JP2011215117A - Emission spectrophotometer - Google Patents

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敬久 大森
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an emission spectrophotometer for easily performing analysis at appropriate analysis accuracy and analysis sensitivity according to the type, state, and analysis purpose of a sample.SOLUTION: The emission spectrophotometer excites the solid sample S to emit light by discharge, wavelength-disperses the emission light with a spectrometer 20, and detects light of a specific wavelength. The emission spectrophotometer includes a sample holding means for holding the solid sample S, a condenser lens 14 that is arranged between the sample holding means and the spectrometer 20, condenses a part of the emission light, and introduces it to the spectrometer 20, a light shielding mask 15 arranged ahead of the condenser lens 14, and a mask driving means 16 for altering the angle formed by a surface to be analyzed of the solid sample S and the optical axis of the emission light entering the spectrometer 20 by moving the light shielding mask 15.

Description

本発明は、発光分光分析装置に関する。   The present invention relates to an emission spectroscopic analyzer.

発光分光分析装置では、一般に金属又は非金属である固体試料にアーク放電やスパーク放電などによりエネルギーを与えることによって該試料を蒸発気化及び励起発光させ、その発光光を分光器に導入して各元素に特有な波長を有するスペクトル線を取り出して検出する(例えば、特許文献1を参照)。特に、励起源にスパーク放電を用いる発光分光分析装置は、精度の高い分析が可能であるため、例えば鉄鋼材や非鉄金属材などの生産工場において、生産された金属体中の組成分析を行うために広く利用されている。   In an emission spectroscopic analyzer, a solid sample, which is generally a metal or nonmetal, is given energy by arc discharge, spark discharge, or the like to evaporate and evaporate the sample, and the emitted light is introduced into a spectrometer for each element. A spectral line having a characteristic wavelength is extracted and detected (see, for example, Patent Document 1). In particular, an emission spectroscopic analyzer using a spark discharge as an excitation source is capable of highly accurate analysis. For example, in a production plant such as a steel material or a non-ferrous metal material, a composition analysis in a produced metal body is performed. Widely used.

こうした発光分光分析装置による分析の際、分析対象である固体試料は装置内に設けられた試料スタンドにセットされる。試料スタンドは一般に金属やセラミックの鋳物で構成されており、試料が載置される試料載置板と放電用の電極棒とが該試料スタンド上に固定される。試料載置板は中央部に開口を有しており、分析の際には該開口を覆うようにして固体試料が載置される。電極棒は、前記試料載置板の下方に、その先端を試料載置板の中心に向けた状態で配置される。従って、試料の分析時には前記試料載置板の開口を介して電極棒の先端と試料の下面(被分析面)とが向き合った状態となる。   At the time of analysis by such an emission spectroscopic analyzer, a solid sample to be analyzed is set on a sample stand provided in the apparatus. The sample stand is generally made of a cast metal or ceramic, and a sample placement plate on which the sample is placed and an electrode bar for discharge are fixed on the sample stand. The sample mounting plate has an opening at the center, and a solid sample is mounted so as to cover the opening during analysis. The electrode rod is disposed below the sample mounting plate with its tip directed toward the center of the sample mounting plate. Therefore, at the time of analyzing the sample, the tip of the electrode rod and the lower surface of the sample (surface to be analyzed) face each other through the opening of the sample mounting plate.

特開2001-83096号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-83096

前記試料スタンドは、試料の励起発光による発光光を分光器に向かわせるために、試料載置板を分光器の採光軸に対して所定角度だけ傾斜させて保持するようになっており、この傾斜角度によって分析の感度や精度が変化することが従来から知られている。すなわち、図6(a)に示すように、分光器の採光軸71に対する試料載置板72の傾斜角度αを相対的に小さくした場合、ノイズの一因となる試料自体からの光や蒸気雲の干渉を受けたスペクトル線などが分光器に入射しにくくなるため良好な測定感度を得ることができるが、その反面、試料73の表面状態などの影響を受けやすくなるために測定精度が低下する。また逆に、図6(b)に示すように、分光器の採光軸71に対する試料載置板72の傾斜角度αを相対的に大きくした場合には、試料自体からの光や蒸気雲の干渉を受けたスペクトル線が分光器に入射しやすくなるために測定感度が低下するものの、試料73の表面状態などの影響を受け難くなるため測定精度が向上する。   The sample stand is configured to hold the sample mounting plate tilted at a predetermined angle with respect to the light collecting axis of the spectrometer in order to direct light emitted by excitation light emission of the sample to the spectrometer. It has been conventionally known that the sensitivity and accuracy of analysis change depending on the angle. That is, as shown in FIG. 6A, when the inclination angle α of the sample mounting plate 72 with respect to the daylighting axis 71 of the spectrometer is made relatively small, light or vapor cloud from the sample itself that contributes to noise. As a result, it is difficult for a spectral line or the like that has received the interference to enter the spectroscope, so that a good measurement sensitivity can be obtained. However, on the other hand, it is easily affected by the surface state of the sample 73 and the measurement accuracy is lowered. . Conversely, as shown in FIG. 6B, when the inclination angle α of the sample mounting plate 72 with respect to the light collection axis 71 of the spectroscope is relatively increased, interference from light or a vapor cloud from the sample itself. However, the measurement sensitivity is reduced because the received spectral lines are likely to enter the spectroscope, but the measurement accuracy is improved because the spectral lines are not easily affected by the surface condition of the sample 73.

