JP2000310602A - 蛍光ｘ線分析装置およびこれに使用する記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】分析試料の測定開始前に、標準試料およびドリ
フト補正試料のデータ処理パラメータの作成を容易に行
うことができる蛍光Ｘ線分析装置およびこれに使用する
記録媒体を提供する。 【解決手段】分析試料の測定開始前に、記録媒体のデー
タまたは送信されたデータからの標準試料およびドリフ
ト補正試料の試料分析条件の下で標準試料およびドリフ
ト補正試料を測定して、標準試料およびドリフト補正試
料のデータ処理パラメータを自動的に作成するので、こ
のデータ処理パラメータの作成を専門知識がなくとも、
容易かつ正確に行うことができる。また、本記録媒体に
記録された分析アプリケーションを容易に多くの装置に
組み込むことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、分析試料にＸ線を
照射して分析を行う蛍光Ｘ線分析装置に関し、その分析
試料に対応した標準試料の検量線定数やファンダメンタ
ルパラメータ感度定数等のデータ処理パラメータの作成
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、Ｘ線を照射した分析試料から
発生する蛍光Ｘ線の強度を測定して試料の定量分析を行
う蛍光Ｘ線分析装置が知られている。この装置は、試料
にＸ線を照射するＸ線照射装置、Ｘ線を照射した試料か
ら発生する蛍光Ｘ線を分光する分光器、分光された蛍光
Ｘ線を検出する検出器、および装置全体を制御するコン
トローラ（コンピュータ）などを備えている。

【０００３】試料の定量分析を行う方法には、検量線法
とファンダメンタルパラメータ法がある。検量線法は、
分析試料の分析成分および品種に見合う標準試料を用い
て、図５に示す標準試料のＸ線強度と含有率との関係を
示す検量線に基づき、分析試料の元素含有率を求めるも
のである。この場合、分析試料の測定を開始する前に、
上記標準試料およびこれに対応するドリフト補正試料を
用意し、検量線定数、マトリックス補正定数、重なり補
正定数およびドリフト補正基準強度のデータ処理パラメ
ータを作成しておく必要がある。この作成の際、標準試
料の標準値（濃度、厚み、付着量など）、ドリフト補正
条件、補正パラメータおよび蛍光Ｘ線分析装置の測定条
件を含む試料分析条件のデータをコンピュータに入力す
る必要があるが、従来はオペレータが手動で入力してい
た。補正パラメータ（マトリックス補正定数，重なり補
正定数など）は共存元素の吸収・励起およびスペクトル
の重なりの影響を補正するものである。標準試料および
ドリフト補正試料のデータ処理パラメータが作成された
のち、分析試料の測定が開始される。

【０００４】また、ファンダメンタルパラメータ法は、
適宜設定した元素含有率の初期値から、理論強度を用い
た逐次近似収束計算で元素含有率を求めるものであり、
この場合、分析試料の測定を開始する前に、装置感度を
補正するために用いる標準試料の測定Ｘ線強度と理論Ｘ
線強度との関係を示すファンダメンタルパラメータ感度
定数、重なり補正定数およびドリフト補正基準強度のデ
ータ処理パラメータを作成する必要がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記標準試料
およびドリフト補正試料のデータ処理パラメータを作成
する場合、上記試料分析条件のうち特に上記補正パラメ
ータや蛍光Ｘ線分析装置の測定条件等の条件設定には高
度の専門知識と経験が必要であり、上記データを入力す
るオペレータは蛍光Ｘ線分析についての専門知識を持っ
た者に限られるという問題があった。また、入力が手作
業で行われるため、煩雑であり、ケアレスミスも発生し
やすい。

