JP2003156458A - 開閉検知機能付きｘ線分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造で確実かつ自動的に蓋体の閉止を
判別できる開閉検知機能付きＸ線分析装置を提供する。 【解決手段】 すべてのスイッチ１５Ａ〜１５Ｃの接点
開から少なくとも１つのスイッチ１５Ａ〜１５Ｃの接点
閉への変化を検出し、この少なくとも１つのスイッチ１
５Ａ〜１５Ｃが接点閉を検出した時点から所定時間内に
すべてのスイッチ１５Ａ〜１５Ｃの接点閉を検出する
と、蓋体１７が実際に閉まっていると判断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線分析装置にお
いて、蓋体の閉止状態を判別する開閉検知機能を改善し
たものである。

【０００２】

【従来の技術】蛍光Ｘ線分析装置は、測定用試料に１次
Ｘ線を照射して、試料から発生した２次Ｘ線を測定する
ことにより、試料の元素分析を行う装置である。このＸ
線分析装置として、測定すべき試料をセットまたは交換
するに際して、検査員が手動作業で試料室の蓋体を開け
て試料台上に試料を載置するタイプのものがある。この
試料室の蓋体は、分析中に試料室を覆って、Ｘ線が装置
外部へ漏洩するのを防止する。この蓋体には、蓋体が閉
まっていることを検出するために、複数のマイクロスイ
ッチのようなスイッチが設けられて、蓋体が閉まってい
る時にこれらのスイッチがすべて接点閉を検出すると、
蓋体が実際に閉まっていると判断する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、スイッチにつ
いて接点溶着などの故障が生じると、蓋体が開いている
にもかかわらず、スイッチが接点閉を検出するので、蓋
体の閉止状態の判断を誤ってしまう。この誤った判断に
基づいて試料分析を行うと、蓋体の開いた部分からＸ線
が装置外部に漏洩することがある。

【０００４】一方、スイッチの接点溶着は、蓋体が開い
ている時に、いずれかのスイッチが接点閉になっている
ことを検出することで検知できるが、蓋体が開いている
ことをその都度目視で確認してスイッチの接点閉を検出
するのは煩雑であり、また自動的に検出するには、蓋体
が開いていることを検出するセンサがさらに必要とな
り、構造が複雑となる。

【０００５】本発明は、前記の問題点を解決して、簡単
な構造で確実かつ自動的に蓋体の閉止を判別できる開閉
検知機能付きＸ線分析装置を提供することを目的として
いる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係る開閉検知機能付きＸ線分析装置は、Ｘ
線を試料に照射して試料の分析を行うものであって、試
料室を開閉する蓋体と、前記蓋体の相異なる複数箇所に
設けられて蓋体が閉まると第１接点状態を検出する複数
のスイッチと、すべての前記スイッチの第２接点状態か
ら少なくとも１つのスイッチの第１接点状態への変化を
検出するスイッチ監視回路と、前記変化前の第２接点状
態の検出を、前記少なくとも１つのスイッチが第１接点
状態を検出した時点から所定時間保持する保持回路と、
前記所定時間内にすべてのスイッチの第１接点状態を検
出すると、蓋体が実際に閉まっていると判別する判別回
路とを備えている。

【０００７】本発明によれば、すべてのスイッチの第２
接点状態から少なくとも１つのスイッチの第１接点状態
への変化を検出し、この少なくとも１つのスイッチが第
１接点状態を検出した時点から所定時間内にすべてのス
イッチの第１接点状態を検出すると、このときのみ、す
べてのスイッチが故障なく作動しているといえるので、
蓋体が実際に閉まっていると判断する。したがって、前
記一連の動作上で各スイッチの接点状態を検出すること
により、簡単な構造で、蓋体が閉まっていることを確実
かつ自動的に検出できる。

【０００８】好ましくは、前記保持回路は、すべてのス
イッチの第２接点状態が検出されまたは保持されたとき
に作動する第１のリレー回路を備え、前記判別回路は、
前記すべてのスイッチと直列接続された自己保持接点を
有し、すべてのスイッチの第１接点状態を検出したとき
に作動する第２のリレー回路を備え、前記第１のリレー
回路の作動により閉路するリレー接点が前記第２のリレ
ー回路の自己保持接点に対して並列接続されている。

