JP3637192B2 - 電磁鋼脱炭焼鈍板の分光分析装置および分光分析方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物体表面部の成分を光学的処理により検出する分光分析装置に関し、特に、これに限定する意図ではないが、電磁鋼脱炭焼鈍板の酸化層中の酸化物をオンラインで赤外分光により定量的に測定する分光分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電磁鋼脱炭焼鈍板の酸化層は、最表面の外部酸化層とその直下の内部酸化層からなる。外部酸化層にはＳｉＯ_２とＦｅ系及びＭｎ系酸化物が存在し、内部酸化層にはＳｉＯ_２が存在することがわかっている。Ｆｅ系及びＭｎ系酸化物は、（Ｆｅ，Ｍｎ）_２ＳｉＯ_４又は（Ｆｅ，Ｍｎ）ＳｉＯ_３として存在している。電磁鋼脱炭焼鈍板酸化層中の酸化物を定量的に測定する方法としては、特開平８−２４６０５３号公報に開示されているように、ＦＴ−ＩＲ法を用いて赤外反射スペクトルを測定する方法が知られている。
【０００３】
この特開平８−２４６０５３号公報に開示の方法は、電磁鋼脱炭焼鈍板の赤外吸収スペクトル（検出スペクトル）が、該焼鈍板の酸化層の各成分の赤外吸収スペクトル（成分スペクトル）の和であるとして、検出スペクトル＝Σ〔（１つの成分の概知の赤外吸収スペクトル）×（該成分の量対応係数）〕と見なし、各成分の量対応係数を未知数（求める値）として、複数の波数（波長）の各検出スペクトル値（各波数での吸収度）を上記の左辺に代入した複数の式を連立式とし、全連立式を同時に満す各成分の量対応係数を算出し、算出した係数を成分含有量に変換する。
【０００４】
前記従来技術では、電磁鋼脱炭焼鈍板酸化層中の酸化物の赤外反射吸収スペクトルの測定は一般的なＦＴ−ＩＲ法を用いて行うので、オフラインでの測定が前提とされている。ＦＴ−ＩＲ法では、サンプル台に標準ミラ−を置き標準ミラ−のスペクトルを測定し、次にサンプル台に分析対象（サンプル）を置きサンプルのスペクトルを測定する。その後サンプルのスペクトルを標準ミラ−のスペクトルで補正する事によりサンプルの反射スペクトルを得る。電磁鋼脱炭焼鈍板では高感度反射吸収スペクトルを測定する。サンプルは静止しているので、測定に時間的制約はなく必要な精度が得られるまで長時間の測定が可能である。また、ＦＴ−ＩＲ装置では、除振台の上に設置できるので、光学系の設計は比較的簡単である。故に測定の精度を高くすることは容易である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところがオンラインで連続的に測定するためには、電磁鋼脱炭焼鈍ラインでは鋼板が移動（例えば１００ｍ／分程度）しているので、所要波数（複数）の赤外吸収スペクトル（吸光度）を数秒程度以下で測定する必要がある。すなわち、オフラインの場合よりも高速で測定する必要があり、所要波数の赤外吸収スペクトルを実質上同時に測定するのが好ましい。
【０００６】
また、電磁鋼脱炭焼鈍ラインでは移動鋼板が振動し赤外光の反射する位置や角度が変化し反射光の光路がずれるので、光路変動の影響を受けにくくする対策が必要である。さらに、電磁鋼の製造現場は振動があり実験室のように環境が良くないので、分析装置、特に光学系は、耐環境性の高いものでなければならない。
【０００７】
通常用いられている従来のＦＴ−ＩＲ法では、十分な精度を得るためには測定に３分程度以上を要する。また、干渉計を走査することによってインターフェログラムを測定しそのインターフェログラムをフーリエ変換して赤外スペクトルを得ているので、測定中の光路変動や光路変動による受光光量変化はインターフェログラムの形を変えることになり赤外スペクトルそのものが変わってしまうことになる。さらに、干渉計のような精密可動部を備えたものは、耐久性が悪く、振動対策が施されていない製造現場には適さない。つまり、従来のＦＴ−ＩＲ法では干渉計を走査する必要があるために、オンラインでの連続測定には適しておらず、実際にはオンラインでの使用は不可能であった。
【０００８】
本発明は、連続的に移動する物体の分光分析を連続的に行なうことを第１の目的とし、短時間で複数波数の光吸収スペクトルを得ることを第２の目的とし、幅方向の複数点の分光分析を連続的に行なうことを第３の目的とし、比較的にコンパクトな機構にて複数波数の光吸収スペクトルを得ることを第４の目的とし、移動物体の移動方向と直交する幅方向の複数点の分光分析を連続的に行なうことを第５の目的とし、オンラインで連続的に電磁鋼脱炭焼鈍板酸化層中の酸化物を赤外反射吸収法を用いて定量的に測定することを第６の目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
（１）高感度反射法により、連続的に供給される電磁鋼脱炭焼鈍板表面の極薄膜の赤外反射スペクトルを測定し、測定値に基づいて電磁鋼脱炭焼鈍板表面の吸光成分量を算出する分光分析方法において、前記電磁鋼脱炭焼鈍板表面に、入射面に平行に偏光されたＰ偏光と称する赤外光と入射面に対し垂直に偏光されたＳ偏光と称する赤外光を入射し、それらの反射スペクトルの強度比を測定し、この比を、あらかじめ標準試料について測定した前記Ｐ偏光による反射スペクトルと前記Ｓ偏光による反射スペクトルの強度比で除算することを特徴とする電磁鋼脱炭焼鈍板の分光分析方法。
【００１０】
（２）高感度反射法により、連続的に供給される電磁鋼脱炭焼鈍板表面の極薄膜の赤外反射スペクトルを測定し測定値に基づいて電磁鋼脱炭焼鈍板表面の吸光成分量を算出する分光分析装置において、
赤外光を発生させる赤外光源，該赤外光源からの赤外光を直線偏光としかつ直線偏光の向きをＰ偏光およびＳ偏光に切替えるための回転機構を備えた偏光板を備えた投光手段，前記電磁鋼脱炭焼鈍板の保持装置，赤外光を分光して検出するための分光測定手段、および、検出された赤外光の強度を信号処理するためのデータ処理手段、を備え、
該データ処理手段は、該電磁鋼脱炭焼鈍板について測定したＰ偏光による反射スペクトルとＳ偏光による反射スペクトルの強度比を、あらかじめ標準試料について測定したＰ偏光による反射スペクトルとＳ偏光による反射スペクトルの強度比で除算する手段を含む、ことを特徴とする電磁鋼脱炭焼鈍板の分光分析装置。
【００１１】
（３）前記分光測定手段 (5 〜 7,10,12,19 〜 21) は、該電磁鋼脱炭焼鈍板(OP)表面で反射された赤外光を強度分割して複数の光路に分配する複数の赤外光分割手段（A1〜A5,B1, B2）を含む光分配手段(22〜24,A1〜A5,B1,B2)；該赤外光分割手段によって分割された赤外光を分光する赤外フィルタ(48)と該フィルタを透過した光の強度を電気信号に変換する光電変換手段(50)を含む、それぞれが前記複数の光路のそれぞれに配置された複数の分光検出手段(C1〜C8)；および、各分光検出手段(C1〜C8)の電気信号を光レベルデ−タに変換する光強度計測回路(80,90)；を備え、
前記デ−タ処理手段(90)は、該複数の分光検出手段のそれぞれが検知した光レベルに基づいて電磁鋼脱炭焼鈍板の酸化物を構成する成分を定量的に求めるものであり、
さらに、該投光手段、該光分配手段、該複数の分光検出手段、光強度計測回路、およびデータ処理手段を収納する単一または複数のケーシングを備えることを特徴とする上記（２）に記載の電磁鋼脱炭焼鈍板の分光分析装置。
【００１２】
（４）前記複数の分光検出手段(C1〜C8)は、電磁鋼脱炭焼鈍板の酸化物によって実質上吸収のない３つ以上の波数の赤外光のそれぞれを検知する３以上の第１グル−プの分光検出手段(C1,C2,C8)、および、電磁鋼脱炭焼鈍板の、少くとも分析対象の酸化物の種類数に対応する数の、各酸化物によって実質上吸収のある波数の赤外光のそれぞれを検知する第２グル−プの分光検出手段(C3〜C7)を含み；
前記デ−タ処理手段(90)は、第１グル−プの分光検出手段(C1,C2,C8)が検知した光レベルに基づいて電磁鋼脱炭焼鈍板の、分析対象の酸化物が存在しないとした分光スペクトルすなわちベ−スラインを算出し、このベ−スラインと第２グル−プの分光検出手段(C3〜C7)が検知した光レベルに基づいて第２グル−プの分光検出手段が検知する波数に対する電磁鋼脱炭焼鈍板の吸光度を算出し、算出した吸光度に基づいて分析対象の酸化物の種類それぞれの量を算出することを特徴とする上記（３）に記載の電磁鋼脱炭焼鈍板の分光分析装置。
【００１３】
なお、理解を容易にするためにカッコ内には、図面に示し後述する実施例の対応要素又は対応事項の符号を、参考までに付記した。
【００１４】
この分光分析装置によれば、電磁鋼脱炭焼鈍板表面からの反射赤外光を赤外光分割手段（A1〜A5,B1,B2)が分割し、分割された各々の赤外光を赤外フィルタ(48)が分光し、分光した各々の赤外光を各々の光電変換手段(50)が検出し、検出した各々の赤外光信号を光強度計測手段(80,90)が光レベルデ−タに変換し、デ−タ処理手段(90)が、光レベルデ−タに基づいて、電磁鋼脱炭焼鈍板酸化層中の酸化物を構成する成分を定量的に求める。
【００１５】
ＦＴ−ＩＲ法のように干渉計を走査する必要がなく直接赤外スペクトルを得ることができるので、短時間で複数波数の光吸収スペクトルを得ることが出来、オンラインで連続的に電磁鋼脱炭焼鈍板酸化層中の酸化物を赤外反射吸収法を用いて定量的に測定することが可能となる。
【００１６】
金属面に照射された光は金属内の自由電子の作用により１８０°の位相飛びをもって反射するため、高感度反射法では、赤外光の電場ベクトルの振動方向つまり偏光方向が入射面に垂直な場合つまり垂直偏光(Ｐ偏光)の場合は入射光の電場ベクトルと反射光の電場ベクトルが金属面で強め合い金属表面に垂直な定常振動電場をつくるので高感度で金属面上に存在する薄膜を検出し、赤外光の電場ベクトルの振動方向つまり偏光方向が入射面に平行な場合つまり平行偏光(Ｓ偏光)の場合は入射光の電場ベクトルと反射光の電場ベクトルが金属面で相殺し合い金属表面に定常波はほとんど観測されないので金属面上に存在する薄膜を検出しない。
