JP2006189375A

JP2006189375A - Ｘ線分析用信号処理装置

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Publication number: JP2006189375A
Application number: JP2005002678A
Authority: JP
Inventors: Naoya Ueda; 直也上田
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2005-01-07
Filing date: 2005-01-07
Publication date: 2006-07-20
Anticipated expiration: 2025-01-07
Also published as: JP4524622B2

Abstract

【課題】エネルギー分散型Ｘ線分析装置において検出器で検出されたＸ線に対し、高いエネルギー分解能を保ちつつ計数効率を上げることで感度や精度を向上させる。
【解決手段】入力データが閾値を越えるとＲＳフリップフロップはセットされ、入力データの正ピークＰ２の最大値データを検出・保持した後、その最大値データと入力データとの差分が設定値を越えたならば（時刻ｔ４）ＲＳフリップフロップはリセットされる。次に、負ピークｐ２を過ぎた後、その最小値データと入力データとの差分が設定値を越えたならば（時刻ｔ５）ＲＳフリップフロップは再びセットされる。したがって、ＲＳフリップフロップの正転出力が「１」である期間中の最大値データをラッチすることで、隣接する２つのピークの間の谷が閾値以上であっても、２つのピークの最大値データを適切に取得することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、一般にマルチチャンネルアナライザと呼ばれるＸ線分析用の信号処理装置に関する。

蛍光Ｘ線分析装置は、固体試料、粉体試料、又は液体試料に１次Ｘ線を照射し、その１次Ｘ線により励起されて放出される蛍光Ｘ線を検出することによって、その試料に含まれる元素の定性分析や定量分析を行うものである。この蛍光Ｘ線分析装置は、波長分散型（ＷＤＳ）とエネルギー分散型（ＥＤＳ）の２つに大別される。波長分散型蛍光Ｘ線分析装置は、分光結晶とスリットとを組み合わせたＸ線分光器により特定波長の蛍光Ｘ線を選別した上で検出器で検出する構成を有する。一方、エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置は、こうした波長選別を行わずに蛍光Ｘ線を直接半導体検出器などで検出し、その後に検出信号をエネルギー（つまり波長）毎に分離する処理を行う構成を有する。蛍光Ｘ線スペクトルを作成する場合、波長分散型では波長走査を行う必要があるのに対し、エネルギー分散型では多数の波長の情報が同時に得られるため、短時間で蛍光Ｘ線スペクトルを取得できるという特徴を有する。

図４は、例えば特許文献１などに開示されているエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置の概略構成図である。Ｘ線照射部１から発せられた１次Ｘ線が試料２に当たると、１次Ｘ線により励起された蛍光Ｘ線が試料２より放出され、例えばリチウムドリフト型Ｓi半導体検出器などによる検出器３に入射して検出される。検出器３の出力はプリアンプ（前置増幅器）４で増幅される。このときの信号は図４中に示すような階段状の電圧パルス信号となる。この信号の階段の各段の高さが試料２に含まれる各元素のエネルギーつまり波長に対応している。この電圧パルス信号は波形整形回路６を含む比例増幅器５に入力され、上記各階段の高さに応じた波高を持つ適当な形状のパルスに成形されて出力される。

Ａ／Ｄ変換器７はこのパルス波形状のアナログ信号を所定のサンプリング周期でサンプリングしてデジタル化し、マルチチャンネルアナライザ８はデジタル化されたパルス信号の波高値に応じて各パルスを弁別した後にそれぞれ計数し、波高分布図（エネルギースペクトルヒストグラム）を作成してデータメモリ９に格納する。波高分布図では、分析対象である試料中に含まれる元素から放出される蛍光Ｘ線のエネルギー値に対応する位置に各元素固有のピークが現れる。データ処理部１０はこのピークの出現位置やそのＸ線強度値などに基づいて、含有元素の定性や定量を行う。

