JP2015203648A - 蛍光ｘ線分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】真空ポンプにより排気されるチャンバー内で、試料に１次Ｘ線を照射して発生する２次Ｘ線を検出する蛍光Ｘ線分析装置において、チャンバーに設けられた開口から装置外部へのＸ線の漏洩を簡単な構成で確実に防止できる蛍光Ｘ線分析装置を提供する。【解決手段】真空ポンプ２により排気されるチャンバー１内で、試料３にＸ線管４から１次Ｘ線５を照射して発生する２次Ｘ線６を検出手段７で検出する蛍光Ｘ線分析装置であって、チャンバー１内の圧力が所定の基準値を超えている場合にＸ線管４への高圧電源８からの給電を遮断する安全機構９を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、真空ポンプにより排気されるチャンバー内で、試料に１次Ｘ線を照射して発生する２次Ｘ線を検出する蛍光Ｘ線分析装置に関する。

従来、真空ポンプにより排気されるチャンバー内で、試料にＸ線管から１次Ｘ線を照射して発生する蛍光Ｘ線等の２次Ｘ線をＸ線検出器等の検出手段で検出する蛍光Ｘ線分析装置において、試料の搬出入やチャンバー内のメンテナンスのために、チャンバーに複数の開口が設けられており、これらの開口から装置外部へのＸ線の漏洩が問題となる。

これに関連して、検出器保護のために、チャンバー内の真空度が所定値以下の場合に、Ｘ線管と試料の間および試料と検出器の間にあるシャッターを開かないようにすることにより、検出器に蛍光Ｘ線を入射させない第１の従来技術がある（特許文献１参照）。

また、各開口がゲートバルブまたは蓋で閉じられていることを確認するためのスイッチを個別に設け、すべての開口が閉じられている場合にのみ、Ｘ線管からの１次Ｘ線照射が可能となる第２の従来技術もある。

特開平６−１２３７１５号公報

しかし、第１の従来技術では、いずれかの開口が閉じられていないためにチャンバー内の真空度が所定値以下の場合であっても、Ｘ線管からのＸ線の発生が止むことはないので、シャッターが動作不良の際に、閉じられていない開口から装置外部へＸ線が漏洩するおそれがある。一方、第２の従来の技術では、複数のスイッチを使用することにより配線、構造が複雑化し、また、ゲートバルブまたは蓋での開閉等によりいずれか１つのスイッチが故障するだけで正しく動作しないおそれもある。

そこで、本発明は、真空ポンプにより排気されるチャンバー内で、試料に１次Ｘ線を照射して発生する２次Ｘ線を検出する蛍光Ｘ線分析装置において、チャンバーに設けられた開口から装置外部へのＸ線の漏洩を簡単な構成で確実に防止できる蛍光Ｘ線分析装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は、真空ポンプにより排気されるチャンバー内で、試料にＸ線管から１次Ｘ線を照射して発生する２次Ｘ線を検出手段で検出する蛍光Ｘ線分析装置であって、前記チャンバー内の圧力が所定の基準値を超えている場合に前記Ｘ線管への高圧電源からの給電を遮断する安全機構を備えている。

本発明によれば、チャンバーに設けられた開口が１つでも閉じられずに大気に開放されていると、そのことを、単一の安全機構が、チャンバー内の圧力が所定の基準値を超えていることに基づいて検知して、Ｘ線管への高圧電源からの給電を遮断するので、チャンバーに設けられた開口から装置外部へのＸ線の漏洩を簡単な構成で確実に防止できる。

本発明においては、前記安全機構として、ダイアフラムまたはピストンの動作により接点を開閉する真空スイッチを用いることが好ましい。このような機械式の安全機構によれば、電源なしで常時機能するので、開口から装置外部へのＸ線の漏洩をより簡単な構成でより確実に防止できる。

本発明の一実施形態の蛍光Ｘ線分析装置を示す概略断面図である。

以下、本発明の一実施形態の蛍光Ｘ線分析装置について、図にしたがって説明する。概略断面図である図１に示すように、本実施形態の装置は、真空ポンプ２により配管を介して開口１ａから排気されるチャンバー１内で、試料台１０に載置された試料３に、高圧電源８から給電されるＸ線管４から１次Ｘ線５を照射して、発生する蛍光Ｘ線等の２次Ｘ線６を検出手段９で検出する蛍光Ｘ線分析装置である。本実施形態の装置では、Ｘ線管４から発生するＸ線をそのまま１次Ｘ線５としているが、Ｘ線管４から発生するＸ線を分光素子により単色化して１次Ｘ線５としてもよい。また、エネルギー分解能の高い検出器を検出手段７としているが、試料３から発生する２次Ｘ線６を分光する分光素子と、分光された２次Ｘ線ごとにその強度を測定する検出器とを組み合わせて検出手段７としてもよい。

