(57)【要約】【課題】ノイズによる影響を受けにくい高周波電源、及びＩＣＰ発光分光分析装置高周波電源を提供すること。【解決手段】高周波電源１は可変コンデンサを備え、高周波電力線１と負荷との間のインピーダンスを整合して負荷に対して高周波電力を供給するマッチングボックス２と、このマッチングボックスに供給される高周波の電圧，電流の位相を検出して光信号として出力する位相検出手段４と、光信号に基づいてマッチングボックスの可変コンデンサの容量を調整する調整手段３とを備えた構成とし、高周波電源１に供給する高周波電力の位相検出において、位相検出信号を光信号により出力することにより信号に対するノイズの影響を除き、光信号をデジタル値で出力することにより位相調整を行う速度を調整量に応じて変える。【選択図】　図１
2004125755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変コンデンサを備え、高周波電力線と負荷との間のインピーダンスを整合して負荷に対して高周波電力を供給するマッチングボックスと、前記マッチングボックスに供給される高周波の電圧，電流の位相を検出して光信号として出力する位相検出手段と、
前記光信号に基づいて前記マッチングボックスの可変コンデンサの容量を調整する調整手段とを備えることを特徴とする、高周波電源。
【請求項２】
前記位相検出手段は、検出した位相位置と目標とする位相位置との距離を複数の発光素子の点灯個数によるデジタル値で検出し、
前記調整手段は、前記可変コンデンサ容量を調整する速度をデジタル値に応じて変えることにより位相調整速度を調整することを特徴とする、請求項１に記載の高周波電源。
【請求項３】
前記位相検出手段は、
前記各発光素子のそれぞれに可変抵抗を直列接続し、当該各可変抵抗の抵抗値を変えることにより各発光素子の検出感度を可変とし、
前記各発光素子に対して並列に一つの抵抗を接続し、当該抵抗の零電位位置を調整することにより位相検出信号の零点を可変とすることを特徴とする、請求項１又は２に記載の高周波電源。
【請求項４】
前記請求項１乃至３の何れかに記載の高周波電源を含むプラズマ発光部と、分光・測光部とを備え、
前記高周波電源はプラズマ発光部に高周波電力を供給することを特徴とする、ＩＣＰ発光分光分析装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣＰ発光分光分析装置の光源に用いるプラズマ用高周波電源、及び高周波電源を備えるＩＣＰ発光分光分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣＰ発光分光分析装置は、高周波誘導によって励起されるプラズマ中に試料を導入することにより、試料の原子を励起して原子スペクトル線を発光させ、この光を分析することにより試料分析を行う。一般にＩＣＰ発光分光分析装置は、プラズマ発光部、発光・分光測光部及び記録・表示部から構成され、プラズマ発光部は高周波電源、ガス供給・制御部、試料導入部等を備える。プラズマ発光部では、トーチと呼ばれる放電管に誘導コイルを巻き付け、このコイルに高周波電源から高周波電流を供給することにより誘導電場を発生させ、このトーチ内にアルゴンガスを導入してプラズマを形成し、このプラズマ内に霧状にした試料を導入することにより、試料の原子を励起させて原子スペクトル線を発光させている。
【０００３】
ＩＣＰ発光分光分析装置の高周波電源は、プラズマ内へのパワーの供給を効率よく行う必要がある。高周波電源から誘導コイルへ高周波電流供給において、高周波電源と誘導コイルとの間のインピーダンスが整合していない場合には、供給電流の一部が反射波として高周波電源側に戻されるため、プラズマ内へのパワーの供給効率が低下する。例えば、プラズマ側の負荷が変動すると、高周波電源と誘導コイルとの間のマッチングの不整合となり、プラズマ内へのパワーの供給効率が低下する。そこで、誘導コイルからの反射波を観察し、反射波が小さくなる条件でプラズマ点灯を行っている。
【０００４】
