JP2009053037A - Fluorescent x-ray analyzer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、試料にX線管等のX線源から1次X線をフィルタでろ波して照射し、発生した蛍光X線の強度を検出器等の検出手段で測定して、試料の成分の含有率や膜厚等を分析する蛍光X線分析において、フィルタの交換を容易に行うことができる蛍光X線分析装置に関する。 In the present invention, a sample is irradiated with primary X-rays filtered from an X-ray source such as an X-ray tube, and the intensity of the generated fluorescent X-rays is measured by a detection means such as a detector. The present invention relates to a fluorescent X-ray analyzer capable of easily exchanging a filter in fluorescent X-ray analysis for analyzing the content rate, film thickness, and the like of the liquid.
従来から蛍光X線分析において、分析目的に応じて適切な1次X線をろ波するフィルタを選択して試料を分析することは行われており、フィルタの交換を容易にするために、自動のフィルタ交換機などが蛍光X線分析装置に備えられている(特許文献1参照)。しかし、このように複数のフィルタを自動で交換できる自動フィルタ交換機を有する蛍光X線分析装置では、自動フィルタ交換機の占める体積が大きくなり、フィルタを収容する分光室である真空チャンバが大きくなり、装置が大型化し高額な装置となる。さらに、分光室の真空排気に長時間を要する。そこで、フィルタの交換を頻繁に行う必要のない分析用の簡易で安価な装置として、自動フィルタ交換機を備えないで、手動でフィルタを交換できる蛍光X線分析装置がある。
しかし、従来の手動でフィルタを交換できる蛍光X線分析装置では、真空排気されている分光室内に収容されているフィルタを、試料室と分光室との隔壁として設けられている真空シャッタの開口から操作者が手を入れて手動で交換するためには、X線管の電源オフ、試料室および分光室の真空吸排気、試料を搬送する搬送アーム、試料室のリッドおよび真空シャッタの開閉などの各ステップ動作を、操作者がステップ毎に装置の入力手段で指示して行わなければならず、操作が煩雑であり、動作ステップを誤って指示すると装置の各構成部の干渉や過負荷により装置を破損させる恐れがある。 However, in a conventional fluorescent X-ray analysis apparatus in which the filter can be manually replaced, the filter housed in the spectral chamber being evacuated is removed from the opening of a vacuum shutter provided as a partition between the sample chamber and the spectral chamber. In order for the operator to manually replace the X-ray tube, the X-ray tube is turned off, the sample chamber and the spectroscopic chamber are evacuated and exhausted, the transport arm for transporting the sample, the lid of the sample chamber and the opening and closing of the vacuum shutter, etc. Each step operation must be performed by the operator by instructing the input means of the apparatus for each step, and the operation is complicated, and if the operation step is inadvertently specified, the apparatus is caused by interference or overload of each component of the apparatus. May be damaged.
このように、従来の簡易で安価な蛍光X線分析装置では、手動でのフィルタの交換操作が煩雑で、簡単かつ容易に交換することができなかった。 As described above, in the conventional simple and inexpensive fluorescent X-ray analyzer, the manual filter replacement operation is complicated and cannot be easily and easily replaced.
本発明は前記従来の問題に鑑みてなされたもので、手動でフィルタを簡単かつ容易に交換することができる安価な蛍光X線分析装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide an inexpensive X-ray fluorescence analyzer capable of easily and easily replacing a filter manually.
前記目的を達成するために、本発明の蛍光X線分析装置は、試料に1次X線を照射するX線管と、開閉自在のリッドを有し、前記リッドの閉状態時に真空ポンプによって真空排気される試料室と、開かれることにより前記試料室を大気に連通させる試料室リークバルブと、前記X線管からの1次X線が照射されて試料から発生する蛍光X線の強度を検出する検出手段が収納され、前記真空ポンプによって真空排気される分光室と、開かれることにより前記分光室を大気に連通させる分光室リークバルブと、前記試料室と前記分光室との間の隔壁に設けられた開口を開閉する真空シャッタと、前記X線管からの1次X線をろ波するフィルタが交換可能に取り付けられ、そのフィルタを前記X線管と試料との間の1次X線の通路に進退させるフィルタ進退手段と、試料が載置されるターレット、および試料を前記ターレットから前記試料室に搬送する搬送アームを有する試料交換機と、前記X線管、リッド、真空ポンプ、試料室リークバルブ、分光室リークバルブ、真空シャッタ、フィルタ進退手段および試料交換機を制御する制御手段と、を有する蛍光X線分析装置である。 In order to achieve the above object, an X-ray fluorescence analyzer of the present invention has an X-ray tube for irradiating a sample with primary X-rays and a lid that can be opened and closed, and is vacuumed by a vacuum pump when the lid is closed. Detect the intensity of fluorescent X-rays generated from the sample by evacuating the sample chamber, opening the sample chamber leak valve that opens and connects the sample chamber to the atmosphere, and irradiating the primary X-ray from the X-ray tube A spectroscopic chamber that is housed and is evacuated by the vacuum pump, a spectroscopic chamber leak valve that opens and connects the spectroscopic chamber to the atmosphere, and a partition wall between the sample chamber and the spectroscopic chamber A vacuum shutter that opens and closes the provided opening and a filter that filters primary X-rays from the X-ray tube are interchangeably attached, and the filter is connected to the primary X-ray between the X-ray tube and the sample. To advance and retreat into the aisle Sample advancement / retraction means, a turret on which a sample is placed, a sample exchanger having a transfer arm for transferring the sample from the turret to the sample chamber, the X-ray tube, a lid, a vacuum pump, a sample chamber leak valve, a spectroscopic chamber A fluorescent X-ray analyzer having a leak valve, a vacuum shutter, a filter advance / retreat means, and a control means for controlling the sample exchanger.