分析に最適な試料載置板72の傾斜角度は、試料の種類、試料の状態、及び分析目的などによって異なる。しかしながら、上述の通り電極棒74及び試料載置板72は試料スタンドに固定されており、分析時に試料載置板72の傾斜角度を変更することはできなかった。そのため、従来の発光分光分析装置では、試料載置板を中間的な傾斜角度とするか、装置の使用目的を限定してそれに応じた傾斜角度としていた。   The inclination angle of the sample mounting plate 72 optimum for analysis varies depending on the type of sample, the state of the sample, the purpose of analysis, and the like. However, as described above, the electrode rod 74 and the sample mounting plate 72 are fixed to the sample stand, and the inclination angle of the sample mounting plate 72 cannot be changed during analysis. Therefore, in the conventional emission spectroscopic analyzer, the sample mounting plate is set to an intermediate inclination angle, or the purpose of use of the apparatus is limited and the inclination angle is set accordingly.

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、試料の種類や状態、分析目的などに応じた適切な分析精度及び分析感度での分析を容易に行うことのできる発光分析装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to easily perform analysis with appropriate analysis accuracy and sensitivity according to the type and state of the sample, the analysis purpose, and the like. An object of the present invention is to provide an emission analysis apparatus capable of performing the above.

上記課題を解決するために成された本発明に係る発光分光分析装置は、
放電によって固体試料を励起発光させ、その発光光を分光器で波長分散して特定波長の光を検出する発光分光分析装置において、前記固体試料の被分析面と前記分光器に入射する前記発光光の光軸とが成す角度θを変更する採光角度変更手段を備えることを特徴としている。
An emission spectroscopic analyzer according to the present invention, which has been made to solve the above problems,
In an emission spectroscopic analyzer that detects and emits light having a specific wavelength by exciting a solid sample by discharge and wavelength-dispersing the emitted light with a spectrometer, the emitted light incident on the surface to be analyzed of the solid sample and the spectrometer It is characterized by comprising a lighting angle changing means for changing an angle θ formed by the optical axis.

上記本発明に係る発光分光分析装置は、
a)前記固体試料を保持する試料保持手段と、
b)前記試料保持手段と前記分光器の間に設けられ、前記発光光の一部を前記分光器に導入する導光光学系と、
を有し、前記採光角度変更手段が、前記導光光学系に含まれる光学素子の少なくとも一つを駆動することにより、前記固体試料の被分析面と前記分光器に入射する前記発光光の光軸とが成す角度θを変更するものとすることが望ましい。
The emission spectroscopic analyzer according to the present invention is as follows.
a) sample holding means for holding the solid sample;
b) a light guide optical system provided between the sample holding means and the spectroscope, for introducing a part of the emitted light into the spectroscope;
And the light angle changing means drives at least one of the optical elements included in the light guide optical system, whereby the light of the emitted light incident on the surface to be analyzed of the solid sample and the spectrometer It is desirable to change the angle θ formed with the axis.

なお、前記光学素子としては、例えば、レンズ、ミラー、又は遮光マスクなどを用いることができる。   As the optical element, for example, a lens, a mirror, a light shielding mask, or the like can be used.

上記のような構成によれば、採光角度変更手段によって光学素子を移動させることにより、試料の励起発光によって種々の方向に放射される前記発光光のうち、いずれの方向に放射された光を分光器に導入するかを適宜変更することができる。これにより、試料載置板の傾斜角度を変更するのと同等の効果を達成することができる。つまり、試料の被分析面に対して平行に近い角度で出射する光を分光器に導くように(即ち上記角度θが小さくなるように)光学素子を駆動すれば、上述の試料載置板の傾斜角度を小さくした場合(図6(a))と同様に高感度の分析を行うことができる。逆に試料の被分析面に対して垂直に近い方向に出射した光を分光器に導くように(即ち上記角度θが大きくなるように)すれば、試料載置板の傾斜角度を大きくした場合(図6(b))と同様に高精度の分析を行うことができる。   According to the above configuration, by moving the optical element by the lighting angle changing means, the light emitted in any direction among the emitted light emitted in various directions by the excitation light emission of the sample is spectrally separated. It can change suitably whether it introduce | transduces into a container. Thereby, the same effect as changing the inclination angle of the sample mounting plate can be achieved. That is, if the optical element is driven so that light emitted at an angle close to parallel to the surface to be analyzed of the sample is guided to the spectrometer (that is, the angle θ is reduced), the above-described sample mounting plate High sensitivity analysis can be performed as in the case where the tilt angle is reduced (FIG. 6A). On the contrary, if the light emitted in the direction close to perpendicular to the sample surface to be analyzed is guided to the spectrometer (that is, the angle θ is increased), the inclination angle of the sample mounting plate is increased. Similar to (FIG. 6B), high-precision analysis can be performed.