反射波を小さくする構成として、高周波電源と誘導コイルとの間にマッチングボックスを設け、このマッチングボックスでコンデンサ容量を変えることによりインピーダンス整合を行っている。マッチングボックスは、モーターによりコンデンサの容量を変更している。このマッチングボックスにおいて、コンデンサの容量を増減する指示は、マッチングボックスに供給される電圧、電流の位相を検出することにより行っている。
【０００５】
この電圧、電流の位相検出は、マッチングボックスに接続される高周波電力線から分圧して得られる電圧信号と、ロゴスキーコイル等の電流検出手段を用いて得られる電流信号とにより行われる。
【０００６】
検出された位相検出信号は整流して直流のアナログ信号とし、このアナログ信号を信号線を介してモーター制御回路に送ってモーターを駆動してインピーダンス整合を行っている。
【０００７】
このように、マッチングボックスに入力する高周波の電圧、電流の位相に基づいてマッチングボックスのコンデンサ容量をモーターを用いて変える高周波装置として、例えば、特許文献１がある。
【０００８】
【特許文献１】
特開平５−３４５９７２号公報（第４図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来のプラズマ用の高周波電源では、マッチングボックスに入力する高周波の電圧、電流を検出して得られる位相検出信号は、アナログ値の信号形態で信号線を介してモーター制御回路に送られるため、この信号線にノイズが加わるおそれがあるという問題がある。
【００１０】
通常、モーター制御回路は他の制御回路と共に共通の制御基板上に設置されており、モーター制御回路に送られる信号線にノイズが含まれている場合には、このノイズにより他の制御回路が誤動作するおそれがある。
【００１１】
特に、ＩＣＰ発光分光分析装置のように誘導電場等が発生する場所においては、信号線は高周波ノイズを受けやすい環境にあり、他の制御回路が誤動作した場合には、ＩＣＰ発光分光分析に影響が生じるおそれがある。
【００１２】
そこで、本発明は前記した従来の問題点を解決し、ノイズによる影響を受けにくい高周波電源、及びＩＣＰ発光分光分析装置用の高周波電源を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、高周波電源に供給する高周波電力の位相検出において、位相検出信号を光信号により出力することにより信号に対するノイズの影響を除くことができ、さらに、光信号をデジタル値で出力することにより位相調整を行う速度を調整量に応じて変えることができる。
【００１４】
本発明の高周波電源は、可変コンデンサを備え、高周波電力線と負荷との間のインピーダンスを整合して負荷に対して高周波電力を供給するマッチングボックスと、このマッチングボックスに供給される高周波の電圧，電流の位相を検出して光信号として出力する位相検出手段と、光信号に基づいてマッチングボックスの可変コンデンサの容量を調整する調整手段とを備えた構成とする。
【００１５】
マッチングボックスは、高周波電力線から入力された高周波電力をプラズマ等の負荷に供給する。このとき、可変コンデンサの容量を調整することにより高周波電力線と負荷との間のインピーダンスを整合して反射波を低減させ、電力供給の効率を高める。
【００１６】
位相検出手段は、マッチングに入力する高周波電力の電圧、電流の位相を検出し、位相検出信号を光信号で調整手段に送る。調整手段は、この光信号による位相検出信号に基づいてマッチングボックスの可変コンデンサの容量を調整する。
【００１７】
位相検出手段は、位相検出信号を光信号の信号形態で送ることにより、信号に対するノイズの影響を除くことができ、他の制御回路の誤動作を防ぐことができる。
【００１８】
また、位相検出手段は、検出した位相位置と目標とする位相位置との距離を複数の発光素子の点灯個数あるいは点灯した発光素子によるデジタル値で検出する。また、調整手段は、可変コンデンサ容量を調整する速度をこのデジタル値に応じて変えることにより、位相調整速度を調整する。このように、検出した位相位置と目標とする位相位置との距離に応じて位置調整速度を調整することにより、目標の位相位置付近においてハンチングと呼ばれる変動を防ぐことができる。
【００１９】