【００１７】
したがって、投光手段(5〜7,10,12,19〜21)からの無偏光の赤外光をそのまま電磁鋼脱炭焼鈍板表面入射させて測定した場合には、垂直(Ｐ偏光)成分については電磁鋼脱炭焼鈍板表面の酸化層中の酸化物を検出し、平行(Ｓ偏向)成分については電磁鋼脱炭焼鈍板表面の酸化層中の酸化物を検出しないことになる。
【００１８】
一方、投光手段(5〜7,10,12,19〜21)からの無偏光の赤外光を直線偏光手段(10)によって入射面に対して垂直な電場ベクトルを有する赤外光(Ｐ偏向)にしてから電磁鋼脱炭焼鈍板表面に入射させて測定した場合には、入射した赤外光すべてが電磁鋼脱炭焼鈍板表面の酸化層中の酸化物を検出することになる。したがって、Ｐ偏向は無偏向に比ベ、全赤外光強度に対する電磁鋼脱炭焼鈍板表面の酸化層中の酸化物の信号強度が約２倍になるので、直線偏光手段(10)を設けることによって、より高感度で測定することが可能である。
【００１９】
なお、上記のことから直線偏光手段(10)がない場合でも電磁鋼脱炭焼鈍板表面の酸化層中の酸化物を測定できることは明らかである。
【００２０】
測定したＰ偏光による反射スペクトルとＳ偏光による反射スペクトルの比を、予め標準試料について測定しておき、分析対象材の測定値をＰ偏光による反射スペクトルとＳ偏光による反射スペクトルの比で補正することによって、電磁鋼脱炭焼鈍板酸化層中の酸化物を赤外反射吸収法を用いて定量的に測定することが可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（５）前記投光手段はケーシングに収納され、該ケーシングは電磁鋼脱炭焼鈍板（分析対象材）に光を投射するための投光開口を有し、該投光開口は、第１グループの分光検出手段および第２グル−プの分光検出手段の波数域より低い波数域をカットする投光側フィルタで閉じられており、前記光分配手段を囲むケ−シングは、前記ケーシングと同一または異なるケーシングであって、分析対象材が反射した光を通すための受光開口を有し、該受光開口は、第１および第２グル−プの分光検出手段の波数域より低い波数域をカットする受光側フィルタで閉じられていることを特徴とする上記（４）に記載の電磁鋼脱炭焼鈍板の分光分析装置。
【００２２】
測定光の減衰や光学要素の汚れを防ぐために、光路を外部環境から極力分離又は遮断するのが好ましく、ケ−シング(Ct)，(Cr)がこれに貢献する。このようにケ−シングを備える場合、測定光が透過する窓が必要であるが、窓材は小さいながらも測定光を反射又は吸収するが、投，受光側フィルタ(21,22)を窓材に兼用しているので、別途の窓材付加はなく、その分測定光の反射又は吸収が少い。
【００２３】
（６）前記光分配器は、入射角が１５°以上３０°以下の、入射光のうち特定波数より小さい波数を通して第１出射光とし大きい波数を反射する２色フィルタ、および、該２色フィルタが反射した光を反射して第２出射光とするミラ−を有することを特徴とする上記（３）、（４）、または（５）のいずれか１項に記載の電磁鋼脱炭焼鈍板の分光分析装置。
【００２４】
２色フィルタ(43)の入射角が大きいと、Ｐ偏光とＳ偏光の遮断波数及び透過率が異なるので、分析対象材および又は標準試料のＰ偏光とＳ偏光の反射強度を測定して、分析対象材の光吸収スペクトルを補正する実施態様においては、たとえ透過率の相違に対する補正を行なったとしても、Ｐ偏光とＳ偏光の遮断波数の相違によって生じる、Ｐ偏光とＳ偏光での中心波数及び波数幅の相違に対する一般的な補正を行なうことはできないので、測定精度が低下してしまう。例えば２色フィルタ(43)の入射角が４５°と大きい場合には、図１０の（ｂ）に示すように、Ｐ偏光とＳ偏向の遮断波数が大きくずれ、透過率も異なるが、例えば入射角を２２．５°と小さくすると、図１０の（ａ）に示すように遮断波数が実質上同一となり、透過率も実質上同一となるので、遮断周波数及び透過率の相違に対する測定精度の低下を防ぐことができる。また、２色フィルタ(43)の入射角が小さくなり過ぎると、その分だけミラ−(46)の入射角が大きくなり、ミラ−(46)に大サイズのものが必要となる。
【００２５】
（７）前記投光手段は、電磁鋼脱炭焼鈍板に平行光を投射することを特徴とする上記（３）乃至（６）のいずれか１項に記載の電磁鋼脱炭焼鈍板の分光分析装置。
【００２６】
これによれば、投光手段(5〜7,10,12,19〜21)，光分配手段(22〜24,A1〜A5,B1,B2)および分光検出手段(C1〜C8)をすべて平行光学系として設計し配列することができ、光分配手段(22〜24,A1〜A5,B1,B2)による光配分の設計および調整ならびに分光検出手段(C1〜C8)の検出レベルの調整および校正が容易であり、しかも、電磁鋼脱炭焼鈍板(OP)が平行移動した場合でも、光電変換手段(50)に入射させるための集光位置がほとんどずれないので、電磁鋼脱炭焼鈍板(OP)の平行位置ずれ又は振動による測定誤差が低減する。
【００２７】
（８）前記投光手段は、長手方向ｙに移動する電磁鋼脱炭焼鈍板に幅方向ｘに光を投射し；前記光分配手段は、電磁鋼脱炭焼鈍板のｘ方向の反射光を複数の光路に分配する；上記（３）乃至（７）のいずれか一項に記載の電磁鋼脱炭焼鈍板の分光分析装置。
【００２８】
（９）長手方向ｙの、投光手段が投射した光が電磁鋼脱炭焼鈍板に当る位置よりも、移動方向で上流側と下流側に配設され、電磁鋼脱炭焼鈍板を下押えするサポ−トロ−ル；を更に備え；前記投光手段は電磁鋼脱炭焼鈍板の上面に光を投射する；上記（８）記載の電磁鋼脱炭焼鈍板の分光分析装置。
【００２９】
（１０）前記投光手段，光分配手段および分光検出手段の光路を囲むケ−シング；および、該ケ−シング内に、前記光の吸収が実質上ないガスを供給する手段；を有する上記（３）乃至（９）のいずれか一項に記載の電磁鋼脱炭焼鈍板の分光分析装置。
【００３０】
（１１）前記投光手段、前記光分配手段、及び前記複数の分光検出手段をｘｙ平面を有する光学定盤にマウントし、該光学定盤に設置されそれをｚ方向に貫通する開口を通して分析対象材に光を投射し、前記光学定盤に設置されそれをｚ方向に貫通する開口を通った、分析対象材の反射光を複数の光路に分配することを特徴とする上記（８）乃至（１０）の電磁鋼脱炭焼鈍板のいずれか一項に記載の分光分析装置。
【００３１】
（１２）前記光分配手段は、ｘ方向に平行な入射光のうち特定波数より小さい波数を通して第１出射光とし大きい波数を反射する２色フィルタ、および、該２色フィルタが反射した光を反射してｙ方向に平行な第２出射光とするミラ−を有し、受光側方向変換ミラ−の反射光路上にそれぞれの２色フィルタを置いてシリアルに配列された、第１組の複数の光分配器；および、第１組の光分配器の第２出射光のうち特定波数より小さい波数を通して第１出射光とし大きい波数を反射する２色フィルタ、および、該２色フィルタが反射した光を反射してｘ方向に平行な第２出射光とするミラ−を有し、第１組の光分配器の第２出射光の光路上にそれぞれの２色フィルタを置いて配置された、第２組の複数の光分配器；を備える、上記（３）乃至（１１）のいずれか一項に記載の電磁鋼脱炭焼鈍板の分光分析装置。
【００３２】
（１３）前記光分配器は、それぞれの光分配器が別個にユニット基板を有し、光分配器の２色フィルタ，ミラ−およびユニット基板が一体化され一ユニットを複数ユニット組み合わせて構成した；上記（１２）記載の電磁鋼脱炭焼鈍板の分光分析装置。
【００３３】
本発明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下の実施例の説明より明らかになろう。
【００３４】
【実施例】
−第１実施例−
図１に、本発明の第１実施例である分光測定機ＯＭＤを設置した電磁鋼板の脱炭焼鈍ラインを示す。電磁鋼板は、巻戻機１００でコイル状態から帯状に巻戻されて入側搬送テ−ブル（搬送ロ−ラ列）で脱炭焼鈍炉１００に連続的に送り込まれ、脱炭焼鈍炉１００にて加熱されて脱炭および焼鈍が同時に行なわれる。これにより電磁鋼板表面の酸化が進行する。脱炭焼鈍炉１００から連続的に送り出される電磁鋼板（これを電磁鋼板脱炭焼鈍板と称し、略して焼鈍板と称す）ＯＰは出側搬送テ−ブル（搬送ロ−ラ列）で巻取機１２０に送り込まれ、巻取機１２０にてコイル状に巻取られる。
【００３５】
脱炭焼鈍炉１００から出た直後の焼鈍板ＯＰの温度は高く、数百°Ｃであるが、出側搬送テ−ブルで送られている間に低下して、巻取機１２０の直前では数十°Ｃと低温である。出側搬送テ−ブルの、巻取機１２０近くの、焼鈍板ＯＰの温度が定常的に１００°Ｃ以下の位置に、分光測定機ＯＭＤが設置されている。
【００３６】
分光測定機ＯＭＤの基体は光学定盤１であり、これが搬送テ−ブルの基台とは分離した支持脚で支持され、支持脚が、床面とは分離した基礎ブロックに固定されている。焼鈍板ＯＰの送り方向（第１水平方向ｙ；図１では左から右）で、光学定盤１の上流側と下流側に、搬送テ−ブルの焼鈍板支持面よりも少し下のレベル（高さ方向ｚ）に焼鈍板ＯＰを押下するサポ−トロ−ル３５と３６があり、これらが焼鈍板ＯＰを下押えするので、光学定盤１直下において焼鈍板ＯＰの水平ｘ，ｙ方向、特にｙ方向の張り（張力）が強く、焼鈍板ＯＰの平面度（上面の水平度）が高く、また、高さ方向ｚおよび第２水平方向ｘの振動が小さい。
【００３７】
光学定盤１の下面から下方に対物ヘッド（ケ−シングＣｔ，Ｃｒ：図２）が突出して焼鈍板ＯＰと略10mmの短距離にあるが、焼鈍板ＯＰが対物ヘッドに当るのを妨げるために、焼鈍板ＯＰの送り方向ｙで、対物ヘッドの上流側と下流側に、対物ヘッドの下面よりも更に５ｍｍ下のレベル（焼鈍板ＯＰの上面より5mm上のレベル）に外周面が位置する保護ロ−ル３７と３８があり、これらは図示しない支持ビ−ムで回転自在に支持され、該支持ビ−ムは光学定盤の支持脚に固着されている。
