JP2006184066A - Spectroscopic analyzer - Google Patents
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Description
本発明は、試料中の元素分析と分子結合情報を試料の同一場所で同時に測定することのできる分析装置に関し、特に、ラマン分光分析装置と蛍光X線分光分析装置を組み合わせた分光分析装置に関する。 The present invention relates to an analytical apparatus capable of simultaneously measuring elemental analysis and molecular bond information in a sample at the same location of the sample, and more particularly to a spectral analysis apparatus combining a Raman spectroscopic analysis apparatus and a fluorescent X-ray spectroscopic analysis apparatus.
近年、デバイスメーカーは、欧州環境基準WEEE&RoHS指令に対する対応に迫られている。特に、有害物質であるクロムや有機物中の臭素を分析するために、蛍光X線、FTIR、ラマン、XPS、MSなどによる測定が行なわれ、その結果から、装置間の互換性や各装置をメソッドに組み込む可能性について検討されている。 In recent years, device manufacturers have been forced to respond to the European Environmental Standards WEEE & RoHS Directive. In particular, in order to analyze chromium, which is a toxic substance, and bromine in organic substances, measurements using fluorescent X-ray, FTIR, Raman, XPS, MS, etc. are performed. The possibility of being incorporated into is being studied.
従来、クロムや臭素の分析には、蛍光X線分光分析装置が広く用いられてきた。ところが、蛍光X線分光分析装置でクロムを分析した場合、クロムの総量については分析可能であるものの、3価クロムと6価クロムの価数判定ができないという問題があった。また、蛍光X線分光分析装置で臭素を分析した場合、臭素の総量については分析可能であるものの、臭素がどのような有機構造をもっているのか、判定ができないという問題があった。 Conventionally, an X-ray fluorescence spectrometer has been widely used for analysis of chromium and bromine. However, when chromium is analyzed by an X-ray fluorescence spectrometer, the total amount of chromium can be analyzed, but there is a problem that the valence of trivalent chromium and hexavalent chromium cannot be determined. Further, when bromine is analyzed by an X-ray fluorescence spectrometer, the total amount of bromine can be analyzed, but there is a problem that it is impossible to determine what organic structure bromine has.
これに対して、ラマン分光分析装置は、図1に示す通り、スペクトルからクロムの3価と6価の価数判定を行なえる上に、臭素についても、母材の影響なく臭素由来の信号を検出でき、分子構造に関する情報が得られるという長所を有する。環境問題では、人体に対して猛毒な6価クロムの定量が重要であるが、蛍光X線分光分析装置でクロムの総量を定量し、ラマン分光分析装置で6価クロムを定量するようにすれば、相補的なデータが得られることになる。 On the other hand, as shown in FIG. 1, the Raman spectroscopic analyzer can determine the trivalent and hexavalent valences of chromium from the spectrum. In addition, for bromine, the bromine-derived signal is not affected by the base material. It has the advantage that it can be detected and information about the molecular structure can be obtained. In environmental problems, the determination of hexavalent chromium, which is extremely toxic to the human body, is important. However, if the total amount of chromium is determined with a fluorescent X-ray spectrometer and the hexavalent chromium is determined with a Raman spectrometer. Complementary data can be obtained.
蛍光X線分光分析装置とラマン分光分析装置を相補的に用いて、短時間に素材の非破壊評価を行なえば、欧州環境基準WEEE&RoHS指令に対して、有効な測定ツールとすることが可能である。 If non-destructive evaluation of materials is performed in a short time by using an X-ray fluorescence spectrometer and a Raman spectrometer in a complementary manner, it can be an effective measurement tool for the European Environment Standards WEEE & RoHS Directive. .
本発明の目的は、上述した点に鑑み、構成元素に関する情報が得られる蛍光X線分光分析装置と、原子の結合に関する情報が得られるラマン分光分析装置との組み合わせ方に工夫を凝らした新しい分光分析装置を提供することにある。 In view of the above-described points, the object of the present invention is to provide a new spectroscopic device that is devised in combination with a fluorescent X-ray spectroscopic analyzer that obtains information on constituent elements and a Raman spectroscopic analyzer that obtains information about atomic bonds. An analyzer is provided.