例えば、検出した位相位置と目標とする位相位置との距離が大きい場合には、発光素子の点灯個数を増加させて位相位置のずれ量が大きいことを調整手段に伝え、コンデンサ容量を高速で変える。また、検出した位相位置と目標とする位相位置との距離が小さい場合には、発光素子の点灯個数を減少させて位相位置のずれ量が小さいことを調整手段に伝え、コンデンサ容量を低速で変える。このように、位相位置のずれ量が大きい間はずれ量の調整を高速で行い、ずれ量が小さくなるとずれ量の調整を低速で行うことができ、目標の位相位置付近において調整過多による変動を防ぐことができる。なお、発光素子の点灯個数の大小は逆に設定することもできる。また、点灯する発光素子と位相位置のずれ量とを対応させるようにしてもよい。
【００２０】
また、位相検出手段は、検出感度及び目標の位相位置を可変とすることができる。検出感度を変える構成は、各発光素子に可変抵抗をそれぞれ直列に接続する。この各可変抵抗の抵抗値を調整することにより、各発光素子の検出感度を可変とする。
【００２１】
また、目標の位相位置を変える構成は、各発光素子に対して並列となるように一つの抵抗を接続する。この抵抗の零電位位置を調整することにより位相検出信号の零点を可変とし、これにより目標の位相位置を調整する。
【００２２】
また、本発明のＩＣＰ発光分光分析装置は、前記した高周波電源を含むプラズマ発光部と、分光・測光部とを備えた構成とする。高周波電源はプラズマ発光部に高周波電力を供給する。高周波電源は、上記構成により位相検出信号は光信号の信号形態であるためノイズが除去され、他の制御回路の誤動作を防ぐことができ、発光分光分析における誤動作を防ぐことができる。
【００２３】
また、目標の位相位置への調整速度をずれ量に応じて可変とし、ハンチング現象を抑制することができ、安定した発光分光分析を行うことができる。
【００２４】
また、目標の位相位置や検出感度を調整することができるため、適用するＩＣＰ発光分光分析装置の分析特性に応じて、目標の位相位置や検出感度を任意に設定することができる。例えば、プラズマを点灯させる際の位相ずれの量が予め既知である場合には、このずれ量を合わせてあらかじめ目標の位相位置をずらして設定し、プラズマが点灯後に反射波が最小となる状態において位相検出信号の位相が零（発光素子消灯）となるように、プラズマ点灯前で反射波が最小となる状態において位相検出信号の発光素子が１個点灯するようにすることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照しながら詳細に説明する。
【００２６】
図１は本発明の高周波電源及びＩＣＰ発光分光分析装置を説明するための概略図である。
図１において、本発明の高周波電源１は、マッチングボックス２と調整手段３と位相検出手段４を備え、また、本発明のＩＣＰ発光分光分析装置１０は、高周波電源１を含むプラズマ発光部１２と分光・測光部１３と記録・表示部１４を備える。
【００２７】
マッチングボックス２は可変コンデンサ（図示していない）を備え、この可変コンデンサを調整することにより、高周波電力線５と負荷（図１ではプラズマ１１）との間のインピーダンスを整合して負荷（プラズマ１１）に対して高周波電力を供給する。高周波電力線５と負荷（プラズマ１１）との間のインピーダンス整合は、反射波電力検出によって得られ、反射波が最小となる位相位置に対するずれ量と方向は、高周波電力線５の電圧と電流の位相により検出することができる。
【００２８】
調整手段３は、マッチングボックス２が備える可変コンデンサを駆動するモーター３ａと、モーター３ａの回転方向及び回転速度を制御するモーター制御回路３ｂを備える。可変コンデンサの容量の増減方向はモーター３ａの回転方向により変えることができ、また、可変コンデンサの容量の増減速度はモーター３ａの回転速度により変えることができる。
【００２９】
