JP2003270177A - 複数条件蛍光x線分析における測定時間設定方法 - Google Patents

複数条件蛍光x線分析における測定時間設定方法

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JP2003270177A
JP2003270177A JP2002069181A JP2002069181A JP2003270177A JP 2003270177 A JP2003270177 A JP 2003270177A JP 2002069181 A JP2002069181 A JP 2002069181A JP 2002069181 A JP2002069181 A JP 2002069181A JP 2003270177 A JP2003270177 A JP 2003270177A
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measurement time
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Keiko Sakuma
恵子 佐久間
Yoshimichi Sato
義通 佐藤
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Horiba Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 軽元素および重元素の定量値を低電圧および
高電圧の2条件を用いることで検出する複数条件蛍光X
線分析において検出効率のよい測定結果を短時間で得る
ことができるとともに、測定結果の定量値の標準偏差を
小さくできる適正な測定時間を設定できる複数条件蛍光
X線分析における測定時間設定方法を提供すること。 【解決手段】 X線管1から発せられた一次X線2が測
定試料3に照射され、当該測定試料3から発せられる蛍
光X線4を検出器6で検出し、その信号を信号処理手段
を経てエネルギースペクトルとして読み取ることで当該
測定試料3に含まれている軽元素および重元素を、それ
ぞれX線管1の管電圧Eを低い管電圧とする測定および
高い管電圧とする測定で検出するにあたり、予め設定さ
れた一定の測定時間Ta 内における低い管電圧での測定
時間TL と高い管電圧での測定時間TH とを異なる長さ
に設定可能としてある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、複数条件蛍光X
線分析における測定時間設定方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、蛍光X線分析装置では、図4、
図5に示すように、ターゲット部Tのターゲット材料と
してロジウム(Rh)やモリブデン(Mo)等を用いた
X線管1で発生した一次X線2を測定試料3に照射する
と、一次X線2の一部は測定試料3中の原子を励起して
蛍光X線4を発生させ、残りの一次X線2のほとんどは
測定試料3で散乱される。そして、測定試料3に含まれ
ている各元素ごとに、発生する蛍光X線4のエネルギー
値は決まっているため、このスペクトルデータは測定試
料3に含まれる元素に応じたエネルギー位置にピークを
有する。このピークの位置より測定試料3に含まれる元
素を特定することが可能である。図4において、測定試
料3からでた蛍光X線4および散乱X線5は、検出器
(半導体検出器)6に入り電気信号に変えられる。その
後、増幅器6aを通ってマルチチャンネルアナライザ7
に入り、エネルギースペクトルが得られる。なお、図5
のX線管1において、一次X線2は、Rhのターゲット
部Tに印加される管電圧EによりフィラメントFから加
速された電子e- がターゲット部Tに入射することで発
生する。
【0003】このようにX線管1から発せられた一次X
線2が測定試料3に照射され、当該測定試料3から発せ
られる蛍光X線4を検出器6で検出し、その信号を信号
処理手段6a,7を経てエネルギースペクトルとして読
み取ることで当該測定試料3に含まれている元素の検出
を行うにあたり、原子番号が、例えば、11,12,1
3,14,15,16および17をそれぞれ有するN
a,Mg,Al,Si,P,SおよびCl等の相対的に
原子番号の小さい軽元素と、原子番号が、例えば、3
8,39,40,41,42,46,47,49,5
0,51,74,78,79および82をそれぞれ有す
るSr,Y,Zr,Nb,Mo,Pd,Ag,In,S
