JP3052272B2 - スペクトル処理を用いた蛍光x線定性分析方法 - Google Patents

スペクトル処理を用いた蛍光x線定性分析方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はスペクトル処理を用い
た蛍光X線定性分析方法に関し、さらに詳しくは、Mo
(モリブデン)−LαとS(イオウ)−Kαのように近
接したエネルギーの蛍光X線をそれぞれ発生する複数の
元素を含む試料で、精度よく定性分析を行うことができ
る蛍光X線定性分析方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、蛍光X線分析装置では、図7に
示すように、X線発生装置1から測定を行う測定試料
(以下、試料という)2にX線を照射し、試料2から発
せられる蛍光X線3を検出器4で検出し、データ収集装
置41で、図8に示すようなスペクトルデータを得るよ
うにしている。
【0003】この際、試料2に含まれている各元素ごと
に、発生する蛍光X線3のエネルギー値は決まっている
ため、このスペクトルデータは試料2に含まれる元素に
応じたエネルギー位置にピークを有する。このピークの
位置より試料2に含まれる元素を特定することが可能で
ある。
【0004】従来のこの種定性分析方法では、測定で得
られたスペクトルデータについて、ある元素から得られ
る蛍光X線のエネルギー位置に、ピークがあればその元
素が含まれると判断し、ピークがなければその元素が含
まれていないと判断するようにしていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、試料2中に、
Mo−LαとS−Kαのように、近接したエネルギーの
蛍光X線をそれぞれ発生する複数の元素を含む場合に、
例えば、図1において、これら元素に応じたエネルギー
位置にピーク8,9をそれぞれ有する蛍光X線Aのピー
クプロファイルを示す元素および蛍光X線Bのピークプ
ロファイルを示す元素のスペクトル5,6を測定しよう
としても、従来の定性分析方法では、図1において、ピ
ーク8,9を有するスペクトル5,6のピーク発生位置
が、検出器4の分解能により、ピーク位置8,9に検出
されずに測定スペクトル7のピーク位置10として検出
される。そのために、蛍光X線Aのピークプロファイル
を示す元素と蛍光X線Bのピークプロファイルを示す元
素とが試料2中に存在しても、得られたスペクトルデー
タでは、スペクトル5,6が測定されず、ピーク位置
8,9にピークが測定されないためにこれら元素は含ま
れていないという誤った定性分析結果を得るおそれがあ
り、精度よく定性分析を行うのが難しい。これを回避す
るため、ピーク位置の一致度の許容範囲を広げると、こ
の時には、スペクトル5のみが存在する場合でも、ピー
ク位置8,9が近いため、スペクトル6も存在すると判
断されてしまうおそれがある。
【0006】この発明は、上記問題に鑑みてなしたもの
で、その目的は、近接したエネルギーの蛍光X線をそれ
ぞれ発生する複数の元素を含む試料から確実にこれらの
元素を測定できるスペクトル処理を用いた蛍光X線定性
分析方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために、この発明は、X線発生装置から発せられ
たX線が測定試料に照射され、当該測定試料から発せら
れる蛍光X線を検出器で検出し、その信号を信号処理手
段を経てスペクトルデータとして読み取ることで当該測
定試料に含まれている元素の定性分析を行うに際して、
当該測定試料から発せられた蛍光X線よりスペクトルデ
ータを得て、そのデータから複数のピーク発生位置を決
定する工程と、そのデータから得られた前記複数のピー
ク発生位置により、各ピーク発生位置を有する元素を予
め選択するとともに、そのピーク発生位置ごとにこのピ
ーク発生位置を含む近傍に存在可能なピーク発生位置を
有する元素も予め選択する工程と、これらの選択元素の
スペクトル処理を行う工程とからなり、前記選択元素の
スペクトル処理を行う工程において、測定された蛍光X
線の強度がある値以上であるとき、その蛍光X線を発生
