JP2516468B2 - Cおよびs同時分析装置 - Google Patents

Cおよびs同時分析装置

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JP2516468B2 JP28573490A JP28573490A JP2516468B2 JP 2516468 B2 JP2516468 B2 JP 2516468B2 JP 28573490 A JP28573490 A JP 28573490A JP 28573490 A JP28573490 A JP 28573490A JP 2516468 B2 JP2516468 B2 JP 2516468B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、鋼中のC量およびS量を同時に測定する
ことができる燃焼−赤外線吸収方式によるCおよびS同
時分析装置の改良に関する。
〔従来の技術および解決すべき課題〕
従来一般に用いられている燃焼−赤外線吸収方式によ
るCおよびS同時分析装置は、通常試料として切粉が用
いられ、秤量範囲を1g±0.2g程度として分析が行われる
ようになっている。
しかし、この種の分析では試料として打ち抜き材料が
用いられる場合があり、このような試料は、その重量が
0.5〜0.7g程度であることから、標準品(1g±0.2g)で
測定した場合に較べ、重量による差から正確度が悪くな
るという問題がある。
第1表に、従来装置を用いて鉄鋼標準試料の1gで測定
を行った場合と0.5gで測定を行った場合について、それ
ぞれの分析値と正確さの一例を示す。
この種の分析での正確さは、CおよびSともにJISに定
められた室内再現制度の2σ以内が目標である。しかし
ながら、従来装置では第1表に示されるように標準試料
重量1gの分析値はJISの許容差内にあるものの、試料重
量0.5gの分析値はJISの許容差を満足していない。
従来装置は上記のような試料重量による分析値の誤差
を補正する手段ないしは機能がなく、このため試料重量
の管理を厳密に行う必要があった。
また、従来装置ではCおよびSの低濃度領域(ppmオ
ーダー)から高濃度域までを同一検量線で測定すると分
析値の正確さが悪化するため、例えば第2表に示すよう
に測定濃度域に合わせて使用する検量線(測定条件)を
変える必要があった。すなわち、一般にCの測定範囲は
ppmオーダーから1%程度まで(最高では5%まで)、
またSの測定範囲はppmオーダーから0.3%程度まであ
り、これを1本の検量線にしようとするとおよそ直線と
はならず、2次或いは3次関数的な曲線となるが、上記
のような広い濃度範囲の検量線を2次或いは3次曲線で
近似させたとしても、特に低濃度域や中濃度域での分析
値の正確さが十分に得られない。そこで、従来装置では
測定する濃度域毎に別個の測定条件(したがって、検量
線も異なる)を採用し、各濃度域をそれぞれ異なる測定
条件と検量線を用いて分析を行う必要があった。
本発明はこのような従来の問題に鑑みなされたもの
で、その目的ほ試料重量に拘りなく正確度ご高い分析値
が得られる装置を提供することにある。また他の目的
は、試料重量に拘りなく正確度が高い分析値が得られる
とともに、測定条件を変えることなく広い成分範囲のC
量、S量を分析測定することができる装置を提供するこ
とにある。
〔課題を解決するための手段〕
このため本発明の装置は、次のような構成を有する。
(1)燃焼−赤外線吸収方式によるCおよびS同時分析
装置において、CおよびSの全濃度領域を複数の領域に
分割し、分割された各個別の濃度領域における標準重量
の試料のCおよびSの平均測定値と前記標準重量よりも
小さい任意の重量の試料のCおよびSの平均測定値との
差を偏数として実測定値の重量補正を行う重量補正手段
を備えたCおよびS同時分析装置。
(2)燃焼−赤外線吸収方式によるCおよびS同時分析
装置において、CおよびSの全濃度領域における標準重
量の試料のCおよびSの平均測定値と前記標準重量より
も小さい任意の重量の試料CおよびSの平均測定値との
差xに関する重量補正式f(x)=yを用い、実測定値
に応じて前記重量補正式により与えられる値を偏数とし
て実測定値の重量補正を行う重量補正手段を備えたCお
よびS同時分析装置。
(3)燃焼−赤外線吸収方式によるCおよびS同時分析
装置において、CおよびSの全濃度領域を複数の領域に
分割し、該分割された各別個の濃度領域における標準重
量の試料のCおよびSの平均測定値と前記標準重量より
も小さい任意の重量の試料のCおよびSの平均測定値と
の差を偏数として実測定値の重量補正を行う重量補正手
段と、CおよびSの全濃度領域を複数の領域に分割し、
該分割された各個別の濃度領域に応じて設定された検量
係数を前記重量補正された測定値に応じて選択し、検量
線補正を行う検量補正手段とを備えたCおよびS同時分
析装置。
(4)燃焼−赤外線吸収方式によるCおよびS同時分析
装置において、CおよびSの全濃度領域における標準重
量の試料のCおよびSの平均測定値と前記標準重量より
も小さい任意の重量の試料のCおよびSの平均測定値と
の差xに関する重量補正式f(x)=yを用い、実測定