【０００６】本発明は、上記の問題点を解決して、分析
試料の測定開始前に、標準試料およびドリフト補正試料
のデータ処理パラメータの作成を容易に行うことができ
る蛍光Ｘ線分析装置およびこれに使用する記録媒体を提
供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、分析試料にＸ線を照射して分析
を行う蛍光Ｘ線分析装置であって、分析試料に対応した
標準試料の標準値、ドリフト補正条件、補正パラメータ
および蛍光Ｘ線分析装置の測定条件を含む試料分析条件
のデータが記録された記録媒体から前記試料分析条件の
データを読取・記憶する手段、または外部コンピュータ
から送信された前記試料分析条件のデータを受信・記憶
する手段と、前記記憶された試料分析条件に基づいて、
前記標準試料および標準試料に対応したドリフト補正試
料を測定して、検量線定数およびドリフト補正基準強度
を含むデータ処理パラメータと、ファンダメンタルパラ
メータ感度定数およびドリフト補正基準強度を含むデー
タ処理パラメータとのいずれか一方を演算し、その結果
を記憶するデータ処理パラメータ演算・記憶手段とを備
えている。ここで、記録媒体には、フロッピーディス
ク、ＭＯディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク等が
含まれる。外部コンピュータからの送信とは、例えばサ
ーバなどの外部コンピュータに記憶されたデータをネッ
トワーク等の回線を通じて送信する場合をいう。

【０００８】請求項１の構成によれば、分析試料の測定
開始前に、記録媒体のデータまたは送信されたデータか
らの標準試料およびドリフト補正試料の試料分析条件の
下で標準試料およびドリフト補正試料を測定して、標準
試料およびドリフト補正試料のデータ処理パラメータを
自動的に作成するので、このデータ処理パラメータの作
成を専門知識がなくとも、容易かつ正確に行うことがで
きる。特に、試料分析条件のうち測定条件および補正パ
ラメータについては、高度の専門知識と経験を必要と
し、従来分析上のネックとなっていたが、その問題が解
消される。

【０００９】請求項２の発明は、分析試料を分析する蛍
光Ｘ線分析装置の試料分析条件を記録したコンピュータ
読み取り可能な記録媒体であって、前記試料分析条件
は、分析試料に対応した標準試料の標準値、ドリフト補
正条件、補正パラメータおよび蛍光Ｘ線分析装置の測定
条件を含み、設定された試料分析条件の下で、蛍光Ｘ線
分析装置の各部を制御するコンピュータの制御プログラ
ムに制御を行わせて、前記標準試料および標準試料に対
応したドリフト補正試料を測定させ、検量線定数および
ドリフト補正基準強度を含むデータ処理パラメータと、
ファンダメンタルパラメータ感度定数およびドリフト補
正基準強度を含むデータ処理パラメータとのいずれか一
方を演算させて、その結果を記憶させるものであること
を特徴とするものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る
蛍光Ｘ線分析装置の構成図を示す。本装置は、試料Ｓに
Ｘ線を照射し、試料Ｓから発生する蛍光Ｘ線の強度を測
定して、試料Ｓを定量分析するものである。本装置は、
分析試料の測定開始前に、分析試料に対応した標準試料
およびドリフト補正試料のデータ処理パラメータを自動
的に作成するものである。

【００１１】本装置は、試料Ｓが固定される試料台９、
試料Ｓに１次Ｘ線Ｂ１を照射するＸ線照射装置１、１次
Ｘ線Ｂ１をフィルタリングする１次フィルタ２、試料Ｓ
の特定の測定部位からの蛍光Ｘ線（二次Ｘ線）Ｂ２のみ
を後述する検出器８に取り込むように視野制限する視野
制限絞り３、２次Ｘ線Ｂ２のＸ線強度を減衰させるアッ
テネータ４、視野制限された蛍光Ｘ線Ｂ２を平行化する
一次ソーラスリット５、ブラッグの式を満足する波長の
蛍光Ｘ線Ｂ２のみを入射角θと同一の回折角θで回折す
る分光器６、回折した蛍光Ｘ線Ｂ３を平行化する二次ソ
ーラスリット７、蛍光Ｘ線Ｂ３の強度を検出する検出器
８、および検出器８からの出力パルスを計数して、測定
対象元素のピーク強度を測定する計数回路１０を備えて
いる。分光器６と検出器８とは、図示しないゴニオメー
タにより、一定の角度関係を保って回動される。