この目的を達成するため、本発明にかかる分光分析装置は、
試料中の元素分析と分子結合情報を試料の同一場所で同時に測定することのできる分光分析装置であって、
(a)試料面に対して垂直方向に光軸を有する観測カメラと同軸方向にレーザー光を入射させ、該カメラと同軸方向に試料のラマン散乱光を取り出すラマンプローブを備えたラマン分光分析装置、
(b)ラマン分光分析装置の光軸と試料面との交点位置に対して、斜め方向からX線を入射させ、該交点位置で反射したX線を斜め方向に置かれたX線検知器で受光する蛍光X線分光分析装置、
を備えたことを特徴としている。
In order to achieve this object, a spectroscopic analyzer according to the present invention provides:
A spectroscopic analyzer capable of simultaneously measuring elemental analysis and molecular bond information in a sample at the same location of the sample,
(A) a Raman spectroscopic analysis apparatus provided with a Raman probe that allows laser light to be incident in a coaxial direction with an observation camera having an optical axis in a direction perpendicular to the sample surface, and to extract Raman scattered light from the sample in the coaxial direction with the camera;
(B) An X-ray detector in which X-rays are incident from an oblique direction on the intersection point between the optical axis of the Raman spectroscopic analyzer and the sample surface, and the X-rays reflected at the intersection point are placed in the oblique direction. X-ray fluorescence spectrometer for receiving light,
It is characterized by having.
また、前記観測カメラと前記ラマンプローブは、互いに置き換えが可能であることを特徴としている。 The observation camera and the Raman probe can be replaced with each other.
また、前記蛍光X線分光分析装置の光軸は、前記試料面に対して45゜の角度で傾斜していることを特徴としている。 The optical axis of the X-ray fluorescence spectrometer is inclined at an angle of 45 ° with respect to the sample surface.
また、試料中の元素分析と分子結合情報を試料の同一場所で同時に測定することのできる分光分析装置であって、
(a)試料面に対して垂直方向にX線を入射させ、反射したX線を斜め方向に置かれたX線検知器で受光する蛍光X線分光分析装置、
(b)蛍光X線分光分析装置のX線入射光軸と試料面との交点位置に対して、該X線入射光軸上に傾斜させて置かれたハーフミラーを介して横方向からレーザー光を入射させ、該交点位置で発生した試料のラマン散乱光を前記ハーフミラーを介して前記X線入射光軸から取り出すラマンプローブを備えたラマン分光分析装置、
を備えたことを特徴としている。
In addition, a spectroscopic analyzer capable of simultaneously measuring elemental analysis and molecular bond information in a sample at the same location of the sample,
(A) an X-ray fluorescence spectrometer that makes X-rays incident on the sample surface in the vertical direction and receives the reflected X-rays with an X-ray detector placed in an oblique direction;
(B) The laser beam from the lateral direction through a half mirror placed on the X-ray incident optical axis at an intersection position between the X-ray incident optical axis and the sample surface of the X-ray fluorescence spectrometer And a Raman spectroscopic analysis apparatus comprising a Raman probe that takes out the Raman scattered light of the sample generated at the intersection position from the X-ray incident optical axis via the half mirror,
It is characterized by having.
また、前記ハーフミラーは、X線を透過し、可視光線を反射する材質で作られていることを特徴としている。 The half mirror is made of a material that transmits X-rays and reflects visible light.
また、前記ハーフミラーは、薄いアルミニウム板、薄いベリリウム板、またはダイクロイックミラーで作られていることを特徴としている。 The half mirror is made of a thin aluminum plate, a thin beryllium plate, or a dichroic mirror.
また、前記ラマンプローブの代わりに、互換性を有する観測カメラを設置することを特徴としている。 In addition, instead of the Raman probe, a compatible observation camera is installed.