位相検出手段４は、マッチングボックス２に供給される高周波の電圧，電流の位相を検出して光信号として出力する。高周波の電圧，電流の位相検出は、マッチングボックス２に高周波電力を供給する高周波電力線５の電圧、及び電流を測定することにより行うことができる。マッチングボックス２に供給される高周波の電圧と電流の位相は、高周波電力線５と負荷（プラズマ１１）との間のインピーダンスの最適な整合状態（反射波最小）へのずれ量と方向を直接的には表していない。反射波電力検出で反射波が最小となる位相関係を、発光素子が消灯状態となるように調整する。結果的に、反射波が最小となる位相関係のずれ量と方向が判る。
【００３０】
したがって、この検出した位相に基づいて調整手段３によりマッチングボックス２の可変コンデンサを調整することにより、高周波電力線５と負荷（プラズマ１１）との間のインピーダンスの整合状態を調整することができる。
【００３１】
本発明の高周波電源１において、位相検出手段４とモーター制御回路３ｂとの間は光ファイバ８で接続され、位相検出手段４から出力される位相検出信号は光信号の信号形態でモーター制御回路３ｂに送られる。
【００３２】
従来は、高周波電源１において、モーター制御回路３ｂや位相検出手段４は、他の制御回路９と共に制御基板７に設置されている。位相検出手段４とモーター制御回路３ｂとの間は光ファイバ８で接続されているため、位相検出手段４を制御基板７の外に置くと、制御基板７の内側の位相検出信号にノイズが加わり他の制御回路９に影響を与えるおそれはなく、他の制御回路９はノイズによる誤動作を防ぐことができる。
【００３３】
高周波電力線５に流れる高周波の電流を測定する電流測定手段としては、例えばロゴスキーコイルを用いることができる。また、高周波電力線５に流れる高周波の電圧測定は、高周波電力線５と接地との間にコンデンサを介することにより行うことができる。
【００３４】
プラズマ発光部１２は、高周波電源１と共に、この高周波電源１のマッチングボックス２から高周波電力の供給を受けてプラズマを発生するトーチ１２ａと呼ばれる放電管を備える。トーチ１２ａには誘導コイルが巻き付けられ、マッチングボックス２を介して高周波電源１から高周波電流が供給されて誘導電場を発生する。このトーチ１２ａ内にアルゴンガスを導入してプラズマを形成し、このプラズマ内に霧状にした試料を導入することにより、試料の原子を励起させて原子スペクトル線を発光させる。
【００３５】
発光した原子スペクトル線は、分光・測光手段１３により所望の波長に分光されて測光される。測光した結果は、記録・表示手段１４により記録及び／又は表示が行われる。この高周波電源１を含むプラズマ発光部１２と、分光・測光部１３は、ＩＣＰ発光分光分析装置１０を構成している。なお、記録・表示手段１４は必要に応じて設けることができる。
【００３６】
次に、本発明の高周波電源１が備える位相検出手段４の構成例について図２を用いて説明する。図２において破線で囲まれる構成は、位相検出信号を光信号の形態で出力する位相検出手段の一例を示している。
【００３７】
位相検出手段４は、高周波電力線５から直列接続されたコンデンサＣ１，Ｃ２を介して電圧信号を取り込み、高周波電力線５の周囲に設けたロゴスキーコイル６から電流信号を取り込む。
【００３８】
コンデンサＣ２の一端は接地されており、コンデンサＣ１とコンデンサＣ２の接続点の電圧は、コンデンサＣ１とコンデンサＣ２の容量に応じた電圧値となる。ここで、コンデンサＣ１とコンデンサＣ２を同容量とした場合には、コンデンサＣ１とコンデンサＣ２の接続点の電圧は取り込んだ電圧信号の中点の電圧となる。
【００３９】
一方、取り込まれた電流信号は、ダイオードＤ１，Ｄ２により整流され、直列接続されたコンデンサＣ３，Ｃ４にチャージされる。コンデンサＣ３，Ｃ４の接続点とコンデンサＣ１，Ｃ２の接続点はコイルを介して接続されており、これにより、コンデンサＣ３，コンデンサＣ４の各コンデンサには、基準電位を同じとする電圧がチャージされる。
【００４０】
容量負荷であるＣ１，Ｃ２の電圧に対して、ロゴスキーコイルに接続された抵抗負荷に流れる電流は位相がずれており、このずれ量によってＣ３，Ｃ４にチャージされる電圧に差が生じる。更に、負荷（プラズマ）が変わることにより、この電圧差が変化し、電圧と電流の位相関係を表すことができる。
【００４１】