また、本発明に係る発光分光分析装置は、更に、
c)試料の分析条件を記載した分析メソッドを複数記憶すると共に、各分析メソッドによる分析で適用される前記角度θに関する情報を記憶する記憶手段と、
d)前記記憶手段に記憶された分析メソッドから分析に使用するものをオペレータに指定させるメソッド指定手段と、
e)前記メソッド指定手段によって分析メソッドが指定された際に、該分析メソッドによる分析で適用される前記角度θに関する情報を前記記憶手段から読み出し、それに応じて前記採光角度変更手段を制御する制御手段と、
を有するものとすることが望ましい。
Moreover, the emission spectroscopic analyzer according to the present invention further includes:
c) storing a plurality of analysis methods describing the analysis conditions of the sample, and storing means for storing information on the angle θ applied in the analysis by each analysis method;
d) Method designating means for allowing the operator to designate what is used for analysis from the analysis methods stored in the storage means;
e) When the analysis method is designated by the method designating means, information relating to the angle θ applied in the analysis by the analysis method is read from the storage means, and the control means for controlling the lighting angle changing means accordingly When,
It is desirable to have.

このような構成によれば、試料の分析に使用する分析メソッドをオペレータが選択するだけで、該分析メソッドによる分析に適した角度θが自動的に指定され、それに応じて光学素子等が自動的に位置決めされる。そのため、オペレータが試料の分析に適用する前記角度θを意識する必要がないため、分析条件の設定に係るオペレータの操作負担を抑えることができる。   According to such a configuration, just by the operator selecting an analysis method to be used for analyzing the sample, the angle θ suitable for the analysis by the analysis method is automatically specified, and the optical element and the like are automatically specified accordingly. Is positioned. Therefore, it is not necessary for the operator to be aware of the angle θ applied to the analysis of the sample, and the operator's operational burden related to setting the analysis conditions can be suppressed.

なお、「角度θに関する情報」とは、前記角度θを実現するために用いられる情報であれば、必ずしも角度θの値そのものでなくてもよく、該角度θを達成するために必要な制御情報、例えば光学素子の位置情報などの形で記憶してもよい。また、前記角度θに関する情報は、各分析メソッドに含めるようにしてもよく、各メソッドに対応した採光角度の情報を分析メソッドとは別のファイルとして記憶するようにしてもよい。   Note that the “information about the angle θ” is not necessarily the value of the angle θ itself as long as it is information used to realize the angle θ, and control information necessary to achieve the angle θ. For example, it may be stored in the form of position information of the optical element. Further, the information on the angle θ may be included in each analysis method, and the information on the lighting angle corresponding to each method may be stored as a file separate from the analysis method.

以上で説明したように、本発明に係る発光分光分析装置によれば、採光角度変更手段によって固体試料の被分析面と前記分光器に入射する発光光の光軸とが成す角度θを変更することができ、これにより、分析の精度や感度を調節することができる。従って、本発明に係る発光分光分析装置によれば、試料の種類や状態、分析目的などに応じた適切な分析精度及び分析感度での分析を容易に行うことが可能となる。   As described above, according to the emission spectroscopic analysis apparatus of the present invention, the angle θ formed by the analysis surface of the solid sample and the optical axis of the emitted light incident on the spectroscope is changed by the lighting angle changing means. This allows the accuracy and sensitivity of the analysis to be adjusted. Therefore, according to the emission spectroscopic analysis apparatus according to the present invention, it is possible to easily perform analysis with appropriate analysis accuracy and analysis sensitivity according to the type and state of the sample, the analysis purpose, and the like.