n,Sb,W,Pt,AuおよびPb等の相対的に原子
番号の大きい重元素とを、X線管1の管電圧Eを低い管
電圧(以下、単に低電圧という)および高い管電圧(以
下、単に高電圧という)の2条件を用いることで検出す
ることが行われている。
【0004】従来では、図3において、ステップ301
で測定を開始し、ステップ302で予め一定の測定時間
a (秒)をオペレータが設定した後、ステップ303
で高電圧にてTa /2(秒)の測定を行い、続いて、ス
テップ304で低電圧にてT a /2(秒)の測定を行
い、これらの結果を組み合わせて当該測定試料3に含ま
れている多元素を同時に定性する(ステップ305参
照)とともに、それらの定量計算を行い(ステップ30
6参照)、オペレータの判断により定量精度が満足いく
ものであれば(ステップ307参照)、測定を終了して
いた(ステップ308参照)。しかし、ステップ307
において、定量精度が満足いくものでなければ、オペレ
ータが、新たに測定時間をTb (秒)と設定し直し、ス
テップ303に戻って高電圧測定から測定を開始してい
た。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、一定の測定時
間Ta の中で、低電圧測定時間と高電圧測定時間の比が
1:1に固定されていたから、高電圧測定で主に検出さ
れる重元素は軽元素に比べて検出効率が良いにもかかわ
らず、主に軽元素を検出する低電圧測定と同じ時間を高
電圧測定にかけるため、検出効率の良くない微量の軽元
素を検出するには、高電圧で必要以上の時間をかけてし
まうことになる。すなわち、低電圧で検出する軽元素の
定量精度を上げるためには、高電圧の測定時間も延ばす
必要がある。
【0006】また、上記のように測定時間をTa 秒に設
定し、この測定時間の中で低電圧測定にかける時間と高
電圧測定にかける時間の割合を同じにした場合に、仮
に、測定結果の定量値の標準偏差σ(一次X線カウント
数の平方根)が大きくでてこれを小さくしたい場合は、
新たに測定時間を設定し直す必要があった。
【0007】この発明は、軽元素および重元素の定量値
を低電圧および高電圧の2条件を用いることで検出する
複数条件蛍光X線分析において検出効率のよい測定結果
を短時間で得ることができるとともに、測定結果の定量
値の標準偏差を小さくできる適正な測定時間を設定でき
る複数条件蛍光X線分析における測定時間設定方法を提
供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の複数条件蛍光X線分析における測定時間
設定方法は、X線管から発せられた一次X線が測定試料
に照射され、当該測定試料から発せられる蛍光X線を検
出器で検出し、その信号を信号処理手段を経てエネルギ
ースペクトルとして読み取ることで当該測定試料に含ま
れている軽元素および重元素を、それぞれX線管の管電
圧を低い管電圧とする測定および高い管電圧とする測定
で検出するにあたり、予め設定された一定の測定時間内
における低い管電圧での測定時間と高い管電圧での測定
時間とを異なる長さに設定可能としたことを特徴とす
る。
【0009】また、この発明は別の観点から、X線管か
ら発せられた一次X線が測定試料に照射され、当該測定
試料から発せられる蛍光X線を検出器で検出し、その信
号を信号処理手段を経てエネルギースペクトルとして読
み取ることで当該測定試料に含まれている軽元素および
重元素を、それぞれX線管の管電圧を低い管電圧とする
測定および高い管電圧とする測定で検出するにあたり、
測定後に定性された元素の標準偏差の経時変化を高い管
電圧および低い管電圧でモニタリングすることにより、
適正な測定時間を設定するようにしてあることを特徴と
する複数条件蛍光X線分析における測定時間設定方法を
提供する。
【0010】
【発明の実施の形態】以下にこの発明の実施の形態につ
いて説明する。なお、この発明はそれによって限定され
るものではない。
【0011】図1は、検出効率の良くない微量の軽元素
の測定する際には、一定の測定時間Ta における低電圧
測定時間TL の割合を高電圧測定時間TH の割合よりも
大きくするよう構成してあるこの発明の第1の実施形態
を示す。
【0012】図1において、10は、低電圧測定で主に
検出される軽元素の検出効率と、高電圧測定で主に検出
される重元素の検出効率が記憶されているメモリを示
す。
【0013】而して、ステップ101で測定を開始し、