チャンバー１には、試料３の搬出入のために開口１ｂが設けられ、チャンバー１内のメンテナンスのために開口１ｃが設けられている。開口１ｂは、例えば駆動源をもつゲートバルブ１１におけるゲート１１ａの上下動により開閉自在であり、開口１ｃは、例えば蓋１２の手動着脱により開閉自在である。必要に応じて、さらに開口およびその開閉機構を設けてもよい。このような構成では、試料３の搬出入のたびに、チャンバー１内の雰囲気が、真空雰囲気から大気圧雰囲気に切り替えられる。

これに対して、例えば、試料３の搬出入のための開口１ｂを介して分析用のチャンバー１と連通するように、分析前および／または分析後の複数の試料３が載置可能な試料交換用のチャンバーを設けるとともに、その試料交換用のチャンバーにも、真空排気用の開口および真空ポンプへの配管、試料３の搬出入のための開口およびその開閉機構であるゲートバルブ、ならびにメンテナンスのための開口およびその開閉機構である蓋を設け、分析用のチャンバー１内に単一の試料３を試料交換用のチャンバーとの間で搬出入するためのロボットハンドを設けてもよい。このような構成では、試料交換用のチャンバー内の雰囲気が、複数の試料３を一括して装置外部との間で搬出入する際に、真空雰囲気から大気圧雰囲気に切り替えられ、分析用のチャンバー１においては、メンテナンスのために開口１ｃの蓋１２が外される場合を除いて真空雰囲気が維持され、ロボットハンドによる試料３の搬出入のたびに、チャンバー１内の雰囲気を真空雰囲気から大気圧雰囲気に切り替える必要がない。

そして、本実施形態の装置は、チャンバー１内の圧力が所定の基準値、例えば３００００Ｐａを超えている場合にＸ線管４への高圧電源８からの給電を遮断する安全機構９として、ダイアフラムまたはピストンの動作により接点を開閉する真空スイッチを備えている。つまり、真空スイッチ９の接点が高圧電源８の回路に接続されており、接点が開いていると高電圧が生成されず、したがってＸ線管４への給電が遮断される。

以上のように、本実施形態の装置によれば、真空ポンプ２への配管の不具合、試料３の搬出入のためのゲートバルブ１１の動作不良、メンテナンス後の蓋１２の取付け不良などに起因して、チャンバー１に設けられた開口１ａ、１ｂ、１ｃが１つでも閉じられずに大気に開放されていると、そのことを、単一の安全機構９が、チャンバー１内の圧力が所定の基準値を超えていることに基づいて検知して、Ｘ線管４への高圧電源８からの給電を遮断するので、チャンバー１に設けられた開口１ａ、１ｂ、１ｃから装置外部へのＸ線の漏洩を簡単な構成で確実に防止できる。ただし、安全性をいっそう向上させるために、複数の安全機構９を備えてもよい。

なお、前述したような、試料３の搬出入のための開口１ｂを介して分析用のチャンバー１と連通する試料交換用のチャンバーを設けた構成では、開口１ｂが閉じられずに試料交換用のチャンバーを介して大気に開放されている場合にも、つまり開口１ｂが試料交換用のチャンバーに設けられた開口を介して大気に開放されている場合にも、安全機構９が、チャンバー１内の圧力が所定の基準値を超えていることに基づいて検知して、Ｘ線管４への高圧電源８からの給電を遮断する。

さらに、本実施形態の装置においては、安全機構９として、電源なしで常時機能する機械式の真空スイッチを用いるので、開口１ａ、１ｂ、１ｃから装置外部へのＸ線の漏洩をより簡単な構成でより確実に防止できる。ただし、本発明においては、安全機構は真空スイッチに限られず、例えば圧力センサーとリレーを組み合わせて用いてもよい。

１ チャンバー
２ 真空ポンプ
３ 試料
４ Ｘ線管
５ １次Ｘ線
６ ２次Ｘ線
７ 検出手段
８ 高圧電源
９ 安全機構（真空スイッチ）

Claims (2)

1. 真空ポンプにより排気されるチャンバー内で、試料にＸ線管から１次Ｘ線を照射して発生する２次Ｘ線を検出手段で検出する蛍光Ｘ線分析装置であって、
   前記チャンバー内の圧力が所定の基準値を超えている場合に前記Ｘ線管への高圧電源からの給電を遮断する安全機構を備えた蛍光Ｘ線分析装置。
2. 請求項１に記載の蛍光Ｘ線分析装置において、
   前記安全機構として、ダイアフラムまたはピストンの動作により接点を開閉する真空スイッチを用いた蛍光Ｘ線分析装置。

Images