuò)過等離子產(chǎn)生的時(shí)機(jī)地獲得發(fā)光光譜，需要增大光檢測裝置110的曝光時(shí)間。但是，若曝光時(shí)間大，則有時(shí)光檢測裝置110的檢測量飽和，因此很多情況下必須在某種程度上縮短光檢測裝置110的曝光時(shí)間。具體來說，例如進(jìn)行對毫秒程度的時(shí)間的信號進(jìn)行累計(jì)，并獲取多次信號的平均值的處理等。
[0124]作為光檢測裝置110，在采用例如一般的CCD的情況下，并不是與以微觀時(shí)間來看偶發(fā)的放電的時(shí)刻同步地對光進(jìn)行檢測。因此，在進(jìn)行曝光的毫秒單位的時(shí)間內(nèi)，在電極104附近未形成氣泡的情況下，光檢測量大致成為0，檢測靈敏度降低。因此，在本實(shí)施方式中，在氣泡檢測裝置530檢測到氣泡的情況下，由控制裝置520來控制光檢測裝置110的曝光。根據(jù)該構(gòu)成，能夠抑制未產(chǎn)生等離子光的期間的曝光，因此能夠提高裝置整體的測定靈敏度(或分析靈敏度)。
[0125]此外，如實(shí)施方式4中說明的那樣，等離子光的折射、散射的狀態(tài)根據(jù)氣泡與被處理水的界面的狀態(tài)而不同。因此，根據(jù)氣泡的形狀差異，光檢測裝置所檢測的等離子光的狀態(tài)不同。
[0126]因此在本實(shí)施方式中，利用氣泡檢測裝置530來檢測氣泡的有無、以及形狀，控制裝置520根據(jù)該檢測結(jié)果來控制光檢測裝置110。例如，如圖5所示設(shè)置多個(gè)光檢測裝置(在圖5中示出設(shè)置了 2個(gè)的例子)，由控制裝置520根據(jù)氣泡的形狀來選擇存在于設(shè)想的光路上的光檢測裝置110。S卩，控制裝置520基于氣泡檢測裝置530的檢測結(jié)果來進(jìn)行控制，使得由多個(gè)光檢測裝置110中的任意一個(gè)來檢測發(fā)光光譜。由此，因?yàn)椴辉偈褂霉鈾z測裝置未檢測到等離子光的情況下的信號，所以能夠高靈敏度地進(jìn)行元素分析。
[0127]此外，雖未圖示，但可以將光檢測裝置110設(shè)為可動(dòng)。在此情況下，基于氣泡檢測裝置530的結(jié)果，使光檢測裝置110移動(dòng)到設(shè)想的光路上。通過這種方式，也能夠高靈敏度地進(jìn)行元素分析。
[0128]在本實(shí)施方式中，作為氣泡檢測裝置530，可以采用高速照相機(jī)。使焦點(diǎn)對準(zhǔn)第I電極104附近的氣泡106來設(shè)置高速照相機(jī)。利用規(guī)定的算法來判斷氣泡的形狀，并向控制裝置520傳送判斷結(jié)果。控制裝置520基于氣泡檢測裝置530的判斷結(jié)果，對電源101以及光檢測裝置110施加反饋。例如，可以根據(jù)高速度照相機(jī)所拍攝的圖像的對比度利用運(yùn)算處理裝置來判斷在第I電極104附近是否存在氣泡106，并將結(jié)果反饋給控制裝置520。此外，通過檢測氣泡的形狀來推定光路，并選擇存在于光路上的光檢測裝置110。除此以外，關(guān)于氣泡的檢測方法，可以采用已知的圖像檢測方法。由此，能夠僅在氣泡存在的情況下施加電壓，能夠消除無用的電力消耗，并且能夠更高靈敏度地進(jìn)行元素分析。
[0129]或者，作為氣泡檢測裝置，可以采用發(fā)光受光元件。例如作為發(fā)光元件可以采用半導(dǎo)體激光器或發(fā)光二極管(LED)，作為受光元件可以采用光電二極管。圖6中示意性地示出采用了發(fā)光元件以及受光元件的氣泡檢測裝置的氣泡檢測方法。對發(fā)光元件進(jìn)行設(shè)置，使得激光的光路存在于第I電極104的頂端的氣泡附近。在不存在氣泡的條件下在受光的位置設(shè)置受光元件(圖6(a))。若產(chǎn)生氣泡，則折射率變動(dòng)，因此激光的光路發(fā)生變化，在受光元件中受光的光量變動(dòng)(圖6(b))。通過等離子放電而產(chǎn)生光，可能成為光檢測裝置的干擾原因，但通過預(yù)先設(shè)定條件，能夠避免這種干擾。例如，可以對半導(dǎo)體激光的波長進(jìn)行設(shè)定，使之不干擾等離子放電光譜。將規(guī)定的值作為閾值，將受光元件的信號傳送給控制裝置。控制裝置基于氣泡檢測裝置的結(jié)果對電源施加反饋。由此，能夠消除無用的電力消耗。光檢測裝置的使用能夠比較廉價(jià)地構(gòu)成氣泡檢測裝置。