本発明の分光分析装置によれば、
試料中の元素分析と分子結合情報を試料の同一場所で同時に測定することのできる分光分析装置であって、
(a)試料面に対して垂直方向に光軸を有する観測カメラと同軸方向にレーザー光を入射させ、該カメラと同軸方向に試料のラマン散乱光を取り出すラマンプローブを備えたラマン分光分析装置、
(b)ラマン分光分析装置の光軸と試料面との交点位置に対して、斜め方向からX線を入射させ、該交点位置で反射したX線を斜め方向に置かれたX線検知器で受光する蛍光X線分光分析装置、
を備えたので、
構成元素に関する情報が得られる蛍光X線分光分析装置と、原子の結合の関する情報が得られるラマン分光分析装置の組み合わせ方に工夫を凝らした、新しい分光分析装置を提供することができる。
According to the spectroscopic analyzer of the present invention,
A spectroscopic analyzer capable of simultaneously measuring elemental analysis and molecular bond information in a sample at the same location of the sample,
(A) a Raman spectroscopic analyzer provided with a Raman probe that allows laser light to be incident in a coaxial direction with an observation camera having an optical axis in a direction perpendicular to the sample surface, and to extract Raman scattered light from the sample in the coaxial direction with the camera;
(B) An X-ray detector in which X-rays are incident from an oblique direction with respect to the intersection position between the optical axis of the Raman spectroscopic analyzer and the sample surface, and the X-ray reflected at the intersection position is placed in the oblique direction. X-ray fluorescence spectrometer for receiving light,
So that
It is possible to provide a new spectroscopic analysis device that has been devised in a combination of a fluorescent X-ray spectroscopic analysis device that can obtain information on constituent elements and a Raman spectroscopic analysis device that can obtain information on the bonding of atoms.
また、試料中の元素分析と分子結合情報を試料の同一場所で同時に測定することのできる分光分析装置であって、
(a)試料面に対して垂直方向にX線を入射させ、反射したX線を斜め方向に置かれたX線検知器で受光する蛍光X線分光分析装置、
(b)蛍光X線分光分析装置のX線入射光軸と試料面との交点位置に対して、該X線入射光軸上に傾斜させて置かれたハーフミラーを介して横方向からレーザー光を入射させ、該交点位置で発生した試料のラマン散乱光を前記ハーフミラーを介して前記X線入射光軸から取り出すラマンプローブを備えたラマン分光分析装置、
を備えたので、
構成元素に関する情報が得られる蛍光X線分光分析装置と、原子の結合の関する情報が得られるラマン分光分析装置の組み合わせ方に工夫を凝らした、新しい分光分析装置を提供することができる。
In addition, a spectroscopic analyzer capable of simultaneously measuring elemental analysis and molecular bond information in a sample at the same location of the sample,
(A) an X-ray fluorescence spectrometer that makes X-rays incident on the sample surface in the vertical direction and receives the reflected X-rays with an X-ray detector placed in an oblique direction;
(B) The laser beam from the lateral direction through a half mirror placed on the X-ray incident optical axis at an intersection position between the X-ray incident optical axis and the sample surface of the X-ray fluorescence spectrometer And a Raman spectroscopic analysis apparatus comprising a Raman probe that takes out the Raman scattered light of the sample generated at the intersection position from the X-ray incident optical axis via the half mirror,
So that
It is possible to provide a new spectroscopic analysis device that has been devised in a combination of a fluorescent X-ray spectroscopic analysis device that can obtain information on constituent elements and a Raman spectroscopic analysis device that can obtain information on the bonding of atoms.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図2は、本発明にかかる分光分析装置の一実施例である。図2には、本発明にかかる分光分析装置の要部構成が示されている。 FIG. 2 shows an embodiment of a spectroscopic analyzer according to the present invention. FIG. 2 shows the main configuration of the spectroscopic analyzer according to the present invention.