【００１２】上記装置各部には、測定対象の試料Ｓに応
じて、各部またはその所定の構成部分を光路上に移動さ
せる移動機構が設けられている。すなわち、上記１次フ
ィルタ２，アッテネータ４には、これらを光路上に進退
させるフィルタ進退機構２２，アッテネータ進退機構２
４が設けられている。視野制限絞り３は相異なる孔径の
複数の絞り孔を周方向に配置しており、この視野制限絞
り３には光路上に選択された絞り孔を交換配置する交換
機構２３が設けられている。一次ソーラスリット５およ
び二次ソーラスリット７はそれぞれ複数の互いに異なる
開角からなるスリット部５Ａ〜５Ｃ，７Ａ〜７Ｃを有し
ており、一次ソーラスリット５および二次ソーラスリッ
ト７には各スリット部を光路上に進退させるスリット進
退機構２５，２６が設けられている。前記各移動機構２
２〜２６は、例えばラック・ピニオン式の機構である。
分光器６は相異なる格子間隔をもつ複数の分光面を円周
上に配置しており、この分光器６は、切換機構２７によ
って回転されることで、光路上に各分光面が切り換えて
配置される。これらの機構２２〜２７は、後述するコン
トローラ２０内の測定制御手段３３により制御される。

【００１３】さらに、本装置は、図２に示すように、装
置全体を制御するコンピュータからなるコントローラ２
０を備えている。コンピュータ２０は、そのＣＰＵ２１
に、測定制御手段３３、データ処理パラメータ演算・記
憶手段３４および記録媒体データ読取・記憶手段３５を
内蔵し、制御プログラムを格納したＲＯＭ３６、データ
処理パラメータの作成作業をスタートさせるスタートボ
タンのようなスタート指令手段３０、各動作内容と各デ
ータ内容を画面に表示する表示手段３７、および印刷手
段３８を有する。

【００１４】上記記録媒体データ読取・記憶手段３５
は、標準試料の標準値、ドリフト補正条件、補正パラメ
ータ等のデータ処理条件および蛍光Ｘ線分析装置の測定
条件を含む試料分析条件のデータが記録されたフロッピ
ーディスクのような記録媒体３９から上記試料分析条件
のデータを読取・記憶する。

【００１５】上記測定制御手段３３は、記憶された試料
分析条件のうちの測定条件の下で、ＲＯＭ３６に格納さ
れた制御プログラムにしたがい、上記蛍光Ｘ線分析装置
各部を作動させて、標準試料および標準試料に対応した
ドリフト補正試料を測定させる。データ処理パラメータ
演算・記憶手段３４は、記憶された試料分析条件のうち
のデータ処理条件に基づいて、標準試料およびドリフト
補正試料についての測定データから、検量線定数、マト
リックス補正定数、重なり補正定数およびドリフト補正
基準強度のデータ処理パラメータを演算し、その結果を
記憶する。また、マトリックス補正定数もしくは重なり
補正定数またはその両方を演算しない場合もある。例え
ば、マトリックス補正定数、重なり補正定数は演算させ
ずに、蛍光Ｘ線分析方法の規格であるＪＩＳＧ１２５６
の解説に記載されているマトリックス補正定数（総合補
正係数）、重なり補正定数（重なり補正係数）をフロッ
ピーディスク等に記憶させておき、この定数を装置に読
取・記憶させ、記憶させたマトリックス補正定数、重な
り補正定数を使用して、検量線定数を演算する場合であ
る。なお、分析対象元素や共存元素の種類によっては、
マトリックス補正定数もしくは重なり補正定数またはそ
の両方を使用しない場合もある。