【００３８】
光学定盤１には、赤外分光分析のための光学要素が装備されており、それらは冷却用の銅板ケ−シング４内にある。
【００３９】
図２および図３に、銅板ケ−シング４のｘｚ断面およびｘｙ断面を、拡大して示す。両図を参照すると、光学定盤１上に赤外光源（200Wヒ−タ）５があり、光源５が放射する赤外光（以下単に光又は光線と称す）は、非軸パラボラ鏡（以下単に放物面鏡と称す）６で反射されて、ｘ方向に平行な平行光となり、集光レンズ７で集光され、そしてコリメ−トレンズ１２で再びｘ方向で平行な平行光となる。
【００４０】
図４に、光源５の外観を示す。光源５は透光窓４１付のハウジング４０に収納されており、ハウジング４０には水冷用の銅パイブ４２が巻回されており、この銅パイプ４２に循環冷却装置５４（図１３，図１４）が冷却水を循環供給する。
【００４１】
再度図２および図３を参照すると、集光レンズ７の焦点位置にはチョッパプレ−ト８があり、このチョッパプレ−トを電気モ−タ９が回転駆動する。集光レンズ７の焦点位置での光のチョッピング周波数は70Hzである。なお、図示は省略したが、チョッパプレ−ト８には集光レンズ７の焦点位置を横切る位置（半径方向）に３６°ピッチで、透光開口が開けられており、外周縁には、回転角検出用の広幅スロットが同じく３６°ピッチで刻まれており、図示しない光電スイッチが該広幅スロットの透光を検出するように配置され、チョッパプレ−ト８の回転に同期した電気パルス（速度同期パルス）を発生する。モ−タドライバ（駆動回路）６２（図１４）が、速度同期パルスがチョッピング周波数指令値（70Hz）となるように、電気モ−タ９を回転駆動する。
【００４２】
チョッパプレ−ト８と拡散レンズ１０の間には偏光板１０があり、この偏光板１０は、ベルト駆動機構を介してステッピングモ−タ１１で回転駆動され、Ｐ偏光をレンズ１２に与えるＰ偏光位置（回転角度）と、それより９０°回転した、Ｓ偏光をレンズ１２に与えるＳ偏光位置（回転角度）に、位置決めされる。図示は省略したが、ベルト駆動機構に、Ｐ偏光位置（０度）とＳ偏光位置（９０度）を検知するための遮光板と光電スイッチが結合しており、モ−タドライバ６３が、位置指定（Ｐ偏光位置／Ｓ偏光位置）に対応して、指定位置（回転角）に偏光板１０を回転駆動し位置決めする。
【００４３】
図５の（ａ）に、偏光板１０がＰ偏向位置にあるときの、レンズ１２以降の光学系によって測定対象材ＯＰ（焼鈍板ＯＰ，標準試料としての金ミラ−ＳＰ又は参照試料としての焼鈍板サンプルＳＰ；いずれとなるかは後述）に投射されるＰ偏光を示し、図５の（ｂ）に、偏光板１０がＳ偏向位置にあるときのＳ偏光を示す。
【００４４】
再度図２および図３を参照すると、上述の光源系（５〜１２）を略シ−ルドするための区画板１３の透光開口を通して、レンズ１２の、ｘ方向に平行な平行光が、投光側方向変換ミラ−１９に至る。区画板１３の透光開口を開閉するシャッタ１４があり、このシャッタ１４はエア−シリンダ１５で開，閉駆動される。
【００４５】
投光側方向変換ミラ−１９は、ｘ方向に平行な平行光をｚ方向に平行に反射し、この反射光を投光側対物ミラ−２０が、水平面（ｘｙ面）と１０°をなす方向に平行光を反射する。図２に示す状態では、投光側対物ミラ−２０が窓板２１を通して焼鈍板ＯＰの上面（実質上水平）に１０°の角度で平行光を投射する。焼鈍板ＯＰの上面で反射した平行光は、窓板２２を通して受光側対物ミラ−２３に当り、そこでｚ方向に平行に反射され、そして受光側方向変換ミラ−２４でｘ方向に平行に反射されて、第１グル−プの第１分配器Ａ１に至る。窓板２１および２２は、ＢａＦ_２（フッカバリウム）で作った、８００（１／ｃｍ）以下の低波数域をカットするフィルタである。
【００４６】
ミラ−１９，２０，２３および２４は、蒸着金メッキの表面反射鏡である。窓板２１および２２は、赤外光透過フィルタであり、標準試料（金ミラ−ＳＰ）の、光学定盤１上の光学系を用いた測定スペクトルの反射強度分布を平準化（平滑化）する赤外光透過特性（吸収特性）を有する。
【００４７】
レンズ１２の、ｘ方向に平行な光軸上に第１分配器Ａ１の入射光軸がある。光学定盤１の、レンズ１２から第１分配器Ａ１を見通す線の直下に、厚み方向を貫通する開口２があり、この開口２のｘ方向に平行な内側面に、ｘ方向に平行な１対のレ−ル３があり、これらのレ−ルでキャリッジ１６がｘ方向に移動可に支持されている。つまり、キャリッジ１６が、開口２の長さ方向ｘに移動自在に、開口２内にはめ込まれている。定盤１上には、減速機付電気モ−タ１８で回転駆動される、ｘ方向に平行に延びるねじ棒２７が回転自在に支持されており、このねじ棒２７に、キャリッジ１６に固定されたナット（雌ねじ：図示略）がねじ結合している。減速機付電気モ−タ１８が正転するとねじ棒２７が正転して、キャリッジ１６が図２上で左から右方向に移動し、モ−タが逆転するときには左方向に移動する。
【００４８】
キャリッジ１６の機械的な左移動限界位置の少し右側にホ−ムポジションが定められ、そこへのキャリッジ１６の到達を検知する図示しない光電センサ（ホ−ムポジションセンサ），キャリッジ１６の機械的な右移動限界位置の少し左側にリタ−ン位置が定められ、そこへのキャリッジ１６の到達を検知する図示しない光電センサ（リタ−ンポジションセンサ）、ならびに、ねじ棒１７の所定小角度の回転につき１個の電気パルスを発生する図示しないロ−タリエンコ−ダがあり、これらの検知信号に基づいて、キャリッジ１６の位置決めあるいはｘ走査駆動が行なわれる。
【００４９】
上述のホ−ムポジションからリタ−ンポジションまでが、対物ヘッド（Ｃｔ，Ｃｒ，１６）の移動領域であり、対物ヘッドがホ−ムポジションにあるときの、対物ミラ−２１／２３間中点の位置が、測定ホ−ムポジションＸｈであり、対物ヘッドがリタ−ンポジションにあるときの、対物ミラ−２１／２３間中点の位置が、測定リタ−ンポジションＸｒであり、Ｘｈ〜Ｘｒの領域をサンプリング的に、あるいは連続的に分光分析することができる。
【００５０】
光学定盤１を支える支持脚には、ア−ム３０が水平回動しうるように装着されており、このア−ム３０に試料台３１が固着されている。この試料台３１を開口２の直下に回動させると、試料台３１の中心が、測定ホ−ムポジションＸｈとなる。試料台３１に載置される試料ＲＰは、標準試料である金ミラ−又は参照試料であり（これらに関しては詳細を後述）、試料台３１に載置された試料ＲＰの上面は、測定ホ−ムポジションＸｈにおいて、焼鈍板ＯＰの予定した上面レベル（基準レベル）と同一となる。図２には、試料台３１をホ−ムポジションＸｈに置き、焼鈍板ＯＰの幅（ｘ方向）は測定可領域のｘ長より短い形で示しているが、焼鈍板ＯＰの分光分析（オンライン測定）中には、試料台３１はｚ軸廻りに回動されて、対物ヘッド移動領域の外に置かれている。また焼鈍板ＯＰは測定可領域幅と同等又はそれより広い幅の場合もあり得る。
【００５１】
キャリッジ１６には、前述の、投光側方向変換ミラ−１９，投光側対物ミラ−２０，受光側対物ミラ−２２および受光側方向変換ミラ−２４が、それぞれミラ−ホルダを介して固定されている。キャリッジ１６の下面より下方に位置する投光側対物ミラ−２０および受光側対物ミラ−２２はケ−シングＣｔおよびＣｒで覆われ、これらのケ−シングＣｔおよびＣｒの透光開口を前述の窓板２１および２２が塞いでいる。投光側方向変換ミラ−１９の反射光はキャリッジ１６を貫通する透光穴を通ってケ−シングＣｔ内に入り、対物ミラ−２０で反射され窓板２１を通ってケ−シングＣｔの外に出て測定対象材ＯＰに当る。測定対象材ＯＰが反射した光は、窓板２２を通ってケ−シングＣｒ内に入り、対物ミラ−２３で反射され、そしてキャリッジ１６の透光穴を通って方向変換ミラ−２４に至る。
【００５２】
光学定盤１の上側空間（主光学系）と下側空間（測定物系）とを分離するために、キャリッジ１６に、ケ−シングＣｔとＣｒの間の開口２領域を下方で閉じるための底板ＢＰが固着されている。光学定盤１の底面には、開口２と平行に、ｘ方向に延びる１対のシャッタレ−ル２６，２７が、開口２を間に置いて装備されており、これらのレ−ル２６，２７で、積層スライドプレ−ト型のシャッタ２８，２９が、ｘ方向に伸縮自在に装着されており、図２を参照すると、シャッタ２８の左端はレ−ル端に固定され、伸縮先端がケ−シングＣｔに固着されている。シャッタ２９の右端はレ−ル端に固定され、伸縮先端がケ−シングＣｒに固着されている。上述のケ−シングＣｔ，Ｃｒ，底板ＢＰならびにシャッタ２８，２９で開口２の全領域が主に下方で閉じられている。しかし、これらと光学定盤１との間には、微細なギャップがあるので、該ギャップを通して流体（気体，液体）は通流しうる。キャリッジ１６および底板ＢＰには、銅板ケ−シング４に供給されるパ−ジガス（窒素ガス）の底板ＢＰの下方空間（投光空間）への吹出しを行なう通気口がある。
【００５３】
ケ−シングＣｔ，Ｃｒには、それらを周回する、ロ型スカ−ト形状の弾力性ゴム板２５が貼付けられており、ゴム板２５の下端はケ−シングＣｔ，Ｃｒの下面から5mm程度下方（焼鈍板ＯＰから3mm程度上方）にあり、底板ＢＰの下方空間（投光空間）に供給されたパ−ジガスは、弾力性ゴム板２５の下端と焼鈍板ＯＰとのギャップを通って定盤１の下方の自由空間に出る。弾力性ゴム板２５は、底板ＢＰの下方の投光空間に多量のパ−ジガスを常時保持するため、ならびにケ−シングＣｔ，Ｃｒへの焼鈍板ＯＰの衝突を防止もしくは緩衝するために備わっている。
【００５４】
定盤１には、焼鈍板ＯＰのｚ方向変位を検出する３台の変位計の検出ヘッド３２〜３４（図３）が装着されており、ヘッドから焼鈍板ＯＰ上面までの距離を検出する。
【００５５】
光学定盤１上には、図３に示すように、前述の光分配器Ａ１を含めて総計７個の光分配器Ａ１〜Ａ５，Ｂ１，Ｂ２があり、また、これらの光分配器のそれぞれの出射光のレベルを検知する受光器Ｃ１〜Ｃ８がある。これらの光分配器Ａ１〜Ａ５，Ｂ１，Ｂ２および受光器Ｃ１〜Ｃ８は、大要表現では、同一ｘｙ平面上に、ｘ，ｙマトリクス状に配列されている。これらの配列をより詳しく図６に示す。