[0130]以下，對采用發(fā)光受光元件作為氣泡檢測裝置的氣泡檢測的例子進(jìn)行說明。如圖7所示，在透明的處理槽的單側(cè)設(shè)置了發(fā)光二極管，使得作為發(fā)光元件的發(fā)光二極管(中心波長610nm)的中心光路存在于電極頂端部的氣泡附近。此外，在與設(shè)置了發(fā)光二極管的處理槽的一側(cè)相反的一側(cè)設(shè)置了對來自發(fā)光二極管的光進(jìn)行受光并測定其光量的受光元件即照度傳感器，使得在不存在氣泡的條件下其靈敏度最大。發(fā)光二極管和照度傳感器如圖7所示合計(jì)設(shè)置了 3對。此外，各個(gè)對的間隔設(shè)為1cm。在圖7中，將發(fā)光二極管和照度傳感器的對按照離電極從近到遠(yuǎn)的順序表示為N0.1~3。
[0131]照度傳感器所產(chǎn)`生的電壓根據(jù)其受光量而變化。因此，利用市售的數(shù)據(jù)記錄器(data logger)對照度傳感器的產(chǎn)生電壓進(jìn)行檢測，測定了基于氣泡產(chǎn)生的有無而形成的產(chǎn)生電壓的變化。以IOOms間隔實(shí)施了測定。在照度傳感器中，未采用光學(xué)濾波器。氣泡的導(dǎo)入以及發(fā)光二極管的電源如表1所示那樣進(jìn)行了控制。
[0132]【表1】
[0133]

時(shí)間(s) I氣泡產(chǎn)生|led
O~4 無關(guān)
4~9 有開
9~12.5無開

12.5 ~ 20 W?
[0134]如圖8所示，在發(fā)光二極管的電源為斷開狀態(tài)的O~4秒的區(qū)域，N0.1~3的照度傳感器的產(chǎn)生電壓都大致為0V。接著在4~9秒的區(qū)域從外部供給氣體，在將發(fā)光二極管的電源設(shè)為接通狀態(tài)之后，確認(rèn)了僅氣泡存在于光路上的N0.1的照度傳感器的產(chǎn)生電壓隨著氣泡的產(chǎn)生而變動(dòng)。具體來說，確認(rèn)了產(chǎn)生電壓在0.5V?2.2V之間根據(jù)氣泡的有無而變動(dòng)。氣泡未存在于光路上的N0.2、N0.3的照度傳感器的產(chǎn)生電壓，無論氣泡的產(chǎn)生有無，都固定于2.2V。
[0135]接著，在9?12.5秒的區(qū)域?qū)l(fā)光二極管的電源設(shè)為ON狀態(tài)，停止了氣體的供給。在該區(qū)域中，N0.1的照度傳感器的產(chǎn)生電壓也與N0.2、N0.3的照度傳感器同樣地為
2.2V且大致固定。最后在12.5?20秒的區(qū)域再次供給了氣體。在該區(qū)域，僅N0.1的照度傳感器的產(chǎn)生電壓再次根據(jù)氣泡的產(chǎn)生而變動(dòng)。因此，通過該例子，確認(rèn)了能夠利用發(fā)光受光元件作為氣泡檢測裝置。在該例中，基于數(shù)據(jù)記錄器的性能以IOOms間隔進(jìn)行了測定。通過縮短數(shù)據(jù)記錄器的測定間隔，能夠進(jìn)一步提高檢測靈敏度。
[0136]在上述例子中，也可以取代發(fā)光二極管而采用半導(dǎo)體激光器。進(jìn)而，發(fā)光元件和受光元件不需要一定設(shè)為對。例如，也可以將發(fā)光元件設(shè)為照射處理槽整體的照明裝置?；蛘撸l(fā)光元件以及受光元件也可以配置為矩陣狀。在此情況下，也可以二維地探測氣泡的有無，例如，也可以同時(shí)檢測氣泡的尺寸(或氣泡的廣度)、氣泡的形狀。
