JP2005070009A - 分光分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 試料を分光分析により解析する感度を向上できる分光分析装置を得る。
【解決手段】 拡散反射測定装置１０では、分析用光源２６から光透過窓２０を介して照射された光がボールミル容器１４内の試料２２の粒子表面間を拡散反射されると共に、この拡散反射された光が光透過窓２０を透過して分光検出器２８によって検出される。これにより、試料２２の粒子表面が分光分析により解析される。ここで、各ボールミル容器１４は、セットロータ１２の回転により公転されると共にセットロータ１２に対する回転により自転される。これにより、試料２２の粒子表面の露出面積が大きくなるため、試料２２の粒子表面の多くの情報を得た光を分光検出器２８が検出することができ、試料２２を分光分析により解析する感度を向上させることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、試料を分光分析により解析（同定）する分光分析装置に関する。

分光分析方法としては、所謂拡散分析法によって粉末試料を分光分析により解析するものがある（例えば、特許文献１参照）。

このような分光分析方法では、図９に示す如く、粉末試料に光（特に赤外線）を照射して、粉末試料の粒子表面間を拡散反射された光を検出することで、粉末試料を分光分析により解析する。

しかしながら、このような分光分析方法において、粉末試料が単に試料カップ等に盛られた場合には、粉末試料が局所的に固着していることが多い。このため、この部分では、粉末試料の粒子表面の露出面積が小さくなり、粉末試料の粒子表面間を光が拡散反射していかない。これにより、粉末試料を分光分析により解析する感度が低いという問題がある。

特に、粉末試料が触媒や水素吸蔵材等とされて粉末試料の粒子表面の付着物（吸着物）を分光分析により解析する場合には、粉末試料に対して付着物がごく微量であるため、付着物を分光分析により解析することが困難であり、分光分析により解析できる付着物の種類が限られるという問題がある。
特開２０００−３３８０１３公報

本発明は、上記事実を考慮し、試料を分光分析により解析する感度を向上できる分光分析装置を得ることが目的である。

請求項１に記載の分光分析装置は、試料が収容され、回転される収容部材と、前記試料に光を照射する照射手段と、前記試料が反射した光を検出する検出手段と、を備えている。

請求項２に記載の分光分析装置は、請求項１に記載の分光分析装置において、前記収容部材に設けられ、光を透過する透過部を備えた、ことを特徴としている。

請求項３に記載の分光分析装置は、請求項１または請求項２に記載の分光分析装置において、前記収容部材内に設けられ、前記試料を粉砕する粉砕部材を備えた、ことを特徴としている。

請求項４に記載の分光分析装置は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の分光分析装置において、前記試料に対し前記照射手段と前記検出手段とを同一側に配置した、ことを特徴としている。

請求項５に記載の分光分析装置は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の分光分析装置において、前記試料に対し前記照射手段と前記検出手段とを反対側に配置した、ことを特徴としている。

請求項６に記載の分光分析装置は、請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の分光分析装置において、前記収容部材内に金属を設けた、ことを特徴としている。

請求項７に記載の分光分析装置は、請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の分光分析装置において、前記収容部材内に気体を流入させる流入手段と、前記収容部材内から気体を流出させる流出手段と、を備えたことを特徴としている。

請求項８に記載の分光分析装置は、請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の分光分析装置において、前記試料を加熱する加熱手段を備えた、ことを特徴としている。

請求項１に記載の分光分析装置では、収容部材に収容された試料に照射手段が光を照射すると共に、試料が反射した光を検出手段が検出する。

ここで、収容部材が回転されるため、仮に試料を粉砕しなくても、収容部材の回転によって試料の露出面積が大きくなる。これにより、試料の多くの情報を得た光を検出手段が検出することができ、試料を分光分析により解析する感度を向上させることができる。