従来の一般的なマルチチャンネルアナライザ８では、入力されるパルス信号のピークを検出して各ピークのピークトップの波高値（ピークトップ値）を取得し、１つのパルス（ピーク）毎にその波高値に応じたエネルギー値の計数値をインクリメントすることで上記のような波高分布図を作成する。より詳しく説明すると、図５（ａ）に示すようなパルス信号が与えられたとき、この信号をピーク検出用の閾値と比較し、図５（ｂ）に示すような閾値越え検出信号を得る。そして、その閾値越え検出信号が「１」である期間中の最大値をピークトップであるとみなして、そのピークトップ値を弁別対象の波高値として取得する。したがって、この図５の例ではＰ１、Ｐ２、Ｐ３の３個のピークの波高値が得られることになる。

ところが、こうした従来のマルチチャンネルアナライザでは次のような問題がある。即ち、検出器３から出力される信号には各種ノイズ、特に高周波ノイズが重畳しているため、波形整形回路６はノイズを除去するためのローパスフィルタの機能を有している。このローパスフィルによるフィルタリング処理によって、波形整形により得られるパルス信号は図５（ａ）に示したように立ち上がりや立ち下がりが鈍った波形となる。

エネルギー分解能を高くするためには、ローパスフィルタの時定数を大きくし、より低周波のノイズも除去する必要がある。しかしながら、時定数を大きくすると、図６（ａ）に示すように近接した２つ乃至それ以上のピークが干渉し合い易くなる。この場合、Ｐ２、Ｐ３の２個のピークは分離できずに１個のピークとみなされてしまい（図６（ｂ）参照）、ピークＰ３は無視されてピークＰ２のみの波高値が取得される。そのため、本来はＰ２、Ｐ３の２個分のピークであるにも拘わらず１個分しか計数されないことになり、計数効率は下がってしまう。計数効率が下がることは蛍光Ｘ線のエネルギー強度値が実際の値よりも低くなることを意味し、分析精度の低下をもたらす。逆に、ローパスフィルタの時定数を小さくすると計数効率は上がるが、十分にノイズを除去できずにエネルギー分解能が下がってしまう。

特許文献１に記載の装置では、上記のような問題を回避するために、波形整形回路６で複数の時定数を用意しておき、分析手法や分析対象の元素の種類などに応じて時定数を切り替えるようにしている。しかしながら、こうした構成では制御が煩雑になり、回路規模が大きくなる。また、実際上、適切な時定数を設定することはかなり難しく、計数効率又は分解能のいずれかを或る程度犠牲にせざるを得なかった。

特開平１０−３１８９４６号公報（段落０００２〜０００４）

本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、フィルタリングされた信号波形上で２つのピークが近接している場合でも、これを２つのピークとして分離して認識することでＸ線の計数効率を改善することができる、マルチチャンネルアナライザとして使用するためのＸ線分析用信号処理装置を提供することにある。

上記課題を解決するために成された第１発明は、分析対象から放出されるＸ線を検出器により検出し、その検出信号をＸ線固有のエネルギーに応じた波高値を有するパルス波形状の信号に波形整形した後に、その信号の波高値を弁別して計数するエネルギー分散型Ｘ線分析装置に使用されるＸ線分析用信号処理装置であって、波形整形されたパルス波形状の信号を入力信号とし、
a)前記入力信号の正のピークのピークトップを検出する正ピーク検出手段と、
b)前記入力信号の負のピークのピークトップを検出する負ピーク検出手段と、
c)前記入力信号が所定の閾値以上であるか否かを判定する閾値越え判定手段と、
d)前記入力信号が前記閾値以上である期間中において、前記正ピーク検出手段により正ピークのピークトップが検出された後にそのピークトップ値から第１所定値以上値が減少したことを検出する減少検出手段と、
e)前記入力信号が前記閾値以上である期間中において、前記負ピーク検出手段により負ピークのピークトップが検出された後にその負のピークトップ値から第２所定値以上値が増加したことを検出する増加検出手段と、
f)前記閾値越え判定手段による閾値以上になったとの判定時点又は前記ピーク増加検出手段による検出時点から、その後の最も早い、前記閾値越え検出手段による閾値を下回ったとの判定時点又は前記ピーク減少検出手段による検出時点までの期間中において、前記正ピーク検出手段により検出された正ピークのピークトップ値を、真のピークトップ値とみなして波高値弁別のために取得する判別手段と、
を備えることを特徴としている。