【００５６】
図６を参照する。受光側方向変換ミラ−２４（図２）の、ｘ方向に平行な反射光ライン上すなわち図６に示す入射光の進行方向前方に、第１グル−プの光分配器Ａ１〜Ａ３がシリアルに配置されており、このグル−プの最後（第３番目）の光分配器Ａ３の透過光を受光器Ｃ８が受ける。第１グル−プの第１番目の光分配器Ａ１は、２色フィルタで反射した光を金ミラ−で、入射光を含むｘｙ平面上で入射光と直交するｙ方向に反射し、この反射光を受光器Ｃ１が受ける。
【００５７】
第１グル−プの第２番目の光分配器Ａ２も同様に、第１番目の光分配器Ａ１を透過した入射光を、上記ｘｙ平面上で入射光と直交するｙ方向に反射する。このｙ方向に第２グル−プの光分配器Ａ４，Ａ５および受光器Ｃ４がある。光分配器Ａ４は、ｙ方向の入射光を２色フィルタで反射しそして金ミラ−で、上記ｘｙ平面上でｘ方向に反射し、この反射光を受光器Ｃ２が受ける。光分配器Ａ５も、ｙ方向の入射光を２色フィルタで反射しそして金ミラ−で、上記ｘｙ平面上でｘ方向に反射し、この反射光を受光器Ｃ３が受ける。
【００５８】
第１グル−プの第３番目の光分配器Ａ３は、第２番目の光分配器Ａ２を透過した入射光を、上記ｘｙ平面上で入射光と直交するｙ方向に反射する。このｙ方向に第２グル−プの光分配器Ｂ１，Ｂ２および受光器Ｃ７がある。光分配器Ｂ１は、ｙ方向の入射光を２色フィルタで反射しそして金ミラ−で、上記ｘｙ平面上でｘ方向に反射し、この反射光を受光器Ｃ５が受ける。光分配器Ｂ２も、ｙ方向の入射光を２色フィルタで反射しそして金ミラ−で、上記ｘｙ平面上でｘ方向に反射し、この反射光を受光器Ｃ６が受ける。
【００５９】
光分配器Ａ１〜Ａ５，Ｂ１，Ｂ２は、実質上同一構造であり、Ａ１とＡ２とは配置姿勢も同一である。Ａ４とＡ５は、Ａ１を時計廻りに９０度回転させた姿勢である。Ｂ１とＢ２は、Ａ４とＡ５を裏返（ｙ軸廻りに１８０度回転）した姿勢である。ここで代表例として光分配器Ａ５の構造を説明する。
【００６０】
光分配器Ａ５の２色フィルタ４３は、図７の（ａ）に示すように、所定波長（カットオフ波長）より長い波長の光を透過し、短い波長の光を反射するものであり、金ミラ−４６が、その反射光を、図７の（ｂ）に示すように、ｙ方向の入射光を含むｘ，ｙ平面上で入射光と直交してそれを横切るｘ方向に反射する。光分配器Ａ１〜Ａ５，Ｂ１，Ｂ２それぞれの２色フィルタのカットオフ波長を次に示す。
【００６１】
光分配器 光分配器のカットオフ波長（μｍ）
Ａ１ ６．３
Ａ２ ６．３
Ａ３ ８．２
Ａ４ ７．４
Ａ５
Ａ６（Ｂ１） ９．５
Ａ７（Ｂ２）
光分配器Ａ４（図６）を拡大して図８の（ａ）に示す。２色フィルタ４３はホルダ４４に固着されており、このホルダ４４がユニット基台４５に固着されている。金ミラ−４６は、角度調整機構を介してホルダ４７に固定されており、このホルダ４７がユニット基台４５に固着されている。この実施例での、２色フィルタ４３および金ミラ−４６の取付角度を図８の（ｂ）に示す。
【００６２】
図９に、光分配器Ａ４を分解して示す。ホルダ４４には透光開口がありそこに２色フィルタ４３がはめ込まれ、基台４５の、ｘ方向に対して22.5°の角度をなす垂直面にホルダ４４がねじ止めされる。金ミラ−ホルダ４７は、ｙ方向に対して22.5°の角度をなす垂直面にねじ止めされる。２色フィルタ４３の入射角はしたがって22.5°、金ミラ−４６の反射角は22.5°である（図８の（ｂ）を参照）。２色フィルタ４３の入射角が大きいと、Ｐ偏光が入射したときとＳ偏光が入射したときの２色フィルタのカットオフ波長のずれが大きく、同一波長における透過率差が大きい。例えば入射角が45°の場合には図１０の（ｂ）に示すようにカットオフ波長ずれを生じ、大きな透過率差を生ずる。
【００６３】
この実施例では、後述するが、各波数の受光器Ｃ１〜Ｃ８でのＰ偏光とＳ偏光の受光レベルを正確に測定する必要がある。標準ミラ−（金ミラ−）のＰ偏光での各受光レベルを、標準ミラ−のＳ偏光での受光レベルで割り算して計算機に記憶させる標準試料補正モ−ド（Ａｕ（Ｓ）／Ａｕ（Ｐ））と、分析対象材のＰ偏光での各受光レベルを、分析対象材のＳ偏光での受光レベルで割り算して計算機に記憶させるＰ／Ｓ比測定モ−ドとを選択的に実施する。いずれの場合もＰ偏光とＳ偏光を利用するので、Ｐ偏光とＳ偏光の間で受光レベルに波長依存する差異があれば得られた結果に大きな誤差が生まれる。
【００６４】
そこでこの実施例では、Ｐ偏光が入射したときとＳ偏光が入射したときの２色フィルタのカットオフ波長および受光レベルのずれがほとんど見られない22.5°に、２色フィルタ４３の入射角を定めている。この入射角での２色フィルタ４３の透過率を図１０の（ａ）に示す。問題のずれの影響を実質上なくすためには２色フィルタ４３の入射角は３０°以下にすればよい。一方、入射角を小さくするに従って、透光出射光が増え反射出射光が減るので、光分配比の観点からあまり小角度は好ましくない。加えて、入射角が小さいと２色フィルタの入射光と反射光とのなす角度が小さくなるので、金ミラ−４６を大きくして２色フィルタ４３からｙ方向の遠方に配置しなければならなくなる。すなわち、２色フィルタ４３の入射角を小さくすると、金ミラ−４６の入射角が大きくなって、２色フィルタの反射光すべてを反射するための金ミラ−４６の面積が大きくなる。この大きな金ミラ−４６が２色フィルタ４３への入射光を遮らないように、ｙ方向に長距離ずらさなければならない。これは光分配器Ａ４（１ユニット）のサイズを大きくすることになり、装置をコンパクトにできなくなる。これらの観点から、２色フィルタ４３の入射角は１５°以上とするのが好ましい。
【００６５】
なお、図６に示す光分配器Ｂ１，Ｂ２は、光分配器Ａ５をｙ軸廻りに１８０°回転させて、その基板４５の下面を上に向けて、別途ホルダで基板４５を支持した姿勢であり、７個の光分配器のすべてが、一種類のものとなっている。裏返しが不要なように、ユニット基板を、Ａ１〜Ａ５のユニット基板４５とは別形状のものとしてもよい。
【００６６】
別の態様では、上述のように数個（Ｂ１，Ｂ２）を裏返し支持することなく、同一種類の７個の光分配器を用い得るように、光分配器と受光器のマトリクス配列を変更する。この変更の一態様を図１１に示す。
【００６７】
図１１に示す光分配器Ａ１〜Ａ７はすべて同一構造であり、Ａ１〜Ａ３は同一姿勢で、Ａ４〜Ａ７はＡ１〜Ａ３を図１１上で時計廻りに９０°回転させた姿勢である。なお、図１１上に示すＡ１は、図６に示す場合と同様に、ｘ方向で受光器Ｃ２の位置までずらし、これに伴って受光器Ｃ１をｙ方向でＣ４の位置までずらしてもよい。こうするとＡ１のｘ方向のずらし分光分配器の配列がコンパクトになる。図１１に示す配列では、光分配器Ａ２，Ａ４，Ａ５ならびに受光器Ｃ２〜Ｃ４との組合せ配列と、光分配器Ａ３，Ａ６，Ａ７ならびに受光器Ｃ５〜Ｃ７との組合せ配列とは同一パタ−ンである。
【００６８】
再度図６を参照する。受光器Ｃ１〜Ｃ８は、実質上同一構造である。ここで代表例として受光器Ｃ２の構造を説明すると、受光器Ｃ２は、測定に必要な波長を透過させるバンドパスフィルタ４８と集光レンズ４９および光検知器５０で構成されており、バンドパスフィルタ４８と集光レンズ４９は同一のホルダを介して受光器基板に固定されており、光検知器５０は検知器ホルダに固定され、この検知器ホルダが前後調整（光軸方向位置調整）機構を介して受光器基板で支持されている。
【００６９】
光検知器５０の光電変換素子５１は、図１２の（ａ）に示すように、集光レンズ４９の焦点位置（焦点距離Ｄｆ）よりも大きくずれた位置にあり、このずれ量を前後調整機構で調整しうる。仮に、図１２の（ｂ）に示すように光電変換素子５１が集光レンズ４９の焦点の位置にあるときと、測定対象材ＯＰが水平姿勢から傾斜すると、入射角（＝反射角）が基準入射角からずれて、図１２の（ｃ）に２点鎖線で示すように、光電変換素子５１の受光レベルが大幅に低下する。この低下はわずかな姿勢ずれによって生ずる。
【００７０】
ところが図１２の（ａ）に示すように、光電変換素子５１が、集光レンズ４９の焦点の位置より大きくずれた位置にあると、測定対象材ＯＰがわずかに傾斜しても、光電変換素子５１の受光レベルの変化は小さく、測定対象材ＯＰに少々の姿勢ずれを生じても、信頼性が高い計測デ−タを得ることができる。すなわち、図１２の（ａ）に示すように焦点位置から光電変換素子５１をずらしておくことにより、測定対象材ＯＰの変位又は振動により光受光器Ｃ２の光軸に対して測定対象材ＯＰの反射光が平行シフト又は角度変化を生じても、反射光が光電変換素子５１から外れる確率が低く、図１２の（ｃ）に実線で示すように、受光レベル変化が小さく、測定対象材ＯＰの位置ずれ又は姿勢ずれによる測定誤差が低減する。
【００７１】
更に、受光器Ｃ１〜Ｃ８の受光レベルの、測定対象材ＯＰの変位又は振動による受光器Ｃ１〜Ｃ８の受光レベルの変化率が全受光器で実質上同一になるように、受光器Ｃ１〜Ｃ８それぞれの前後調整機構で各光検知器５０のずらし位置が設定されているので、測定対象材ＯＰに変位又は振動を生じたときの受光信号変化が同率となり、信頼性が高い計測デ−タが得られる。受光器Ｃ１〜Ｃ８それぞれのバンドパスフィルタ４８の光透過中心波数（波長）を次に示す。
【００７２】