請求項２に記載の分光分析装置では、収容部材に設けられた透過部が光を透過する。このため、照射手段や検出手段を収容部材の外側に設けた場合でも、収容部材内の試料に照射手段が透過部を介して光を照射できると共に、収容部材内からの光を検出手段が透過部を介して検出できる。

請求項３に記載の分光分析装置では、収容部材内に設けられた粉砕部材が試料を粉砕するため、試料の露出面積を一層大きくでき、試料を分光分析により解析する感度を一層向上させることができる。

請求項４に記載の分光分析装置では、試料に対し照射手段と検出手段とを同一側に配置したため、試料の粒径が大きくて、照射手段から照射された光を試料が照射手段と同一側に反射する場合でも、試料に反射された光を検出手段が良好に検出することができる。

請求項５に記載の分光分析装置では、試料に対し照射手段と検出手段とを反対側に配置したため、試料の粒径が小さくて、照射手段から照射された光を試料が照射手段と反対側に反射する場合でも、試料に反射された光を検出手段が良好に検出することができる。

また、このように試料の粒径が小さい場合でも試料に反射された光を検出手段が良好に検出することができるため、試料における粒度（粒径）分布を測定することができる。

請求項６に記載の分光分析装置では、収容部材内に金属を設けたため、照射手段から照射した光によって金属近傍に強い電場が形成されて、金属近傍の試料に所謂表面増強効果が発生する。このため、試料表面に付着した付着物による光吸収が単分子の付着物でも増幅されることで、試料表面に単分子の層で付着した付着物も分光分析により解析することができる。

請求項７に記載の分光分析装置では、流入手段が収容部材内に気体を流入させると共に、流出手段が収容部材内から気体を流出させる。このため、流入手段が流入させた気体の雰囲気中における試料を分光分析により解析することができる。

さらに、流出手段が収容部材内から流出させた気体が検出される場合には、流入手段が流入させた気体と試料との反応により発生する気体を検出することができる。

請求項８に記載の分光分析装置では、加熱手段が試料を加熱するため、加熱された試料を分光分析により解析することができる。

［第１の実施の形態］
図１には、本発明の分光分析装置が適用されて構成された第１の実施の形態に係る拡散反射測定装置１０（ラマン分光分析装置）が側面図にて示されており、図２には、拡散反射測定装置１０が平面図にて示されている。

本実施の形態に係る拡散反射測定装置１０は、ボールミル型のものとされており、長尺矩形板状のセットロータ１２を備えている。セットロータ１２は、長手方向中央を中心に回転可能に支持されている。

セットロータ１２の上面には、長手方向両端部において、それぞれ収容部材としての円柱形容器状のボールミル容器１４が中心軸を中心に回転可能に支持されている。各ボールミル容器１４は、セットロータ１２が回転されることで公転されると共に、セットロータ１２に対して回転されることで自転される。

各ボールミル容器１４は、有底円筒形の容器本体１６と、円盤状の蓋部材１８と、を有しており、各容器本体１６の上面は各蓋部材１８に閉鎖されている。各蓋部材１８には、透過部としての円盤状の光透過窓２０（光学透過窓）が所定数形成されており、光透過窓２０は、例えばダイヤモンド製とされて、光を透過すると共に、下記粉砕球２４に対する耐性を有している。なお、本実施の形態では、各蓋部材１８に光透過窓２０が一対形成されており、各対の光透過窓２０は各蓋部材１８の中心を挟んで互いに対向している。

各ボールミル容器１４内には、試料２２が収容されており、試料２２は粉末（粉体）とされている。さらに、各ボールミル容器１４内には、粉砕部材としての球状の粉砕球２４が所定数収容されており、粉砕球２４は、例えばダイヤモンド製、ＷＣ（炭化タングステン）製またはＳｉ₃Ｎ₄（窒化珪素）製とされて、ボールミル容器１４が回転された際に、試料２２を粉砕可能とされている。また、粉砕球２４は、光を透過するのが好ましい。