図2(a)において、1は試料である。試料1の測定面は下向きになっている。蛍光X線分光分析装置は、ほぼ45゜斜め下方向に位置するX線発生装置2からX線を入射させ、試料面で反射したX線をほぼ45゜斜め下方向に置かれたX線検知器3で受光する。これにより、蛍光X線スペクトルを取得することができる。
In FIG. 2A, 1 is a sample. The measurement surface of sample 1 is facing downward. The X-ray fluorescence spectrometer is an X-ray detector in which X-rays are incident from an
一方、ラマンプローブ4は、試料面に対して垂直上方向にレーザー光を入射させ、同軸下方向に試料のラマン散乱光を取り出す。このとき、レーザー光が当たっている試料面上の位置と、X線が当たっている試料面上の位置は、同じ位置であるので、試料の同一箇所を同時に蛍光X線とラマンで分析していることになる。同時に同一箇所の蛍光X線とラマンの情報が得られるので、別々に蛍光X線とラマンを測定した場合に較べて、格段に信頼性の高い情報が得られる。
On the other hand, the Raman
なお、図2(b)に示すように、ラマンプローブ4は、観測機能付きCCDカメラファイバースコープ5と置き換えて使用することができるように構成されており、ラマンプローブ4や観測機能付きCCDカメラファイバースコープ5を取り付けるフランジ(図示せず)等は全くの共用であるため、コストがかからない。ラマン分析を行なわないときには、観測機能付きCCDカメラファイバースコープ5を設置しておけば、試料面を画像により観察することもできる。ラマンプローブ4と観測機能付きCCDカメラファイバースコープ5は、同一光軸を利用しており、互換性を有することが、本案の特徴の一つである。
As shown in FIG. 2B, the Raman
図3は、本発明にかかる分光分析装置の一実施例である。図3には、本発明にかかる分光分析装置の要部構成が示されている。図2と同一の構成要素に対しては、同一の番号を付して説明する。 FIG. 3 shows an embodiment of a spectroscopic analyzer according to the present invention. FIG. 3 shows a main configuration of the spectroscopic analyzer according to the present invention. The same components as those in FIG. 2 will be described with the same numbers.
図3(a)において、1は試料である。試料1の測定面は上向きになっている。蛍光X線分光分析装置は、垂直上方向に位置するX線発生装置2からX線を入射させ、試料面で反射したX線を斜め上方向に置かれたX線検知器3で受光する。これにより、蛍光X線スペクトルを取得することができる。
In FIG. 3A, 1 is a sample. The measurement surface of the sample 1 is facing upward. The X-ray fluorescence spectrometer receives X-rays from an
一方、ラマンプローブ3は、X線の入射光軸上にほぼ45゜に傾斜させて置かれたハーフミラー6で反射させて、横方向からレーザー光を入射させ、試料面に照射させる。試料面で発生した試料のラマン散乱光は、前記ハーフミラー6を介して、X線入射光軸から横方向に取り出される。
On the other hand, the
このハーフミラー6には、X線を透過し、可視光線を反射する材質が用いられる。この目的のために、例えば、薄いアルミニウム板、薄いベリリウム板、またはダイクロイックミラーなどが使用可能である。これにより、ハーフミラーをX線の光軸上に固定したままX線を透過させても、X線分析には何の影響も出ない構成とすることができる。 The half mirror 6 is made of a material that transmits X-rays and reflects visible light. For this purpose, for example, a thin aluminum plate, a thin beryllium plate, or a dichroic mirror can be used. As a result, even if the X-ray is transmitted while the half mirror is fixed on the optical axis of the X-ray, the X-ray analysis is not affected.
このとき、レーザー光が当たっている試料面上の位置と、X線が当たっている試料面上の位置は、同じ位置であるので、試料の同一箇所を同時に蛍光X線とラマンで分析していることになる。同時に同一箇所の蛍光X線とラマンの情報が得られるので、別々に蛍光X線とラマンを測定した場合に較べて、格段に信頼性の高い情報が得られる。 At this time, since the position on the sample surface where the laser beam hits and the position on the sample surface where the X-ray hits are the same position, the same part of the sample is analyzed simultaneously with fluorescent X-rays and Raman. Will be. Since the fluorescent X-ray and Raman information at the same location can be obtained at the same time, information with much higher reliability can be obtained as compared with the case where the fluorescent X-ray and Raman are measured separately.
なお、図3(b)に示すように、ラマンプローブ4は、観測機能付きCCDカメラファイバースコープ5と置き換えて使用することができるように構成されており、ラマンプローブ4や観測機能付きCCDカメラファイバースコープ5を取り付けるフランジ(図示せず)等は全くの共用であるため、コストがかからない。ラマン分析を行なわないときには、観測機能付きCCDカメラファイバースコープ5を設置しておけば、試料面を画像により観察することもできる。ラマンプローブ4と観測機能付きCCDカメラファイバースコープ5は、同一光軸を利用しており、互換性を有することが、本案の特徴の一つである。
As shown in FIG. 3B, the
環境分析に広く利用できる。 Can be widely used for environmental analysis.
