JP2722852B2 - 発光分光分析方法及び発光分光分析装置 - Google Patents

発光分光分析方法及び発光分光分析装置

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JP2722852B2
JP2722852B2 JP3103839A JP10383991A JP2722852B2 JP 2722852 B2 JP2722852 B2 JP 2722852B2 JP 3103839 A JP3103839 A JP 3103839A JP 10383991 A JP10383991 A JP 10383991A JP 2722852 B2 JP2722852 B2 JP 2722852B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、発光分光分析方法及び
発光分光分析装置に関する。
【0002】
【従来の技術】鋼の高純度化に伴い、鋼中の微量成分
(C,P,S,Al,B,O,N,H)の分析が必要に
なり、特にCについては迅速性の点から発光分光分析方
法による測定が望まれている。Cの発光分光分析には例
えばCI165.8nm ,CI193.0nm 等の分析線、Pの発光
分光分析にはPI178.3nm の分析線、Sの発光分光分析
にはSI180.7nm の分析線が用いられている。図5,図
6,図7及び図8は、CI165.8nm ,CI193.0nm ,P
I178.3nm 及びSI180.7nm 夫々の分析線における同一
試料の温度と分析値との関係を示したグラフである。図
5,図6,図7及び図8より試料温度の上昇に伴い、発
光強度が増加して分析値が増加していることが判る。特
にCI165.8nm の分析線については試料温度が1℃上昇
すると分析値が略0.2ppm増加していることが判る。
【0003】このように発光分光分析においては、分析
値が試料調製時又は分析の複数回実施等により変化する
試料温度の影響を受けるという問題があった。試料温度
の変化に伴い、分析元素のスペクトル線強度が変動する
理由としては、試料温度が高いと試料の消耗量が増大
し、放電カラム内の原子濃度が高くなりスペクトル線強
度が増大する、雰囲気の種類によっては電極温度が高
い程、蒸発時の化学反応(酸化反応等)を促進し、発光
に寄与する原子数を減少させ、スペクトル線強度を減少
させる、電極及びその周辺を外部より加熱する場合
は、放電カラム周囲の温度が上昇する、等が考えられて
いる。
【0004】試料温度の変化に伴う発光強度の変動によ
る分析精度の低下を防止するために従来は次の方法が採
用されていた。試料研磨後、試料を保持体に保持させ
る前にホットプレート等に試料を載せて試料を加熱した
り、空気を吹きつけて試料を冷却することにより試料温
度を一定にする。試料温度を測定し、予め求めてある
発光強度又は成分分析値と試料温度との関係式により標
準温度における分析値に補正する。の方法はレードル
内の溶鋼をサンプラーで採取し、冷却、切断してその切
断面を分析するレードル分析のように試料温度が高温の
場合に実施されており、特開昭62−220835号公
報の発明がある。特開昭62−220835号公報の発
明では、装置の放電部に埋め込んだ温度計の感温部によ
り試料温度が測定され、この測定値がデータ処理装置へ
入力されるようになっており、このデータ処理装置が発
光分光により得られた成分分析値を標準温度における分
析値に補正するようになっている。このとき試料温度は
分析前及び分析後に2回測定した平均値をとっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、の方法で
は温度を一定にした試料を保持体に保持させるときに試
料温度が変わることがあり、依然として試料温度にバラ
ツキがあるという問題があり、の方法では実測値では
なく、演算により分析値を求めるので誤差が生じ易いと
いう問題があった。本発明は斯かる事情に鑑みなされた
ものであり、保持体により保持させた試料を放電前に所
要の温度まで冷却又は加熱することにより、低濃度の成
分についても高精度に分析できる発光分光分析方法及び
該方法に使用する装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】第1発明の発光分光分析
方法は、保持体により保持させた試料を電極に対向配置
し、該電極との間で放電させ、放電により得られた光の
スペクトル分析を行う発光分光分析方法において、前記
保持体内部に設けた流体通流路内に流体を通流させて
記試料を所要の温度まで冷却又は加熱した後、前記放電
行うことを特徴とする。 第2発明の発光分光分析方法は、第1発明の発光分光分
析方法において、分析後の試料を所要の温度冷却又は
加熱した後、該試料の前記電極との放電部位を変えて分
析を繰り返すことを特徴とする。 第3発明の発光分光分析装置は、保持体により保持させ
た試料を電極に対向配置し、該電極との間で放電させ、