ボールミル容器１４の公転軌道の上側には、照射手段としての分析用光源２６が設けられており、分析用光源２６は、公転及び自転される各ボールミル容器１４内に収容された試料２２に光透過窓２０を介して光（赤外線、可視光または紫外線）を照射する。これにより、図９に示す如く、光が試料２２の粒子表面間を拡散反射される。

ボールミル容器１４の公転軌道の上側には、分析用光源２６の側方において、検出手段としての分光検出器２８が設けられており、分光検出器２８は、上述の如く試料２２の粒子表面間を拡散反射された光を光透過窓２０を介して検出する。これにより、各ボールミル容器１４内の試料２２の粒子表面が分光分析により解析される構成である。

次に、本実施の形態の作用を説明する。

以上の構成の拡散反射測定装置１０では、各ボールミル容器１４において、蓋部材１８に設けられた光透過窓２０が光を透過する。このため、本実施の形態の如く分析用光源２６及び分光検出器２８が各ボールミル容器１４の外側に設けられた場合でも、各ボールミル容器１４内の試料２２に分析用光源２６が光透過窓２０を介して光を照射できると共に、各ボールミル容器１４内からの光を分光検出器２８が光透過窓２０を介して検出できる。これにより、分析用光源２６から照射された光が各ボールミル容器１４内の試料２２の粒子表面間を拡散反射されると共に、この拡散反射された光が分光検出器２８によって検出される。

また、各ボールミル容器１４内の試料２２に対し分析用光源２６と分光検出器２８とが同一側（上側）に配置されているため、試料２２粒子の粒径が大きくて、分析用光源２６から照射された光を試料２２が分析用光源２６と同一側（上側）に拡散反射する場合でも、試料２２に拡散反射された光を分光検出器２８が良好に検出することができる。

これにより、分光検出器２８により検出された光によって、各ボールミル容器１４内の試料２２の粒子表面を、分光分析により解析することができる。

ここで、各ボールミル容器１４は、セットロータ１２が回転されることで公転されると共に、セットロータ１２に対して回転されることで自転される。このため、仮に試料２２を粉砕しなくても、各ボールミル容器１４の公転及び自転によって試料２２の粒子表面の露出面積が大きくなる。これにより、試料２２の粒子表面の多くの情報を得た光を分光検出器２８が検出することができ、試料２２を分光分析により解析する感度を向上させることができる。

さらに、各ボールミル容器１４に収容された粉砕球２４が試料２２を粉砕するため、試料２２の粒子表面の露出面積を一層大きくでき、試料２２を分光分析により解析する感度を一層向上させることができる。

またこのため、特に、試料２２が、触媒や、燃料電池（ＦＣ）等の炭素原子を含んで構成される吸蔵材（担体）等とされた際に、粉砕球２４による粉砕時における試料２２粒子の清浄な（雰囲気の気体との化学反応前の）粉砕面を分光分析により解析することができる。

さらに、粉砕球２４が光を透過する場合には、分析用光源２６による試料２２への光の照射及び試料２２に拡散反射された光の分光検出器２８による検出を、粉砕球２４が阻害することを防止できる。

［第２の実施の形態］
図３には、本発明の分光分析装置が適用されて構成された第２の実施の形態に係る拡散反射測定装置３０が側面図にて示されている。

本実施の形態に係る拡散反射測定装置３０は、第１の実施の形態に係る拡散反射測定装置１０と、ほぼ同様の構成とされているが、以下の点で異なる。

本実施の形態に係る拡散反射測定装置３０では、分光検出器２８がボールミル容器１４の公転軌道の下側かつセットロータ１２の回転軌道の下側に配置されており、分光検出器２８は分析用光源２６と上下方向において互いに対向している。

ボールミル容器１４の公転軌道の上側には、分析用光源２６の側方において、照射手段としての測定用光源３２が設けられている。さらに、ボールミル容器１４の公転軌道の下側には、分光検出器２８の側方において、検出手段としての散乱検出器３４が設けられている。測定用光源３２と散乱検出器３４とは、上下方向において互いに対向している。