また上記課題を解決するために成された第２発明は、分析対象から放出されるＸ線を検出器により検出し、その検出信号をＸ線固有のエネルギーに応じた波高値を有するパルス波形状の信号に波形整形した後に、その信号の波高値を弁別して計数するエネルギー分散型Ｘ線分析装置に使用されるＸ線分析用信号処理装置であって、波形整形されたパルス波形状の信号を入力信号とし、
a)前記入力信号の正のピークのピークトップを検出する正ピーク検出手段と、
b)前記入力信号が所定の閾値以上であるか否かを判定する閾値越え判定手段と、
c)前記入力信号が前記閾値以上である期間中において、前記入力信号の正ピークのピークトップから所定期間以上値が減少し続けることを検出する単調減少検出手段と、
d)前記入力信号が前記閾値以上である期間中において、前記入力信号の負ピークのピークトップから所定期間以上値が増加し続けることを検出する単調増加検出手段と、
e)前記閾値越え判定手段による閾値以上になったとの判定時点又は前記単調増加検出手段による検出時点から、その後の最も早い、前記閾値越え検出手段による閾値を下回ったとの判定時点又は前記単調減少検出手段による検出時点までの期間中において、前記正ピーク検出手段により検出された正ピークのピークトップ値を、真のピークトップ値とみなして波高値弁別のために取得する判別手段と、
を備えることを特徴としている。

例えば入力信号に２つの正ピークが近接して存在しており、その両ピークの間の負のピーク（谷の部分）の値が閾値を越えている場合、上記閾値越え判定手段による検出信号はその谷の部分の間を挟んだ前後で同レベル（「１」又は「０」）が連続する。そのため、この検出信号において「１」（又は「０」）が連続する期間内で最大値を示すものを真のピークトップとみなすと、ピークトップ値がより小さなほうの正ピークを見逃してしまうことになる。

これに対し、第１発明に係るＸ線分析用信号処理装置においては、減少検出手段及び増加検出手段における所定値をそれぞれ適当に定めれば、上記のように２つの正ピークの間の谷の部分が閾値を上回っていても、その谷の手前で減少検出手段の検出信号を生成し、その谷を通り過ぎた後で次の正のピークが来る前に増加検出手段の検出信号を生成することができる。こうした検出信号により、真のピークトップ値を認識するための期間は上記谷の部分を挟んで時間的に前後の２つに分離されるため、その分離された各期間においてそれぞれ正のピークトップを真のピークトップとして検出することができるようになる。

また、第２発明に係るＸ線分析用信号処理装置においても、単調減少検出手段及び単調増加検出手段における所定期間をそれぞれ適当に定めれば、上記のように２つの正ピークの間の谷の部分が閾値を上回っていても、その谷の手前で減少検出手段の検出信号を生成し、その谷を通り過ぎた後で次の正のピークが来る前に増加検出手段の検出信号を生成することができる。したがって、この場合にも、従来は分離できなかった（一方が見逃されていた）近接する２個の正ピークのピークトップを真のピークトップとして検出することができるようになる。

なお、上記入力信号は、波形整形されたパルス波形状のアナログ信号を所定の周期でサンプリングしてデジタル化した信号とすることができ、その場合には、第１及び第２発明に係るＸ線分析用信号処理装置における上記各手段はデジタル論理回路やコンピュータ上で動作するソフトウエアで実現することができる。また、このとき上記「所定期間」とは所定のサンプル数と意味するところは同じである。