【００１６】上記記録媒体３９には、前記データ処理条
件として、例えば、検量線定数、マトリックス補正定
数、重なり補正定数およびドリフト補正基準強度を演算
するのに必要な標準試料の標準値（濃度）、ドリフト補
正条件、共存元素の吸収・励起およびスペクトルの重な
りの影響を補正する補正パラメータ（マトリックス補正
定数，重なり補正定数など）、出力設定（出力桁，表示
の方法，分析値の表示方法など）等が書き込まれてい
る。また、蛍光Ｘ線分析装置各部の測定条件として、例
えば、視野制限絞り３、分光器６、１次，２次ソーラス
リット５，７、１次フィルタ２およびアッテネータ４に
おける各部またはその構成部分の選定のほか、Ｘ線照射
装置２の電力値やＸ線照射時間、ピーク角度（波長）、
分光角度２θ、バックグラウンド角度、計数回路１０を
形成する波高分析器（ＰＨＡ）の窓の幅やパルスカウン
ト時間（測定時間）等のＰＨＡ条件、分析試料の分析
径、装置外部の雰囲気、および装置内部の真空設定（真
空度，真空の引き方）等の設定が書き込まれている。

【００１７】上記構成の蛍光Ｘ線分析装置の動作を、図
３，４のフローチャートに基づいて説明する。図３は、
標準試料およびドリフト補正試料のデータ処理パラメー
タを作成する動作を示し、図４は、分析試料の分析を行
う日常管理分析作業の動作を示す。

【００１８】〔データ処理パラメータの作成作業〕図３
において、まず、図２の記録媒体データ読取・記憶手段
３５により記録媒体３９に記録された試料分析条件のデ
ータが読み込まれて、コンピュータ２０にインストール
される（ステップＳ１）。予め、記録媒体３９とともに
標準試料およびドリフト補正試料が装置に付属されてい
れば、これらの試料を準備する手間が省ける。つぎに、
指定あるいは推奨する方法で、組成が既知の標準試料を
調製する（ステップＳ２）。これは、操作マニュアルで
具体的に調製方法が指示されるもので、例えば標準試料
が鉄鋼の場合はその表面が研磨され、セメントの場合は
加圧成形され、銅合金の場合は旋盤で切削される。その
調製の手順は、図２のコンピュータ２０の表示手段３７
の画面に表示してもよいし、この画面で操作マニュアル
のどの箇所を見るべきかを指示してもよい。

【００１９】上記調製された標準試料が試料台９に置か
れた後、スタートボタン３０を押すと、上記読み込まれ
た試料分析条件のデータに基づいて制御プログラムが作
動し、標準試料が測定されて、検量線が自動作成（更
新）される（ステップＳ３）。検量線は複数の相異なる
標準試料により作成される。制御プログラムの作動によ
り、コンピュータ２０のデータ処理パラメータ演算・記
憶手段３４に、分析試料に対応した標準試料の標準値、
ドリフト補正条件、補正パラメータ等のデータ処理条件
を与える一方で、測定制御手段３３に、蛍光Ｘ線分析装
置の測定条件を与えて、その測定条件下で、標準試料を
測定させる。そして、データ処理パラメータ演算・記憶
手段３４に、標準試料の測定データに基づいて、検量線
の検量線定数、マトリックス補正定数、重なり補正定数
およびドリフト補正基準強度のデータ処理パラメータを
演算させ、その結果を記憶させる。この結果は、表示手
段３７により表示され、必要に応じて印刷手段３８によ
りプリントアウトされる。

【００２０】つぎに、標準試料に対応したドリフト補正
用試料を測定する。この試料は長期にわたって変化がな
いことが要求される。このドリフト補正用試料が測定さ
れて、ドリフト補正用試料の基準Ｘ線強度Ｉ0 が、デー
タ処理パラメータ演算・記憶手段３４に自動登録される
（ステップＳ４）。ここでは、検量線作成のために、標
準試料を測定したときと、ドリフト補正用試料を測定し
たときとは、装置にドリフトがないと仮定している。