放電により得られた光のスペクトル分析を行う発光分光
分析装置において、前記保持体内部に設けた流体通流路
及び該流体通流路内を通流する冷却又は加熱用の流体か
らなる前記試料冷却又は加熱手段と、前記試料の温度
測定手段とを備えたことを特徴とする。
【0007】
【作用】第1の発明にあっては、保持体の内部の設けた
流体通流路内に流体を通流させて、保持体に保持させた
試料を冷却又は加熱して試料を所要の温度に迅速に、し
かも正確に設定することが出来て、試料温度のばらつき
に起因する測定値のばらつきを防止することが出来る。
また、分析後の試料を所要温度に冷却又は加熱した後、
試料に対する放電部位を変えて分析を繰り返すことで分
析精度の一層の向上が図れる。 第2の発明においては、
保持体に保持させた試料を冷却又は加熱手段により冷却
又は加熱し、温度測定器により所要の温度に達したこと
を確認した後に発光分光分析するので、再現性よく分析
を実施することができる。
【0008】
【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
き具体的に説明する。図1は本発明に係る発光分光分析
装置を示す模式図であり、図中2は発光スタンドであ
る。発光スタンド2はその端部を水平方向に突出させて
おり、この突出部上面の中央に試料台4が設けられてい
る。試料台4の内側には対電極7が設けられており、対
電極7は電源11により通電されるようになっている。
電源11はコンピュータ12によりそのスイッチを入れ
られるようになっている。発光スタンド2には試料台4
に開口するArガス導入路6が設けられており、Arガ
ス導入路6にはコンピュータ12によりArガスバルブ
10の開閉が制御されて、Arガスが導入されるように
なっている。試料台4と対向させて所謂チャックである
保持体1が配置されており、保持体1にはブロック状の
試料3が把持されている。保持体1の下部側壁には冷却
水又は温水を通流させる流体通流路5が設けられてい
る。保持体1は、コンピュータ12から指令を受けて保
持体制御装置13によりその軸方向に動かされ、試料台
4に装着されるようになっている。保持体1の端部には
試料3の温度を測定する手段として温度計9の感温部8
が設けられており、保持体1に試料3が保持されたとき
に温度計9は感温部8を通して試料3の温度を測定し、
その測定値をコンピュータ12へ入力するようになって
いる。発光スタンド2の試料台4が設けられている端部
と反対側の端部には、試料3と対電極7との間の放電に
より生じた発光を集光する集光レンズ14が設けられて
おり、集光レンズ14により集光された光は図示しない
分光器に送られるようになっている。
【0009】以上の如く構成された発光分光分析装置を
使用する場合、まず、保持体1に保持させた試料3と試
料台4とを適宜の間隔をおいて対向させ、コンピュータ
12によりArガスバルブ10の開閉を制御してArガ
ス導入路6にArガスを導入し、試料3にArガスを吹
き付け、試料3を冷却する。同時に保持体1の流体通流
路5に冷却水を通流させて試料3を冷却する。温度計9
は感温部8を通して試料3の温度を測定し、測定値をコ
ンピュータ12へ入力する。コンピュータ12は試料3
の温度が25℃になったとき、保持体制御装置13を駆
動させて保持体1を下降させ、試料3を試料台4に装着
させる。コンピュータ12は電源11のスイッチを入れ
て対電極7に通電し、対電極7と試料3との間で放電さ
せる。このときの放電はトリプルコンバインドスパーク
放電にしている。図2はトリプルコンバインドスパーク
放電の電流波形図であり、横軸に時間、縦軸に電流値を
とっている。トリプルコンバインドスパーク放電では初
めにハイパワースパーク放電を15μ秒間行い、次にス
パーク放電を20μ秒間行い、最後にアークライク放電
を120μ秒間行う。測光はスパーク放電のとき行う。
【0010】放電により生じた発光は、集光レンズ14
により集光され、図示しない分光器に送られてスペクト
線を選択され、図示しない測光器により測光されて図
示しないデータ処理装置により成分分析値が演算され
る。Cの分析を行う場合、Cのスペクトル線としてCI
165.8nm を選択し、Feの内標準線としてFeI287.2n
m を選択する。測光は時間分解測光法を用いて実施し、
トリプルコンバインドスパーク放電のスパーク放電にお
けるCI165.8nm とFeI287.2nm との発光強度比をP
DA(Pulse-height Distribution Analysis)処理して求
めた。このとき予備放電パルス数を700パルスとし、
PDA処理パルス数を1500パルスとした。
【0011】図3はC濃度の検量線であり、横軸にC濃
度をとっており、縦軸にCI165.8nm とFeI287.2nm
との発光強度比(ICI165.8nm /IFeI287.2nm)をとっ
ている。データ処理装置は、図3に示した検量線を用い
てC濃度を求める。
【0012】なお、同一の試料で2回以上分析する場合