【０００９】

【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
開閉検知機能付きＸ線分析装置を示す概略縦断面図であ
る。図２は、このＸ線分析装置の蓋体１７を示す斜視図
である。この装置は、例えば下面照射型で波長分散型の
蛍光Ｘ線分析装置であり、まず、蛍光Ｘ線分析装置の概
略について説明する。

【００１０】図１において、前記蛍光Ｘ線分析装置は、
本体ケース１９の上部に蓋体１７が開閉回動自在に取り
付けられており、この蓋体１７と本体ケース１９の上壁
１９ａとで囲まれた空間が試料室１８となっている。測
定試料のセットまたは交換の際、試料室１８の蓋体１７
が開けられ、分析中は蓋体１７が閉められて、Ｘ線が装
置外部へ漏洩するのを防止する。本体ケース１９と蓋体
１７の間はシール部材２０によりシールされる。

【００１１】試料室１８の底壁を形成する前記上壁１９
ａには試料台４が鉛直軸の回りに回転自在に支持されて
おり、試料台４にＸ線照射窓５が貫通して設けられてい
る。分析対象である試料７はＸ線照射窓５を塞ぐように
試料台４の上面に載せられて試料室１８内に配置され
る。

【００１２】本体ケース１９内にはＸ線管のようなＸ線
発生装置１がその頭部をＸ線照射窓５に近接させて配置
されており、Ｘ線発生装置１から１次Ｘ線Ｂ１を出射し
て、試料台４上にセットされた試料７の下面にＸ線照射
窓５を通して照射する。本体ケース１９内にはさらに、
分析結晶８とＸ線検出器９を収納した分析ケース４０が
配置されている。

【００１３】試料７の下面に照射された１次Ｘ線Ｂ１
は、試料７を励起して、その元素固有の２次Ｘ線（蛍光
Ｘ線）Ｂ２を発生させる。この２次Ｘ線Ｂ２は分光結晶
８に入射して分光され、ブラッグの式を満足する所定の
波長の２次Ｘ線Ｂ２のみが、分光結晶８への入射角と同
一の回折角で回折される。この回折された２次Ｘ線Ｂ２
はＸ線検出器９に入射して検出され、その検出値に基づ
いて試料7の元素分析がなされる。

【００１４】前記試料台4は、本体ケース１９に軸受１
０によって回転自在に支持されており、試料７を回転さ
せて、元素の偏析による測定誤差を補償する。試料台４
の回転機構は、試料台４の下面に設けられたリング状の
スピンギヤ１１と回転駆動源であるモータ１２と、モー
タ１２により、回転駆動されるスピンドライブ軸１３
と、スピンドライブ軸１３の上端に固着されて前記スピ
ンギヤ１１に噛合するドライブギヤ１４とを備えてい
る。

【００１５】試料台４上の試料７のセットまたは取り替
えは、作業員が手作業で蓋体１７を開放して行われる
が、その際に試料室１８内に１次Ｘ線Ｂ１が入り込まな
いように遮蔽する必要があり、この１次Ｘ線Ｂ１が試料
室１８内に入り込むのを防止する目的でＸ線シャッタ装
置２３が設けられている。

【００１６】図２（Ａ）において、蓋体１７は、上壁と
側壁を有し、本体ケース１９の上部に配置された一対の
支持部２２に支持された前記側壁の一端の支持軸２１の
回りに開閉回動自在に取り付けられている。蓋体１７に
は、複数のマイクロスイッチのようなスイッチ１５Ａ〜
１５Ｃが、３箇所の側壁下部のような相異なる複数箇所
にそれぞれ設けられており、スイッチ１５Ａ〜１５Ｃは
それぞれ押しボタン１５Ａａ〜１５Ｃａを有する。図２
（Ｂ）のように、このスイッチ１５Ａ〜１５Ｃは、例え
ば蓋体１７が閉まると、押しボタン１５Ａａ〜１５Ｃａ
が押されることにより内部接点が動いて、実線で示す第
１接点状態である例えば接点閉を検出し、蓋体１７が開
くと、押しボタン１５Ａａ〜１５Ｃａがばね力で戻って
内部接点がもとに戻り、破線で示す第２接点状態である
例えば接点開を検出するものである。この蓋体１７が閉
まっているか否かは、以下に説明する開閉検知回路３０
により自動的に検出される。