値に応じて前記重量補正式により与えられる値を偏数と
して実測定値の重量補正を行う重量補正手段と、Cおよ
びSの全濃度領域を複数の領域に分割し、該分割された
各個別の濃度領域に応じて設定された検量線係数を前記
重量補正された測定値に応じて選択し、検量線補正を行
う検量補正手段とを備えたCおよびS同時分析装置。
〔作用〕
第1図は本発明の基本構成図である。天秤で秤量され
た試料は、磁製ルツボに投入され、このルツボを燃焼炉
にセットし、試料を酸素気流中にて燃焼させる。この
時、試料中の炭素、硫黄は二酸化炭素(CO2)、一酸化
炭素(CO)、二酸化硫黄(SO2)に変換され、酸素気流
に搬送されて、非分散赤外線検出器(計測部)に導かれ
る。上記ガスは、CO2、CO、SO2の各検出器によりガス濃
度が測定され、このガス濃度から、CおよびS量が算出
される。データ処理装置では、重量補正手段と検量線補
正手段により上記測定値の重量補正と検量線補正がなさ
れる。
第3図はこのような補正処理のフローを示している。
データ処理装置は測定条件に対応した複数の校正式、重
量補正テーブル(または重量補正式)及び検量線補正テ
ーブルを有しており、測定条件に応じて校正式、重量補
正テーブル(または重量補正式)及び検量線補正テーブ
ルを選択し、その組み合わせを決める。そして、まず従
来と同様に、校正式Y=AX+BによりCおよびSの測定
値(以下C/S値と記す)の標準化を行い、(C/S値)′を
得る。
次いで、重量補正手段による重量補正を行う。ここ
で、重量補正とは任意の試料重量における測定値を、標
準重量(例えば、1g)における測定値に近似させるため
の補正である。重量補正手段には、重量補正テーブル処
理に基づいて重量補正を行うテーブル処理方式と、重量
補正式に基づいて重量補正を行う関数処理方式とがあ
る。
このうちテーブル処理方式ほ、CおよびS量の全濃度
流域をいくつかの領域に分割し、これら個別の濃度域毎
に、標準重量(例えば、1g)の試料の平均測定値と前記
標準重量よりも小さい任意の重量(例えば、0.5g)の試
料の平均測定値との差を偏数として重量補正を行うもの
である。この方式では、重量補正手段は前記各濃度域に
応じた偏数が予め設定された重量補正テーブルを有して
おり、この重量補正テーブルのなかから測定値(C/S
値)′の濃度に応じた偏数を選択して用い、下記変換式
による重量補正によって測定値(C/S値)″を得る。
(C/S値)″=(C/S値)′×50/(50−Z+Z×W)…
…(1) 但し、 Z:偏数 W:試料重量 例えば、1g(標準重量)の試料と0.5gの試料の各平均
測定値の差を偏数として用いる場合を例にとると、第2
図に示すように、1gと0.5gの試料の濃度(平均測定値)
差の傾きは、 であり、切片をBとすると、ある試料重量W(g)にお
ける(C/S値)′は次のように表わせる。
また、試料重量が1gの時(W=1)は、(C/S値)′
と(C/S値)″は同じ値になるため、前式は次のように
書き改められる。
上記2式から切片Bを消去すれば、上記(1)式を求
めることができる。
第5図は重量補正手段が有する重量補正テーブルの一
例(標準重量1gの試料と0.5gの試料の各平均測定値の差
を偏数として用いる場合の例)を示しており、このテー
ブルには分割された各濃度領域毎に偏数Z1〜Z10が設定
されており、前記(C/S値)′に応じてこれが属する濃
度領域の偏数が選択され、この偏数を用いて上記式
(1)式により、(C/S値)″が求められる。なお、他
の構成としては、例えば重量補正テーブルにいくつかの
レベルの濃度値に対応した偏数Zを設定しておき(例え
ば、A1(wt%):Z1,A2(wt%):Z2……A10(wt%):Z1
0)、前記(C/S値)′に近い濃度値に対応する偏数を選
択してこの偏数の補正を行ない、この補正された偏数を
用いて前記(1)式により(C/S値)″を求めることも
できる。
また、関数処理方式では、C、S量の全濃度領域にお
ける、標準重量(例えば、1g)の試料の平均測定値と前
記標準重量よりも小さい任意の重量(例えば、0.5g)の
試料の平均測定値との差xを重量補正式f(x)=yと
して関数化し、この重量補正式で与えられる値を偏数と
して実測定値の重量補正が行われる。第6図は重量補正
式f(x)=yによる偏数の算出方法の一例を示してお
り、重量補正式f(x)=yにより(C/S値)′に応じ
た偏数が得られ、この偏数を用いて前記(1)式により
(C/S値)″が求められる。
上述したテーブル処理方式と関数処理方式は、いずれ
の方式を用いても重量補正を適正に行うことができる。
以上にようにして重量補正された測定値は、検量線補
正手段により補正された検量線に基づき測定値(C/S
値)、すなわち分析値に変換される。
検量線補正手段は、CおよびSの全濃度領域をいくつ
かの領域に分割し、該分割された各別個の濃度領域に応
じて設定された検量線係数を検量線補正テーブルに有し
ており、前記重量補正された測定値に応じて検量線係数
を選択してこの検量線係数に基づき検量線補正を行い、
補正された検量線により測定値(C/S値)を得る。例
えば、CおよびSの全濃度領域を4つに分割した場合に
は、第4図に示すように上記重量補正された測定値(C/
