JP2015021957A - Ｘ線分析用信号処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 少ない回路量で簡単に精度よく時定数設定値を選定することができるＸ線分析用信号処理装置を提供する。【解決手段】 Ｘ線検出器で検出された階段波を微分波に変換する微分回路４２と、時定数設定値を用いて微分波を台形波又は三角波に変換するデジタルフィルタ６１と、台形波又は三角波におけるピークの波高値を弁別して計数するピーク検出部６２とを備えるＸ線分析用信号処理装置６０であって、デジタルフィルタ６１によって複数の時定数仮設定値が用いられて微分波がそれぞれ変換された台形波又は三角波を格納する格納部７１と、ピークの前側平坦部と後側平坦部とをそれぞれ求める平坦部算出部７２と、ピークの前側平坦部と後側平坦部との差分値を算出する差分値算出部７３と、差分値に基づいて複数の時定数仮設定値のうちから少なくとも１個の時定数仮設定値を選択し、選択した時定数仮設定値を用いて時定数設定値を選定する選定部７４とを備える。【選択図】図１

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線分析用信号処理装置に関し、微分波を波形変換する波形変換デジタルフィルタを有するＸ線分析用信号処理装置に関する。

蛍光Ｘ線分析装置は、固体試料や粉体試料や液体試料に励起Ｘ線（一次Ｘ線）を照射し、照射した一次Ｘ線により励起されて放出される蛍光Ｘ線を分光器で検出することによって、その試料に含まれる元素の定性や定量分析を行うものである。このような蛍光Ｘ線分析装置としては、波長分散型蛍光Ｘ線分析装置とエネルギ分散型蛍光Ｘ線分析装置とがある。

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により検出する構成を有する。一方、エネルギ分散型蛍光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等で検出し、その後に出力信号を波長λ（つまりＸ線エネルギＥ）毎に分離する処理を行う構成を有する（例えば、特許文献１参照）。よって、蛍光Ｘ線スペクトルを作成する場合、波長分散型蛍光Ｘ線分析装置では波長走査を行う必要があるのに対し、エネルギ分散型蛍光Ｘ線分析装置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５は、従来の一般的なエネルギ分散型蛍光Ｘ線分析装置の構成を示す概略構成図である。エネルギ分散型蛍光Ｘ線分析装置１０１は、一次Ｘ線を試料Ｓに出射するＸ線管球１０と、波長λ１以上波長λ２以下の蛍光Ｘ線強度Ｉ_{λ１〜λ２}を検出するエネルギ分散型分光器（検出器）３０と、プリアンプ（前置増幅器）４１と、コンデンサＣや抵抗Ｒからなる微分回路４２と、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）４３と、波形変換デジタルフィルタ６１とピーク検出部６２とヒストグラムメモリ６３とからなるＦＰＧＡ（Ｘ線分析用信号処理装置）１６０と、Ｘ線管球１０やエネルギ分散型分光器３０やＦＰＧＡ１６０等を制御するＣＰＵ１５０とを備える。

Ｘ線管球１０は、例えば、筐体の内部に陽極であるターゲットと陰極であるフィラメントとが配置されている。これにより、ターゲットに高電圧を印加するとともに、フィラメントに低電圧を印加することで、フィラメントから放射された熱電子をターゲットの端面に衝突させることで、ターゲットの端面で発生した一次Ｘ線を出射するようになっている。

エネルギ分散型分光器３０は、例えば、筐体の内部に蛍光Ｘ線強度Ｉ_{λ１〜λ２}を検出する検出素子（リチウムドリフト型Ｓｉ半導体検出器）が配置されている。そして、エネルギ分散型分光器３０からの出力信号は、プリアンプ４１で増幅される。この出力信号は、階段波状となり、階段波状の各１段が蛍光Ｘ線をそれぞれ検出していることを示し、各段の高さが波長λ、すなわちＸ線エネルギＥを表している。