【００１７】図３（Ａ）は、図１の蛍光Ｘ線分析装置に
設けられた開閉検知回路３０を示す構成図である。図３
（Ｂ）は開閉検知回路３０の動作を示すタイムチャート
である。図３（Ａ）に示すように、この開閉検知回路３
０は、前記複数のスイッチ１５Ａ〜１５Ｃを直列接続し
たスイッチ回路１５のほかに、スイッチ監視回路３２、
保持回路３３および判別回路３４を備えている。

【００１８】前記スイッチ監視回路３２は、すべてのス
イッチ１５Ａ〜１５Ｃの接点開から少なくとも１つのス
イッチ１５Ａ〜１５Ｃの接点閉への変化を検出するもの
であり、前記スイッチ１５Ａ〜１５Ｃにそれぞれ並列接
続された抵抗Ｒ１〜Ｒ３と、分圧抵抗Ｒ４と、コンパレ
ータ３６と、コンパレータ３６の正入力端子に一定電圧
を印加するための抵抗Ｒ６、Ｒ７と、負入力端子に抵抗
Ｒ３とＲ４の接続点の変動する電圧を印加するための抵
抗Ｒ５とを備えている。

【００１９】前記保持回路３３は、前記少なくとも１つ
のスイッチ１５Ａ〜１５Ｃの接点閉への変化前のすべて
のスイッチ１５Ａ〜１５Ｃにおける接点開の検出を、前
記少なくとも１つのスイッチ１５Ａ〜１５Ｃが接点閉を
検出した時点から所定時間保持するものであり、ダイオ
ードＤ１、コンデンサＣ１および抵抗Ｒ８からなり、コ
ンパレータ３６の出力端子に接続されたオフデレー回路
３７と、オフデレー回路３７の出力側に接続されたシュ
ミット回路３８と、第１のリレー回路ＲＹ１とを備えて
いる。第１のリレー回路ＲＹ１は、すべてのスイッチ１
５Ａ〜１５Ｃの接点開が検出されまたは保持されたと
き、リレーが入って作動（ＯＮ）し、出力がなくなると
リレーが切れて作動しない（ＯＦＦ）。

【００２０】前記判別回路３４は、前記所定時間内にす
べてのスイッチ１５Ａ〜１５Ｃの接点閉を検出すると、
蓋体１７が実際に閉まっていると判別するものであり、
すべてのスイッチ１５Ａ〜１５Ｃと直列接続された自己
保持接点２ａと、すべてのスイッチ１５Ａ〜１５Ｃの接
点閉を検出すると閉路するリレー接点２ｂとを有し、す
べてのスイッチ１５Ａ〜１５Ｃの接点閉を検出したとき
に作動する第２のリレー回路ＲＹ２を備えている。ま
た、第１のリレー回路ＲＹ１の作動により閉路するリレ
ー接点１ａは、第２のリレー回路ＲＹ２の自己保持接点
２ａに対して並列接続されている。すなわち、第２のリ
レー回路ＲＹ２は、第１のリレー回路ＲＹ１が作動して
リレー接点１ａが閉となっている間で、かつすべてのス
イッチ１５Ａ〜１５Ｃが接点閉になってリレー接点２ｂ
が閉のとき、リレーが入って作動（ＯＮ）して、自己保
持接点２ａを閉とし、それ以外の場合は、リレーが切れ
て作動しない（ＯＦＦ）。

【００２１】つぎに、上記構成の開閉検知回路３０の動
作を説明する。本回路３０の電源電圧Ｖｃｃを２４Ｖと
し、抵抗Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値はそれぞれ同一とする。