このようにして第１及び第２発明に係るＸ線分析用信号処理装置によれば、従来、波形整形回路の時定数のために裾が重なり合ってしまっていて２個のピークとして分離して検出することが困難であったような隣接する２個のピークについても、それぞれ別個のピークとして検出して各ピークトップ値を波高値として取得することができるようになる。それによって、単位時間当たりに計数できるパルス数が増加し、Ｘ線の計数効率が改善される。

なお、低元素の場合には一般に入力信号の波高値が小さいが、第１発明においては所定値を小さく設定することにより、微小ピークも検出することができる。一方、重畳しているノイズが大きい場合には、第１発明においては所定値を大きく設定することにより、第２発明においては所定期間を長く設定することにより、ノイズに起因する偽のパルスを除去することができるので分解能を向上させることができる。

[第１実施例]
以下、第１発明に係るＸ線分析用信号処理装置の一実施例であるマルチチャンネルアナライザについて図１及び図２を参照して説明する。図１は本実施例によるマルチチャンネルアナライザの要部の回路構成図、図２は主要な動作を説明するためのタイミング図である。

このマルチチャンネルアナライザ８には、図４に示したＡ／Ｄ変換器７からの出力であるｎ（例えばｎ＝８、１０など）ビットのデータ（波形整形後のパルス波信号をデジタル化したデータ）がデータバス２０を通して入力される。マルチチャンネルアナライザ８は、この入力データの正ピークのピークトップを検出してその値を保持する正ピーク検出部２１と、同じ入力データの負ピークのピークトップを検出してその値を保持する負ピーク検出部２２と、正ピーク検出部２１に保持されているデータ（最大値データ）と入力データとの差分を求める第１減算器２３と、負ピーク検出部２２に保持されているデータ（最小値データ）と入力データとの差分を求める第２減算器２４と、第１減算器２３の出力である正ピーク差分データと外部より設定される正ピーク差分設定値ＴＰとの大小関係の比較を行う第１比較器２５と、第２減算器２４の出力である負ピーク差分データと外部より設定される負ピーク差分設定値ＴＮとの大小関係の比較を行う第２比較器２６と、入力データが外部より設定される閾値設定値ＴＨ以上であるか否かを判定する閾値判定部２７と、閾値判定部２７の立ち上がりエッジを検出する立上り検出部２８と、閾値判定部２７の立ち下がりエッジを検出する立下り検出部２９と、第１比較器２５の出力と立上り検出部２８の出力とのＯＲ論理演算を行う第１ＯＲゲート３０と、第２比較器２６の出力と立下り検出部２９の出力とのＯＲ論理演算を行う第２ＯＲゲート３１と、第１及び第２ＯＲゲート３０、３１の出力によりリセット及びセットを行うＲＳフリップフロップ（ＲＳ−ＦＦ）３２と、ＲＳフリップフロップ３２の正転（Ｑ）出力の立ち下がりエッジを検出する立下り検出部３３と、閾値判定部２７の出力とＲＳフリップフロップ３２の反転（Ｑバー）出力とのＡＮＤ論理演算を行う第１ＡＮＤゲート３４と、閾値判定部２７の出力とＲＳフリップフロップ３２の正転（Ｑ）出力とのＡＮＤ論理演算を行う第２ＡＮＤゲート３５と、正ピーク検出部２１の出力データを入力とし、立下り検出部３３の出力をイネーブル入力とするラッチ回路３６と、ラッチ回路３６の出力である波高値データと立下り検出部３３の出力であるピーク検出信号とを受けて、波高値データの値に応じてスペクトルメモリのメモリアドレスの計数値データをインクリメントする弁別処理及び計数処理を行う弁別・計数処理回路３７と、を備える。