図１３に、光学定盤１の上面に装着された銅ケ−シング４の外観を示す。銅ケ−シング４の外表面には水冷管（銅パイプ）５２が接合されており、この水冷管５２に、冷却装置５４が、冷却水を循環供給する。これにより銅ケ−シング４が冷却され、その内部の上述の各種光学要素が間接的に冷却されるので、それぞれの赤外線輻射（ノイズ放射）が少い。またケ−シング４の外部からケ−シング４内の測定光光路へのノイズの進入もない。銅ケ−シング４の内空間は区画板１３で、熱発生が大きい光源５まわりの投光源空間と、熱発生が少い光分配器Ａ１〜Ａ５，Ｂ１，Ｂ２および受光器Ｃ１〜Ｃ８まわりの受光空間とに区分されており、各空間に別個に、窒素ガス供給装置５７が、窒素ガスを供給する。供給された窒素ガスは各空間を通って開口２又は対物空間ＢＰに至り、そして定盤１の下方の自由空間に出る。この窒素ガス供給は、ケ−シング４内の空気（湿気）を追い出しかつケ−シング４内への空気（湿気）の進入を妨げる。また対物空間ＢＰに出た窒素ガスは、スカ−ト２５の下端から外部に出て、対物投，受光路（窓板２１／２２間）を清浄にしかつそこへのゴミ，空気（湿気）の進入を妨げる。
【００７３】
銅ケ−シング４の内空間には、上述の光学要素に加えて各種電気回路ならびにシ−ケンサ（ＣＰＵを主体とするマイクロコンピュ−タシステム；通称コントロ−ラ）が収納されている。
【００７４】
図１４に、銅ケ−シング４内の電気要素と、それらに接続された外部電気要素を示す。受光器Ｃ１〜Ｃ８の各光電変換素子５１が接続された光レベル検出回路７０〜７７はすべて光強度計測回路８０に接続されている。
【００７５】
図１５に光強度計測回路８０の構成を示す。光レベル検出回路７０〜７７の出力信号（アナログ電圧）はマルチプレクサ８１（アナログスイッチ回路）８１に与えられる。マルチプレクサ８１には、入出力バッファ８５を通してスイッチ選択信号（入力選択信号）が、シ−ケンサ６０から与えられ、該信号が指定する入力（入力端０〜８の１つ）を、バンドパスフィルタ８２に接続する。すでに説明したが、チョッパプレ−ト８が７０Ｈｚで投光をチョッピングするので、受光器Ｃ１〜Ｃ８の受光レベルが７０Ｈｚで高，低変化し、これにより、光レベル検出回路７０〜７７の出力信号が同じく高，低変化する。すなわち７０Ｈｚの交流もしくは脈動電圧である。バンドパスフィルタ８２は、この７０Ｈｚのアナログ信号を抽出してロックインアンプ（同期検波回路）８３に与える。ロックインアンプ８３には、チョッパ駆動回路６２が発生するチョッパ回転同期信号（７０Ｈｚ）が、入出力バッファ６２を介して、更に移相器８６で設定された位相ずれをもって与えられ、ロックインアンプ８３は、この同期信号に同期してバンドパスフィルタ８２の出力を検波し、検波した直流信号を平滑回路８４に与える。平滑回路８４には、３種の時定数回路（それぞれ時定数がｔ１，ｔ２，ｔ３）８７ａ〜８７ｃの１つが、マルチプレクサ８８を介して接続され、接続された時定数回路の時定数で、検波信号を平滑化する。これにより、電圧レベルが受光器（Ｃ１〜Ｃ８のうち８１で選択されたもの）の受光レベルピ−クに比例する直流電圧（受光レベル信号）が伝送回路７８に与えられる。伝送回路７８が、この直流電圧のレベル（アナログ信号）を、図１４に示す受信回路７９に伝送する。
【００７６】
再度図１４を参照する。受信回路７９は、パ−ソナルコンピュ−タ（以下パソコンと称す）９０の、Ａ／Ｄ変換入力ポ−トに、受信したアナログ信号を与える。パソコン９０は、受光器Ｃ１〜Ｃ８の受光レベルを読込むときには、受光レベル読込みをシ−ケンサ６０に指定して、パソコン９０とシ−ケンサ６０の間の同期信号に同期して、Ａ／Ｄ変換入力ポ−トのアナログ信号をデジタル変換して読込む。シ−ケンサ６０は、受光レベル読込みが指定されると、該同期信号の最初のものに同期してマルチプレクサ８１に入力１指定信号を与え、その後の同期信号の到来毎に入力２，３，・・・８と入力指定を切換える。これにより、同期信号に同期して受光器Ｃ１〜Ｃ８が接続した光レベル検出回路７０〜７７の出力信号が順次にバンドパスフィルタ８２に与えられ、パソコン９０が光レベル検出回路７０〜７７の出力信号を順次にＡ／Ｄ変換して読込むことになる。
【００７７】
シ−ケンサ６０は、パソコン９０の指示に応じて、光源５のオン（ウォ−ムアップ）／オフ，チョッパプレ−ト８の回転／停止，偏光板１０によるＰ偏光／Ｓ偏光の切換え，シャッタ１４の開／閉，キャリッジ１６のｘ位置決めあるいはｘ走査，変位計３２〜３４の検出値の読込みとパソコン９０への転送等を行ない、また、光源５のオンの間は銅ケ−シング４内の温度を検出する温度センサ３９の検出温度の読込みと温度異常チェックを行なう。チョッパ駆動回路６２は、チョッパプレ−ト回転同期パルス（７０Ｈｚ）を回転計（回転速度検出回路）ＲＳＭ，シ−ケンサ６０および光強度計測回路８０に与える。
【００７８】
回転計ＲＳＭは回転同期パルスの周波数を回転速度（ｒｐｍ）に変換し、これを表わすデジタルデ−タを、シ−ケンサ６０に接続された入出力ボ−ド５９に与える。入出力ボ−ド５９の表示盤面には、チョッパプレ−ト回転速度が表示される。入出力ボ−ド５９には、指示キ−および調整値入力キ−がある。
【００７９】
循環冷却装置５４には、光源冷却水系の戻り冷却水の温度を検出する温度センサおよび銅ケ−シング冷却水系の戻り冷却水の温度を検出する温度センサがあり、装置５４は温度異常を検知したときには、これを表わす異常信号をシ−ケンサ６０に与える。
【００８０】
窒素ガス供給装置５７には、窒素ガス供給流量を測定する流量センサがあり、装置５７は、流量異常を検知したときには、これを表わす異常信号をシ−ケンサ６０に与える。
【００８１】
光源５の電源回路６１，チョッパ駆動回路６２，偏向切換回路６３，シャッタ駆動回路（エァ−シリンダ１５への空気圧切換を行なう電磁弁を駆動する回路）６４およびｘ走査駆動モ−タ１８を駆動する回路（モ−タドライバ）６５には、負荷電圧，電流，電源電圧を検出しそれらの異常を検出する回路があり、これらの検出値および異常検出信号がシ−ケンサ６０に与えられる。
【００８２】
図１６に、パソコン９０の、「分光測定」プログラムによる動作の概要を示す。「分光測定」プログラムは、「分光測定」の初期メニュ−を表示し表示画面上のオペレ−タ指定に従って、指定された個別処理プログラムの実行に進む統括プログラムと、複数の個別処理プログラムの集合である。
【００８３】
ここで、分光測定の概要をまず説明する。オフライン計測を前提としたＦＴ−ＩＲ法では連続的なスペクトルが得られるのに対して、オンライン計測が可能なフィルター分光法では、いくつかの特定の半値全幅をもつ特定の中心波数における赤外光強度を測定することによってスペクトルを得るので離散的なスペクトルしか得ることしかできない。さらに、実際の装置の大きさや製作可能な赤外フィルタ特性を考慮すると、離散スペクトルの測定点の数には制限が生じるので、十分な精度で酸化物を定量するためには、離散スペクトルの測定点の数及び各測定点の中心波数と半値全幅を検討して最適化する必要がある。
【００８４】
電磁鋼脱炭焼鈍板酸化層中の酸化物の主要な赤外吸収スペクトルは１３５０（１／ｃｍ）付近から８００（１／ｃｍ）付近に分布しており、電磁鋼脱炭焼鈍板酸化層中の酸化物等の吸収がない波数においても、スペクトル強度は１００％以下で一定になっていない。したがって電磁鋼脱炭焼鈍板酸化層中の酸化物を定量測定するためには、まず赤外吸収スペクトルにおいて電磁鋼脱炭焼鈍板酸化層中の酸化物等の吸収がないときの基準となるスペクトルつまりベースラインを求める必要がある。
【００８５】
特開平８−２４６０５３号公報によると、ベースラインを、通常取り扱う電磁鋼脱炭焼鈍板は錆等の汚れがない清浄な状態で原理的に赤外吸収スペクトルは現れない３点を通る放物線で近似している。したがって、フィルタ分光法で測定された離散スペクトルにおいてもベースラインを求める必要があり、ベースラインを放物線で近似するためには少なくとも電磁鋼脱炭焼鈍板酸化層中の酸化物等の吸収がない３つの波数について赤外光強度を測定する必要がある。
【００８６】
電磁鋼脱炭焼鈍板の内部酸化層にＳｉＯ_２を有し外部酸化層が（Ｆｅ，Ｍｎ）_２ＳｉＯ_４であり、焼鈍板の酸化層がこの成分のみであるときの焼鈍板の赤外吸収スペクトル（以下スペクトルＡとする）は、図２２に示すように、波数９８５（１／ｃｍ）付近に吸収ピ−クを有する。
【００８７】
電磁鋼脱炭焼鈍板の内部酸化層にＳｉＯ_２を有し外部酸化層が（Ｆｅ，Ｍｎ）ＳｉＯ_３−Ｉであり、焼鈍板の酸化層がこの成分のみであるときの焼鈍板の赤外吸収スペクトル（以下スペクトルＢとする）は、図２３に示すように、波数１１１５（１／ｃｍ）付近に吸収ピ−クを有する。
【００８８】
電磁鋼脱炭焼鈍板の内部酸化層にＳｉＯ_２を有し外部酸化層が（Ｆｅ，Ｍｎ）ＳｉＯ_３−IIであり、焼鈍板の酸化層がこの成分のみであるときの焼鈍板の赤外吸収スペクトル(以下スペクトルＢ’とする)は、図２４に示すように、波数１０７０（１／ｃｍ）付近に吸収ピ−クを有する。
【００８９】
（Ｆｅ，Ｍｎ）ＳｉＯ_３−Ｉと（Ｆｅ，Ｍｎ）ＳｉＯ_３−IIの違いは、おそらく焼成温度及び雰囲気条件等のわずかな差に起因する格子歪みや欠陥による格子振動の周波数のずれや結晶方位分布の違いによる赤外スペクトルの差と考えられる。同じ成分であるが２種類のスペクトルと考えた方が各成分の量が正しく測定できる。
【００９０】
電磁鋼脱炭焼鈍板の内部酸化層にＳｉＯ_２を有し外部酸化層がＳｉＯ_２であり、焼鈍板の酸化層がこの成分のみであるときの焼鈍板の赤外吸収スペクトル（以下スペクトルＣとする）は、図２５に示すように、１２４５（１／ｃｍ）付近に吸収ピ−クを有する。
【００９１】
なお、スペクトルＢおよびＢ’が共に含まれる場合すなわち基本のスペクトルを４つ（Ａ，Ｂ，Ｂ’，Ｃ）含む場合と、Ｂ’が含まれない場合すなわち基本スペクトルを３つ（Ａ，Ｂ，Ｃ）含む場合で、基本スペクトルの反射赤外光強度が異なる。上述の図２２〜図２５の基本スペクトルは、基本のスペクトルを４つ（Ａ，Ｂ，Ｂ’，Ｃ）含む場合のものである。
【００９２】
電磁鋼脱炭焼鈍板の酸化層は、実際には、上述の成分の組合せであるので、その赤外吸収スペクトルは、上記スペクトルＡ，Ｂ，Ｂ’，Ｃの合成であり、例えば図２７に示す吸収スペクトルとなる。なお、図２７のグラフ（実線）は、測定した赤外吸収スペクトルを、金の赤外吸収スペクトルで補正したものである。すなわち、測定した赤外吸収スペトルの反射強度の、金の赤外吸収スペクトルの反射強度に対する強度比を示すものである。金の赤外吸収スペクトルを図２６に示す。