プリアンプ４１で増幅された出力信号は、微分回路４２に送られ、微分回路４２は、階段波を、下記式（１）で示す微分波に変換する。このように階段波から微分波にすることで、ダイナミックレンジが広くとれ、高分解能を達成している。
ｙ＝ｅｘｐ（−ｎＴ／τ）＝ａ＾ｎ ・・・（１）
ただし、τはＲＣ時定数、Ｔはサンプリング周期、ｎはサンプル数、ａは時定数（ｅｘｐ（−Ｔ／τ））である。

Ａ／Ｄ変換器４３は、アナログ信号である微分波をデジタル化していく。
波形変換デジタルフィルタ６１は、入力された微分波デジタル信号を、図６に示すように、下記式（２）で示す台形波デジタル信号に変換する。なお、図７は、微分波デジタル信号と台形波デジタル信号とを表したグラフであって、上段が微分波デジタル信号を示し、下段が台形波デジタル信号を示している。このように微分波デジタル信号から台形波デジタル信号にすることで、ピークの波高値（ピークトップ値）を正確に算出するようにしている。

ただし、上記の式において、Ｍは台形波トップ時間ＦＬ（例えば０．４ｕｓ）、Ｎは台形波立ち上がり／立ち下り時間ＰＫ（例えば１．８ｕｓ）である。
ピーク検出部６２は、入力された台形波デジタル信号におけるピークを検出して各ピークの波高値（ピークトップ値）を取得し、１つのピーク毎にピークトップ値に応じたＸ線エネルギＥの計数値をインクリメントして、ヒストグラムメモリ６３に格納する。

そして、ＣＰＵ１５０にデータを送出し、その結果、ＣＰＵ１５０は、横軸に蛍光Ｘ線エネルギＥ、縦軸に元素の含有量（強度）となる波高分布図（エネルギスペクトルヒストグラム）を作成している。

特開２００７−３２７９０２号公報

ところで、上述したようなエネルギ分散型蛍光Ｘ線分析装置１０１では、微分回路４２によって階段波を微分波に変換しているが、微分回路４２の時定数ａは微分波を生成しているコンデンサＣや抵抗Ｒの個体差に大きく左右されるため、波形変換デジタルフィルタ６１の時定数設定値Ａを正確（時定数ａと同一）に設定しないと、図７に示すような微分波デジタル信号と台形波デジタル信号とならない。図８（ａ）は、時定数設定値Ａを時定数ａより小さく設定しすぎたときの図であり、図８（ｂ）は、時定数設定値Ａを時定数ａより大きく設定しすぎたときの図である。図８（ａ）や（ｂ）では、微分波デジタル信号が歪んでしまい、かつ、ピークの波高値も変わってしまっている。すなわち、蛍光Ｘ線スペクトルのエネルギ分解能が悪化するという問題点がある。

ここで、一般的な微分回路４２の例として、抵抗Ｒ＝３３０Ω、コンデンサＣ＝１ｕＦ、サンプリング周期Ｔ＝５０ｎｓであるものについて説明する。抵抗ＲとコンデンサＣとのばらつきは合わせて±３％とし、その他の要因や経年変化を±１％とする。よって、ばらつきの最大範囲を±４％とする。また、時定数ａは１６ｂｉｔで表す。
ＲＣ時定数τ＝Ｒ×Ｃ＝３３０×１ｅ^−６＝３３ｕｓより、
時定数ａ＝２＾１６×ｅｘｐ（−Ｔ／τ）＝２＾１６×ｅｘｐ（−５０ｎｓ／３３ｕｓ）＝６５４３７となる。

そして、抵抗ＲとコンデンサＣとが、ばらつきの最小側（−４％）にばらついたとき、τ＝３３×０．９６＝３１．６８ｕｓよりａ_ｍｉｎ＝６５４３２となり、６５４３７より５小さくなる。また、抵抗ＲとコンデンサＣとが、ばらつきの最大側（＋４％）にばらついたとき、τ＝３３×１．０４＝３４．３２ｕｓよりａ_ｍａｘ＝６５４４１となり、６５４３７より４大きくなる。したがって、コンデンサＣや抵抗Ｒの性能によって、微分回路４２の時定数ａは、ａ_ｍｉｎ（６５４３２）からａ_ｍａｘ（６５４４１）までの間で変化することになる。