図２を参照して上記構成のマルチチャンネルアナライザの動作を説明する。図２（ａ）に示したような波形のパルス信号をデジタル化したデータが入力されると、正ピーク検出部２１は正ピークＰ１、Ｐ２、Ｐ３を検出し、後述するようにそれぞれのピークトップが出現してから少なくとも所定時間、最大値（正ピークのピークトップ値）データを保持する。負ピーク検出部２２も同様に負ピークｐ１、ｐ２を検出し、後述するようにそれぞれのピークトップが出現してから少なくとも所定時間、最小値（負ピークのピークトップ値）データを保持する。第１減算器２３により図２（ａ）に示す正ピーク差分データΔｘが計算され、第１比較器２５はこの正ピーク差分データΔｘが正ピーク差分設定値ＴＰよりも大きくなると、図２（ｅ）に示すようにパルス信号を出力する。一方、第２減算器２４により図２（ａ）に示す負ピーク差分データΔｙが計算され、第２比較器２６はこの負ピーク差分データΔｙが負ピーク差分設定値ＴＮよりも大きくなると、図２（ｆ）に示すようにパルス信号を出力する。

閾値判定部２７は従来と同様に図２（ｂ）に示すように、入力データが閾値設定値ＴＨよりも大きいときに「１」となる閾値越え検出信号を出力する。これに対して立下り検出部２８及び立上り検出部２９の出力は図２（ｃ）、（ｄ）のようになる。第１ＯＲゲート３０は図２（ｄ）及び（ｅ）のパルス信号のＯＲ論理演算を行ってその結果をＲＳフリップフロップ３２のリセット端子に与え、第２ＯＲゲート３１は図２（ｃ）及び（ｆ）のパルス信号のＯＲ論理演算を行ってその結果をＲＳフリップフロップ３２のセット端子に与えるから、ＲＳフリップフロップ３２の正転出力は図２（ｇ）に示すようになる。

ここで、従来の方法では分離して検出できないピークＰ２、Ｐ３について着目して詳述する。入力データは時刻ｔ３で閾値設定値ＴＨを越えるため、このとき閾値越え検出信号は「０」→「１」に変化する。これとほぼ同時にこの信号の立ち上がりエッジが立上り検出部２９で検出され、ＲＳフリップフロップ３２のセット端子にパルス信号が入力されるから、ＲＳフリップフロップ３２の正転出力も「０」→「１」に変化する。このとき、第２ＡＮＤゲート３５の２つの入力は共に「１」となるから、その出力である正ピーク検出部有効フラグも「１」となり、正ピーク検出部２１が能動化されて入力データの最大値を検出・保持する動作を開始する。したがって、ピークトップＰ２が出現すると、その値を最大値データとして保持する。

次に、時刻ｔ４になると上述したように正ピーク検出部２１で保持している最大値データと入力データとの差分が正ピーク差分設定値ＴＰ以上になり、第１比較器２５の出力のパルス信号が第１ＯＲゲート３０を経てＲＳフリップフロップ３２のリセット端子に加わる。これにより、ＲＳフリップフロップ３２の正転出力は「１」→「０」に変化する。立下り検出部３３はこの立ち下がりエッジを検出してパルス信号をラッチ回路３６に与えるから、このタイミングで以て正ピーク検出部２１に保持されていた最大値データが真のピークに対応したピークトップ値としてラッチ回路３６にラッチされて弁別・計数処理回路３７へ送られる。この立下り検出部３３の出力もまたピーク検出信号として同時に送られる。また、ＲＳフリップフロップ３２の正転出力が「０」になると、第２ＡＮＤゲート３５の出力である正ピーク検出部有効フラグは「０」になるため、正ピーク検出部２１の保持データはクリアされるとともにその機能は非能動化される。

他方、閾値越え検出信号は「１」を保ったままＲＳフリップフロップ３２の反転出力は「１」になるので、第１ＡＮＤゲート３４の出力である負ピーク検出部有効フラグは「０」→「１」に変化し、今度は負ピーク検出部２２が能動化される。負ピーク検出部２２はこの負ピーク検出部有効フラグが「１」である間の最小値を検出・保持する。したがって、負のピークトップｐ２が出現すると、その値を最小値データとして保持する。