本発明の一実施例に係る発光分光分析装置の概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of an emission spectroscopic analyzer according to an embodiment of the present invention. 同実施例における発光スタンドの構成を示す側面図。The side view which shows the structure of the light emission stand in the Example. 同実施例の発光分光分析装置における採光角度の変更方法を示す概念図。The conceptual diagram which shows the change method of the lighting angle in the emission-spectral-analysis apparatus of the Example. 本発明における採光角度の変更方法の別の例を示す概念図であって、(a)は採光角度を小さくした状態を、(b)は採光角度を大きくした状態を示している。It is a conceptual diagram which shows another example of the change method of the lighting angle in this invention, Comprising: (a) has shown the state which made the lighting angle small, (b) has shown the state which made the lighting angle large. 本発明における採光角度の変更方法の更に別の例を示す概念図であって、(a)は採光角度を小さくした状態を、(b)は採光角度を大きくした状態を示している。It is a conceptual diagram which shows another example of the change method of the lighting angle in this invention, Comprising: (a) has shown the state which made the lighting angle small, (b) has shown the state which made the lighting angle large. 従来の発光分光分析装置における試料載置板の傾斜角度と分析感度及び分析精度の関係を説明する模式図であって、(a)は高感度分析を、(b)は高精度分析を示している。It is a schematic diagram explaining the relationship between the inclination angle of the sample mounting plate, the analysis sensitivity, and the analysis accuracy in the conventional emission spectroscopic analyzer, where (a) shows high-sensitivity analysis and (b) shows high-precision analysis. Yes.

以下、本発明に係る発光分析装置の一実施例について図面を参照しつつ説明する。図1は、本実施例に係る発光分析装置の概略構成図である。   Hereinafter, an embodiment of an emission analyzer according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an emission analyzer according to the present embodiment.

この発光分析装置は、固体試料を励起発光させる励起部10と、前記試料からの発光光を波長分散して検出する分光部20と、各部の制御及びデータ処理を行う制御・処理部30とで構成される。   This emission analyzer includes an excitation unit 10 that excites and emits a solid sample, a spectroscopic unit 20 that detects the light emitted from the sample by wavelength dispersion, and a control / processing unit 30 that controls each unit and performs data processing. Composed.

励起部10は、試料スタンド、電極棒12、放電発生部11、及び集光レンズ14を備えている。図2はこの発光分光分析装置における試料スタンド(本発明における試料保持手段に相当)60の要部構成を示す側面図である。スタンド本体61の内部には斜め上方に向けて空いた分析開口を有する発光室62と発光室62から光を取り出すための導光空間63が設けられており、発光室62の内部には放電のための電極棒12が配設される。スタンド本体61上部の試料Sが載置される面には試料Sよりも若干小さな中央開口13aを有する試料載置板13が着脱自在に取り付けられており、試料Sをその中央開口13aを覆うようにして試料載置板13に載置すると該試料Sの下面(被分析面)が発光室62の分析開口を閉塞するようになっている。なお、スタンド本体61の上には支柱64が立設されており、試料載置板に載置された試料Sは、該支柱64に沿って移動可能な押さえ部材65によって試料載置板13に押し付けられる。   The excitation unit 10 includes a sample stand, an electrode rod 12, a discharge generation unit 11, and a condenser lens 14. FIG. 2 is a side view showing a configuration of a main part of a sample stand (corresponding to a sample holding means in the present invention) 60 in the emission spectroscopic analyzer. A light emitting chamber 62 having an analysis opening vacated obliquely upward and a light guide space 63 for taking out light from the light emitting chamber 62 are provided inside the stand main body 61. An electrode rod 12 is provided. A sample placement plate 13 having a central opening 13a slightly smaller than the sample S is detachably attached to the surface of the stand main body 61 on which the sample S is placed, so that the sample S covers the central opening 13a. When placed on the sample placement plate 13, the lower surface (analyzed surface) of the sample S closes the analysis opening of the light emitting chamber 62. A support column 64 is erected on the stand main body 61, and the sample S placed on the sample placement plate is placed on the sample placement plate 13 by a pressing member 65 that can move along the support column 64. Pressed.

放電発生部11は、所定周波数(例えば400Hz)に同期してパルス状の高電圧を電極棒12に印加する。鉄又は非鉄金属などの試料Sは、試料スタンド60に保持され、電極棒12からのスパーク放電によってアルゴンガス雰囲気下で励起発光する。この発光光は試料スタンド60の導光空間63を通過し、集光レンズ14で集光されて分光部20に導入される。   The discharge generator 11 applies a pulsed high voltage to the electrode rod 12 in synchronization with a predetermined frequency (for example, 400 Hz). A sample S such as iron or non-ferrous metal is held on the sample stand 60 and is excited to emit light in an argon gas atmosphere by a spark discharge from the electrode rod 12. The emitted light passes through the light guide space 63 of the sample stand 60, is condensed by the condenser lens 14, and is introduced into the spectroscopic unit 20.

更に、本実施例に係る発光分光分析装置では、前記集光レンズ14の前方(試料Sに近い側)に試料Sからの発光光の一部を遮るための遮光マスク15が設けられている。該遮光マスク15は、集光レンズ14の径方向に移動可能となっており、モータ等から成るマスク駆動部16によって該遮光マスクが駆動される。なお、集光レンズ14及び遮光マスク15が本発明における導光光学系に相当し、マスク駆動部16が本発明における採光角度変更手段に相当する。   Further, in the emission spectroscopic analysis apparatus according to the present embodiment, a light shielding mask 15 for blocking a part of the emitted light from the sample S is provided in front of the condenser lens 14 (side closer to the sample S). The light shielding mask 15 is movable in the radial direction of the condensing lens 14, and the light shielding mask is driven by a mask driving unit 16 including a motor or the like. In addition, the condensing lens 14 and the light shielding mask 15 correspond to the light guide optical system in the present invention, and the mask drive unit 16 corresponds to the lighting angle changing unit in the present invention.