なお、数ｅＶ／ｂｉｔ程度の分解能でＡ／Ｄ変換器４３が使用されたエネルギ分散型蛍光Ｘ線分析装置１０１の場合には、時定数設定値Ａは最適値（時定数ａ）の±２以内に収まっていれば、蛍光Ｘ線スペクトルのエネルギ分解能はほとんど悪化しないことが分かっている。
よって、製造業者等は、時定数設定値Ａを微調整しなくてもいいように精度の高い（ばらつきのない）コンデンサＣや抵抗Ｒ等の部品を使用したり、生産時等にエネルギ分散型蛍光Ｘ線分析装置１０１毎に時定数設定値Ａを微調整したりしている。

ここで、生産時等において時定数設定値Ａを微調整する際に、時定数設定値Ａを求めようとすると、上述したように微分波を伝達関数ｙ＝ａ＾ｎとしたときには、ａ＝ｘ＾｛（ｌｏｇ_ｘｙ）／ｎ｝の演算を行えばよいことになる（ただし、ｘは０以外の任意の数であり、例えば１０等である）。このとき、このような演算を複数の微分波の複数のポイントで算出して平均化することで時定数ａを求めることになる。しかし、このような演算は考え方が分かりやすい反面、微分波に含まれるノイズや歪みで平均化の手間が大きくなったり、演算量や回路量が増大して処理に時間がかかるといった欠点がある。

本件発明者らは、上記課題を解決するために、ＦＰＧＡ（Ｘ線分析用信号処理装置）について検討を行った。そこで、微分波ｙ＝ａ＾ｎではなく、台形波ｈ（ｚ）を用いて時定数設定値Ａを求めた方が、構成が簡易となって回路量も減らすことができると考えた。図８（ａ）に示すように、時定数設定値Ａが時定数ａより小さいときには、台形波におけるピークが正側にテールを引きずる。一方、時定数設定値Ａが時定数ａより大きいときには、図８（ｂ）に示すように台形波におけるピークが負側にテールを引きずる。これらの点に着目して、数〜数十の値（複数の時定数設定値Ａ_ｘ）をスキャン（算出）していき、各時定数設定値Ａ_ｘの台形波におけるピークの前側平坦部（図６に示す１個目のＮより前の部分）と後側平坦部（図６に示す２個目のＮより後の部分）との差分値ΔＨ_ｘを参照して、差分値ΔＨ_ｘが閾値ΔＨ_ｔｈ以下となった時定数設定値Ａ_ｘを求め、その時定数設定値Ａ_ｘを用いて選定することを見出した。

すなわち、本発明のＸ線分析用信号処理装置は、Ｘ線検出器で検出された階段波を微分波に変換する微分回路と、時定数設定値を用いて前記微分波を台形波又は三角波に変換するデジタルフィルタと、前記台形波又は三角波におけるピークの波高値を弁別して計数するピーク検出部とを備えるＸ線分析用信号処理装置であって、前記デジタルフィルタによって複数の時定数仮設定値が用いられて前記微分波がそれぞれ変換された台形波又は三角波を格納する格納部と、前記ピークの前側平坦部と後側平坦部とをそれぞれ求める平坦部算出部と、前記ピークの前側平坦部と後側平坦部との差分値を算出する差分値算出部と、前記差分値に基づいて複数の時定数仮設定値のうちから少なくとも１個の時定数仮設定値を選択し、選択した時定数仮設定値を用いて前記時定数設定値を選定する選定部とを備えるようにしている。

ここで、「複数の時定数仮設定値Ａ_ｘ」とは、最適値（時定数ａ）が含まれると予想される任意の範囲の数値であり、例えば、入力装置等を用いて入力された数値Ａ_４８の±４８（９６点）の１ずつずれた数値（Ａ_１〜Ａ_９６）等となる。