次いで、時刻ｔ５になると負ピーク検出部２２で保持している最小値データと入力データとの差分が負ピーク差分設定値ＴＮ以上となり、第２比較器２６の出力のパルス信号が第２ＯＲゲート３１を経てＲＳフリップフロップ３２のセット端子に加わる。これにより、ＲＳフリップフロップ３２の正転出力が再び「０」→「１」に変化する。このタイミングで以て負ピーク検出部有効フラグは「０」になり、保持されていた最小値データはクリアされる。さらに正ピーク検出部有効フラグは「１」になるため正ピーク検出部２１が再び能動化されて、最大値データがクリアされた状態から、先にピークＰ２を検出した動作と同様の動作を実行することによりピークＰ３を検出する。そして正ピーク検出部２１に保持された最大値データは、上述したようにピークＰ２の最大値データをラッチ回路３６にラッチしたのと同様の動作により真のピークに対応したピークトップ値としてラッチ回路３６にラッチされ、弁別・計数処理回路３７に送り込まれる。このようにして、従来の方法では検出されなかったピークＰ３の最大値データも真のピークの波高値として取得することができる。

以上のように本実施例におけるマルチチャンネルアナライザによれば、従来方法では、１個のピークとしてしか認識されなかったピークＰ２、Ｐ３がそれぞれ別個のピークとして認識されるようになる。それにより、弁別・計数処理回路３７では、ピークＰ２、Ｐ３のそれぞれのピーク値に応じたメモリアドレスの計数値データをインクリメントすることができ、計数の正確性が向上する。

[第２実施例]
次に、第２発明に係るＸ線分析用信号処理装置の一実施例であるマルチチャンネルアナライザについて、図３の回路構成図を参照して説明する。このマルチチャンネルアナライザの基本的な構成は上記第１実施例の構成と類似しているが、図１において符号Ｆの部分が図３において符号Ｆ’に変更されている。それ以外の構成要素は同一であり、同一符号を付して詳しい説明を省略する。

即ち、この第２実施例の構成では、データバス２０を介して入力される入力データはデータラッチ４０に入力されており、データラッチ４０は入力データが更新される毎にその１つ前の入力データを保持する。減算器４１はデータラッチ４０に保持されているデータと入力データとの差分を算出するから、減算器４１では２つの連続する入力データの差分を求めることになる。この減算器４１の出力のうちのＭＳＢ（最上位ビット）のみがＮ段の１ビットシフトレジスタである第１シフトレジスタ４２に入力されるとともに、反転ゲート４４を経て同じくＮ段の１ビットシフトレジスタである第２シフトレジスタ４５に入力されている。このＭＳＢはデジタルデータではデータの極性（正又は負）を表し、オフセットバイナリ表示では極性が正であるときに「１」、負であるときに「０」である。

第１シフトレジスタ４２のパラレル出力は第１比較器４３に入力され、第１比較器４３はこの出力と外部から設定される連続減少設定値ＴＤとが一致するときに「１」を出力する。他方、第２シフトレジスタ４５のパラレル出力は第２比較器４６に入力され、第２比較器４６はこの出力と外部から設定される連続増加設定値ＴＵとが一致するときに「１」を出力する。なお、第１シフトレジスタ４２は第２ＡＮＤゲート３５の出力（第１実施例における正ピーク検出部有効フラグ）が「１」であるときにのみ機能し、第２シフトレジスタ４５は第１ＡＮＤゲート３４の出力（第１実施例における負ピーク検出部有効フラグ）が「１」であるときにのみ機能する。