これにより、電流が電圧に対して遅れあるいは進むことにより電流と電圧間に位相差が生じると、コンデンサＣ３にチャージされる電圧と及びＣ４にチャージされる電圧とに差が生じ、その電圧差の方向は位相の遅れあるいは進みの方向を表し、電圧差の大きさは位相のずれ量を表すことになる。
【００４２】
位相検出手段４は、この電圧差を光信号として出力するために、直列接続されたコンデンサＣ３，Ｃ４と並列に発光素子を接続する。発光素子は、例えば発光ダイオードを用いることができる。図２，３に示す例では、４個の発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４を用いて５段階の電圧差の状態を出力している。
【００４３】
ここで、各発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ４には可変抵抗ＶＲ１〜ＶＲ４が直列接続され、この発光ダイオードＬＥＤと可変抵抗ＶＲの直列接続が、直列接続されたコンデンサＣ３，Ｃ４に対してそれぞれ並列接続される。４個の発光ダイオードの内、ＬＥＤ１とＬＥＤ２の組とＬＥＤ３とＬＥＤ４の組は発光ダイオードの接続方向を互いに反対方向とし、ＬＥＤ１とＬＥＤ２の組はコンデンサＣ３にチャージされる電圧（Ｃ３の電圧の方がＣ４の電圧より大きいとき）により発光し、ＬＥＤ３とＬＥＤ４の組はコンデンサＣ４にチャージされる電圧（Ｃ４の電圧の方がＣ３の電圧より大きいとき）により発光する。
【００４４】
なお、発光ダイオードＬＥＤに接続される可変抵抗ＶＲは、発光ダイオードＬＥＤが点灯する電圧を調整し、位相検出の検出感度を調整する。例えば、可変抵抗ＶＲの抵抗値を小さく設定した場合には小さい電圧差であっても点灯するため検出感度を上げることができ、逆に、可変抵抗ＶＲの抵抗値を大きく設定した場合には小さい電圧差では点灯しないため検出感度を下げることができる。
【００４５】
位相の方向はロゴスキーコイルの巻方向にもよるので断定できない。つまり、ロゴスキーコイルの向きと位相信号の方向とモータの回転方向は、注意して合わせる必要がある。したがって、図４において、例えば一例として、電流が電圧よりも進んでいる場合、コンデンサＣ３にチャージされる電圧はコンデンサＣ４にチャージされる電圧よりも大きくなるとすると、コンデンサＣ３からコンデンサＣ４の方向に電流を流す電圧差が生じるため、発光ダイオードＬＥＤ１とＬＥＤ２が発光し、発光ダイオードＬＥＤ３とＬＥＤ４は発光しない。
【００４６】
また、電流が電圧よりも遅れている場合、コンデンサＣ３にチャージされる電圧はコンデンサＣ４にチャージされる電圧よりも小さくなるとすると、コンデンサＣ４からコンデンサＣ３の方向に電流を流す電圧差が生じるため、発光ダイオードＬＥＤ３とＬＥＤ４が発光し、発光ダイオードＬＥＤ１とＬＥＤ２は発光しない。
【００４７】
ここで、各発光ダイオードＬＥＤに接続される可変抵抗ＶＲの大きさを調整することにより、電圧差に応じて発光ダイオードＬＥＤの発光状態を変えることができる。例えば一例として、可変抵抗ＶＲ１とＶＲ３の抵抗値を小さく設定し、可変抵抗ＶＲ２とＶＲ４の抵抗値を大きく設定したとき、電圧に対する電流の進みが大きい場合には発光ダイオードＬＥＤ１とＬＥＤ２が点灯し、電流の進みが小さい場合には発光ダイオードＬＥＤ１のみが点灯する。また、電圧に対する電流の遅れが大きい場合には発光ダイオードＬＥＤ３とＬＥＤ４が点灯し、電流の遅れが小さい場合には発光ダイオードＬＥＤ３のみが点灯する。また、位相ずれがない場合には、いずれの発光ダイオードも点灯しない。位相検出手段４は、この発光ダイオードＬＥＤの点灯により光信号を位相検出信号として出力する。なお、前記したように位相の方向はロゴスキーコイルの巻方向にもよるので断定できないため、上記例の位相方向は一例である。
【００４８】