本発明のＸ線分析用信号処理装置によれば、例えば、まず、デジタルフィルタは、第１の時定数仮設定値Ａ_１を用いて、微分波を第１の台形波に変換して格納させる。次に、平坦部算出部は、第１の台形波のピークにおける前側平坦部と後側平坦部とをそれぞれ求める。次に、差分値算出部は、前側平坦部と後側平坦部との差分値ΔＨ_１を算出する。

次に同様に、デジタルフィルタは、第２の時定数仮設定値Ａ_２を用いて、微分波を第２の台形波に変換して格納させ、平坦部算出部は、第２の台形波のピークにおける前側平坦部と後側平坦部とをそれぞれ求め、差分値算出部は、前側平坦部と後側平坦部との差分値ΔＨ_２を算出する。このようにして、例えば９６個の時定数仮設定値Ａ_１〜Ａ_９６を用いて９６個の差分値ΔＨ_１〜ΔＨ_９６を算出する。
次に、選定部は、例えば、差分値ΔＨ_ｘが閾値ΔＨ_ｔｈ以下になった時定数仮設定値Ａ_ｘを求め、その時定数仮設定値Ａ_ｘを用いて時定数設定値Ａを選定する。例えば、差分値ΔＨ_５０〜ΔＨ_６０が閾値ΔＨ_ｔｈ以下になったときには、時定数仮設定値Ａ_５０〜Ａ_６０を用いて時定数設定値Ａを選定する。つまり、台形波におけるピークが正側や負側にテールを引きずっていないと判定した時定数仮設定値Ａ_５０〜Ａ_６０から時定数設定値Ａを選定する。

以上のように、本発明のＸ線分析用信号処理装置によれば、少ない回路量で簡単に精度よく時定数設定値Ａを選定することができるようになる。よって、コストアップを最小限に抑えることができるとともに、生産時や運用時のキャリブレーションも容易になる。さらに、使用する抵抗ＲやコンデンサＣ等の部品は、ばらつきが小さい高価なものではなく安価な標準部品を用いることができる。また、どの装置も同程度の分解能を得ることができるので、装置の信頼性も向上する。

（他の課題を解決するための手段および効果）
また、上記の発明において、前記平坦部算出部は、前記ピークの前側の複数のポイントを用いて前側平坦部を求めるとともに、前記ピークの後側の複数のポイントを用いて後側平坦部を求めるようにしてもよい。

また、上記の発明において、前記差分値算出部は、複数のピークの前側平坦部及び後側平坦部を用いて差分値を算出するようにしてもよい。

さらに、上記の発明において、前記選定部は、前記差分値が閾値以下になった複数の時定数仮設定値の中央値を前記時定数設定値として選定するようにしてもよい。
また、「閾値ΔＨ_ｔｈ」とは、ピークが正側にも負側にもテールが引きずっていないと判断される任意の数値であり、例えば、１６等となる。

本発明のエネルギ分散型蛍光Ｘ線分析装置の一例を示す概略構成図。 図１の装置を用いた選定方法について説明するフローチャート。 図１の装置を用いた選定結果についての説明図。 本発明のエネルギ分散型蛍光Ｘ線分析装置の検証条件を説明する図。 従来の一般的なエネルギ分散型蛍光Ｘ線分析装置を示す概略構成図。 微分波を台形波に変換することについての説明図。 微分波デジタル信号と台形波デジタル信号とを示すグラフ。 時定数設定値Ａを時定数ａより過小又は過大設定したときのグラフ表示を示す図。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれることはいうまでもない。