分光部20は、入口スリット21、回折格子22、ローランド円上に並設された出口スリット23a、23b、23c、光電子増倍管である検出器24a、24b、24cから成る。この分光部20は、いわゆるパッシェンルンゲ型の分光器である。各出口スリット23a、23b、23c及び検出器24a、24b、24cは、回折格子22で分散される各波長光のうち、それぞれ特定の元素に特有の波長を有するスペクトル線を検出するように配設されている。例えば、各検出器24a、24b、24cはそれぞれ、炭素(C)、シリコン(Si)、マンガン(Mn)のスペクトル線を検出する位置に配置される。勿論、実際にはこれら3つの元素のみならず、更に多数の別の元素によるスペクトル線を検出するように構成することができる。   The spectroscopic unit 20 includes an entrance slit 21, a diffraction grating 22, exit slits 23a, 23b, and 23c arranged in parallel on the Roland circle, and detectors 24a, 24b, and 24c that are photomultiplier tubes. The spectroscopic unit 20 is a so-called Paschen-Lunge spectroscope. The exit slits 23a, 23b, and 23c and the detectors 24a, 24b, and 24c are arranged so as to detect spectral lines each having a wavelength specific to a specific element out of each wavelength light dispersed by the diffraction grating 22. Has been. For example, each of the detectors 24a, 24b, and 24c is disposed at a position for detecting spectral lines of carbon (C), silicon (Si), and manganese (Mn). Of course, it can be configured to detect not only these three elements but also a number of other spectral lines.

各検出器24a、24b、24cによる検出信号は、制御・処理部30に入力され、所定のデータ処理が行われることによって或る含有量を有する或る元素のスペクトル線の強度が確定され、それに基づいて各元素に対する定量分析などが実行される。   The detection signals from the detectors 24a, 24b, and 24c are input to the control / processing unit 30, and predetermined data processing is performed to determine the intensity of the spectral lines of a certain element having a certain content. Based on this, a quantitative analysis for each element is performed.

制御・処理部30は、上記所定のデータ処理を行うためのデータ処理部31と、各種設定等を記憶する記憶部32、及び各部の動作を制御する制御部33とを機能ブロックとして備えている。制御・処理部30は、例えば専用の制御・処理ソフトウェアを搭載したパーソナルコンピュータを中心に構成することができ、キーボードやマウス等の入力部40と、モニタ等の表示部50とが接続されている。   The control / processing unit 30 includes a data processing unit 31 for performing the predetermined data processing, a storage unit 32 for storing various settings, and a control unit 33 for controlling the operation of each unit as functional blocks. . For example, the control / processing unit 30 can be configured around a personal computer equipped with dedicated control / processing software, and is connected to an input unit 40 such as a keyboard and a mouse and a display unit 50 such as a monitor. .

記憶部32には、励起部10、分光部20、及びデータ処理部31における分析条件を記述した分析メソッドファイルが記憶されている。この分析メソッドファイルには、例えば、励起部10における放電条件(電流量や放電時間)などの情報が含まれている。また、本実施例では、このような分析メソッドファイルに従来から記述されていた放電条件などの情報に加えて、試料の励起発光による発光光の採光角度の情報が記述されている。ここで、採光角度とは、本発明における角度θに相当するものであり、分光部20に入射する発光光の光軸(即ち、分光部の採光軸)を含み前記固体試料の被分析面と垂直な面内において、該光軸と被分析面とが成す角度を意味する。各分析メソッドファイルに記述される採光角度としては、該分析メソッドファイルに記述された他の分析条件による分析において最適なものが予め実験的又は理論的に導出される。こうした分析メソッドファイルは、予めオペレータ又は製造メーカが作成して複数種類を記憶部32に登録しておく。   The storage unit 32 stores an analysis method file describing analysis conditions in the excitation unit 10, the spectroscopic unit 20, and the data processing unit 31. This analysis method file includes, for example, information such as discharge conditions (current amount and discharge time) in the excitation unit 10. Further, in this embodiment, in addition to information such as discharge conditions conventionally described in such an analysis method file, information on the light collection angle of emitted light by excitation light emission of the sample is described. Here, the daylighting angle corresponds to the angle θ in the present invention, and includes the optical axis of the emitted light incident on the spectroscopic unit 20 (that is, the daylighting axis of the spectroscopic unit) and the analysis surface of the solid sample. It means the angle formed by the optical axis and the surface to be analyzed in a vertical plane. As the lighting angle described in each analysis method file, an optimum one in the analysis under the other analysis conditions described in the analysis method file is experimentally or theoretically derived in advance. Such an analysis method file is created in advance by an operator or a manufacturer, and a plurality of types of analysis method files are registered in the storage unit 32.