する元素が測定試料に含まれるという判断を行うように
したスペクトル処理を最小二乗法やオーバーラップファ
クター法を用いて行うようにしたことを特徴とする蛍光
X線定性分析方法である。
【0008】この発明は、各工程自体、公知の方法を用
いているけれども、これらの工程を組み合わせることに
より、図1のスペクトル5,6のように、近接したエネ
ルギーの蛍光X線をそれぞれ発生する複数の元素を含む
測定試料の場合では、従来、測定で得られたスペクトル
データについて、ある元素から得られる蛍光X線のエネ
ルギー位置に、ピークがあればその元素が含まれると判
断し、ピークがなければその元素が含まれていないと判
断するようにしていたから、ピークが重なる場合、ピー
ク位置だけでは元素の判定が難しく、データに得られる
のがスペクトル5,6ではなく、検出器4の分解能によ
り、スペクトル7であった場合、スペクトル7の1つの
ピークとして検出され、そのピーク発生位置10から元
素の判断が行われ、データがピーク位置8,9を持たな
いためにスペクトル5,6の元素は測定試料に含まれて
いないという誤った定性分析結果を得るような事態を確
実に回避できる。また、ピーク位置の一致度の許容範囲
を広げた場合においても、仮に、測定試料にスペクトル
5の元素しか含まれていない場合に、スペクトル6の元
素が含まれているという誤った定性分析結果を得るよう
な事態を確実に回避できる。
【0009】すなわち、この発明は、まず、当該測定試
料から発せられた蛍光X線よりスペクトルデータを得
て、そのデータから複数のピーク発生位置を決定する。
例えば、図1において、ピーク発生位置10を求める。
続いて、この発明では、複数のピーク発生位置により、
各ピーク発生位置を有する元素を予め選択するととも
に、そのピーク発生位置ごとにこのピーク発生位置を含
む近傍に存在可能なピーク発生位置を有する元素も予め
選択する。すなわち、前出の工程で求めたピーク発生位
置10近傍にもピークに含まれるピーク発生位置が存在
すると仮定して、ピーク発生位置8,9等を有する元素
28,29を予め選択する(図4参照)。
【0010】次に、この発明では、これらの選択元素の
スペクトル処理を行う。このスペクトル処理は異なる選
択元素をピーク分離にて各元素のピーク強度を算出する
ためのものである。この選択元素のスペクトル処理が、
一例として、下記の(1)式を使った最小二乗法を用い
て行われる場合を説明する。
【0011】図1において、符号7は測定スペクトル、
符号5,6はそれぞれ蛍光X線Aのピークプロファイル
および蛍光X線Bのピークプロファイルである。 n χ2 =Σ [yi −{a*fA ( xi ) +b*fB ( xi ) }] 2 ( Si ) 2 i=1 …(1) ここで、 i…スペクトルデータ番号 xi …X線エネルギー yi …計数率(カウント/sec) ( Si ) 2 …標本分散 fA ( xi ) …蛍光X線Aのピーク関数 fB ( xi ) …蛍光X線Bのピーク関数 a,b…求める係数 である。この実施例では、上記(1)式のχ2 を最小に
する係数a,bをそれぞれ求める。なお、蛍光X線Aの
測定強度は、 であり、蛍光X線Bの測定強度は、 である。
【0012】また、選択元素のスペクトル処理の他の例
として、オーバーラップファクター法を用いて行われる
場合を以下に説明する。図2において、まず、ステップ
101で、蛍光X線Aのピークプロファイルの初期強度
A 0 を求める。 NA 0 =E1 〜E2 のROI強度 ここで、ROIとは、Region of Inter
estの略称であって、強度を求める範囲を意味する。
続いて、同様に、蛍光X線Bのピークプロファイルの初
期強度NB 0 を求める。 NB 0 =E3 〜E4 のROI強度
【0013】次に、ステップ102で、蛍光X線Aのピ
ーク関数fA ( xi ) と蛍光X線Bのピーク関数fB (
i ) とから、蛍光X線Aのピークプロファイルと蛍光
X線Bのピークプロファイルのオーバーラップ領域にお
ける下記で定義されるオーバーラップファクターHAB,
BAを求める。 HAB=ΣfA ( x ) 《ここで、合計はx=E3 〜E4