【００９３】
赤外光の吸収がない（上述の酸化物が無い）場合には、上述の強度比は図２７に２点鎖線で示す滑らかな曲線となる。これがベ−スライン（基準スペクトル）である。波数１３５０（１／ｃｍ）付近から８００（１／ｃｍ）の領域の凹凸がある実線が、上記の各種酸化物によって赤外光が吸収された結果のものである。
【００９４】
図２７に示すベ−スラインは、赤外吸収が実質上ない少くとも３点の波数（ｉ＝１，２，８の位置の波数）の反射強度比（図２７上で反射率％）に基づいて求めることができる。
【００９５】
これらの波数の強度比を求めるために、上記（４）〜（８）においては、第１グル−プの分光検出手段(C1,C2,C8)が備えられ、これらが、電磁鋼脱炭焼鈍板の酸化物によって実質上吸収のない３つ以上の波数(1900/cm,1350/cm,800/cm; i=1,2,8)の赤外光のそれぞれを検知する。そして、デ−タ処理手段(90)が、それらの検出信号に基づいてベ−スラインを算出する。
【００９６】
後述の実施例では、ベ−スラインを
Ｅｉ＝ａ０＋ａ１・Ｘｉ＋ａ２・Ｘｉ^２ ・・・(1)
Ｅｉ：波数Ｘｉの反射強度比（測定値）
ｉ：波数表示値，ｉ＝１，２，８
Ｘｉ：波数；Ｘ１＝1900/cm，Ｘ２＝1350/cm，Ｘ８＝800/cm
と、放物線関数で近似し、次の(2)式の行列式を解いて、係数ａ０〜ａ２を算出する。すなわちベ−スラインを表わす関数を特定する。
【００９７】
【数２】

【００９８】
図２７に示す波数１３５０（１／ｃｍ）付近から８００（１／ｃｍ）の赤外吸収領域の凹凸がある実線が、酸化層の各成分の赤外吸収によって現われたものであり、上述のスペクトルＡ，Ｂ，Ｂ’，Ｃを合成したものに相当する。この合成を、
Ｇｉ＝Ｐ１・ｑ１ｉ＋Ｐ２・ｑ２ｉ＋Ｐ３・ｑ３ｉ＋Ｐ４・ｑ４ｉ ・・・(3)
Ｇｉ：赤外吸収領域の吸光度、
ｉ：波数対応値、ｉ＝７，６，５，４，３，
Ｐ１：測定対象酸化層中の、内部酸化層がＳｉＯ_２で外部酸化層もＳｉＯ_２の酸 化物の吸光寄与の重み(該酸化物の量対応の係数)，
ｑ１ｉ：スペクトルＣ相当の吸光度スペクトル（内部酸化層がＳｉＯ_２で外部酸化 層もＳｉＯ_２の酸化物の吸光度デ−タ：メモリにある既知量），
Ｐ２：測定対象酸化層中の、内部酸化層がＳｉＯ_２で外部酸化層が（Ｆｅ，Ｍｎ ）ＳｉＯ_３−Ｉの酸化物の吸光寄与の重み(該酸化物の量対応の係数)，
ｑ２ｉ：スペクトルＢ相当の吸光度スペクトル（内部酸化層がＳｉＯ_２で外部酸化 層が（Ｆｅ，Ｍｎ）ＳｉＯ_３−Ｉの酸化物の吸光度デ−タ：メモリにある 既知量），
Ｐ３：測定対象酸化層中の、内部酸化層がＳｉＯ_２で外部酸化層が（Ｆｅ，Ｍｎ ）ＳｉＯ_３−IIの酸化物の吸光寄与の重み(該酸化物の量対応の係数)，
ｑ３ｉ：スペクトルＢ’相当の吸光度スペクトル（内部酸化層がＳｉＯ_２で外部酸 化層が（Ｆｅ，Ｍｎ）ＳｉＯ_３−IIの酸化物の吸光度デ−タ：メモリに ある既知量），
Ｐ４：測定対象酸化層中の、内部酸化層がＳｉＯ_２で外部酸化層が（Ｆｅ，Ｍｎ ）_２ＳｉＯ_４の酸化物の吸光寄与の重み(該酸化物の量対応の係数)，
ｑ４ｉ：スペクトルＡ相当の吸光度スペクトル（内部酸化層がＳｉＯ_２で外部酸化 層が（Ｆｅ，Ｍｎ）_２ＳｉＯ_４の酸化物の吸光度デ−タ：メモリにある既 知量）、
と表わし、
第２グル−プの分光検出手段を、
内部酸化層がＳｉＯ_２で外部酸化層が（Ｆｅ，Ｍｎ）_２ＳｉＯ_４の酸化物によって実質上吸収のある波数(965/cm; i=6)の赤外光を検知する分光検出手段(C6)，
内部酸化層がＳｉＯ_２で外部酸化層が（Ｆｅ，Ｍｎ）ＳｉＯ_３−Ｉの酸化物によって実質上吸収のある波数(1135/cm; i=4)の赤外光を検知する分光検出手段(C4)，
内部酸化層がＳｉＯ_２で外部酸化層が（Ｆｅ，Ｍｎ）ＳｉＯ_３−IIの酸化物によって実質上吸収のある波数(1050/cm; i=5)の赤外光を検知する分光検出手段(C5)、
および、
内部酸化層がＳｉＯ_２で外部酸化層もＳｉＯ_２の酸化物によって実質上吸収のある波数(1225/cm; i=3)の赤外光を検知する分光検出手段(C3)、
を含むものとすると、
デ−タ処理手段(90)は、第２グル−プの分光検出手段(C3〜C7)が検知した光レベルと、上記算出したベ−スラインに基づいて、第２グル−プの分光検出手段が検知する波数(i=7,6,5,4,3)に対する電磁鋼脱炭焼鈍板の吸光度Ｇｉ(i=7,6,5,4,3)を算出し、算出した吸光度Ｇｉ(i=7,6,5,4,3)と上記(3)式に基づいて、上記(3)式を満すパラメ−タＰ１，Ｐ２，Ｐ３およびＰ４の値を算出し、算出したＰ１，Ｐ２，Ｐ３およびＰ４の値に基づいて酸化物量又は酸素量を算出する。
【００９９】
具体的には後述の実施例では、パラメ−タＰ１，Ｐ２，Ｐ３およびＰ４の算出に、最小二乗法を用いる。すなわち、次の(4)式に基づいて、パラメ−タＰ１，Ｐ２，Ｐ３およびＰ４を算出する。
【０１００】
【数４】

【０１０１】
以上により、電磁鋼脱炭焼鈍板酸化層中の酸化物を、脱炭焼鈍ライン上でオンライン測定することができる。
【０１０２】
なお、赤外フィルタを用いて赤外スペクトルを分光して分光した赤外光強度を測定する場合、スペクトルの山又は谷付近の波数において赤外光強度を測定すると測定した赤外光強度の誤差が大きくなるが、スペクトルの隣り合う山と谷の中間付近の波数において赤外光強度を測定すると測定誤差が小さい。
【０１０３】
再度図１６を参照する。に、パソコン９０の、「分光測定」が起動されると、パソコン９０は、まず「分光測定」のメニュ−をＣＲＴ９３に表示する（図１６のステップＭＤＹ）。なお、以下において、カッコ内には、ステップという語を省略して、ステップＮｏ．記号又は番号数字のみを記す。オペレ−タがメニュ−表示の各欄を指定するとパソコン９０は、各欄に表記した個別処理プログラムに進む。
【０１０４】
１．パラメ−タ設定
オペレ−タが「１．パラメ−タ設定」を指定し実行を指示すると、パソコン９０は個別処理プログラム「パラメ−タ設定」ＰＤＳに進む。「パラメ−タ設定」は、オンライン測定に必要な、演算用パラメ−タの設定とデ−タの保存の指定をオペレ−タが行なうものであり、パソコン９０はここでまず、すでにハ−ドディスク（不揮発メモリ）に書込まれているパラメ−タテ−ブルのデ−タを読出して一時記憶ＲＡＭに書込み、かつＣＲＴ９３に表示する。パラメ−タテ−ブルのデ−タの主要なものを次に示す。
【０１０５】

オペレ−タはこの画面上で変更があればそれを入力する。オペレ−タが実行を入力すると、表示中のデ−タが一時記憶ＲＡＭに更新書込みされ、このとき、「５ デ−タ保存」が「有効」の指定であると、ハ−ドディスクのパラメ−タテ−ブルも、ＣＲＴ９３に表示していたものに書替えられる。
【０１０６】
２．標準板測定
オペレ−タが「２．標準板測定」を指定し実行を指示すると、パソコン９０は個別処理プログラム「標準板測定」ＲＰＭに進む。「標準板測定」は、標準板である金ミラ−の、光反射強度を測定し、オンライン測定時の受光レベルの補正に用いるデ−タを準備するものである。「標準板測定」に進むとパソコン９０は、標準板測定の初期画面を表示する。すなわち、ハ−ドディスクの標準デ−タテ−ブルのデ−タを一時記憶ＲＡＭに読出し、ＣＲＴ９３に表示する。標準デ−タテ−ブルのデ−タの主要なものを次に示す。
【０１０７】

標準デ−タテ−ブルのデ−タと共に、デ−タ保存の「有効／無効」ならびに標準デ−タ測定の「指示／キャンセル」を選択するための表示が行なわれ、オペレ−タはここで、金ミラ−のデ−タの測定を希望するときには、試料台３１（図２）に金ミラ−を装着してそれを測定ホ−ムポジションに置いてから、「指示」を選択する。表示された標準デ−タをそのままオンライン測定での補正用のデ−タに用いて支しつかえないと考えれば、「キャンセル」を選択する。キャンセルが選択されるとパソコン９０は、初期メニュ−表示ＭＤＹ（図１６）に戻る。
【０１０８】
図１７に、「標準板測定」（ＲＰＭ）の内容を示す。標準板測定の初期画面で「指示」が選択されるとパソコン９０は、標準板測定用の状態設定をシ−ケンサ６０に指示する（図１７の１〜４）。シ−ケンサ６０は電源回路６１に光源電源投入を指示し、循環冷却装置５４に冷却水の供給を指示し、窒素ガス供給装置５７にガス供給を指示し、そしてキャリッジ１６を測定ホ−ムポジションＸｈに位置決めする。そして、回路６１および装置５４，５７がレディを報知して来るのを待ち、すべてのレディ報知を受け終わったときに、パソコン９０にレディを報知する。
【０１０９】
パソコン９０は、このレディ報知を受けると、ハ−ドディスクのパラメ−タテ−ブルの中のデ−タ読込周期Ｔｃ，デ−タ読込み時間Ｔｄ、および、平滑化時定数選択デ−タ（回路８７ａ〜８７ｃのいずれを選択するか）を読出して一時記憶ＲＡＭに書込む。そしてシ−ケンサ６０に平滑化時定数選択デ−タを転送して時定数設定ならびにチョッパ駆動およびシャッタ開を指示する。これに応答してシ−ケンサ６０は光強度計測回路８０に、平滑化時定数選択デ−タが指定する時定数回路（８７ａ〜８７ｃの１つ）を選択する信号をマルチプレクサ８８に与え、これにより選択指定された時定数回路が平滑回路８４に接続される。シ−ケンサ６０はチョッパ駆動指示に応答してチョッパ駆動回路６３にオン（チョッパ駆動）を指示し、シャッタ駆動回路６４にシャッタ開駆動を指示して、これらがレディを報知して来るのを待ち、すべてレディを報知して来るとパソコン９０にレディを報知する（５，６）。
【０１１０】