本実施例に係る発光分光分析装置を用いて試料の分析を行う際には、まず、オペレータが入力部40を操作して記憶部32に記憶された複数種類の分析メソッドファイルの中から分析対象元素や試料濃度に応じた適当な分析メソッドファイルを選択する。分析メソッドファイルが選択されると、記憶部32から該メソッドファイルが読み出されて制御部33に渡される。   When analyzing a sample using the emission spectroscopic analysis apparatus according to the present embodiment, first, the operator operates the input unit 40 to analyze from a plurality of types of analysis method files stored in the storage unit 32. Select an appropriate analysis method file according to the element and sample concentration. When an analysis method file is selected, the method file is read from the storage unit 32 and transferred to the control unit 33.

その後、オペレータが試料スタンド60の試料載置板13上に試料Sを載置し、入力部40から分析の開始を指示する。該指示を受け取った制御部33は、まず前記分析メソッドファイルに基づいてマスク駆動部16を制御する。これにより、遮光マスク15が図3のように駆動され、該分析メソッドファイルに記述された採光角度θが得られる位置に遮光マスク15が位置決めされる。試料Sの被分析面から種々の角度で出射して集光レンズ14に向かう発光光のうち、一部のものは前記遮光マスク15によって遮断されるため、該遮光マスク15を移動させることにより、採光角度θを変更することができる。例えば、採光角度θを小さくする場合には、図3の実線で示した位置に遮光マスク15を位置決めし、採光角度θを大きくする場合には、図3の点線で示した位置に遮光マスク15を位置決めする。前者の場合には、感度を優先した分析を行うことができ、後者の場合には、精度を優先した分析を行うことができる。   Thereafter, the operator places the sample S on the sample placing plate 13 of the sample stand 60 and instructs the start of analysis from the input unit 40. Upon receiving the instruction, the control unit 33 first controls the mask driving unit 16 based on the analysis method file. Thereby, the light shielding mask 15 is driven as shown in FIG. 3, and the light shielding mask 15 is positioned at a position where the lighting angle θ described in the analysis method file is obtained. Among the emitted light that is emitted from the analysis surface of the sample S at various angles and is directed to the condenser lens 14, some of the emitted light is blocked by the light shielding mask 15. Therefore, by moving the light shielding mask 15, The lighting angle θ can be changed. For example, when the lighting angle θ is reduced, the light shielding mask 15 is positioned at the position indicated by the solid line in FIG. 3, and when the lighting angle θ is increased, the light shielding mask 15 is indicated at the position indicated by the dotted line in FIG. 3. Positioning. In the former case, analysis can be performed with priority on sensitivity, and in the latter case, analysis can be performed with priority on accuracy.

遮光マスク15の位置決めが終わると、制御部33が前記メソッドファイルに記載された放電条件に従って放電発生部11を制御することにより、電極棒12から試料Sの被分析面にスパーク放電が行われる。この放電による試料Sの蒸発励起で生じた発光光の一部が集光レンズ14に入射し、入口スリット21を通過して分光部20に導入される。分光部20に導入された光は回折格子22によって波長分散されて所定のスペクトル線が検出器24a、24b、24cで検出され、更に、該検出器24a、24b、24cからの検出信号がデータ処理部31で分析されて、その結果が表示部50に表示される。   When positioning of the light shielding mask 15 is completed, the controller 33 controls the discharge generator 11 according to the discharge conditions described in the method file, so that spark discharge is performed from the electrode rod 12 to the surface to be analyzed of the sample S. Part of the emitted light generated by the evaporation excitation of the sample S by this discharge enters the condenser lens 14, passes through the entrance slit 21, and is introduced into the spectroscopic unit 20. The light introduced into the spectroscopic unit 20 is wavelength-dispersed by the diffraction grating 22, and predetermined spectral lines are detected by the detectors 24a, 24b, and 24c. Further, the detection signals from the detectors 24a, 24b, and 24c are processed by data processing. The result is analyzed by the unit 31 and the result is displayed on the display unit 50.

このように、本実施例に係る発光分光分析装置によれば、遮光マスク15の位置を変更することで採光角度θを適宜に変更することができるため、試料の種類や状態、分析目的などに応じた最適な精度及び感度で分析を実施することができる。また、分析メソッドファイルを指定することで自動的に採光角度θが設定されるため、オペレータの操作負担を増大させることなく、適切な感度や精度での分析を行うことができる。   As described above, according to the emission spectroscopic analysis apparatus according to the present embodiment, the lighting angle θ can be appropriately changed by changing the position of the light shielding mask 15, so that it can be used for the type and state of the sample, the analysis purpose, and the like. Analysis can be performed with optimum accuracy and sensitivity. In addition, since the daylighting angle θ is automatically set by designating the analysis method file, it is possible to perform analysis with appropriate sensitivity and accuracy without increasing the operation burden on the operator.