である》÷ ΣfA ( x ) 《ここで、合計はx=E1 〜E2 であ
る》 HBA=ΣfB ( x ) 《ここで、合計はx=E1 〜E2
である》÷ ΣfB ( x ) 《ここで、合計はx=E3 〜E4 であ
る》 但し、fA ( x ) ,fB ( x ) は装置によって予め
分かっている関数である。
【0014】次に、図3において、ステップ103で、
蛍光X線AのROI強度にかかる測定強度を次式で求め
る。 NA =NA 0 −HBA*NB 0 同様に、蛍光X線BのROI強度にかかる測定強度を次
式で求める。 NB =NB 0 −HAB*NA 0 次に、ステップ104で、蛍光X線Aの測定強度を次式
で求める。 NA =NA 0 −HBA*NB 同様に、蛍光X線Bの測定強度を次式で求める。 NB =NB 0 −HAB*NA
【0015】続いて、ステップ105で、これらのデー
タに基づいて、蛍光X線Aの測定強度NA と蛍光X線B
の測定強度NB のそれぞれの収束状態を解析する。測定
強度NA ,NB がどちらも収束するという判断が成され
ると、ステップ106のピーク分離終了となる。このよ
うにして上記工程により、蛍光X線Aの測定強度NA
蛍光X線Bの測定強度NB を得ることができる。この測
定強度NA ,NB の値がある値以上であれば、その蛍光
X線を発生する元素が測定試料に含まれるという判断を
行う。
【0016】その結果、例えば、図5に点線のスペクト
ル21,22に示すように、蛍光X線Aのピークプロフ
ァイルを示す元素と蛍光X線Bのピークプロファイルを
示す元素とが測定され、従来、ピーク位置8,9にピー
クが測定されないためにこれら元素は含まれていないと
いう誤った定性分析結果を得ることがなくなり、精度よ
く定性分析を行うことができる。また、蛍光X線Aのピ
ークプロファイルだけが測定された場合には、蛍光X線
Bのピークプロファイルを示す元素が測定試料に含まれ
ているという誤った定性分析結果を得ることがなくな
る。
【0017】
【実施例】以下、この発明に係るスペクトル処理を用い
た蛍光X線定性分析方法の一実施例を、図面に基づいて
簡単に説明する。なお、この発明はそれによって限定を
受けるものではない。図6において、11はX線発生装
置、13は測定を行う試料、15は検出器、16はA/
D変換器、17はマルチチャンネルアナライザ、18は
コンピュータである。
【0018】X線発生装置11から発せられたX線12
が試料13に照射され、試料13から発せられる蛍光X
線14を検出器15で検出し、その信号をA/D変換器
16、マルチチャンネルアナライザ17を経てコンピュ
ータ18でスペクトルデータとして読み取る。このコン
ピュータ18には、予め各元素ごとに発生するピークの
位置を記憶させておく。
【0019】当該測定試料13から発せられた蛍光X線
よりスペクトルデータを得て、そのデータから複数のピ
ーク発生位置を決定する。例えば、図1において、ピー
ク発生位置10を求める。続いて、複数のピーク発生位
置により、各ピーク発生位置を有する元素を予め選択す
るとともに、そのピーク発生位置ごとにこのピーク発生
位置を含む近傍に存在可能なピーク発生位置を有する元
素も予め選択する。
【0020】すなわち、前出の工程で求めたピーク発生
位置10近傍にもピークに含まれるピーク発生位置が存
在すると仮定して、ピーク発生位置8,9等を有する元
素28,29を予め選択する(図4参照)。
【0021】次に、これらの選択元素のスペクトル処理
を行う。この選択元素のスペクトル処理が、最小二乗法
やオーバーラップファクター法を用いて行われる
【0022】このように、試料を測定したときスペクト
ルのピークが重なる場合、ピーク発生位置だけでは、ど
の元素のものなのか判断が難しかったのを、本実施例で
は、ピークに含まれる元素を予め候補に挙げておいて、
最小二乗法やオーバーラップファクター法を用いたスペ
クトル処理(ピーク分離)を行うようにすることによっ
て、ピークが重なったスペクトルの場合でも、各元素の
ピークを検出できる。その結果、定性の精度を向上でき
る。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のスペク