セットロータ１２には、各ボールミル容器１４の下方において、上記光透過窓２０と同様の構成の光透過窓３６（光学透過窓）が一対設けられており、各対の光透過窓３６の一方は、セットロータ１２の回転によって、分析用光源２６と分光検出器２８との間を通過可能とされると共に、各対の光透過窓３６の他方は、セットロータ１２の回転によって、測定用光源３２と散乱検出器３４との間を通過可能とされている。

各ボールミル容器１４（各容器本体１６）の底壁には、上記光透過窓２０と同様の構成の透過部としての光透過窓３８（光学透過窓）が所定数形成されており、各光透過窓３８は各光透過窓２０と上下方向において互いに対向している。上下方向において互いに対向する各対の光透過窓２０と光透過窓３８とは、ボールミル容器１４の公転及び自転によって、分析用光源２６と分光検出器２８との間及び測定用光源３２と散乱検出器３４との間を通過可能とされている。

ここで、分析用光源２６及び測定用光源３２は、公転及び自転される各ボールミル容器１４内に収容された試料２２に光透過窓２０を介して光（赤外線、可視光または紫外線）を照射する。これにより、図９に示す如く、光が試料２２の粒子表面間を拡散反射される。

さらに、分光検出器２８及び散乱検出器３４は、上述の如く試料２２の粒子表面間を拡散反射された光を光透過窓３８及び光透過窓３６を介して検出する。これにより、分光検出器２８により検出された光によって、各ボールミル容器１４内の試料２２の粒子表面が分光分析により解析されると共に、散乱検出器３４により検出された光によって、各ボールミル容器１４内の試料２２粒子の粒度（粒径）分布が測定される構成である。

次に、本実施の形態の作用を説明する。

以上の構成の拡散反射測定装置３０では、各ボールミル容器１４において、蓋部材１８に設けられた光透過窓２０が光を透過すると共に、容器本体１６の底壁に設けられた光透過窓３８が光を透過し、かつ、セットロータ１２において、各ボールミル容器１４の下方に設けられた光透過窓３６が光を透過する。このため、本実施の形態の如く分析用光源２６、分光検出器２８、測定用光源３２及び散乱検出器３４が各ボールミル容器１４の外側に設けられると共に、分光検出器２８及び散乱検出器３４がセットロータ１２に対し分析用光源２６及び測定用光源３２の反対側に設けられた場合でも、各ボールミル容器１４内の試料２２に分析用光源２６及び測定用光源３２が光透過窓２０を介して光を照射できると共に、各ボールミル容器１４内からの光を分光検出器２８及び散乱検出器３４が光透過窓３８及び光透過窓３６を介して検出できる。これにより、分析用光源２６及び測定用光源３２から照射された光が各ボールミル容器１４内の試料２２の粒子表面間を拡散反射されると共に、この拡散反射された光が分光検出器２８及び散乱検出器３４によって検出される。

また、各ボールミル容器１４内の試料２２に対し分析用光源２６及び測定用光源３２と分光検出器２８及び散乱検出器３４とが反対側（上側と下側）に配置されている。さらに、各ボールミル容器１４に収容された粉砕球２４が試料２２を粉砕する。このため、粉砕球２４によって試料２２粒子の粒径が小さくされて、分析用光源２６及び測定用光源３２から照射された光を試料２２が分析用光源２６及び測定用光源３２と反対側（下側）に拡散反射する場合でも、試料２２に拡散反射された光を分光検出器２８及び散乱検出器３４が良好に検出することができる。

これにより、分光検出器２８により検出された光によって、各ボールミル容器１４内の試料２２の粒子表面を、分光分析により解析することができる。

さらに、上述の如く試料２２粒子の粒径が小さくされた際においても試料２２に拡散反射された光を散乱検出器３４が検出することができるため、散乱検出器３４により検出された光によって、各ボールミル容器１４内の試料２２粒子の粒度分布をも同時に測定することができる。