さらに、本発明の蛍光X線分析装置は、前記制御手段が、操作者の第1指示に応じて、前記X線管に1次X線の照射を停止させる手順と、前記開口から前記搬送アームを退避させる手順と、前記真空ポンプの停止および前記試料室リークバルブの開放によって前記試料室内を大気圧にする手順と、前記真空ポンプの停止および前記分光室リークバルブの開放によって前記分光室内を大気圧にする手順と、前記試料室内を大気圧にする手順よりも後に前記リッドを開かせる手順と、前記搬送アームを退避させる手順よりも後に前記フィルタ進退手段に前記フィルタを前記開口の直下まで移動させる手順と、前記真空シャッタを開かせる手順とを含むフィルタ交換準備手順を実行し、操作者の第2指示に応じて、当該蛍光X線分析装置を前記フィルタ交換準備手順実行前の状態に戻す初期化手順を実行する。 Further, in the fluorescent X-ray analysis apparatus of the present invention, the control means stops the irradiation of the primary X-ray to the X-ray tube according to the first instruction of the operator, and the transfer arm from the opening. A procedure for evacuating the sample chamber, a procedure for bringing the sample chamber to atmospheric pressure by stopping the vacuum pump and opening the sample chamber leak valve, and a step for stopping the vacuum pump and opening the spectroscopic chamber leak valve. Move the filter to the filter advancing / retreating means just below the opening after the procedure for setting the pressure, the procedure for opening the lid after the procedure for setting the sample chamber to atmospheric pressure, and the procedure for retracting the transfer arm And a filter replacement preparation procedure including a procedure for opening the vacuum shutter, and in response to a second instruction from an operator, It performs an initialization procedure for returning to the state before data exchange preparing procedure execution.
本発明によれば、前記制御手段が、操作者による入力手段からの第1指示に応じて、前記X線管に1次X線の照射を停止させる手順と、前記開口から前記搬送アームを退避させる手順と、前記真空ポンプの停止および前記試料室リークバルブの開放によって前記試料室内を大気圧にする手順と、前記真空ポンプの停止および前記分光室リークバルブの開放によって前記分光室内を大気圧にする手順と、前記試料室内を大気圧にする手順よりも後に前記リッドを開かせる手順と、前記搬送アームを退避させる手順よりも後に前記フィルタ進退手段に前記フィルタを前記開口の直下まで移動させる手順と、前記真空シャッタを開かせる手順とを含むフィルタ交換準備手順を実行するので、操作者がステップ毎に装置の入力手段で指示を入力する必要はなく、装置の各構成部の干渉や過負荷により装置を破損させずに、真空排気されている分光室内のフィルタを、真空シャッタの開口から容易に手動で交換することができる。そして、操作者による前記入力手段からの第2指示によって、前記蛍光X線分析装置が前記フィルタ交換準備手順実行前の状態に初期化されるので、直ちに試料Sの測定を開始することができる。 According to the present invention, the control means is configured to stop the irradiation of the primary X-rays to the X-ray tube according to the first instruction from the input means by the operator, and retract the transfer arm from the opening. A procedure for bringing the sample chamber to atmospheric pressure by stopping the vacuum pump and opening the sample chamber leak valve; and bringing the spectral chamber to atmospheric pressure by stopping the vacuum pump and opening the spectrum chamber leak valve. A procedure for opening the lid after a procedure for setting the inside of the sample chamber to atmospheric pressure, and a procedure for moving the filter to the filter advancing / retreating means immediately below the opening after a procedure for retracting the transfer arm. And a procedure for preparing the filter replacement including the procedure for opening the vacuum shutter, the operator must input an instruction with the input means of the apparatus for each step. Rather, without damaging the apparatus due to interference or overload of the components of the device, the spectral indoor filter being evacuated can easily be exchanged manually from the opening of the vacuum shutter. Then, according to the second instruction from the input means by the operator, the X-ray fluorescence analyzer is initialized to the state before the execution of the filter replacement preparation procedure, so that the measurement of the sample S can be started immediately.