[0137]或者，作為氣泡檢測裝置，可以采用利用了超聲波等聲波的檢測裝置。與發(fā)光受光元件的情況同樣，對檢測裝置進(jìn)行設(shè)置使得聲波穿過氣泡形成部。與光的情況同樣，由于聲波的前進(jìn)路徑根據(jù)氣泡的有無而變化，因此通過檢測該變動(dòng)能夠檢測氣泡的有無。此外，基于氣泡的流速，通過多普勒效應(yīng)還能夠檢測聲波的波長變化。在此情況下，通過與發(fā)光受光元件的情況同樣地形成矩陣狀從而能夠檢測氣泡的形狀。
[0138]另外，本實(shí)施方式以實(shí)施方式I的元素分析裝置為基礎(chǔ)。本實(shí)施方式可以作為對實(shí)施方式2的元素分析裝置追加了氣泡檢測裝置以及控制裝置的構(gòu)成的裝置而提供。在使用實(shí)施方式2的分析裝置時(shí)，根據(jù)在液體中浸潰第I以及第2電極時(shí)的電極的角度等，有時(shí)氣泡的狀態(tài)大幅變化。因此，在實(shí)施方式2的分析裝置中，更需要根據(jù)氣泡來控制光檢測裝置，通過采用氣泡檢測裝置以及控制裝置，能夠正確地把握氣泡的狀態(tài)，正確地將等離子光導(dǎo)向光檢測裝置。
[0139]工業(yè)實(shí)用性
[0140]本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的元素分析裝置，能夠以低消耗電力進(jìn)行高靈敏度的元素分析，因此能夠用于例如上下水的水質(zhì)管理、工廠的污水管理、或用于農(nóng)業(yè)、花的栽培的營養(yǎng)液的濃度管理。此外，本發(fā)明的其他實(shí)施方式所涉及的元素分析裝置便攜性優(yōu)異，能夠在各種場所容易地分析例如水質(zhì)。
[0141]符號說明
[0142]
【權(quán)利要求】
1.一種元素分析裝置，具有: 第I電極，其至少一部分配置在裝入液體的處理槽內(nèi)； 第2電極，其至少一部分配置在所述處理槽內(nèi)； 氣泡產(chǎn)生部，其用于在所述處理槽內(nèi)裝入了所述液體時(shí)使所述液體內(nèi)產(chǎn)生氣泡，且所述氣泡產(chǎn)生部產(chǎn)生所述氣泡，使得所述第I電極的位于所述處理槽內(nèi)的表面中、至少導(dǎo)電體露出的表面位于所述氣泡內(nèi)； 氣體供給裝置，其從所述處理槽的外部向所述氣泡產(chǎn)生部供給產(chǎn)生所述氣泡所需要的量的氣體； 電源，其在所述第I電極與所述第2電極之間施加電壓；和 光檢測裝置，其對施加所述電壓時(shí)所產(chǎn)生的等離子的發(fā)光光譜進(jìn)行測定， 所述處理槽的至少一部分光學(xué)透明， 根據(jù)所述光檢測裝置所測定的發(fā)光光譜，實(shí)施裝入所述處理槽內(nèi)的液體所含有的成分的定性或定量分析。
2.一種元素分析裝置，具有: 第I以及第2電極； 氣體供給裝置，其供給氣體； 氣泡產(chǎn)生部，其產(chǎn)生氣`泡； 電源，其在所述第I電極與所述第2電極之間施加電壓；和 光檢測裝置，其對施加了所述電壓時(shí)所產(chǎn)生的等離子的發(fā)光光譜進(jìn)行測定， 所述第I電極的至少一部分、以及所述第2電極的至少一部分，同時(shí)浸潰于液體中， 所述氣泡產(chǎn)生部，在所述第I電極的至少一部分浸潰于液體中時(shí)，將從所述氣體供給裝置供給的氣體供給至所述液體內(nèi)，在所述液體內(nèi)產(chǎn)生所述氣泡，使得所述第I電極的位于所述液體內(nèi)的表面中的、至少導(dǎo)電體露出的表面位于所述氣泡內(nèi)， 根據(jù)所述光檢測裝置所測定的發(fā)光光譜，實(shí)施所述液體中含有的成分的定性或定量分析。