この第２実施例のマルチチャンネルアナライザ８の動作を説明する。上記第１実施例では、正ピークの最大値データと入力データとの差分、及び、負ピークの最小値データと入力データとの差分、がそれぞれ所定の設定値を越えたときにパルス信号を出力してＲＳフリップフロップ３２の出力を反転させ得るようにしていたが、この第２実施例では、図３に示した回路構成により、正ピークのピークトップを通りすぎた後の波形の単調減少性、及び、負ピークのピークトップを通りすぎた後の波形の単調増加性を判断することでパルス信号を生成して、ＲＳフリップフロップ３２の出力を反転させ得るようにしている。

例えば正ピーク検出部２１では図２（ａ）で示した入力データ波形のピークＰ２の最大値データを保持するが、ピークＰ２を通り過ぎると入力データが増加から減少に転じるから、データラッチ４０で保持されている１つ前の入力データと最新の入力データとの差分が正つまり差分データのＭＳＢが「１」となり、第１シフトレジスタ４２には「１」が連続して格納される。例えば時刻ｔ４で第１シフトレジスタ４２が「１」である状態が連続減少設定値ＴＤと一致すれば、第１比較器４３の出力のパルス信号が第１ＯＲゲート３０を経てＲＳフリップフロップ３２のリセット端子に加わり、ＲＳフリップフロップ３２の正転出力は図２（ｇ）に示すように「１」から「０」に変化する。

一方、最小ピークｐ２を通り過ぎると入力データが減少から増加に転じるから、データラッチ４０で保持されている１つ前の入力データと最新の入力データとの差分が負つまり差分データのＭＳＢが「０」となり、第２シフトレジスタ４５にはＭＳＢの反転である「１」が連続して格納される。例えば時刻ｔ５で第２シフトレジスタ４５が「１」である状態が連続増加設定値ＴＵと一致すれば、第２比較器４６の出力のパルス信号が第２ＯＲゲート３１を経てＲＳフリップフロップ３２のセット端子に加わり、ＲＳフリップフロップ３２の正転出力は図２（ｇ）に示すように再び「０」から「１」に変化する。したがって、ＲＳフリップフロップ３２の出力は第１実施例とほぼ同様になり、第１実施例と同様に、隣接する２個の正ピークの間の負のピーク（谷の部分）が閾値設定値ＴＨを下回らなくても、２個の正ピークを分離してそれぞれ真のピークであると認識して、それぞれの最大値データを波高値として取得することができる。

なお、第２実施例の構成では入力データの時間的な単調増加性及び単調減少性を判断しているため、重畳しているノイズ成分が多いような場合には不向きであるものの、ノイズ成分が少ない場合にはピークをより確実に見落としなく捉えることができる。そこで、第１実施例における真のピークの判別方法と第２実施例における真のピークの判別方法とを切り換えて実行できる構成としてもよい。上述したように、図１に示す構成と図３に示す構成とでは多くの構成要素が共通に使用可能であるので、例えば図１中の符号Ｆで示す部分と図３中の符号Ｆ’で示す部分とを併設して、それらの出力をセレクタで切り換えて共通の第１及び第２ＯＲゲート３０、３１に入力するように構成すればよい。

なお、上記実施例は一例であって、本発明の趣旨の範囲で適宜変形や修正を行うことができることは明らかである。具体的には、図１、図３に示した回路構成は単なる一例であって、同様の機能を達成するための回路構成はこれに限らないことは当然である。

第１発明の一実施例であるマルチチャンネルアナライザの要部の回路構成図。図１のマルチチャンネルアナライザの主要な動作を説明するためのタイミング図。第２発明の一実施例であるマルチチャンネルアナライザの要部の回路構成図。一般的なエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置の概略構成図。従来のマルチチャンネルアナライザの動作を説明するためのタイミング図。従来のマルチチャンネルアナライザの動作上の問題点を説明するためのタイミング図。