ここで、各ボールミル容器１４は、セットロータ１２が回転されることで公転されると共に、セットロータ１２に対して回転されることで自転される。このため、仮に試料２２を粉砕しなくても、各ボールミル容器１４の公転及び自転によって試料２２粒子の露出面積が大きくなる。これにより、試料２２の粒子表面及び粒径の多くの情報を得た光を分光検出器２８及び散乱検出器３４が検出することができ、試料２２を分光分析により解析する感度を向上させることができると共に、試料２２粒子の粒度分布を測定する精度を向上させることができる。

さらに、上述の如く粉砕球２４が試料２２を粉砕するため、試料２２の粒子表面の露出面積を一層大きくでき、試料２２を分光分析により解析する感度を一層向上させることができる。

またこのため、特に、試料２２が触媒や吸蔵材（担体）等とされた場合でも、粉砕球２４による粉砕時における試料２２粒子の清浄な（雰囲気の気体との化学反応前の）粉砕面を分光分析により解析することができる。

さらに、粉砕球２４が光を透過する場合には、分析用光源２６及び測定用光源３２による試料２２への光の照射及び試料２２に拡散反射された光の分光検出器２８及び散乱検出器３４による検出を、粉砕球２４が阻害することを防止できる。

（実験例）
図４には、本実施の形態の実験例についてのグラフが示されており、図４（Ａ）には、分光検出器２８により検出された光における周波数（波数）と光強度との関係が、試料２２の粉砕球２４による粉砕（各ボールミル容器１４の公転及び自転の動作）の、初期、１時間経過時（１Ｈｒ）、２時間経過時（２Ｈｒ）について、示されると共に、図４（Ｂ）には、散乱検出器３４により検出された光によって測定された試料２２粒子の粒度（粒径）分布が、試料２２の粉砕球２４による粉砕の、初期、１時間経過時（１Ｈｒ）、２時間経過時（２Ｈｒ）について、示されている。

図４（Ｂ）から、試料２２の粉砕球２４による粉砕の初期では、試料２２粒子の粒度の最大が略Ｄ₀であり、試料２２の粉砕球２４による粉砕の１時間経過時では、試料２２粒子の粒度の最大が略Ｄ₁であり、試料２２の粉砕球２４による粉砕の２時間経過時では、試料２２粒子の粒度の最大が略Ｄ₂である。

ここで、図４（Ａ）から、試料２２の粉砕球２４による粉砕の１時間経過時に、成分ＯＨや成分ＣＯＯＨにおいて光強度が大きく変動している。

これにより、試料２２の粉砕球２４による粉砕の１時間経過時、すなわち、試料２２粒子の粒度の最大が略Ｄ₁である際に、試料２２の分光分析による解析を最適に行うことができることがわかる。

［第３の実施の形態］
図５には、本発明の分光分析装置が適用されて構成された第３の実施の形態に係る拡散反射測定装置４０が側面図にて示されている。

本実施の形態に係る拡散反射測定装置４０は、第１の実施の形態に係る拡散反射測定装置１０と、ほぼ同様の構成とされているが、以下の点で異なる。

本実施の形態に係る拡散反射測定装置４０では、各ボールミル容器１４の内面（各容器本体１６の内面及び各蓋部材１８の内面）に、光透過窓２０形成部位を除き、金属としての金属微粒４２（金属微粒子）が、好ましくはアイランド状に分散されて、付着されており、金属微粒４２は、例えば金（Ａｕ）や銀（Ａｇ）等とされて、径が例えば２０ｎｍ以下（好ましくは１０ｎｍ以上）とされている。