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的元素分析裝置，其中， 還具有氣體選擇裝置，所述氣體選擇裝置使得能夠從所述氣體供給裝置供給不同的氣體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的元素分析裝置，其中， 所述光檢測裝置配置于從所述第I電極來看與所述氣泡的基于浮力的前進(jìn)方向不同的方向。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的元素分析裝置，其中， 所述第I電極為具有開口部的中空的筒狀， 與所述第I電極的外周面相接地配置有絕緣體， 所述氣泡產(chǎn)生部用于從所述第I電極的開口部產(chǎn)生氣泡， 在所述第I電極的外周面配置有絕緣體， 所述氣泡產(chǎn)生部產(chǎn)生所述氣泡，使得所述第I電極的位于所述處理槽內(nèi)的表面中、未配置所述絕緣體且所述導(dǎo)電體露出的表面位于所述氣泡內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的元素分析裝置，其中，所述絕緣體光學(xué)透明。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的元素分析裝置，其中， 所述絕緣體含有石英。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的元素分析裝置，其中， 還具有: 氣泡檢測裝置，其對所述第I電極的至少導(dǎo)電體露出的表面位于所述氣泡內(nèi)進(jìn)行檢測，或者對所述氣泡的形狀進(jìn)行檢測；和 控制裝置，其基于所述氣泡檢測裝置的檢測結(jié)果對所述氣體供給裝置、所述電源、所述光檢測裝置中的任意一者，或者其組合進(jìn)行控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的元素分析裝置，其中， 具有多個(gè)所述光檢測裝置， 所述控制裝置，基于所述氣泡檢測裝置的檢測結(jié)果，對所述多個(gè)光檢測裝置進(jìn)行控制，使得通過所述多個(gè)光檢測裝置中的任意一個(gè)或多個(gè)來檢測發(fā)光光譜。
10.一種元素分析方法，其中， 包括如下步驟: 在液體中浸潰第 I電極的至少一部分和第2電極的至少一部分； 利用電源在浸潰于所述液體中的所述第I電極與所述第2電極之間施加電壓；以及 從氣體供給裝置對配置在所述液體中的氣泡產(chǎn)生部供給氣體，使所述液體中產(chǎn)生氣泡， 所述元素分析方法中，產(chǎn)生所述氣泡，使得所述第I電極的位于所述液體中的表面中、至少導(dǎo)電體露出的表面位于所述氣泡內(nèi)， 通過施加所述電壓，使所述氣泡內(nèi)產(chǎn)生等離子， 由光檢測裝置對在所述氣泡內(nèi)產(chǎn)生的等離子的發(fā)光光譜進(jìn)行測定，根據(jù)所述發(fā)光光譜，實(shí)施被裝入所述處理槽內(nèi)的液體所含有的成分的定性或定量分析。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的元素分析方法，其中， 還包括如下步驟: 將所述光檢測裝置配置于從所述第I電極來看與所述氣泡的基于浮力的前進(jìn)方向不同的方向。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的元素分析方法，其中， 還包括如下步驟: 從多種氣體中選擇供給至所述氣泡產(chǎn)生部的氣體；以及 將所選擇的氣體從所述氣體供給裝置供給至所述氣泡產(chǎn)生部。
【文檔編號】G01N21/67GK103782158SQ201380002834
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月28日
【發(fā)明者】熊谷裕典, 今井伸一 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社