図１は、本発明の実施形態に係るエネルギ分散型蛍光Ｘ線分析装置の一例を示す概略構成図である。なお、上述した従来のエネルギ分散型蛍光Ｘ線分析装置１０１と同様のものについては、同じ符号を付している。
エネルギ分散型蛍光Ｘ線分析装置１は、一次Ｘ線を試料Ｓに出射するＸ線管球１０と、波長λ１以上波長λ２以下の蛍光Ｘ線強度Ｉ_{λ１〜λ２}を検出するエネルギ分散型分光器（検出器）３０と、プリアンプ（前置増幅器）４１と、コンデンサＣや抵抗Ｒからなる微分回路４２と、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）４３と、波形変換デジタルフィルタ６１とピーク検出部６２とヒストグラムメモリ６３とＡ設定値算出部７０とからなるＦＰＧＡ（Ｘ線分析用信号処理装置）６０と、Ｘ線管球１０やエネルギ分散型分光器３０やＦＰＧＡ６０等を制御するＣＰＵ５０とを備える。

本発明の実施形態に係るＡ設定値算出部７０は、台形波格納部７１と平坦部算出部７２と差分値算出部７３と選定部７４と初期設定メモリ７５とを備える。
初期設定メモリ７５には、入力装置等によって「算出モード」が入力された際に用いられるプログラムとして、入力装置等によって入力された「時定数初期設定値Ａ_４８の±４８となる９６個（Ａ値設定スキャン数ｘ）の時定数仮設定値Ａ_１〜Ａ_９６」を用いて波形変換デジタルフィルタ６１が台形波に変換するためのプログラムや、台形波におけるピークの前側の「３２個（平坦部サンプリング数ｌ）」のポイントを用いて前側平坦部を求めるとともにピークの後側の「３２個（平坦部サンプリング数ｌ）」のポイントを用いて後側平坦部を求めるためのプログラムや、「１６個（平均回数ｍ）」のピークを用いて差分値ΔＨ_ｘを算出するためのプログラムや、差分値ΔＨ_ｘが１６（閾値ΔＨ_ｔｈ）以下となった時定数仮設定値Ａ_ｘの中央値を時定数設定値Ａとして選定するためのプログラム等が予め記憶されている。

なお、「Ａ値設定スキャン数ｘ＝９６」や「平坦部サンプリング数ｌ＝３２」や「平坦部サンプリング数ｌの取得時間（図６に示すＮの前後の部分）」や「平均回数ｍ＝１６」や「閾値ΔＨ_ｔｈ＝１６」等は「各種設定」として予め記憶されており、一方、「時定数初期設定値Ａ_４８」は、入力装置等によって「算出モード」が入力された後に、「Ａ値初期設定」として入力装置等によって任意の数値（例えばＡ_４８＝６５４３７）が入力されるようになっている。

台形波格納部７１は、入力装置等によって「算出モード」が入力された際には、波形変換デジタルフィルタ６１により第ｘの時定数仮設定値Ａ_ｘを用いて微分波から変換された第ｘの台形波を格納するために、波形変換デジタルフィルタ６１に第ｘの時定数仮設定値Ａ_ｘを順次出力する。これにより、例えば、波形変換デジタルフィルタ６１によって第１の時定数仮設定値Ａ_１＝６５３８９を用いて微分波から変換された第１の台形波を格納し、その後、波形変換デジタルフィルタ６１によって第２の時定数仮設定値Ａ_２＝６５３９０を用いて微分波から変換された第２の台形波を格納するよう、９６個の時定数仮設定値Ａ_１〜Ａ_９６をそれぞれ用いて微分波から変換された９６個の台形波を順次格納する。なお、時定数仮設定値Ａ_ｘは、ｘが１大きくなると、１大きくなるようになっている。

平坦部算出部７２は、台形波格納部７１で格納された第ｘの台形波における第ｍのピークの前側の「３２個（平坦部サンプリング数ｌ）」のポイントを用いて第ｍの前側平坦部を求めるとともに、第ｍのピークの後側の「３２個（平坦部サンプリング数ｌ）」のポイントを用いて第ｍの後側平坦部を求める。例えば、時定数仮設定値Ａ_１が用いられた第１の台形波において、第１のピークの前側（図６に示す１個目のＮより前）の３２個のポイント（指定時間）を順次合算して第１の前側平坦部を求めるとともに、第１のピークの後側（図６に示す２個目のＮより後）の３２個のポイント（指定時間）を順次合算して第１の後側平坦部を求め、第２のピークの前側の３２個のポイントを順次合算して第２の前側平坦部を求めるとともに、第２のピークの後側の３２個のポイントを順次合算して第２の後側平坦部を求めるよう、１６個のピークの前側平坦部と後側平坦部とを求める。これと同様に、時定数仮設定値Ａ_２〜Ａ_９６が用いられた９５個の台形波についても１６個のピークの前側平坦部と後側平坦部とを求める。