パソコン９０は、このレディ報知に応答して、「Ｓ偏向読取」（７）に進む。これにおいてはまず光レベル読込み所要回数ｎ＝Ｔｄ／Ｔｃを算出し（７ａ）、Ｓ偏光設定をシ−ケンサ６０に指示する。シ−ケンサ６０はこれに応答して偏向切換駆動回路６３にＳ偏光を指示し、回路６３がＳ偏向設定の完了（レディ）を報知してくると、パソコン９０にＳ偏光設定完了（レディ）を報知する（７ｂ）。このレディを受けるとパソコン９０は、Ｔｃ時限のタイマをスタ−トして（７ｃ）、受光レベル読取指示をシ−ケンサ６０に与え、シ−ケンサ６０への受光レベル読取切換同期信号の出力を開始する。シ−ケンサ６０は受光レベル読取指示があると、まずマルチプレクサ８１に入力１を出力に接続する指示を与え、そして同期信号に同期して、マルチプレクサ８１への入力選択信号を順次に入力２，３，・・・を指示するものに切換える。パソコン９０は同期信号に同期してＡ／Ｄ変換入力ポ−トのアナログ信号をデジタルデ−タに変換して読込み、内部メモリに書込む（７ｄ）。このようにして、マルチプレクサ８１の入力１〜入力８のアナログ信号レベル（受光器Ｃ１〜Ｃ８）の受光レベルを読込むと、パソコン９０は、読込み所要回数ｎを１デクレメントして（７ｅ）、それが０（所要回数のデ−タ読込み完了）になったかをチェックして（７ｆ）、ｎが１以上であるとタイマＴｃのタイムオ−バを待って（７ｇ）、また受光器Ｃ１〜Ｃ８の受光レベルの読込み（７ｃ〜７ｄ）を行なう。このようにして、所要回数ｎ＝Ｔｄ／Ｔｃの、受光器Ｃ１〜Ｃ８の受光レベル読込みを行なう。
【０１１１】
これを完了すると、パソコン９０は「Ｐ偏光読取」（８）に進む。ここでは、シ−ケンサ６０にＰ偏向設定を指示して、Ｓ偏向読取のときと同様に、所要回数ｎ＝Ｔｄ／Ｔｃの、受光器Ｃ１〜Ｃ８の受光レベル読込みを行なう。そしてこれを完了すると、以上のように読込んだデ−タの平均値（ｎ個のデ−タの平均値）を算出する。すなわち、Ｓ偏光の受光器Ｃｉ（ｉ＝１〜８）の受光レベルの平均値Ｅ（Ｓｉ），Ｐ偏向の受光器Ｃｉ（ｉ＝１〜８）の受光レベルの平均値Ｅ（Ｐｉ）を算出する。そして、両平均値の比 Ｅ（Ｐｉ）／Ｅ（Ｓｉ） を算出する（９）。算出したデ−タはＣＲＴ９３に更新表示し一時記憶ＲＡＭに更新書込みする（１０）。そしてオペレ−タよりキャンセル指示又は終了指示があるのを待つ。キャンセル指示があると、そこでパソコン９０は、初期メニュ−表示ＭＤＹ（図１６）に戻る。終了指示があると、「デ−タ保存」の指定が「有効」であると、一時記憶ＲＡＭのデ−タをハ−ドディスクの標準デ−タテ−ブルに更新書込みして（１３）、初期メニュ−表示ＭＤＹ（図１６）に戻る。
【０１１２】
３．オンライン測定
オペレ−タが「３．オンライン測定」を指定し実行を指示すると、パソコン９０は個別処理プログラム「オンライン測定」ＯＰＭに進む。「オンライン測定」は、焼鈍板ＯＰの光反射強度を測定し測定値に基づいて酸化物成分量を算出するものである。
【０１１３】
図１８に、「オンライン測定」ＯＰＭのメインル−チンを示す。これに進むとパソコン９０は、オンライン測定の初期画面を表示する（ＳＭＤ）。
【０１１４】
オンライン測定には、キャリッジ１６（対物ヘッド）をｘ方向に連続して往，復駆動しつつ分光分析を行なう「Ａ．スキャンモ−ド」，キャリッジ１６のｘ方向駆動と停止を繰返してｘ方向複数点のみの分光分析を繰返す「Ｂ．位置サンプリングモ−ド」およびキャリッジ１６を停止（位置固定）してｘ方向一点の分光分析を繰返す「Ｃ．位置固定モ−ド」の３モ−ドがある。これら３モ−ドの１つを、オンライン測定の初期画面上で、オペレ−タが選択する。加えて、「Ａ．スキャンモ−ド」を選択したときには、ｘ方向の走査始点と終点および走査速度を入力する。「Ｂ．位置サンプリングモ−ド」を選択したときには、測定点（ｘ方向第１〜３ポイントの位置）および測定点にキャリッジ（対物ヘッド）を駆動する速度を入力する。「Ｃ．位置固定モ−ド」を選択したときには、測定点（１点のｘ方向位置）を入力する。
【０１１５】
また、焼鈍板ＯＰの各波数の光反射強度の測定演算に、「ｄ１．Ｐ／Ｓ比モ−ド」と「ｄ２．Ｐ／Ａｕ（Ｐ）比モ−ド」がある。これら２つの演算モ−ドの１つを、オンライン測定の初期画面上で、オペレ−タが選択する。
【０１１６】
オンライン測定の場合、焼鈍板ＯＰがｙ方向に連続して移動するので、対物ヘッドに対する焼鈍板ＯＰのｚ位置（高さ）が変動又は振動する。オンライン測定には、変位計３２〜３４が検知する焼鈍板ＯＰの変位量が、上限値ＤＵ以下下限値ＤＬ以上の範囲内のときの光レベル読込みデ−タを有効とし、該範囲外のときの光レベル読込みデ−タは破棄して酸化物量演算には用いないデ−タ選別「有効モ−ド」と、変位計３２〜３４の検出デ−タの何如にかかわらず、光レベル読込みデ−タのすべてを有効と見なして全デ−タを酸化物量演算に用いるデ−タ選別「無効モ−ド」がある。これら２モ−ドの１つを、オンライン測定の初期画面上で、オペレ−タが選択する。
【０１１７】
オペレ−タが上述の各種モ−ドの選択および入力を行なって「実行」を入力すると、パソコン９０は、選択されたモ−ドの分光分析「スキャンモ−ド」ＳＭＭ，「位置サンプリングモ−ド」ＰＳＣ又は「位置固定モ−ド」ＰＦＭを実行する。
【０１１８】
図１９に、「スキャンモ−ド」ＳＭＭの内容を示す。これにおいてパソコン９０は、スキャンモ−ドのオンライン測定の状態設定をシ−ケンサ６０に指示する（２１〜２４）。この内容は、すでに説明した「標準板測定」ＲＰＭのステップ１〜６（図１７）の内容と大略同様である。
【０１１９】
パソコン９０は次に、演算式の定数を設定する（２５）。ここではまず、一時記憶用ＲＡＭにすでに言及したパラメ−タテ−ブルおよび標準デ−タテ−ブルが設定（書込み）されている（各テ−ブルのデ−タがある）かをチェックして、無いと、ハ−ドディスクから読出して一時記憶用ＲＡＭに設定する。
【０１２０】
そして、まずベ−スライン演算用の定数行列（行列Ｋの逆行列）を算出して、演算パラメ−タテ−ブル（一時記憶用ＲＡＭ）に書込む。先に示した〔数１〕の行列式形式の(1)式と、受光器Ｃ１の受光レベルを補正して得たｉ＝１（波数１９００／ｃｍ）の光反射強度Ｅ１，受光器Ｃ２の受光レベルを補正して得たｉ＝２（波数１３５０／ｃｍ）の光反射強度Ｅ２および受光器Ｃ８の受光レベルを補正して得たｉ＝８（波数８００／ｃｍ）の光反射強度Ｅ３とに基づいて、図２７に示すベ−スラインを特定する（関数のパラメ−タａ０〜ａ３を算出する）が、先に示した〔数２〕の行列式形式の(2)式に示すように、パラメ−タ行列Ｌ（ａ０〜ａ３）は、測定値Ｅ１，Ｅ２およびＥ８の行列Ｍと、定数Ｘ１（１９００／ｃｍ），Ｘ２（１３５０／ｃｍ）およびＸ８（８００／ｃｍ）の行列Ｋの逆行列（Ｋの−１乗）との積として求める。ここでＸ１，Ｘ２およびＸ８は、パラメ−タテ−ブルにあるデ−タ（受光器Ｃ１，Ｃ２，Ｃ８のバンドパスフィルタの中心波数）である。行列Ｋの逆行列（Ｋの−１乗と表記）を事前に算出しメモリして置くと、ベ−スライン演算タイミングでの該逆行列の演算が実質上省略となり演算速度が速くなる。このためここでは、行列Ｋの逆行列を算出して演算パラメ−タテ−ブルに書込む。
【０１２１】
次に、パラメ−タＰ１〜Ｐ４演算用の定数行列（行列Ｕの逆行列）を算出して、演算パラメ−タテ−ブル（一時記憶用ＲＡＭ）に書込む。先に示した〔数４〕の行列式形式の(4)式と、受光器Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７およびＣ８の受光レベルを補正して得た各光反射強度より算出した各吸光度Ｇｉ（ｉ＝２〜８）および既知デ−タｑ１（Ｘｉ）〜ｑ４（Ｘｉ）＝ｑ１ｉ〜ｑ４ｉ（パラメ−タテ−ブルにある）とに基づいて、酸化物各成分量対応のパラメ−タＰ１〜Ｐ４を算出するが、先に示した〔数４〕の行列式形式の(4)式に示すように、パラメ−タ行列Ｖ（Ｐ１〜Ｐ４）は、算出した吸光度Ｇｉと既知デ−タｑ１（Ｘｉ）〜ｑ４（Ｘｉ）との積の累算値、の行列Ｗと、既知数ｑ１（Ｘｉ）〜ｑ４（Ｘｉ）の行列Ｕの逆行列（Ｕの−１乗と表記）との積として求める。ここで既知数ｑ１（Ｘｉ）〜ｑ４（Ｘｉ）は、パラメ−タテ−ブルにあるデ−タである。行列Ｕの逆行列を事前に算出しメモリして置くと、パラメ−タＰ１〜Ｐ４演算タイミングでの該逆行列の演算が実質上省略となり演算速度が速くなる。このためここでは、行列Ｕの逆行列を算出して演算パラメ−タテ−ブルに書込む。
【０１２２】
次にパソコン９０は、シ−ケンサ６０がレディを報知して来るのを待ち（２６）、レディが到来すると、シ−ケンサ６０に走査開始を指示し（２７）、光レベル読込み所要回数ｎ＝Ｔｄ／Ｔｃを算出し（２８）、Ｐ偏光設定をシ−ケンサ６０に指示する。シ−ケンサ６０はこれに応答してＰ偏光を設定する（２９）。パソコン９０は、Ｔｃ時限のタイマをスタ−トして（３０）、受光レベル読取指示をシ−ケンサ６０に与え、シ−ケンサ６０に受光レベル読取切換同期信号を与えて、受光器Ｃ１〜Ｃ８の受光レベル信号をＡ／Ｄ変換して読込み、内部メモリに書込む（３１）。
【０１２３】
受光器Ｃ１〜Ｃ８の受光レベルを読込むとパソコン９０は、デ−タ選別「有効モ−ド」が選択されているかをチェックして（３２）、選択されていると、シ−ケンサ６０から変位計デ−タを得て（３３）、全変位計３２〜３４の計測値（各変位計に対する焼鈍板ＯＰのｚ方向距離）が、上限値ＤＵ以下下限値ＤＬ以上の範囲内にあるかをチェックして、この範囲を外れているときには、今回読込んだデ−タ（受光器Ｃ１〜Ｃ８の受光レベルデ−タ）を破棄して（３５）、再度受光器Ｃ１〜Ｃ８の受光レベルの読込みを行なう（３０，３１）。範囲内であったときには、今回読込みデ−タをそのままセ−ブして、また受光器Ｃ１〜Ｃ８の受光レベルの読込みを行なう３６〜３８，３０〜３４）。
【０１２４】
次に図２０を参照する。このようにして、ｎ＝Ｔｄ／Ｔｃ回の読込みデ−タを得ると、パソコン９０は、演算モ−ドに「Ｐ／Ｓ比モ−ド」が選択されているかをチェックして（３９）、「Ｐ／Ｓ比モ−ド」が選択されていると、偏光板１０をＳ偏光に設定して、上述のＰ偏光のときと同様に、受光器Ｃ１〜Ｃ８の受光レベルを読込み、ｎ＝Ｔｄ／Ｔｃ回の読込みデ−タを得る（４０〜５０）。なお、演算モ−ドに「Ｐ／Ｓ比モ−ド」が選択されていないときには、このＳ偏光のデ−タ読込み（４０〜５０）は行なわない。
【０１２５】