【００２２】まず、図３（Ａ）のスイッチ監視回路３２
において、蓋体１７が開いて、すべてのスイッチ１５Ａ
〜１５Ｃが接点開の状態では、図３（Ｂ）のαラインの
電位は６Ｖになる。一方、βラインの電位は基準電位の
７Ｖに設定される。このとき、図３（Ａ）のコンパレー
タ３６は両電位を比較し、図３（Ｂ）のβラインの電位
の方がαラインの電位よりも高いので、コンパレータ３
６の出力であるγラインはＨ出力となる。図２（Ａ）の
蓋体１７の開閉において各スイッチ１５Ａ〜１５Ｃの接
点の開閉に時差があり、蓋体１７が閉まり始めて、図３
（Ｂ）のスイッチ１５Ａ〜１５Ｃのいずれか１つ、例え
ばスイッチ１５Ａが最初に接点閉の状態になると、αラ
インの電位は８Ｖになる（時点ｔ１）。蓋体１７が完全
に閉まるまでに順次スイッチ１５Ｂ、１５Ｃも接点閉の
状態になると、αラインの電位は１２Ｖ、２４Ｖにな
る。βラインの電位がαラインの電位よりも低くなる
と、コンパレータ３６の出力であるγラインはＨ出力か
らＬ出力に変化する。

【００２３】つぎに、図３（Ａ）の保持回路３３におい
て、オフデレー回路３７のＣＲ回路の時定数により、オ
フデレー回路３７の出力であるεラインのレベルが徐々
に低下する。したがって、この時定数とシュミット回路
３８の動作レベルによって定まる時間だけシュミット回
路３８からＨを出力する時間を遅らせる。つまり最初の
スイッチ１５Ａが接点閉を検出した時点ｔ１から遅延さ
せた時点ｔ２までの所定時間Ｔの間、オフデレー回路３
７の出力であるεラインを変化前からの接点開のＨ出力
に保持させて、シュミット回路３８の出力Ｌによって第
１のリレー回路ＲＹ１の作動（ＯＮ）を継続させる（図
３（Ｂ））。この第１のリレー回路ＲＹ１の作動によ
り、判別回路３４のリレー接点１ａを閉にする。

【００２４】通常、蛍光Ｘ線装置の蓋体１７を開けた状
態から蓋体１７を閉めるとき、最初のスイッチ１５Ａが
接点閉になって、すべてのスイッチ１５Ａ〜１５Ｃが接
点閉になるまでの時間は０．１秒程度であるから、前記
保持回路３３の保持のための所定時間Ｔは１秒程度でよ
い。また、抵抗Ｒ１〜Ｒ３などは、第２のリレー回路Ｒ
Ｙ２のフィルドコイルとＬＲ回路を構成して、第２のリ
レー回路ＲＹ２へのリーク電流となるが、コンパレータ
３６を働かせる電流は数１０μＡもあれば十分であり、
第２のリレー回路ＲＹ２がＯＦＦするのに無視できる抵
抗値に設定できる。

【００２５】つぎに、判別回路３４において、第２のリ
レー回路ＲＹ２は、前記所定時間Ｔ内で作動中の第１の
リレー回路ＲＹ１のリレー接点１ａが閉であり、このリ
レー接点１ａの閉と、すべてのスイッチ１５Ａ〜１５Ｃ
の接点閉とによって、２４Ｖで作動（ＯＮ）し（図３
（Ｂ））、自己保持接点２ａが閉となって自己保持す
る。このときのみ、すべてのスイッチ１５Ａ〜１５Ｃが
故障なく作動、つまり蓋体１７が開のときすべてのスイ
ッチ１５Ａ〜１５Ｃの接点開、かつ蓋体１７が閉のとき
すべてのスイッチ１５Ａ〜１５Ｃの接点閉の動作をして
いるといえるので、判別回路３４は、自己保持接点２ａ
の閉により蓋体１７が実際に閉まっていると判別する。

【００２６】こうして、この蛍光Ｘ線分析装置の開閉検
知回路３０は、蓋体１７を開けた状態から蓋体１７を閉
めるときに、上述のとおり判別回路３４の接点２ｂが閉
になると、蓋体１７が閉まっていると判断して、試料分
析を行う。判別回路３４の接点２ｂが閉にならないとき
には、いずれかのスイッチ１５Ａ〜１５Ｃについて接点
溶着などの故障が生じていることとなり、蓋体１７が閉
まっていないと判断して、Ｘ線シャッタ２３を開けてい
れば、Ｘ線管電流を直ちにＯＦＦして試料分析を中止す
る。これにより、蓋体１７の開いた部分からＸ線が装置
外部に漏洩することを防止できる。