また、位相検出手段４は、発光ダイオードＬＥＤと可変抵抗ＶＲとの直列接続に対して可変抵抗ＶＲ５が並列接続される。この可変抵抗ＶＲ５は、それぞれ逆方向に接続された発光ダイオードＬＥＤ１，２と発光ダイオードＬＥＤ３，４を点灯させる電位基準を設定し、位相検出信号の零点を調整する。これにより、いずれの発光ダイオードＬＥＤも点灯しない状態を目標の位相位置とするとき、この目標の位相位置は可変抵抗ＶＲ５により調整することができる。例えば、可変抵抗ＶＲ５の調整により、電位基準をコンデンサＣ４の負電圧側にずらすと、位相検出信号の零点もコンデンサＣ４の負電圧側にずれ、発光ダイオードＬＥＤ１，２が発光する電圧範囲が広がり、発光ダイオードＬＥＤ３，４が発光する電圧範囲が狭まる。逆に、電位基準をコンデンサＣ３の正電圧側にずらすと、位相検出信号の零点もコンデンサＣ３の正電圧側にずれ、発光ダイオードＬＥＤ１，２が発光する電圧範囲が狭まり、発光ダイオードＬＥＤ３，４が発光する電圧範囲が広まる。
【００４９】
上記例では、発光ダイオードの点灯個数により位相位置のずれ量を定めているが、発光ダイオードと位相位置のずれ量とを対応させて構成するようにしてもよい。
【００５０】
位相検出手段４で検出した位相検出信号は光信号の信号形態でモーター制御回路３ｂに送られ、マッチングボックス２の可変コンデンサを駆動するモーター３ａを回転させる。
【００５１】
図３は、発光ダイオードの点灯状態とモーター動作との関係を説明するための関係図である。図３（ｃ）は電圧、電流の位相関係が目標とする位相位置にある場合を示している。この場合には、位相検出手段の発光ダイオードはいずれも消灯状態となって位相検出信号は光信号を発せず、モーター制御回路３ｂは、この位相検出信号を受けてモーターを停止状態に制御する。
【００５２】
図３（ａ），（ｅ）は電圧、電流の位相関係が目標とする位相位置から大きくずれた場合を示している。この場合には、位相検出手段の二つの発光ダイオード（発光ダイオードＬＥＤ１，２又は発光ダイオードＬＥＤ３，４）が点灯状態となって位相検出信号は二つの光信号を発し、モーター制御回路３ｂは、この位相検出信号を受けてモーターを時計方向（ＣＷ方向）あるいは反時計方向（ＣＣＷ方向）に高速で回転するように制御する。なお、モーターの回転方向は、いずれの発光ダイオードが点灯するかにより定める。
【００５３】
また、図３（ｂ），（ｄ）は電圧、電流の位相関係が目標とする位相位置からのずれが小さい場合を示している。この場合には、位相検出手段の一つの発光ダイオード（発光ダイオードＬＥＤ１又は発光ダイオードＬＥＤ３）が点灯状態となって位相検出信号は一つの光信号を発し、モーター制御回路３ｂは、この位相検出信号を受けてモーターを時計方向（ＣＷ方向）あるいは反時計方向（ＣＣＷ方向）に低速で回転するように制御する。
【００５４】
モーターの回転方向は、いずれの発光ダイオードが点灯するかにより定める。この例では、発光ダイオードＬＥＤ１，２が発光した場合にはモーターを時計方向（ＣＷ方向）に回転させ、発光ダイオードＬＥＤ３，４が発光した場合にはモーターを反時計方向（ＣＣＷ方向）に回転させている。
【００５５】
次に、本発明の高周波電源による動作例について説明する。図４は、位相検出信号によるモーターの動作例を説明するための図である。ここで、電圧と電流には、当初図４（ａ）中の一点鎖線ａで示すような位相ずれがあるものとする。この位相ずれの量が大きい状態（図中のＡで示す状態）では、図４（ｂ）に示すように、位相検出手段はＬＥＤ１，ＬＥＤ２を点灯して位相検出信号を出力する。モーターは、図４（ｃ）に示すように、この点灯による位相検出信号を受けて所定方向（例えば、ＣＷ方向）に高速で回転し、マッチングボックスの可変コンデンサを高速で駆動し、インピーダンス整合の動作を行う。
【００５６】
このインピーダンス整合動作は、位相を図４（ａ）中のｃに示すような位相ずれを形成して当初から持つ位相ずれａを補償し、図４（ａ）中のｂに示すように、位相のずれ量を減少させる（図中のＢで示す状態）。
【００５７】
この動作により、位相ずれの量が減少すると（図中のＢで示す状態）では、図４（ｂ）に示すように、位相検出手段はＬＥＤ１のみを点灯して位相検出信号を出力する。モーターは、図４（ｃ）に示すように、この点灯による位相検出信号を受けて所定方向（例えば、ＣＷ方向）に低速で回転し、マッチングボックスの可変コンデンサを低速で駆動し、インピーダンス整合の動作を行う。
【００５８】
このインピーダンス整合動作により、図中のＣの段階で示す状態のように位相のずれ量を零に向けて減少させる。
【００５９】