は、コンピュータ12が保持体制御装置13を駆動さ
せ、保持体制御装置13により保持体1を上昇させて試
料3と試料台4との間に適宜の間隔をおき、放電部位を
変更させる。そして1回目の分析を行ったときと同様に
して試料3にArガスを吹き付け、保持体1の流体通流
路5に冷却水を通流させて試料3を冷却する。温度計9
が測定した試料3の温度が25℃になったとき、コンピ
ュータ12は保持体制御装置13を駆動させて保持体1
を下降させ、試料3を試料台4に装着し、分析を繰り返
す。
【0013】図4はC濃度19ppm の試料について、本
発明方法及び従来方法によりICI165.8nm /I
FeI287.2nmを求めた結果を示したグラフであり、図4
(a)は本発明方法による場合、図4(b)は従来方法
による場合を示している。夫々横軸に測定回数、縦軸に
CI165.8nm /IFeI287.2nmをとっている。図4(a)
に示した本発明方法及び図4(b)に示した従来方法の
分析精度を求めると夫々σ=0.89ppm 、σ=3.8ppmであ
り、本発明方法の分析精度が高いことが判る。
【0014】なお、本発明の実施例においては、試料に
Arガスを吹き付け、保持体の流体通流路に冷却水を通
流させて試料を冷却して分析を実施する場合につき説明
しているが何らこれに限定されるものではなく、試料の
温度が低い場合は試料に加温したArガスを吹き付け
る、及び/又は保持体の流体通流路に温水を通流させる
ことにより試料を加温して分析を実施すればよい。
【0015】
【発明の効果】以上の如く本発明においては、放電を行
う前に保持体により保持させた試料を所要の温度まで冷
却又は加熱するので、低濃度の成分についても再現性よ
く高精度に分析することができる等、本発明は優れた効
果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る発光分光分析装置を示す模式図で
ある。
【図2】トリプルコンバインドスパーク放電の電流波形
図である。
【図3】C濃度の検量線である。
【図4】C濃度19ppm の試料について、本発明方法及
び従来方法によりICI165.8nm /IFeI287.2nmを求めた
結果を示したグラフである。
【図5】CI165.8nm の分析線における試料温度と分析
値との関係を示したグラフである。
【図6】CI193.0nm の分析線における試料温度と分析
値との関係を示したグラフである。
【図7】SI180.7nm の分析線における試料温度と分析
値との関係を示したグラフである。
【図8】PI178.3nm の分析線における試料温度と分析
値との関係を示したグラフである。
【符号の説明】
1 保持体 2 発光スタンド 3 試料 4 試料台 5 流体通流路 6 Arガス導入路 7 対電極 8 感温部 9 温度計 10 Arガスバルブ 11 電源 12 コンピュータ 13 保持体制御装置 14 集光レンズ

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 保持体により保持させた試料を電極に対
    向配置し、該電極との間で放電させ、放電により得られ
    た光のスペクトル分析を行う発光分光分析方法におい
    て、前記保持体内部に設けた流体通流路内に流体を通流
    させて前記試料を所要の温度まで冷却又は加熱した後、
    前記放電を行うことを特徴とする発光分光分析方法。
  2. 【請求項2】 分析後の試料を所要の温度冷却又は加
    した後、該試料の前記電極との放電部位を変えて分析
    を繰り返すことを特徴とする請求項1記載の発光分光分
    析方法。
  3. 【請求項3】 保持体により保持させた試料を電極に対
    向配置し、該電極との間で放電させ、放電により得られ
    た光のスペクトル分析を行う発光分光分析装置におい
    て、前記保持体内部に設けた流体通流路及び該流体通流
    路内を通流する冷却又は加熱用の流体からなる前記試料
    冷却又は加熱手段と、前記試料の温度測定手段とを備
    えたことを特徴とする発光分光分析装置。
JP3103839A 1991-04-08 1991-04-08 発光分光分析方法及び発光分光分析装置 Expired - Lifetime JP2722852B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5855736A (ja) * 1981-09-28 1983-04-02 Shimadzu Corp 発光分光分析による濃度分布解析装置
JPS5961759A (ja) * 1982-09-30 1984-04-09 Shimadzu Corp 発光分光分析装置
JPS62220835A (ja) * 1986-03-20 1987-09-29 Nippon Steel Corp 高温分析試料の発光分光分析装置

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