【００２７】このように、本発明にかかる開閉検知機能
付き蛍光Ｘ線分析装置は、すべてのスイッチ１５Ａ〜１
５Ｃの接点開の状態から少なくとも１つのスイッチ１５
Ａ〜１５Ｃの接点閉への変化を検出し、この少なくとも
１つのスイッチ１５Ａ〜１５Ｃが接点閉を検出した時点
から所定時間Ｔ内にすべてのスイッチ１５Ａ〜１５Ｃの
接点閉を検出すると、このとき、すべてのスイッチ１５
Ａ〜１５Ｃが溶着のような故障がなく作動しているとい
えるので、蓋体１７が実際に閉まっていると判断する。
これ以外のときには、蓋体１７は閉まっていないと判断
する。したがって、蓋体１７を開けてから閉めるまでの
一連の動作上で、各スイッチ１５Ａ〜１５Ｃの接点状態
を検出することにより、蓋体１７が開いていることを検
出するセンサを必要とすることなく、簡単な構造で、蓋
体１７が閉まっていることを確実かつ自動的に検出でき
る。

【００２８】なお、この実施形態では、スイッチ１５Ａ
〜１５Ｃの接点閉を第１接点状態、接点開を第２接点状
態としているが、接点開を第１接点状態、接点閉を第２
接点状態としてもよい。

【００２９】また、この実施形態では、開閉検知回路３
０を試料室１８の蓋体１７に適用しているが、装置全体
を覆う装置カバーを有する場合には、その装置カバーに
適用してもよい。

【００３０】なお、この実施形態では、本発明を波長分
散形蛍光Ｘ線分析装置に適用しているが、エネルギー分
散形蛍光Ｘ線分析装置に適用してもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
一連の動作上で各スイッチの接点状態を検出することに
より、簡単な構造で、蓋体が閉まっていることを確実か
つ自動的に検出できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る開閉検知機能付き蛍
光Ｘ線分析装置を示す概略縦断面図である。

【図２】上記蛍光Ｘ線分析装置の蓋体を示す斜視図であ
る。

【図３】上記蛍光Ｘ線分析装置の開閉検知回路を示す構
成図である。

【符号の説明】

１…Ｘ線発生装置、７…試料、１７…蓋体、１８…試料
室、１５Ａ〜１５Ｃ…複数のスイッチ、３０…開閉検知
回路、３２…スイッチ監視回路、３３…保持回路、３４
…判別回路、Ｂ１…１次Ｘ線、Ｂ２…２次Ｘ線。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ線を試料に照射して試料の分析を行う
   Ｘ線分析装置であって、 試料室を開閉する蓋体と、 前記蓋体の相異なる複数箇所に設けられて蓋体が閉まる
   と第１接点状態を検出する複数のスイッチと、 すべての前記スイッチの第２接点状態から少なくとも１
   つのスイッチの第１接点状態への変化を検出するスイッ
   チ監視回路と、 前記変化前の第２接点状態の検出を、前記少なくとも１
   つのスイッチが第１接点状態を検出した時点から所定時
   間保持する保持回路と、 前記所定時間内にすべてのスイッチの第１接点状態を検
   出すると、蓋体が実際に閉まっていると判別する判別回
   路とを備えた開閉検知機能付きＸ線分析装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記保持回路は、すべてのスイッチの第２接点状態が検
   出されまたは保持されたときに作動する第１のリレー回
   路を備え、 前記判別回路は、前記すべてのスイッチと直列接続され
   た自己保持接点を有し、すべてのスイッチの第１接点状
   態を検出したときに作動する第２のリレー回路を備え、 前記第１のリレー回路の作動により閉路するリレー接点
   が前記第２のリレー回路の自己保持接点に対して並列接
   続されている開閉検知機能付きＸ線分析装置。