S値)″の強度に応じて、〜のいずれかの補正され
た検量線が得られ、このいずれかの検量線を用いて、
(C/S値)が求められる。
第7図は検量線補正手段が有する検量線補正テーブル
の一例を示すもので、例えば10個に分割された各濃度領
域毎に検量線係数a1,b1,c1〜a10,b10,c10が設定され、
前記(C/S値)″に応じてこれが属する濃度領域の検量
線係数が選択され、例えば検量線補正式f(x)=a・
x2+b・x+cにより検量線補正がなされ、この補正さ
れた検量線に基づき前記(C/S値)″から(C/S値)が
求められる。
〔実施例〕
テーブル処理方式の重量補正手段及び検量線補正手段
を有する本発明装置とこれらの手段を持たない従来装置
により0.5gの試料の成分分析を行ない、分析の正確さを
調べた。その結果を第3表に示す。
同表によれば、本発明装置では試料重量に拘りなくJI
Sの室内再現許容差を満足できることが判る。
また、第4図は本発明装置で用いられた測定条件を示
したものである。先に述べた従来装置では第2表に示す
ように各濃度域をそれぞれ異なる測定条件(したがって
検量線も異なる)を用いて分析する必要があった。これ
に対して本発明装置では、第4表に示すように各濃度領
域に応じた検量線係数による検量線補正により、比較的
広い濃度領域を1つの測定条件で分析可能であることが
判る。但し、炭素の低濃度域に関してだけは、ルツボか
らの汚染を防止するために別の測定方法を用いた。
〔発明の効果〕 以上述べた本発明の装置によれば、試料重量が0.5〜
0.7g程度でも高い正確度のC量及びS量の分析値を得る
ことができる。また、検量線補正手段を備えた本発明装
置によれば、上記の効果に加えて測定条件を変えること
なく広い成分範囲のC量、S量を分析測定することがで
き、従来装置に較べ分析作業を簡素化することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の基本構成図である。第2図はテーブル
処理方式による重量補正の原理を示すグラフである。第
3図は本発明装置による補正処理フロー図である。第4
図は本発明装置において補正された検量線の一例を模式
的に示したものである。第5図は重量補正手段が有する
重量補正テーブルの一例と、これを用いた重量補正方法
を示す説明図である。第6図は、関数処理方式の重量補
正手段による偏数の算出方法を示す説明図である。第7
図は検量線補正手段が有する検量線補正テーブルの一例
と、これを用いた検量線補正方法を示す説明図である。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】燃焼−赤外線吸収方式によるCおよびS同
    時分析装置において、CおよびSの全濃度領域を複数の
    領域に分割し、分割された各個別の濃度領域における標
    準重量の試料のCおよびSの平均測定値と前記標準重量
    よりも小さい任意の重量の試料のCおよびSの平均測定
    値との差を偏数として実測定値の重量補正を行う重量補
    正手段を備えたCおよびS同時分析装置。
  2. 【請求項2】燃焼−赤外線吸収方式によるCおよびS同
    時分析装置において、CおよびSの全濃度領域における
    標準重量の試料のCおよびSの平均測定値と前期標準重
    量よりも小さい任意の重量の試料のCおよびSの平均測
    定値との差xに関する重量補正式f(x)=yを用い、
    実測定値に応じて前記重量補正式により与えられる値を
    偏数として実測定値の重量補正を行う重量補正手段を備
    えたCおよびS同時分析装置。
  3. 【請求項3】燃焼−赤外線吸収方式によるCおよびS同
    時分析装置において、CおよびSの全濃度領域を複数の
    領域に分割し、該分割された各個別の濃度領域における
    標準重量の試料のCおよびSの平均測定値と前記標準重
    量よりも小さい任意の重量の試料のCおよびSの平均測
    定値との差を偏数として実測定値の重量補正を行う重量
    補正手段と、CおよびSの全濃度領域を複数の領域に分
    割し、該分割された各個別の濃度領域に応じて設定され
    た検量線係数を前記重量補正された測定値に応じて選択
    し、検量線補正を行う検量線補正手段とを備えたCおよ
    びS同時分析装置。
  4. 【請求項4】燃焼−赤外線吸収方式によるCおよびS同
    時分析装置において、CおよびSの全濃度領域における
    標準重量の試料のCおよびSの平均測定値と前記標準重
    量よりも小さい任意の重量の試料のCおよびSの平均測
    定値との差xの関する重量補正式f(x)=yを用い、
    実測定値に応じて前記重量補正式により与えられる値を
    偏数として実測定値の重量補正を行う重量補正手段と、
    CおよびSの全濃度領域を複数の領域に分割し、該分割
    された各個別の濃度領域に応じて設定された検量線係数
    を前記重量補正された測定値に応じて選択し、検量線補
    正を行う検量線補正手段とを備えたCおよびS同時分析
    装置。
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