ステップ102で予め一定の測定時間Ta (秒)をオペ
レータが設定する。
【0014】続いて、ステップ103では、メモリ10
に予め記憶されている前記軽元素の検出効率と前記重元
素の検出効率に基づいて低電圧測定にかける時間と高電
圧測定にかける時間の比率を計算する。この計算によ
り、一定の測定時間Ta (秒)の中で低電圧測定時間T
L (秒)の占める割合が高電圧測定時間TH (秒)の占
める割合よりも大きくなるよう、低電圧測定時間T
L (秒)と高電圧測定時間T H (秒)が自動的に設定さ
れる。ここで、Ta =TL +TH であり、TL >TH
ある。
【0015】続いて、ステップ104で高電圧にてTH
(秒)の測定を行い、続いて、ステップ105で低電圧
にてTL (秒)の測定を行い、これらの結果を組み合わ
せて当該測定試料3に含まれている多元素を同時に定性
するとともに、それらの定量計算を行う(ステップ10
6参照)。
【0016】このように、従来のように高電圧・低電圧
の測定時間の比を1:1に固定するのではなく、微量の
軽元素の測定する際には、一定の測定時間における低電
圧測定にかける時間の割合を高電圧測定にかける時間の
割合よりも大きくすることで、従来のように新たに測定
時間を設定し直す必要がなくなるとともに、総合的に検
出効率の良い結果を従来に比して短時間で得ることがで
きる。
【0017】図2は、測定結果の定量値の標準偏差の経
時変化をモニタリングすることにより、適正な測定時間
を設定し、高精度な複数条件蛍光X線分析ができるよう
に構成したこの発明の第2の実施形態を示す。
【0018】図2において、ステップ201で測定を開
始し、ステップ202で予め一定の測定時間Ta (秒)
をオペレータが設定した後、ステップ203で従来と同
様、高電圧にてTa /2(秒)の測定を行い、続いて、
ステップ204で従来と同様、低電圧にてTa /2
(秒)の測定を行い、これらの結果を組み合わせて当該
測定試料3に含まれている多元素を同時に定性する(ス
テップ205参照)。
【0019】すなわち、ここまでは従来と同様、任意の
初期測定時間Ta を設定し、測定後自動定性を行う。
【0020】続いて、定性した元素のうち、はじめに重
元素についての標準偏差σを計算し(ステップ206参
照)、重元素についての標準偏差σの経時変化をモニタ
リングする。すなわち、ステップ207において、Δσ
/Δt(各重元素についての標準偏差σの時間微分)の
値が任意定数Sよりも小さくなる時点で重元素の測定を
終了する。ステップ207において、Δσ/Δt値が任
意定数Sよりも大きい場合は、重元素についての標準偏
差σの再計算のために、Ta /2(秒)よりも遙に短い
微小時間Δt(秒)だけ延長して高電圧測定(ステップ
208参照)を行いステップ206に戻る。
【0021】重元素についての標準偏差σの経時変化を
モニタリングした後、低電圧測定に自動で切替わり、軽
元素についての標準偏差σを計算し(ステップ209参
照)、軽元素についての標準偏差σの経時変化をモニタ
リングする。すなわち、ステップ210において、Δσ
/Δt(各軽元素についての標準偏差σの時間微分)の
値が任意定数Sよりも小さくなる時点で軽元素の測定を
終了する。ステップ210において、Δσ/Δt値が任
意定数Sよりも大きい場合は、軽元素についての標準偏
差σの再計算のために、Ta /2(秒)よりも遙に短い
微小時間Δt(秒)だけ延長して低電圧測定(ステップ
208参照)を行いステップ209に戻る。
【0022】このように、定性元素の標準偏差σの経時
変化をモニタリングし、Δσ/Δt値が任意定数Sより
も小さくなる時点で測定を終了させる。はじめに高電圧
で測定し、Δσ/Δt<Sの条件を満たせば低電圧に切
替え、、高電圧の場合と同様にΔσ/Δt<Sの条件を
満たすまで測定を行う。
【0023】最後に、ステップ212で元素の定量を行
い、測定が終了する(ステップ213参照)。
【0024】この実施形態では、従来のように、新たに
測定時間を設定し直す必要はなくなる。すなわち、高電
圧測定のやり直しが無くなり、従来やり直しで行ってい
た高電圧測定に要した余分な時間および電圧条件の設定
のために要した時間を短縮できる。
【0025】また、求められる精度を満たすよう最適な
測定時間の設定を自動で行える。すなわち、Δσ/Δt
<Sの条件を満たすまで微小時間Δt(秒)だけ延長し
て高電圧測定および/または低電圧測定を行える。
【0026】なお、上記第1の実施形態では、一定の測
定時間Ta における低い管電圧での測定時間TL を高い