以下、本発明の実施形態である蛍光X線分析装置について説明する。図1A、1Bに示すように蛍光X線分析装置100は、試料ホルダSHに入れられた試料Sに1次X線11を下方から照射するX線管1と、開閉自在のリッド2を有し、リッド2の閉状態時に真空ポンプ9によって真空排気される試料室3と、試料室3を大気に連通させる試料室リークバルブ41と、真空ポンプ9によって真空排気される分光室5と、分光室5を大気に連通させる分光室リークバルブ51と、試料室3と分光室5との間の隔壁として設けられた開口10を開閉する真空シャッタ6と、X線管1からの1次X線11をろ波する1次フィルタ7が交換可能に取り付けられ、フィルタ7を1次X線11の通路に進退するフィルタ進退手段8と、試料Sが入れられた試料ホルダSHを載置するターレット21、試料ホルダSHをターレット21から試料室3に搬送する搬送アーム22を有する試料交換機20と、X線管1、リッド2、真空ポンプ9、試料室リークバルブ41、分光室リークバルブ51、真空シャッタ6、フィルタ進退手段8および試料交換機20を制御する制御手段30とを有している。
Hereinafter, a fluorescent X-ray analyzer according to an embodiment of the present invention will be described. As shown in FIGS. 1A and 1B, a
制御手段30が操作者による入力手段31からの第1指示に応じて、X線管1に1次X線11の照射を停止させる手順と、開口10から搬送アーム22を退避させる手順と、真空ポンプ9の停止および試料室リークバルブ41の開放によって試料室3内を大気圧にする手順と、真空ポンプ9の停止および分光室リークバルブ51の開放によって分光室5内を大気圧にする手順と、試料室3内を大気圧にする手順よりも後にリッド2を開かせる手順と、搬送アーム22を退避させる手順よりも後にフィルタ進退手段8にフィルタ7を開口10の直下まで移動させる手順と、真空シャッタ6を開かせる手順とを含むフィルタ交換準備手順を実行する。フィルタ7の交換後、操作者による入力手段31からの第2指示に応じて、蛍光X線分析装置100をフィルタ交換準備手順実行前の状態に戻す初期化手順を実行する。
In response to a first instruction from the input means 31 by the operator, the control means 30 stops the irradiation of the
試料室3は、真空シャッタ6が閉じられ、リッド2が閉じられたときに形成される真空室であり、試料ホルダSHが投入されるときは、試料室リークバルブ41により試料室3内に空気をリークさせて大気に連通後、リッド2が上方に開放される。試料ホルダSHが投入された後は、リッド2および試料室リークバルブ41が閉じられ真空ポンプ9により排気され真空に維持される。
The
分光室5は、試料室3と分光室5との間の隔壁として設けられた真空シャッタ6の開口10により試料室3と連通している。図2が示すように、分光室5は、X線管1からの1次X線11が照射されて試料Sから発生する蛍光X線12の強度を検出する検出手段4を収納している。検出手段4は、蛍光X線である2次X線12を平行化する発散スリット41、その発散スリット41により平行化された2次X線を分光する分光素子42、その分光素子42で分光された2次X線を平行化する受光スリット43、受光スリット43で平行化された2次X線12を検出する検出器である、例えばシンチレーションカウンタ44を含んでいる。また、分光室5は、X線管1、フィルタ進退手段8も収納し、真空シャッタ6および分光室リークバルブ51が閉じられて真空ポンプ9により排気され真空に維持される。分光室5を大気に連通するときは、分光室リークバルブ51により空気がリークされる。
The
フィルタ7は、例えばアルミニウム、鉄、バナジウムなどの箔や薄板で形成され、X線管1から放射されるターゲット材料の固有X線、不純線およびバックグラウンドを減少させるために使用される。図3に示すように、フィルタ7はフィルタ進退手段8に取り付けられている。試料S測定時に、1次X線11をろ波するときは1次X線11の通路にフィルタ7が進入し、ろ波しない時には後退するように、制御手段30によってフィルタ進退手段8が制御される。フィルタ7の交換時には、真空シャッタ6の開口10の位置にフィルタ7が移動するように、制御手段30によってフィルタ進退手段8が制御される。蛍光X線分析装置100は、下面照射型であって、かつ波長分散型の蛍光X線分析装置である。
The
次に、本発明の実施形態である蛍光X線分析装置100の動作について、図4に示すフロー図のステップにしたがって説明する。図4は試料室3内に試料ホルダSHが収納されていない場合のフロー図である。ステップS1では、操作者が制御手段30の入力手段31から、フィルタ7交換の準備をすべき旨の第1指示を入力する。第1指示が入力されると、ステップS2で、X線管1の電源がオフされる。ステップS3では、試料交換機20の搬送アーム22が退避位置に移動する。ステップS4では、真空ポンプ9を停止させる。ステップS5で、所定の真空圧力に維持されている試料室3内を試料室リークバルブ41でリークさせて大気圧にする。ステップS6では、所定の真空圧力に維持されている分光室5内を分光室リークバルブ51でリークさせて大気圧にする。試料室3と分光室5が大気圧の状態になると、ステップS7に進む。ステップS7では、試料室3のリッド2を開け、試料室3を開放させる。ステップS8では、フィルタ7をフィルタ進退手段8で移動させて真空シャッタ6の開口10の直下の位置まで移動させる。ステップS9では、真空シャッタ6を開ける。
Next, the operation of the fluorescent