符号の説明

１…Ｘ線照射部
２…試料
３…検出器
５…比例増幅器
６…波形整形回路
７…Ａ／Ｄ変換器
８…マルチチャンネルアナライザ
９…データメモリ
１０…データ処理部
２０…データバス
２１…正ピーク検出部
２２…負ピーク検出部
２３…第１減算器
２４…第２減算器
２５…第１比較器
２６…第２比較器
２７…閾値判定部
２８…立上り検出部
２９…立下り検出部
３０…第１ＯＲゲート
３１…第２ＯＲゲート
３２…ＲＳフリップフロップ
３３…立下り検出部
３４…第１ＡＮＤゲート
３５…第２ＡＮＤゲート
３６…ラッチ回路
３７…弁別・計数処理回路
４０…データラッチ
４１…減算器
４２…第１シフトレジスタ
４３…第１比較器
４４…反転ゲート
４５…第２シフトレジスタ
４６…第２比較器

Claims

分析対象から放出されるＸ線を検出器により検出し、その検出信号をＸ線固有のエネルギーに応じた波高値を有するパルス波形状の信号に波形整形した後に、その信号の波高値を弁別して計数するエネルギー分散型Ｘ線分析装置に使用されるＸ線分析用信号処理装置であって、波形整形されたパルス波形状の信号を入力信号とし、
a)前記入力信号の正のピークのピークトップを検出する正ピーク検出手段と、
b)前記入力信号の負のピークのピークトップを検出する負ピーク検出手段と、
c)前記入力信号が所定の閾値以上であるか否かを判定する閾値越え判定手段と、
d)前記入力信号が前記閾値以上である期間中において、前記正ピーク検出手段により正ピークのピークトップが検出された後にそのピークトップ値から第１所定値以上値が減少したことを検出する減少検出手段と、
e)前記入力信号が前記閾値以上である期間中において、前記負ピーク検出手段により負ピークのピークトップが検出された後にその負のピークトップ値から第２所定値以上値が増加したことを検出する増加検出手段と、
f)前記閾値越え判定手段による閾値以上になったとの判定時点又は前記増加検出手段による検出時点から、その後の最も早い、前記閾値越え検出手段による閾値を下回ったとの判定時点又は前記減少検出手段による検出時点までの期間中において、前記正ピーク検出手段により検出された正ピークのピークトップ値を、真のピークトップ値とみなして波高値弁別のために取得する判別手段と、
を備えることを特徴とするＸ線分析用信号処理装置。
分析対象から放出されるＸ線を検出器により検出し、その検出信号をＸ線固有のエネルギーに応じた波高値を有するパルス波形状の信号に波形整形した後に、その信号の波高値を弁別して計数するエネルギー分散型Ｘ線分析装置に使用されるＸ線分析用信号処理装置であって、波形整形されたパルス波形状の信号を入力信号とし、
a)前記入力信号の正のピークのピークトップを検出する正ピーク検出手段と、
b)前記入力信号が所定の閾値以上であるか否かを判定する閾値越え判定手段と、
c)前記入力信号が前記閾値以上である期間中において、前記入力信号の正ピークのピークトップから所定期間以上値が減少し続けることを検出する単調減少検出手段と、
d)前記入力信号が前記閾値以上である期間中において、前記入力信号の負ピークのピークトップから所定期間以上値が増加し続けることを検出する単調増加検出手段と、
e)前記閾値越え判定手段による閾値以上になったとの判定時点又は前記単調増加検出手段による検出時点から、その後の最も早い、前記閾値越え検出手段による閾値を下回ったとの判定時点又は前記単調減少検出手段による検出時点までの期間中において、前記正ピーク検出手段により検出された正ピークのピークトップ値を、真のピークトップ値とみなして波高値弁別のために取得する判別手段と、
を備えることを特徴とするＸ線分析用信号処理装置。
請求項１に記載のＸ線分析用信号処理装置における判別手段の真のピークトップ値の判別方法と、請求項２に記載のＸ線分析用信号処理装置における判別手段の真のピークトップ値の判別方法とを切り換えて実行することを特徴とするＸ線分析用信号処理装置。