このように、位相ずれが大きい状態では高速で位相調整し、位相ずれが小さくなった状態では低速で位相調整することにより、目標とする位相位置付近でのハンチングを防ぐことができる。
【００６０】
次に、本発明の高周波電源による他の動作例について、図５を用いて説明する。この動作例は、目標の位相位置を目的に応じて設定する例である。例えば、プラズマの安定状態における位相ずれの量が予め既知である場合に、このずれ量の合わせてあらかじめ目標の位相位置をずらして設定し、プラズマが安定した状態において位相検出信号の位相が零となるようにする制御に適用することができる。
【００６１】
プラズマ点灯後における位相ずれの特性が、例えば図５（ａ）中の一点鎖線ｄで示すように既知である場合、この位相ずれ量に基づいてあらかじめ反対方向に位相ずれを設定しておく。図５（ａ）中の破線ｅは、あらかじめずらして設定した位相ずれを示している。なお、この位相ずれの設定は、モーター制御回路３ｂによりモーター３ａを強制的に回転させることにより行うことができる。
【００６２】
プラズマが点灯する時点（図５（ａ）中の時点Ｄ）の後、位相ずれは図５（ａ）の実線で示すように目標とする位相位置に向かって収束する。この位相位置の変化は、あらかじめ設定した位相ずれ（破線ｅ）とプラズマ点灯後の位相ずれ特性（一点鎖線ｄ）との合成により得られる。
【００６３】
この位相位置は、図５（ｂ）に示す発光ダイオードの点灯状態で確認することができ、プラズマ点灯時点Ｄより前の時点では、あらかじめ設定した位相ずれにより発光ダイオード（例えば、ＬＥＤ３）が点灯し、プラズマ点灯後に位相ずれが解消されることにより、発光ダイオード（例えば、ＬＥＤ３）は消灯する。この発光ダイオードの消灯により、位相ずれが調整されたことを確認することができる。
【００６４】
なお、上記例では、あらかじめ位相ずれを設定しているが、位相ずれを設定しない態様とすることもできる。この場合には、既知である位相ずれに対する発光ダイオードの点灯状態、及びこの点灯状態における位相ずれの調整量を求めておくことにより、同様の位相調整動作を行うことができる。
【００６５】
上記説明では、発光ダイオード等の発光素子の個数を４個とした例について説明しているが、発光素子の個数は４個に限らず任意に設定することができる。
【００６６】
本発明の態様によれば、位相検出信号を光信号とし光ファイバで伝送することにより、新たな電源用ケーブルを設けることなく、伝送経路を伝わる高周波ノイズを除いて他の制御回路への影響を防ぐことができる。
【００６７】
本発明の態様によれば、位相検出信号をデジタル値で設定し、デジタル値に合わせてモーターの回転速度を設定することにより、位相ずれの大きさに応じてモーターの回転速度を変更することができ、目標の位相位置付近でのモーターのハンチングを防ぐことができる。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ノイズによる影響を受けにくい高周波電源、及びＩＣＰ発光分光分析装置高周波電源を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高周波電源及びＩＣＰ発光分光分析装置を説明するための概略図である。
【図２】本発明の高周波電源が備える位相検出手段の構成例を説明するための回路図である。
【図３】発光ダイオードの点灯状態とモーター動作との関係を説明するための関係図である。
【図４】本発明の位相検出信号によるモーターの動作例を説明するための図である。
【図５】本発明の高周波電源による他の動作例を説明するための図である。
【符号の説明】
１…高周波電源、２…トーチ、３…マッチングボックス、３ａ…モーター、３ｂ…モーター制御回路、４…位相検出手段、５…高周波電力線、６…ロゴスキーコイル、７…制御基板、８…光ファイバ、９…制御回路、１０…ＩＣＰ発光分光分析装置、１１…プラズマ、１２…プラズマ発光部、１３…分光・測光部、１４…記録・表示部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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