さらに、各粉砕球２４にも、上記と同様の構成の金属としての金属微粒４２（金属微粒）が、、好ましくはアイランド状に分散されて、付着された構成である。

ここで、本実施の形態に係る拡散反射測定装置４０でも、第１の実施の形態に係る拡散反射測定装置１０と同様の作用及び効果を奏することができる。

さらに、各ボールミル容器１４の内面（光透過窓２０形成部位を除く）及び各粉砕球２４に金属微粒４２が付着されているため、分析用光源２６から照射した光によって金属微粒４２近傍に非常に強い電場が形成されて、金属微粒４２近傍の試料２２に所謂表面増強効果が発生する。このため、特に、試料２２が、触媒や吸蔵材（担体）等とされて、試料２２の粒子表面のごく微量の付着物（吸着物）を分光分析により解析する場合でも、試料２２の粒子表面に付着（吸着）した付着物による光吸収が単分子の付着物でも増幅されることで、試料２２表面に単分子の層で付着した付着物も分光分析により解析することができる。これにより、分光分析により解析できる付着物の種類を多くすることができる。

［第４の実施の形態］
図６には、本発明の分光分析装置が適用されて構成された第４の実施の形態に係る拡散反射測定装置５０が側面図にて示されている。

本実施の形態に係る拡散反射測定装置５０は、第１の実施の形態に係る拡散反射測定装置１０と、ほぼ同様の構成とされているが、以下の点で異なる。

本実施の形態に係る拡散反射測定装置５０では、セットロータ１２が長手方向一端において円柱状の支持軸５２に回転可能に支持されている。

セットロータ１２の上面には、長手方向他端において、円柱状の回転台５４が固定されると共に、回転台５４上には円柱状の回転軸５６が回転可能に支持されており、回転軸５６にはボールミル容器１４が中心を貫通された状態で固定されている。これにより、ボールミル容器１４は、支持軸５２に対してセットロータ１２が回転されることで公転されると共に、回転台５４に対して回転軸５６が回転されることで自転される。

支持軸５２からセットロータ１２を経て回転台５４までには、流入手段を構成する流入経路５８及び流出手段を構成する流出経路６０が形成されている。

支持軸５２における流入経路５８及び流出経路６０は、それぞれセットロータ１２における流入経路５８及び流出経路６０に、セットロータ１２の支持軸５２に対する回転によって連通可能とされている。

回転軸５６の下端内には、流入手段及び流出手段を構成するフィルタ６２（阻止手段）が一対設けられており、各フィルタ６２は、通気性を有すると共に、回転軸５６の回転台５４に対する回転に拘らずそれぞれ回転台５４における流入経路５８及び流出経路６０に連通される。回転軸５６には、各フィルタ６２の上側において、流入手段及び流出手段を構成する流通経路６４が一対設けられており、各流通経路６４の一端はボールミル容器１４内に連通されると共に、各流通経路６４の他端は各フィルタ６２に連通されている。これにより、ボールミル容器１４内の試料２２が各流通経路６４を介して流入経路５８及び流出経路６０に侵入することが、各フィルタ６２によって阻止されている。

支持軸５２における流入経路５８は、ガスタンク６６（気体供給手段）に接続されており、ガスタンク６６は、流入経路５８、フィルタ６２及び流通経路６４を介して、ボールミル容器１４内に気体としての流入ガス（例えば浄化ガス）を流入する。

支持軸５２における流出経路６０は、質量分析計（ＭＳ）６８（気体分析手段）に接続されており、質量分析計６８は、ボールミル容器１４内から流通経路６４、フィルタ６２及び流出経路６０を介して流出された気体としての流出ガスの組成を検出する。

ここで、本実施の形態に係る拡散反射測定装置５０でも、第１の実施の形態に係る拡散反射測定装置１０と同様の作用及び効果を奏することができる。

さらに、ガスタンク６６が流入経路５８、フィルタ６２及び流通経路６４を介してボールミル容器１４内に流入ガスを流入すると共に、ボールミル容器１４内から流通経路６４、フィルタ６２及び流出経路６０を介して流出ガスが流出される。このため、流入ガスの雰囲気中における試料２２（例えば、流入ガスと反応（例えば酸化または還元）した試料２２）を分光分析により解析（デガス分析）することができる。