なお、上記実施例では、集光レンズと遮光マスクから成る導光光学系を有し、遮光マスクを移動させることで採光角度θを変更する構成としたが、これに限らず、複数枚のレンズやミラーによって導光光学系を構成し、その一部又は全部を駆動することによって採光角度θを変更する構成としてもよい。   In the above embodiment, the light guide optical system including the condensing lens and the light shielding mask is provided, and the lighting angle θ is changed by moving the light shielding mask. Alternatively, the light guide optical system may be constituted by a mirror or a mirror, and a part or all of the light guide optical system may be driven to change the daylighting angle θ.

本願発明における導光光学系の他の構成例を図4に示す。この例において導光光学系は、試料Sからの発光光を受光可能な位置に設けられた第1固定ミラー17及び第2固定ミラー18と、分光部20の採光軸上に設けられた回動ミラー19とを備えている。第1固定ミラー17及び第2固定ミラー18の角度は不変である。回動ミラー19は、その表面と分光部20の採光軸との交点を通る紙面方向の軸Aを中心として回動可能となっており、モータ等から成るミラー駆動部(図示略)によって回転駆動される。試料Sの被分析面から所定の角度θで出射した発光光は第1固定ミラー17に入射し、その表面で反射されて回動ミラー19に向かう。一方、被分析面から、前記角度θよりも大きい所定の角度θで出射した光は第2固定ミラー18に入射し、その表面で反射されて回動ミラー19に向かう。ここで、回動ミラー19を図4(a)のように回動させると第1固定ミラー17からの反射光が回動ミラー19で反射されて分光器20に送られる。一方、回動ミラー19を図4(b)のように回動させると第2固定ミラー18からの反射光が回動ミラー19で反射されて分光器20に送られる。即ち、この構成によれば、回動ミラー19の向きを変更することにより、採光角度をθとθのいずれかに選択的に切り替えることができる。 Another configuration example of the light guide optical system in the present invention is shown in FIG. In this example, the light guide optical system includes a first fixed mirror 17 and a second fixed mirror 18 provided at a position where the light emitted from the sample S can be received, and a rotation provided on the light collection axis of the spectroscopic unit 20. And a mirror 19. The angles of the first fixed mirror 17 and the second fixed mirror 18 are unchanged. The rotating mirror 19 is rotatable about an axis A in the plane of the paper passing through the intersection of the surface of the spectroscopic unit 20 and the daylighting axis of the spectroscopic unit 20, and is rotated by a mirror driving unit (not shown) including a motor or the like. Is done. The emitted light emitted from the surface to be analyzed of the sample S at a predetermined angle θ 1 enters the first fixed mirror 17, is reflected by the surface thereof, and travels toward the rotating mirror 19. On the other hand, light emitted from the surface to be analyzed at a predetermined angle θ 2 larger than the angle θ 1 enters the second fixed mirror 18, is reflected by the surface thereof, and travels toward the rotating mirror 19. Here, when the rotating mirror 19 is rotated as shown in FIG. 4A, the reflected light from the first fixed mirror 17 is reflected by the rotating mirror 19 and sent to the spectrometer 20. On the other hand, when the rotating mirror 19 is rotated as shown in FIG. 4B, the reflected light from the second fixed mirror 18 is reflected by the rotating mirror 19 and sent to the spectrometer 20. That is, according to this configuration, the lighting angle can be selectively switched to either θ 1 or θ 2 by changing the direction of the rotating mirror 19.

また、上記のような光学素子ではなく、試料載置板13を動かすことによって採光角度θを変更する構成としてもよい。このような構成の一例を図5に示す。この例では、試料載置板13を保持する試料スタンド60の本体が、励起部10の筐体(図示略)に固定される固定部61aと、該固定部61aに対して回動可能な可動部61bとで構成されている。可動部61bを回動させることによって分光部20に入射する光の光軸と試料Sの被分析面とが成す角度、すなわち採光角度θを適宜変更できるようになっている。   Moreover, it is good also as a structure which changes the lighting angle (theta) by moving the sample mounting board 13 instead of the above optical elements. An example of such a configuration is shown in FIG. In this example, the main body of the sample stand 60 that holds the sample mounting plate 13 is fixed to a casing (not shown) of the excitation unit 10, and a movable unit that is rotatable with respect to the fixing unit 61a. It is comprised with the part 61b. By rotating the movable portion 61b, the angle formed by the optical axis of the light incident on the spectroscopic portion 20 and the surface to be analyzed of the sample S, that is, the lighting angle θ can be appropriately changed.