管電圧での測定時間TH (<TL )よりも長く設定する
よう構成したものを示したが、この発明は、低い管電圧
での測定時間TL を高い管電圧での測定時間TH よりも
長く設定する複数条件蛍光X線分析における測定時間設
定方法に限定するものではなく、高い管電圧での測定時
間TH を低い管電圧での測定時間TL (<TH )よりも
長くなるように設定してもよい。この場合、高い管電圧
で検出される金属元素(重元素)を精度よく測定できる
と共に、軽元素については、測定(対象)試料に含まれ
ているか否かの確認を同時に行うことができる利点をこ
の発明は有する。
【0027】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明では、高電
圧・低電圧の2条件を用いて測定を行い、これらの結果
を組み合わせて測定試料に含まれている軽元素および重
元素の定性・定量を行うにあたり、高電圧・低電圧の測
定時間の比を1:1に固定するのではなく、予め設定さ
れた一定の測定時間内における低い管電圧での測定時間
と高い管電圧での測定時間とを異なる長さに設定可能と
したものである。すなわち、この発明では、例えば、一
定の測定時間における低電圧測定時間の割合を高電圧測
定時間のそれよりも大きく設定することにより、総合的
に検出効率の良い結果を短時間で得ることができる。つ
まり、一定の測定時間における低い管電圧での測定時間
を高い管電圧での測定時間よりも長く設定することによ
り、総合的に検出効率の良い結果を短時間で得ることが
できる。また、この発明では、例えば、高い管電圧での
測定時間を低い管電圧での測定時間よりも長くなるよう
に設定することにより、高い管電圧で検出される重元素
を精度よく測定できると共に、軽元素については、測定
試料に含まれているか否かの確認を同時に行うことがで
きる。
【0028】また、測定後に定性された元素の標準偏差
の経時変化を高い管電圧および低い管電圧でモニタリン
グすることにより、求められる精度を満たすよう最適な
測定時間の設定を自動で行える。また、従来やり直しで
行っていた高電圧測定に要した余分な時間を短縮できる
とともに、電圧条件の設定のために要した時間をも短縮
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施形態を示すフローチャー
トである。
【図2】この発明の第2の実施形態を示すフローチャー
トである。
【図3】従来例を示すフローチャートである。
【図4】蛍光X線分析装置を示すブロック図である。
【図5】前記蛍光X線分析装置の要部構成説明図であ
る。
【符号の説明】
1…X線管、2…一次X線、3…測定試料、4…蛍光X
線、6…検出器、7…マルチチャンネルアナライザ、1
0…メモリ、Ta …測定時間、TL …低電圧測定時間、
H …高電圧測定時間、E…管電圧。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 X線管から発せられた一次X線が測定試
    料に照射され、当該測定試料から発せられる蛍光X線を
    検出器で検出し、その信号を信号処理手段を経てエネル
    ギースペクトルとして読み取ることで当該測定試料に含
    まれている軽元素および重元素を、それぞれX線管の管
    電圧を低い管電圧とする測定および高い管電圧とする測
    定で検出するにあたり、予め設定された一定の測定時間
    内における低い管電圧での測定時間と高い管電圧での測
    定時間とを異なる長さに設定可能としたことを特徴とす
    る複数条件蛍光X線分析における測定時間設定方法。
  2. 【請求項2】 X線管から発せられた一次X線が測定試
    料に照射され、当該測定試料から発せられる蛍光X線を
    検出器で検出し、その信号を信号処理手段を経てエネル
    ギースペクトルとして読み取ることで当該測定試料に含
    まれている軽元素および重元素を、それぞれX線管の管
    電圧を低い管電圧とする測定および高い管電圧とする測
    定で検出するにあたり、測定後に定性された元素の標準
    偏差の経時変化を高い管電圧および低い管電圧でモニタ
    リングすることにより、適正な測定時間を設定するよう
    にしてあることを特徴とする複数条件蛍光X線分析にお
    ける測定時間設定方法。
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