1:試料、2:X線発生装置、3:X線検知器、4:ラマンプローブ、5:観測機能付きCCDカメラファイバースコープ、6:ハーフミラー 1: Sample, 2: X-ray generator, 3: X-ray detector, 4: Raman probe, 5: CCD camera fiberscope with observation function, 6: Half mirror
Claims (7)
(a)試料面に対して垂直方向に光軸を有する観測カメラと同軸方向にレーザー光を入射させ、該カメラと同軸方向に試料のラマン散乱光を取り出すラマンプローブを備えたラマン分光分析装置、
(b)ラマン分光分析装置の光軸と試料面との交点位置に対して、斜め方向からX線を入射させ、該交点位置で反射したX線を斜め方向に置かれたX線検知器で受光する蛍光X線分光分析装置、
を備えたことを特徴とする分光分析装置。 A spectroscopic analyzer capable of simultaneously measuring elemental analysis and molecular bond information in a sample at the same location of the sample,
(A) a Raman spectroscopic analysis apparatus provided with a Raman probe that allows laser light to be incident in a coaxial direction with an observation camera having an optical axis in a direction perpendicular to the sample surface, and to extract Raman scattered light from the sample in the coaxial direction with the camera;
(B) An X-ray detector in which X-rays are incident from an oblique direction on the intersection point between the optical axis of the Raman spectroscopic analyzer and the sample surface, and the X-rays reflected at the intersection point are placed in the oblique direction. X-ray fluorescence spectrometer for receiving light,
A spectroscopic analyzer characterized by comprising:
(a)試料面に対して垂直方向にX線を入射させ、反射したX線を斜め方向に置かれたX線検知器で受光する蛍光X線分光分析装置、
(b)蛍光X線分光分析装置のX線入射光軸と試料面との交点位置に対して、該X線入射光軸上に傾斜させて置かれたハーフミラーを介して横方向からレーザー光を入射させ、該交点位置で発生した試料のラマン散乱光を前記ハーフミラーを介して前記X線入射光軸から取り出すラマンプローブを備えたラマン分光分析装置、
を備えたことを特徴とする分光分析装置。 A spectroscopic analyzer capable of simultaneously measuring elemental analysis and molecular bond information in a sample at the same location of the sample,
(A) an X-ray fluorescence spectrometer that makes X-rays incident on the sample surface in the vertical direction and receives the reflected X-rays with an X-ray detector placed in an oblique direction;
(B) The laser beam from the lateral direction through a half mirror placed on the X-ray incident optical axis at an intersection position between the X-ray incident optical axis and the sample surface of the X-ray fluorescence spectrometer And a Raman spectroscopic analysis apparatus comprising a Raman probe that takes out the Raman scattered light of the sample generated at the intersection position from the X-ray incident optical axis via the half mirror,
A spectroscopic analyzer characterized by comprising:
5. The spectroscopic analysis apparatus according to claim 4, wherein a compatible observation camera is installed instead of the Raman probe.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004376087A JP2006184066A (en) | 2004-12-27 | 2004-12-27 | Spectroscopic analyzer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004376087A JP2006184066A (en) | 2004-12-27 | 2004-12-27 | Spectroscopic analyzer |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012225802A (en) * | 2011-04-20 | 2012-11-15 | Bruker Optics Kk | Infrared transmission spectrum measurement device |
CN113310965A (en) * | 2021-06-04 | 2021-08-27 | 钢研纳克检测技术股份有限公司 | Cross-border goods multi-parameter nondestructive in-situ detector |
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2004
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN113310965A (en) * | 2021-06-04 | 2021-08-27 | 钢研纳克检测技术股份有限公司 | Cross-border goods multi-parameter nondestructive in-situ detector |
CN113310965B (en) * | 2021-06-04 | 2022-07-15 | 钢研纳克检测技术股份有限公司 | Cross-border goods multi-parameter nondestructive in-situ detector |
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