以上、実施例を用いて本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で適宜変更が許容されるものである。例えば、上記実施例では、分析メソッドを選択することで自動的に採光角度が設定される構成としたが、この他、オペレータが試料の種類や状態、又は分析目的などを考慮して分析に適用する採光角度を決定し、それを入力部から入力するようにしてもよい。   As mentioned above, although the form for implementing this invention using an Example was demonstrated, this invention is not limited to the said Example, A change is accept | permitted suitably in the range of the meaning of this invention. . For example, in the above embodiment, the daylighting angle is automatically set by selecting the analysis method. However, in addition to this, the operator applies to the analysis in consideration of the type and state of the sample or the purpose of the analysis. The daylighting angle to be determined may be determined and input from the input unit.

また、本発明において発光分光分析のための試料の励起方法は特に限定されず、スパーク放電のほか、グロー放電、アーク放電、レーザ励起などであってもよい。   In the present invention, the excitation method of the sample for emission spectroscopic analysis is not particularly limited, and may be glow discharge, arc discharge, laser excitation, etc. in addition to spark discharge.

10…励起部
11…放電発生部
12、74…電極棒
13、72…試料載置板
14…集光レンズ
15…遮光マスク
16…マスク駆動部
20…分光部
21…入口スリット
22…回折格子
23a、23b、23c…出口スリット
24a、24b、24c…検出器
30…制御・処理部
31…データ処理部
32…記憶部
33…制御部
40…入力部
50…表示部
60…試料スタンド
71…採光軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Excitation part 11 ... Discharge generation part 12, 74 ... Electrode rod 13, 72 ... Sample mounting plate 14 ... Condensing lens 15 ... Light shielding mask 16 ... Mask drive part 20 ... Spectroscopic part 21 ... Entrance slit 22 ... Diffraction grating 23a 23b, 23c ... exit slits 24a, 24b, 24c ... detector 30 ... control / processing unit 31 ... data processing unit 32 ... storage unit 33 ... control unit 40 ... input unit 50 ... display unit 60 ... sample stand 71 ... lighting axis

Claims (3)

放電によって固体試料を励起発光させ、その発光光を分光器で波長分散して特定波長の光を検出する発光分光分析装置において、前記固体試料の被分析面と前記分光器に入射する前記発光光の光軸とが成す角度θを変更する採光角度変更手段を有することを特徴とする発光分光分析装置。   In an emission spectroscopic analyzer that detects and emits light having a specific wavelength by exciting a solid sample by discharge and wavelength-dispersing the emitted light with a spectrometer, the emitted light incident on the surface to be analyzed of the solid sample and the spectrometer An emission spectroscopic analysis apparatus comprising a lighting angle changing means for changing an angle θ formed by the optical axis of the light. a)前記固体試料を保持する試料保持手段と、
b)前記試料保持手段と前記分光器の間に設けられ、前記発光光の一部を前記分光器に導入する導光光学系と、
を有し、前記採光角度変更手段が、前記導光光学系に含まれる光学素子の少なくとも一つを駆動することにより、前記固体試料の被分析面と前記分光器に入射する前記発光光の光軸とが成す角度θを変更するものであることを特徴とする請求項1に記載の発光分光分析装置。
a) sample holding means for holding the solid sample;
b) a light guide optical system provided between the sample holding means and the spectroscope, for introducing a part of the emitted light into the spectroscope;
And the light angle changing means drives at least one of the optical elements included in the light guide optical system, whereby the light of the emitted light incident on the surface to be analyzed of the solid sample and the spectrometer 2. The emission spectroscopic analyzer according to claim 1, wherein an angle [theta] formed with the axis is changed.
更に、
c)試料の分析条件を記載した分析メソッドを複数記憶すると共に、各分析メソッドによる分析で適用される前記角度θに関する情報を記憶する記憶手段と、
d)前記記憶手段に記憶された分析メソッドから分析に使用するものをオペレータに指定させるメソッド指定手段と、
e)前記メソッド指定手段によって分析メソッドが指定された際に、該分析メソッドによる分析で適用される前記角度θに関する情報を前記記憶手段から読み出し、それに応じて前記採光角度変更手段を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の発光分光分析装置。
Furthermore,
c) storing a plurality of analysis methods describing the analysis conditions of the sample, and storing means for storing information on the angle θ applied in the analysis by each analysis method;
d) Method designating means for allowing the operator to designate what is used for analysis from the analysis methods stored in the storage means;
e) When the analysis method is designated by the method designating means, information relating to the angle θ applied in the analysis by the analysis method is read from the storage means, and the control means for controlling the lighting angle changing means accordingly When,
The emission spectroscopic analysis apparatus according to claim 1 or 2, characterized by comprising:
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