このとき、リッド2、搬送アーム22が真空シャッタの開口10から退避しており、真空シャッタ6も開放されている。ステップS10では、操作者が、リッド2の外側を覆っている装置カバー(図示なし)を上に開け、真空シャッタ6の開口10から図3に示すフィルタ進退手段8に固定ねじ71で固定されたフィルタ7を目視し、開口10に手を入れて固定ねじ71を外し、使用していたフィルタ7を取り外し、次に使用するフィルタ7をフィルタ進退手段8に固定ねじ71で固定し、装置カバーを下げて閉じる。ステップS11では、操作者が入力手段31から蛍光X線分析装置100を初期化すべき旨の第2指示を入力する。第2指示が入力されると、ステップS12で、制御装置30の表示部32に「初期化中」と表示されて蛍光X線分析装置100が初期化され、第1指示が入力される前の状態、すなわち試料Sの測定開始前の状態にセットされる。
At this time, the
本実施形態の蛍光X線分析装置100によれば、制御手段30が、操作者による入力手段31からの第1指示に応じて、X線管1に1次X線11の照射を停止させる手順と、開口10から搬送アーム22を退避させる手順と、真空ポンプ9の停止および試料室リークバルブ41の開放によって試料室3内を大気圧にする手順と、真空ポンプ9の停止および分光室リークバルブ51の開放によって分光室5内を大気圧にする手順と、試料室3内を大気圧にする手順よりも後にリッド2を開かせる手順と、搬送アーム22を退避させる手順よりも後にフィルタ進退手段8にフィルタ7を開口10の直下まで移動させる手順と、真空シャッタ6を開かせる手順とを含むフィルタ交換準備手順を実行するので、操作者がステップ毎に装置の入力手段31で指示を入力する必要はなく、蛍光X線分析装置100の各構成部の干渉や過負荷により蛍光X線分析装置を破損させずに、真空排気されている分光室5内のフィルタ7を、真空シャッタ6の開口10から容易に手動で交換することができる。そして、操作者による入力手段31からの第2指示によって、蛍光X線分析装置100がフィルタ交換準備手順実行前の状態に初期化されるので、直ちに試料Sの測定を開始することができる。
According to the fluorescent
本実施形態では、下面照射型であって、かつ波長分散型の蛍光X線分析装置について説明したが、上面照射型であっても、エネルギ分散型であってもよい。また、試料室3内に試料ホルダSHが収納されていない場合の動作フローについて説明したが、試料室3内に試料ホルダSHが収納されている場合は、試料室3内から試料ホルダSHを排出させる動作を行った後、本実施形態の動作フローを行えばよい。
In the present embodiment, the bottom-illuminated and wavelength-dispersed X-ray fluorescence analyzer has been described, but the top-illuminated type or the energy-dispersed type may be used. The operation flow when the sample holder SH is not accommodated in the
1 X線管
2 リッド
3 試料室
4 検出手段
5 分光室
6 真空シャッタ
7 フィルタ
8 フィルタ進退手段
9 真空ポンプ
10 真空シャッタの開口
11 1次X線
12 蛍光X線 2次X線
20 試料交換機
21 ターレット
22 搬送アーム
30 制御手段
31 入力手段
41 試料室リークバルブ
51 分光室リークバルブ
100 蛍光X線分析装置
S 試料
1
6
Claims (1)
開閉自在のリッドを有し、前記リッドの閉状態時に真空ポンプによって真空排気される試料室と、
開かれることにより前記試料室を大気に連通させる試料室リークバルブと、
前記X線管からの1次X線が照射されて試料から発生する蛍光X線の強度を検出する検出手段が収納され、前記真空ポンプによって真空排気される分光室と、
開かれることにより前記分光室を大気に連通させる分光室リークバルブと、
前記試料室と前記分光室との間の隔壁に設けられた開口を開閉する真空シャッタと、
前記X線管からの1次X線をろ波するフィルタが交換可能に取り付けられ、そのフィルタを前記X線管と試料との間の1次X線の通路に進退させるフィルタ進退手段と、
試料が載置されるターレット、および試料を前記ターレットから前記試料室に搬送する搬送アームを有する試料交換機と、
前記X線管、リッド、真空ポンプ、試料室リークバルブ、分光室リークバルブ、真空シャッタ、フィルタ進退手段および試料交換機を制御する制御手段と、
を有する蛍光X線分析装置であって、
前記制御手段が、操作者の第1指示に応じて、前記X線管に1次X線の照射を停止させる手順と、前記開口から前記搬送アームを退避させる手順と、前記真空ポンプの停止および前記試料室リークバルブの開放によって前記試料室内を大気圧にする手順と、前記真空ポンプの停止および前記分光室リークバルブの開放によって前記分光室内を大気圧にする手順と、前記試料室内を大気圧にする手順よりも後に前記リッドを開かせる手順と、前記搬送アームを退避させる手順よりも後に前記フィルタ進退手段に前記フィルタを前記開口の直下まで移動させる手順と、前記真空シャッタを開かせる手順とを含むフィルタ交換準備手順を実行し、操作者の第2指示に応じて、当該蛍光X線分析装置を前記フィルタ交換準備手順実行前の状態に戻す初期化手順を実行する蛍光X線分析装置。 An X-ray tube that irradiates the sample with primary X-rays;
A sample chamber having an openable / closable lid, and evacuated by a vacuum pump when the lid is closed;
A sample chamber leak valve for communicating the sample chamber to the atmosphere by being opened; and