また、ボールミル容器１４内から流出された流出ガスの組成を質量分析計６８が検出するため、流入ガスと試料２２との反応により発生する反応ガスや粉砕球２４による試料２２の粉砕時に試料２２内から発生する分解ガスを検出することができる。

なお、本実施の形態では、流出ガスを質量分析計６８が検出する構成としたが、流出ガス（気体）をボールミル容器（収容部材）内から単に流出する（質量分析計が検出しない）構成としてもよい。

（実験例）
図７には、本実施の形態の実験例についてのグラフが示されており、図７（Ａ）には、組成Ａの流入ガスにおける各組成分子の分子量（質量数）と各組成分子の体積分布率とが示されると共に、図７（Ｂ）には、組成Ｂの流入ガスにおける各組成分子の分子量（質量数）と各組成分子の体積分布率とが示され、かつ、図７（Ｃ）には、分光検出器２８により検出された光における周波数（波数）と光強度との関係が、流入ガスが組成Ａの場合と流入ガスが組成Ｂの場合とについて、示されている。

図７（Ｃ）から、流入ガスが組成Ｂにされた場合の方が、流入ガスが組成Ａにされた場合の比し、成分ＨＣや成分ＣＯにおいて光強度が大きく変動している。

これにより、流入ガスが組成Ｂにされた場合の方が、流入ガスが組成Ａにされた場合の比し、流入ガスによる試料２２の浄化性能が良好になることがわかる。

［第５の実施の形態］
図８には、本発明の分光分析装置が適用されて構成された第５の実施の形態に係る拡散反射測定装置７０が側面図にて示されている。

本実施の形態に係る拡散反射測定装置７０は、第４の実施の形態に係る拡散反射測定装置５０と、ほぼ同様の構成とされているが、以下の点で異なる。

本実施の形態に係る拡散反射測定装置７０では、第４の実施の形態に係る拡散反射測定装置５０における流入経路５８、流出経路６０、一対のフィルタ６２、一対の流通経路６４、ガスタンク６６及び質量分析計６８を、設けなくてもよい。

さらに、セットロータ１２は、長手方向一端において支持軸５２の上面に回転可能に支持されている。

ボールミル容器１４（容器本体１６）の内周面には、セラミックコート７２及び加熱手段としてのヒーター線７４が設けられており、ヒーター線７４は、セラミックコート７２に被覆されている。また、セラミックコート７２は、例えばＷＣ（炭化タングステン）製またはＳｉ₃Ｎ₄（窒化珪素）製とされている。

支持軸５２からセットロータ１２、回転台５４及び回転軸５６を経てボールミル容器１４（容器本体１６）の底部までには、一対の導線７６が埋設されており、ボールミル容器１４の底部における一対の導線７６は、ヒーター線７４に接続されている。

支持軸５２の上端には、一対の電気接点７８が設けられており、一対の電気接点７８は、それぞれ支持軸５２における各導線７６に接続されると共に、セットロータ１２の支持軸５２に対する回転に拘らずそれぞれセットロータ１２における各導線７６に接続される。

回転台５４の上端には、上記と同様の一対の電気接点７８が設けられており、この一対の電気接点７８は、それぞれ回転台５４における各導線７６に接続されると共に、回転軸５６の回転台５４に対する回転に拘らずそれぞれ回転軸５６における各導線７６に接続される。

支持軸５２における一対の導線７６には、交流電源８０が接続されており、交流電源８０からの電力が、各対の電気接点７８を中継しつつ一対の導線７６を経て、ヒーター線７４に供給される。これにより、ヒーター線７４が発熱することで、ボールミル容器１４内の試料２２が加熱される構成である。