トル処理を用いた蛍光X線定性分析方法は、測定試料を
測定したときスペクトルのピークが重なる場合、ピーク
発生位置だけでは、どの元素のものなのか判断が難しか
ったのを、この発明では、ピークに含まれる元素を予め
候補に挙げておいて、最小二乗法やオーバーラップファ
クター法を用いスペクトル処理(ピーク分離)を行う
ようにすることによって、ピークが重なったスペクトル
の場合でも、各元素のピークを検出できるようにし、そ
の結果、定性の精度を向上できる効果がある。また、ピ
ーク位置の一致度の許容範囲を広げた場合においても、
仮に、測定試料に特定のスペクトルの元素しか含まれて
いない場合に、他のスペクトルの元素が含まれていると
いう誤った定性分析結果を得るような事態を確実に回避
できる利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係るスペクトル処理を用いた蛍光X
線定性分析方法の一実施例で検出し得たスペクトル処理
を示す図である。
【図2】上記実施例におけるオーバーラップファクター
法の前半を示すフローチャートである。
【図3】上記実施例におけるオーバーラップファクター
法の後半を示すフローチャートである。
【図4】上記実施例における一工程で得られる粗い定性
によるピーク位置の選択を示す図である。
【図5】上記実施例における一工程で得られるスペクト
ル処理によるピーク分離を示す図である。
【図6】蛍光X線定性分析方法で用いる分析装置を示す
構成説明図である。
【図7】同じく蛍光X線定性分析方法で用いる分析装置
を示す構成説明図である。
【図8】測定試料のピーク発生位置を示す図である。
【符号の説明】
5…蛍光X線Aのピークプロファイルを示す元素のスペ
クトル、6…蛍光X線Bのピークプロファイルを示す元
素のスペクトル、8…蛍光X線Aのピークプロファイル
を示す元素のピーク、9…蛍光X線Bのピークプロファ
イルを示す元素のピーク、11…X線発生装置、12…
X線、13…測定試料、14…蛍光X線、15検出器、
16…A/D変換器、17…マルチチャンネルアナライ
ザ、18…コンピュータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−85850(JP,A) 特開 平2−262040(JP,A)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 X線発生装置から発せられたX線が測定
    試料に照射され、当該測定試料から発せられる蛍光X線
    を検出器で検出し、その信号を信号処理手段を経てスペ
    クトルデータとして読み取ることで当該測定試料に含ま
    れている元素の定性分析を行うに際して、当該測定試料
    から発せられた蛍光X線よりスペクトルデータを得て、
    そのデータから複数のピーク発生位置を決定する工程
    と、そのデータから得られた前記複数のピーク発生位置
    により、各ピーク発生位置を有する元素を予め選択する
    とともに、そのピーク発生位置ごとにこのピーク発生位
    置を含む近傍に存在可能なピーク発生位置を有する元素
    も予め選択する工程と、これらの選択元素のスペクトル
    処理を行う工程とからなり、前記選択元素のスペクトル
    処理を行う工程において、測定された蛍光X線の強度が
    ある値以上であるとき、その蛍光X線を発生する元素が
    測定試料に含まれるという判断を行うようにしたスペク
    トル処理を最小二乗法やオーバーラップファクター法を
    用いて行うようにしたことを特徴とする蛍光X線定性分
    析方法。
  2. 【請求項2】 測定試料が、近接したエネルギーの蛍光
    X線をそれぞれ発生する複数の元素を含む請求項1に記
    載のスペクトル処理を用いた蛍光X線定性分析方法。
  3. 【請求項3】 スペクトル処理を定性分析を行う全ての
    元素について行う請求項1に記載のスペクトル処理を用
    いた蛍光X線定性分析方法。
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