差分値算出部７３は、第ｘの台形波における第１から第ｍまでのピークの合計前側ベースライン値と第１から第ｍまでのピークの合計後側ベースライン値との差分値ΔＨ_ｎを算出する。例えば、時定数仮設定値Ａ_１が用いられた第１の台形波において、第１のピークの前側平坦部から第１６のピークの前側平坦部までを加算して、第１の合計前側ベースライン値を求める。また、時定数仮設定値Ａ_１が用いられた第１の台形波において、第１のピークの後側平坦部から第１６のピークの後側平坦部までを加算して、第１の合計後側ベースライン値を求める。そして、第１の合計前側ベースライン値と第１の合計後側ベースライン値とを差分して、第１の差分値ΔＨ_１を算出する。次に同様に、時定数仮設定値Ａ_２が用いられた第２の台形波において、第１のピークの前側平坦部から第１６のピークの前側平坦部までを加算して、第２の合計前側ベースライン値を求める。また、時定数仮設定値Ａ_２が用いられた第２の台形波において、第１のピークの後側平坦部から第１６のピークの後側平坦部までを加算して、第２の合計後側ベースライン値を求める。そして、第２の合計前側ベースライン値と第２の合計後側ベースライン値とを差分して、第２の差分値ΔＨ_２を算出する。このようにして、時定数仮設定値Ａ_１〜Ａ_９６が用いられた９６個の台形波について、９６個の差分値ΔＨ_１〜ΔＨ_９６を算出する。

選定部７４は、差分値ΔＨ_１〜ΔＨ_９６が閾値ΔＨ_ｔｈ以下になった時定数仮設定値Ａ_ｘを求めて、時定数仮設定値Ａ_ｘの中央値を時定数設定値Ａとして選定してモニタに表示するとともに、波形変換デジタルフィルタ６１に出力する。例えば、差分値ΔＨ_１〜ΔＨ_４０が閾値ΔＨ_ｔｈを超え、差分値ΔＨ_４１〜ΔＨ_５０が閾値ΔＨ_ｔｈ以下となり、差分値ΔＨ_５１〜ΔＨ_９６が閾値ΔＨ_ｔｈを超えたときには、差分値ΔＨ_４１〜ΔＨ_５０の中央値である差分値ΔＨ_４５に対応する時定数仮設定値Ａ_４５＝６５４３４を時定数設定値Ａとして選定してモニタに表示する。そして、波形変換デジタルフィルタ６１に時定数設定値Ａ（６５４３４）を出力する。これにより、波形変換デジタルフィルタ６１は、測定試料Ｓが配置されると、入力された微分波デジタル信号を時定数設定値Ａ（６５４３４）を用いて台形波デジタル信号に変換していくことになる。

ここで、エネルギ分散型蛍光Ｘ線分析装置１を用いて、時定数設定値Ａを選定する選定方法の一例について説明する。図２は、選定方法について説明するためのフローチャートである。
まず、ステップＳ１０１の処理において、入力装置等から「算出モード」が入力されたか否かを判定する。つまり、製造業者等が信号を入力するまで、ステップＳ１０１の処理は繰り返される。よって、製造業者等は、生産時や運用時のキャリブレーション時等に、或る試料Ｓを配置し、入力装置等を用いて信号を入力し、さらに「時定数初期設定値Ａ_４８」を入力することになる。