【００２１】つぎに、後に測定される分析試料に近い組
成を持ち、組成が既知のチェック試料を測定する。この
チェック試料が測定されて、チェック試料の元素含有率
（％）が、先に標準試料により作成した検量線を用いて
求められ、これが既知の値に合致するか否かが確認され
る（ステップＳ５）。合致すれば、図４の日常管理分析
作業に進む（ステップＳ６）。

【００２２】こうして、本装置は、記録媒体からの試料
分析条件のデータに基づき、ＲＯＭ３６に格納された制
御プログラムが作動し、測定制御手段３３，データ処理
パラメータ演算・記憶手段３４を制御して、標準試料お
よびドリフト補正試料の試料分析条件の下で標準試料お
よびドリフト補正試料を測定させると、データ処理パラ
メータが自動的に作成される。したがって、分析試料の
測定開始前の上記データ処理パラメータの作成作業を容
易に行うことができる。

【００２３】〔日常管理分析作業〕図４において、ま
ず、指定あるいは推奨する方法で分析試料を調製する
（ステップＴ１）。つぎに、上記チェック試料が測定さ
れ、このチェック試料の含有率（％）が先に作成してデ
ータ処理パラメータ演算・記憶手段３４に記憶した検量
線を用いて求められ、既知の値に合致するか確認される
（ステップＴ２）。合致すれば、分析試料の測定を開始
することができる（ステップＴ７）。合致しなければ、
上述した感度ドリフト補正を行う（ステップＴ３）。つ
まり、ドリフト補正用試料を測定して、そのＸ線強度Ｉ
を求め、先に求めた基準Ｘ線強度Ｉ0 との比α＝Ｉ／Ｉ
0 を用いて感度ドリフト補正を行う。つぎに、再度、チ
ェック試料が測定され、前記感度ドリフト補正を行った
のちのチェック試料の含有率（％）が、既知の値に合致
するか否かが確認される（ステップＴ４）。合致すれ
ば、分析試料の測定が開始される（ステップＴ７）。合
致しなければ、それが２回目以上であるか否かが確認さ
れる（ステップＴ５）。２回目以上でない、つまり１回
目であれば、ステップＴ３に戻る。２回目以上であれ
ば、標準試料の検量線が不正確であるとして、検量線を
再作成する（ステップＴ６）。つまり、図３の動作を再
び行う。なお、検量線の再作成については、長期間、装
置を使用していなかった場合などに行ってもよい。

【００２４】ステップＴ７で分析試料の測定が開始され
た後、検量線法により、測定されたピーク強度から、デ
ータ処理パラメータ演算・記憶手段３４に記憶された検
量線定数、マトリックス補正定数、重なり補正定数およ
びドリフト補正基準強度のデータ処理パラメータを使用
して、分析試料Ｓの含有率が求められる。

【００２５】なお、この実施形態では、検量線法で用い
るデータ処理パラメータを自動的に作成しているが、適
宜設定した元素含有率の初期値から、理論強度を用いた
逐次近似収束計算で元素含有率を求めるファンダメンタ
ルパラメータ法の場合には、ファンダメンタルパラメー
タ感度定数、重なり補正定数およびドリフト補正基準強
度のデータ処理パラメータを自動的に作成する。なお、
重なり補正定数を求めないこともある。図４のステップ
Ｔ７で分析試料の測定が開始された後、ファンダメンタ
ルパラメータ法により、データ処理パラメータ演算・記
憶手段３４に記憶されたファンダメンタルパラメータ感
度定数、重なり補正定数およびドリフト補正基準強度を
使用して、分析試料の含有率が求められる。

【００２６】なお、この実施形態では、ドリフト補正
は、各元素に対して１点で行う方法であるが、高強度お
よび低強度の２点で行う手法でもよい。

【００２７】なお、この実施形態では、一元素ずつゴニ
オメータを走査しながら測定する走査型の蛍光Ｘ線分析
装置に適用しているが、各元素ごとに独立のゴニオメー
タを配し同時に多元素を分析する同時分析型に適用して
もよい。また、上記記録媒体３９から試料分析条件を記
憶させても従来の汎用分析は可能である。