A spectroscopic chamber in which detection means for detecting the intensity of fluorescent X-rays generated from the sample by irradiation of primary X-rays from the X-ray tube is housed and evacuated by the vacuum pump;
A spectroscopic chamber leak valve that is opened to communicate the spectroscopic chamber to the atmosphere;
A vacuum shutter that opens and closes an opening provided in a partition wall between the sample chamber and the spectroscopic chamber;
A filter advancing and retracting means for exchanging a primary X-ray from the X-ray tube in a replaceable manner, and advancing and retracting the filter in a primary X-ray path between the X-ray tube and the sample;
A sample changer having a turret on which a sample is placed, and a transfer arm for transferring the sample from the turret to the sample chamber;
Control means for controlling the X-ray tube, lid, vacuum pump, sample chamber leak valve, spectroscopic chamber leak valve, vacuum shutter, filter advance / retreat means, and sample exchanger;
A fluorescent X-ray analysis apparatus comprising:
In accordance with a first instruction from an operator, the control means stops the irradiation of the primary X-rays to the X-ray tube, retracts the transfer arm from the opening, stops the vacuum pump; A procedure for bringing the sample chamber to atmospheric pressure by opening the sample chamber leak valve; a procedure for stopping the vacuum pump and opening the spectroscopic chamber leak valve; and A procedure for opening the lid after a procedure for making, a procedure for moving the filter to just below the opening in the filter advance / retreat means after a procedure for retracting the transfer arm, and a procedure for opening the vacuum shutter In response to the operator's second instruction, the X-ray fluorescence analyzer is first returned to the state before the filter replacement preparation procedure is executed. X-ray fluorescence spectrometer to perform the procedure.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007220017A JP2009053037A (en) | 2007-08-27 | 2007-08-27 | Fluorescent x-ray analyzer |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013217915A (en) * | 2012-03-12 | 2013-10-24 | Hitachi High-Tech Science Corp | Fluorescent x-ray analyzer and fluorescent x-ray analysis method |
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2007
- 2007-08-27 JP JP2007220017A patent/JP2009053037A/en active Pending
Cited By (1)
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JP2013217915A (en) * | 2012-03-12 | 2013-10-24 | Hitachi High-Tech Science Corp | Fluorescent x-ray analyzer and fluorescent x-ray analysis method |
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