ここで、本実施の形態に係る拡散反射測定装置７０でも、第１の実施の形態に係る拡散反射測定装置１０と同様の作用及び効果を奏することができる。

さらに、ボールミル容器１４の内周面に設けられたヒーター線７４によって、ボールミル容器１４内の試料２２が加熱されるため、加熱されて高温にされた試料２２を、分光検出器２８により検出された光によって、分光分析により解析することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る拡散反射測定装置を示す側面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る拡散反射測定装置を示す平面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る拡散反射測定装置を示す側面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第２の実施の形態の実験例についてのグラフであり、（Ａ）は、分光検出器により検出された光における周波数（波数）と光強度との関係を、試料の粉砕球による粉砕の、初期、１時間経過時（１Ｈｒ）、２時間経過時（２Ｈｒ）について示すグラフであり、（Ｂ）は、散乱検出器により検出された光によって測定された試料粒子の粒度（粒径）分布を、試料の粉砕球による粉砕の、初期、１時間経過時（１Ｈｒ）、２時間経過時（２Ｈｒ）について示すグラフである。 本発明の第３の実施の形態に係る拡散反射測定装置を示す側面図である。 本発明の第４の実施の形態に係る拡散反射測定装置を示す側面図である。 （Ａ）乃至（Ｃ）は、本発明の第４の実施の形態の実験例についてのグラフであり、（Ａ）は、組成Ａの流入ガスにおける各組成分子の分子量（質量数）と各組成分子の体積分布率とを示すグラフであり、（Ｂ）は、組成Ｂの流入ガスにおける各組成分子の分子量（質量数）と各組成分子の体積分布率とを示すグラフであり、（Ｃ）は、分光検出器により検出された光における周波数（波数）と光強度との関係を、流入ガスが組成Ａの場合と流入ガスが組成Ｂの場合とについて示すグラフである。 本発明の第５の実施の形態に係る拡散反射測定装置を示す側面図である。 試料における光の拡散反射状況を示す側面図である。

符号の説明

１０ 拡散反射測定装置（分光分析装置）
１４ ボールミル容器（収容部材）
２０ 光透過窓（透過部）
２２ 試料
２４ 粉砕球（粉砕部材）
２６ 分析用光源（照射手段）
２８ 分光検出器（検出手段）
３０ 拡散反射測定装置（分光分析装置）
３２ 測定用光源（照射手段）
３４ 散乱検出器（検出手段）
３８ 光透過窓（透過部）
４０ 拡散反射測定装置（分光分析装置）
４２ 金属微粒（金属）
５０ 拡散反射測定装置（分光分析装置）
５８ 流入経路（流入手段）
６０ 流出経路（流出手段）
６２ フィルタ（流入手段及び流出手段）
６４ 流通経路（流入手段及び流出手段）
７０ 拡散反射測定装置（分光分析装置）
７４ ヒーター線（加熱手段）

Claims (8)

1. 試料が収容され、回転される収容部材と、
   前記試料に光を照射する照射手段と、
   前記試料が反射した光を検出する検出手段と、
   を備えた分光分析装置。
2. 前記収容部材に設けられ、光を透過する透過部を備えた、ことを特徴とする請求項１記載の分光分析装置。
3. 前記収容部材内に設けられ、前記試料を粉砕する粉砕部材を備えた、ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の分光分析装置。
4. 前記試料に対し前記照射手段と前記検出手段とを同一側に配置した、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の分光分析装置。
5. 前記試料に対し前記照射手段と前記検出手段とを反対側に配置した、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の分光分析装置。
6. 前記収容部材内に金属を設けた、ことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の分光分析装置。
7. 前記収容部材内に気体を流入させる流入手段と、
   前記収容部材内から気体を流出させる流出手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項記載の分光分析装置。
8. 前記試料を加熱する加熱手段を備えた、ことを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１項記載の分光分析装置。

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