【００２８】なお、この実施形態では、記録媒体３９か
らの試料分析条件のデータにより、データ処理パラメー
タを自動的に作成しているが、これとは異なり、サーバ
などの外部コンピュータに記憶されて、ネットワーク等
の回線を通じて送信された試料分析条件のデータを受信
・記憶する手段を設け、この手段によって受信した試料
分析条件により、データ処理パラメータを自動的に作成
してもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、分析試
料の測定開始前に、記録媒体のデータまたは送信された
データからの標準試料およびドリフト補正試料の試料分
析条件の下で標準試料およびドリフト補正試料を測定し
て、標準試料およびドリフト補正試料のデータ処理パラ
メータを自動的に作成するので、このデータ処理パラメ
ータの作成を専門知識がなくとも、容易かつ正確に行う
ことができる。また、本記録媒体に記録された分析アプ
リケーションを容易に多くの装置に組み込むことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る蛍光Ｘ線分析装置を
示す概略構成図である。

【図２】上記蛍光Ｘ線分析装置の制御部を示す概略構成
図である。

【図３】上記装置の動作を示すフローチャートである。

【図４】上記装置の動作を示すフローチャートである。

【図５】検量線の一例を示す特性図である。

【符号の説明】

２０…コンピュータ、３３…測定制御手段、３４…デー
タ処理パラメータ演算・記憶手段、３５…記録媒体デー
タ読取・記憶手段、３９…記録媒体、Ｓ…試料。

フロントページの続き (72)発明者 河野 久征 大阪府高槻市赤大路町14番８号 理学電機 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2G001 AA01 BA04 CA01 EA02 EA06 EA09 FA03 FA06 FA08 FA12 FA17 FA30 GA01 JA05 JA16 KA01 SA01 SA02 SA11

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 分析試料にＸ線を照射して分析を行う蛍
   光Ｘ線分析装置であって、 分析試料に対応した標準試料の標準値、ドリフト補正条
   件、補正パラメータおよび蛍光Ｘ線分析装置の測定条件
   を含む試料分析条件のデータが記録された記録媒体から
   前記試料分析条件のデータを読取・記憶する手段、また
   は外部コンピュータから送信された前記試料分析条件の
   データを受信・記憶する手段と、 前記記憶された試料分析条件に基づいて、前記標準試料
   および標準試料に対応したドリフト補正試料を測定し
   て、検量線定数およびドリフト補正基準強度を含むデー
   タ処理パラメータと、ファンダメンタルパラメータ感度
   定数およびドリフト補正基準強度を含むデータ処理パラ
   メータとのいずれか一方を演算し、その結果を記憶する
   データ処理パラメータ演算・記憶手段とを備えた蛍光Ｘ
   線分析装置。
2. 【請求項２】 分析試料を分析する蛍光Ｘ線分析装置の
   試料分析条件を記録したコンピュータ読み取り可能な記
   録媒体であって、 前記試料分析条件は、分析試料に対応した標準試料の標
   準値、ドリフト補正条件、補正パラメータおよび蛍光Ｘ
   線分析装置の測定条件を含み、設定された試料分析条件
   の下で、蛍光Ｘ線分析装置の各部を制御するコンピュー
   タの制御プログラムに制御を行わせて、前記標準試料お
   よび標準試料に対応したドリフト補正試料を測定させ、
   検量線定数およびドリフト補正基準強度を含むデータ処
   理パラメータと、ファンダメンタルパラメータ感度定数
   およびドリフト補正基準強度を含むデータ処理パラメー
   タとのいずれか一方を演算させて、その結果を記憶させ
   るものであることを特徴とする蛍光Ｘ線分析装置の試料
   分析条件を記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒
   体。