次に、ステップＳ１０２の処理において、「時定数初期設定値Ａ_４８」より４８個前となる１番目の時定数仮設定値Ａ_ｘ＝Ａ_１を波形変換デジタルフィルタ６１に設定し、ピーク数ｍ＝１とする。
次に、ステップＳ１０３の処理において、波形変換デジタルフィルタ６１は、入力されてくる微分波を、時定数仮設定値Ａ_ｘを用いて第ｘの台形波に変換していく。

次に、ステップＳ１０４の処理において、台形波格納部７１は、第ｘの台形波を格納していく。このとき、台形波格納部７１は、前後にＶＡＬＩＤがなくパイルアップもないような波形（第ｍのピーク）をラッチする。また、第ｍのピークの前後の平坦部が充分確保できる（前後の直近にピークがない）と、格納を中止して、平坦部フラグを平坦部算出部７２に出力する。
次に、ステップＳ１０５の処理において、平坦部算出部７２は、第ｘの台形波における第ｍのピークの前側の３２個のポイントを順次合算して第ｍのピークの前側平坦部を求めるとともに、第ｍのピークの後側の３２個のポイントを順次合算して第ｍのピークの後側平坦部を求める。

次に、ステップＳ１０６の処理において、平坦部算出部７２は、第ｍのピークの前側平坦部を、第１から第（ｍ−１）までのピークの前側平坦部に加算して合計前側ベースライン値を求めるとともに、第ｍのピークの後側平坦部を、第１から第（ｍ−１）までのピークの後側平坦部に加算して合計後側ベースライン値を求める。
次に、ステップＳ１０７の処理において、ｍ＝１６か否かを判定する。ｍ＝１６でない場合には、ステップＳ１０８の処理において、ｍ＝ｍ＋１として、ステップＳ１０３の処理に戻る。

一方、ｍ＝１６である場合には、ステップＳ１０９の処理において、差分値算出部７３は、第ｘの台形波における合計前側ベースライン値と合計後側ベースライン値との差分値ΔＨ_ｘを算出する。
次に、ステップＳ１１０の処理において、選定部７４は、差分値ΔＨ_ｎが閾値ΔＨ_ｔｈ以下になったと判定したときには、「ＯＫ」と判定し、差分値ΔＨ_ｎが閾値ΔＨ_ｔｈを超えたと判定したときには、「ＮＧ」と判定する。

次に、ステップＳ１１１の処理において、選定部７４は、時定数初期設定値Ａ_４８より４８個後となる９６番目の時定数仮設定値Ａ_ｘ＝Ａ_９６か否かを判定する。Ａ_ｘ＝Ａ_９６でないと判定したときには、ステップＳ１１２の処理において、Ａ_ｘ＝Ａ_ｘ＋１を波形変換デジタルフィルタ６１に設定し、ピーク数ｍ＝１として、ステップＳ１０３の処理に戻る。
一方、Ａ_ｘ＝Ａ_９６であると判定したときには、ステップＳ１１３の処理において、選定部７４は、「ＯＫ」となった時定数仮設定値Ａ_ｘの中央値を時定数設定値Ａとして選定してモニタに表示する。このとき、時定数仮設定値Ａ_ｘのＯＫ／ＮＧの判定結果を順番に並べ、ＯＫが連続しているものの間で時定数仮設定値Ａ_ｘの中央値を選択することになる。

以上のように、本発明のエネルギ分散型蛍光Ｘ線分析装置１によれば、少ない回路量で簡単に精度よく時定数設定値Ａを選定することができる。よって、コストアップを最小限に抑えることができるとともに、生産時や運用時のキャリブレーションも容易になる。さらに、使用する抵抗ＲやコンデンサＣ等の部品は、ばらつきが小さい高価なものではなく安価な標準部品を用いることができる。また、どの装置も同程度の分解能を得ることができるので、装置の精度がよくなって信頼性も向上する。

＜他の実施形態＞
（１）上述したエネルギ分散型蛍光Ｘ線分析装置１では、波形変換デジタルフィルタ６１は、入力された微分波デジタル信号を台形波デジタル信号に変換する構成を示したが、入力された微分波デジタル信号を三角波デジタル信号に変換するような構成としてもよい。

（２）上述したエネルギ分散型蛍光Ｘ線分析装置１では、図２に示す選定方法を用いる構成を示したが、図２に示す選定方法を繰り返し実行して、得られた時定数設定値Ａを平均化するような構成としてもよい。また、得られた時定数設定値Ａのうち、最大の時定数設定値Ａと最小の時定数設定値Ａとを棄却して、中央の時定数設定値Ａを平均化するような構成としてもよい。これにより、さらに信頼性が向上する。

以下に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

エネルギ分散型蛍光Ｘ線分析装置１に、時定数初期設定値Ａ_４８として「６５４３７」を入力して、時定数設定値Ａを１０回選定させた。そして、１０個の時定数設定値Ａのうち、最大の時定数設定値Ａと最小の時定数設定値Ａとを棄却して、８個の時定数設定値Ａを求めた。また、８個の時定数設定値Ａを求めた際に、選定部７４が「ＯＫ」と判定した時定数仮設定値Ａ_ｘの数を求めた。なお、検証条件を図４に示し、その結果を図３（ａ）に示す。

時定数初期設定値Ａ_４８として「６５４２１」と入力したこと以外は実施例１と同様にして、８個の時定数設定値Ａと、「ＯＫ」と判定した時定数仮設定値Ａ_ｘの数とを求めた。その結果を図３（ｂ）に示す。

時定数初期設定値Ａ_４８として「６５４５３」と入力したこと以外は実施例１と同様にして、８個の時定数設定値Ａと、「ＯＫ」と判定した時定数仮設定値Ａ_ｘの数とを求めた。その結果を図３（ｃ）に示す。

以上のように、時定数初期設定値Ａ_４８として「６５４３７」や「６５４２１」や「６５４５３」が入力されても、Ａ設定値算出部７０が時定数設定値Ａを「６５４３７」と選定し、この「６５４３７」は入力微分波と一致する。さらに、各回のばらつき具合についても標準偏差１．５以下という良好な結果が得られた。

本発明は、試料中に含まれる元素の情報を取得する蛍光Ｘ線分析装置等に利用することができる。

４２ 微分回路
６０ ＦＰＧＡ（Ｘ線分析用信号処理装置）
６１ 波形変換デジタルフィルタ
６２ ピーク検出部
７１ 台形波格納部
７２ 平坦部算出部
７３ 差分値算出部
７４ 選定部

Claims (4)

1. Ｘ線検出器で検出された階段波を微分波に変換する微分回路と、
   時定数設定値を用いて前記微分波を台形波又は三角波に変換するデジタルフィルタと、
   前記台形波又は三角波におけるピークの波高値を弁別して計数するピーク検出部とを備えるＸ線分析用信号処理装置であって、
   前記デジタルフィルタによって複数の時定数仮設定値が用いられて前記微分波がそれぞれ変換された台形波又は三角波を格納する格納部と、
   前記ピークの前側平坦部と後側平坦部とをそれぞれ求める平坦部算出部と、
   前記ピークの前側平坦部と後側平坦部との差分値を算出する差分値算出部と、
   前記差分値に基づいて複数の時定数仮設定値のうちから少なくとも１個の時定数仮設定値を選択し、選択した時定数仮設定値を用いて前記時定数設定値を選定する選定部とを備えることを特徴とするＸ線分析用信号処理装置。
2. 前記平坦部算出部は、前記ピークの前側の複数のポイントを用いて前側平坦部を求めるとともに、前記ピークの後側の複数のポイントを用いて後側平坦部を求めることを特徴とする請求項１に記載のＸ線分析用信号処理装置。
3. 前記差分値算出部は、複数のピークの前側平坦部及び後側平坦部を用いて差分値を算出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＸ線分析用信号処理装置。
4. 前記選定部は、前記差分値が閾値以下になった複数の時定数仮設定値の中央値を前記時定数設定値として選定することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のＸ線分析用信号処理装置。