次に図２１を参照する。次にパソコン９０は、読込んだデ−タ（各組ｎ個）の平均値を算出する（５１）。ここで、Ｐ偏光の読込みデ−タの平均値をＥ（Ｐ）ｉと、Ｓ偏光の読込みデ−タの平均値をＥ（Ｓ）ｉと表現する。ｉは受光器Ｃ１〜Ｃ８の番号（１〜８）に対応する。
【０１２６】
次に、受光器Ｃ２〜Ｃ８の各受光レベルを吸光度Ｇｉ（ｉ＝２〜８）に変換する（５２）。この内容は、「Ｐ／Ｓ比モ−ド」と「Ｐ／Ａｕ（Ｐ）モ−ド」のいずれが選択されているかにより、異なる。
【０１２７】
「Ｐ／Ｓ比モ−ド」が選択されている場合には、

を、受光器Ｃ１〜Ｃ８それぞれで検出した光反射強度として算出する。これらの処理の必要性を以下に述べる。
【０１２８】
高感度反射測定はサンプル（分析対象材）のＰ偏光受光レベル値（Ｅ(Ｐ)i）を標準ミラ−である金ミラ−のＰ偏光受光レベル値（Ａｕ(Ｐ)i）で割り算する次式により得られる。
【０１２９】
高感度反射吸収スペクトル（ｉ）＝Ｅ(Ｐ)i／Ａｕ(Ｐ)i
オンライン測定では金ミラ−の測定が出来ないために何らかの工夫が必要である。この値の測定にはラインを止めてオフラインで測定する必要があるが、この値は雰囲気（湿度，ＣＯガス濃度，ＣＯ_２ガス濃度等）に大きく影響されるので、刻々と更新する必要があるというのが分光学上の常識である。オンラインで容易に測定出来る量としてＰ偏光受光レベル値（Ｅ(Ｐ)i）の他にＳ偏光受光レベル値（Ｅ(Ｓ)i）があり、この量を金ミラ−のＰ偏光受光レベル値（Ａｕ(Ｐ)i）と金ミラ−のＳ偏光受光レベル値（Ａｕ(Ｓ)i）を測定しておく。オンラインで測定した値を用いてＥ(Ｐ)i／Ｅ(Ｓ)iを計算し、これにＡｕ(Ｓ)i／Ａｕ(Ｐ)iをかける。すなわち、
〔Ｅ(Ｐ)i／Ｅ(Ｓ)i〕×〔Ａｕ(Ｓ)i／Ａｕ(Ｐ)i〕 ＝〔Ｅ(Ｐ)i／Ａｕ(Ｐ)i〕×〔Ａｕ(Ｓ)i／Ｅ(Ｓ)i〕
と変形される。ここで第一のカッコの中身〔Ｅ(Ｐ)i／Ａｕ(Ｐ)i〕は、高感度反射法スペクトルそのものである。第二のカッコの中身〔Ａｕ(Ｓ)i／Ｅ(Ｓ)i〕は、金とサンプルのＳ偏光での受光レベルで、測定の波長が１０μｍ近辺であることを考えると両方とも反射率が高いと考えられるので、ほぼ同じ値をとる。従って第二のカッコ内はほぼ１に近くなり、
〔Ｅ(Ｐ)i／Ｅ(Ｓ)i〕×〔Ａｕ(Ｓ)i／Ａｕ(Ｐ)i〕 ≒〔Ｅ(Ｐ)i／Ａｕ(Ｐ)i〕
と考えられ、Ｐ偏光での受光レベル値をＳ偏光での受光レベル値で割り算し、この値に金ミラ−のＳ偏光の受光レベル値をＰ偏光で割ったものをかければ、高感度反射スペクトルが得られる。この方法によれば、Ａｕ(Ｓ)i／Ａｕ(Ｐ)iの値は割り算された値なので、雰囲気の効果がキャンセルされた形になっているので、刻々と更新する必要がない。従ってオンライン計測が可能となる。
【０１３０】
「Ｐ／Ａｕ（Ｐ）モ−ド」が選択されている場合には、
Ｅｉ＝Ｅ（Ｐ）ｉ／Ｅ（Ｐｉ） ・・・(6)
ｉ＝１〜８，
Ｅ（Ｐｉ）：標準デ−タテ−ブルにあるＥ（Ｐｉ）すなわち 金ミラ−のＰ偏光の受光レベル
を、受光器Ｃ１〜Ｃ８それぞれで検出した光反射強度として算出する。すなわち補正する。
【０１３１】
以下の処理は、「Ｐ／Ｓ比モ−ド」と「Ｐ／Ａｕ（Ｐ）モ−ド」に共通であり、まず、先に示した〔数２〕の行列式形式の(2)式と、上述のＥｉの中のｉ＝１，２および８のものに基づいて、パラメ−タ行列Ｌ（ａ０〜ａ３）を算出する。このときＫの逆行列の値は、図１９のステップ２５で演算パラメ−タテ−ブルに書込んだものを用いる。次に、各波数（ｉ＝１〜８）の光反射強度Ｅｉを、求めたベ−スラインの光反射強度で割算した値Ｆ１ｉ（規格化反射率）を求める。規格化反射率Ｆ１ｉは、例えば図２８に示すものとなる。
【０１３２】
次に、規格化反射率Ｆ１ｉを、次の(7)式に従って吸光度Ｇｉに変換する。吸光度Ｇｉの算出値の例を図２９に示す。
【０１３３】
Ｇｉ＝−Ｌｏｇ（Ｆ１ｉ） ・・・(7)
以上がステップ５２の内容である。次にパソコン９０は、先に示した〔数４〕の行列式形式の(4)式と、上述の吸光度Ｇｉの中のｉ＝２〜８のものに基づいて、パラメ−タ行列Ｖ（Ｐ１〜Ｐ４）を算出する（５３）。このときＵの逆行列の値は、図１９のステップ２５で演算パラメ−タテ−ブルに書込んだものを用いる。
【０１３４】
次にパソコン９０は、ＦｅＯ（金属酸化物）総量を表わす値ＦｅＯ＝Ｐ２＋Ｐ３＋Ｐ４を算出し、そしてＯ（酸素）総量を表わすＯ＝Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３＋Ｐ４を算出する（５４，５５）。
【０１３５】
次にパソコン９０は、対物ヘッドのｘ位置（ｘ，ｙ方向の測定位置），各種検出値，異常判定デ−タを含む状態デ−タの転送をシ−ケンサ６０に要求し、転送された状態デ−タを読込む。そして状態チェックならびに出力デ−タの編集を行なう（５６，５７）。出力デ−タには、測定モ−ド，測定位置（ｘ，ｙ位置）に対応付けた測定デ−タおよび算出デ−タならびに状態（異常判定も含む）デ−タが含まれる。パソコン９０は、この出力デ−タを一時記憶用ＲＡＭの測定デ−タエリアに書込むと共に、ＣＲＴ９３に表示しかつプリンタ９４でプリントアウトする（５８）。なお、一時記憶用ＲＡＭのパラメ−タテ−ブルにデ−タ保存「有効」を示すデ−タがあるときには、焼鈍板ＯＰの所定の区切り毎に、一時記憶用ＲＡＭの測定デ−タエリアの測定デ−タをハ−ドディスクの測定デ−タエリアに書込む。
【０１３６】
「状態チェック」（５７）の結果、測定継続可であると、また受光器Ｃ１〜Ｃ８の受光レベルの読込みに進む（ステップ２８以下）。測定継続不可であると、そこで安全を確保するための処置（６０）ならびに出力を行なって、オンライン測定の初期画面表示（図１８のＳＭＤ）に戻り、異常出力（表示）を継続する。
【０１３７】
「位置サンプリングモ−ド」ＰＳＭでのパソコン９０のデ−タ処理は、前述のスキャンモ−ドのときのものと同様であるが、計測制御が少しスキャンモ−ドと異なる。すなわち、位置サンプリングモ−ドではシ−ケンサ６０が、第１ポイント−第２ポイント−第３ポイント−第２ポイント−第１ポイント−第２ポイント−・・・と対物ヘッド（キャリッジ１６）のｘ位置を順次に変更し、各ポイントへの対物ヘッドの位置決めを完了すると計測レディをパソコン９０に報知し、これに応答してパソコン９０が上述の光レベルの読込みと演算および出力を行ない、それを完了するとポイントシフト（次のポイントへの対物ヘッドの駆動）をシ−ケンサ６０に指示し、シ−ケンサ６０はこのポイントシフト指示に応答してポイントの切換えを行なう。他の処理は上述のスキャンモ−ドと同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。
【０１３８】
「位置固定モ−ド」ＰＦＭでのパソコン９０のデ−タ処理も、前述のスキャンモ−ドのときのものと同様であるが、計測制御が少しスキャンモ−ドと異なる。すなわち、計測開始までにパソコン９０は対物ヘッドの指定ｘ位置をシ−ケンサ６０に与えてシ−ケンサ６０がその位置に対物ヘッドを位置決めする。その後は、上述の光レベルの読込みと演算および出力を繰返す。他の処理は上述のスキャンモ−ドと同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。
【０１３９】
以上がオンライン測定の内容である。再度図１６を参照する。「参照資料測定」ＳＰＭは、測定ホ−ムポジションに対物ヘッドを位置決めして、上述のスキャンモ−ドの光レベルの読込みと演算および出力の処理を１回行なうものである。
【０１４０】
この「参照資料測定」には、試料台３１上には、酸化物成分デ−タが既知の参照試料が設置されて開口２直下にあることを想定した酸化物試料測定モ−ドと、試料台３１上に標準ミラ−（金ミラ−）を設置しかつ受光側フィルタ２２にその外部から、赤外材料の透過フィルタ（Ｓｉフィルタ又はＺｎＳｅフィルタ）を装着した校正測定モ−ドとがある。酸化物試料測定モ−ドを実行したときには、参照試料を計測すると、計測デ−タを該参照試料の既知デ−タと対比することにより、分光分析装置の現時点の特性と信頼性を推定することができる。
【０１４１】
校正測定モ−ドでは、赤外材料の透過フィルタを装着したときと、それを外したときの標準ミラ−の各分光器Ｃ１〜Ｃ８の受光レベルを計測して、赤外材料の透過フィルタがあったときの受光レベルを標準ミラ−のみの受光レベルで割り算して、各波数（各分光器Ｃ１〜Ｃ８）の、割り算で得た値を各基準値と対比して、各分光器Ｃ１〜Ｃ８およびそれに接続された検知回路７０〜７７の光／電気信号変換特性をチェックし、各分光器Ｃ１〜Ｃ８の光／電気信号変換特性を調整し検知回路７０〜７７の増幅特性を調整する。
【０１４２】
「状態確認」ＯＲＣは、分光分析装置の光学系および電気回路系の状態をオペレ−タが確認するためのものである。「状態確認」ＯＲＣに進むとパソコン９０は確認項目リストをＣＲＴ９３に表示し、オペレ−タが確認項目を選択する。パソコン９０は項目が選択されると、それに対応した処理を行なう。以下に数種の処理を説明する。
【０１４３】
受光器Ｃ１〜Ｃ８の信号処理系のノイズレベルの確認：
オペレ−タが指定したチャンネル（Ｃ１〜Ｃ８）の受光レベル信号の電圧を、横軸を時間として時系列でＣＲＴ上にグラフ表示する。Ｓ偏光／Ｐ偏光をオペレ−タが指定する。
【０１４４】
迷光レベルの確認：
オペレ−タが迷光レベルの確認を起動すると、パソンコン９０はシ−ケンサ６０を介してシャッタ１４を閉じ、ＣＲＴ上に受光器Ｃ１〜Ｃ８の受光レベル信号のレベルを、電圧値で表示する。Ｓ偏光／Ｐ偏光をオペレ−タが指定する。
【０１４５】
ロックインアンプ８３のオフセット確認：
オペレ−タがこれを起動すると、パソコン９０がシ−ケンサ６０に、マルチプレクサ８１の入力０を指示し、マルチプレクサ８１が、入力０の電圧をバンドパスフィルタ８２に与え、このときの電圧レベルをパソコン９０が読込み、ＣＲＴに横軸を時間として時系列で表示する。入力０は機器ア−スレベル（フィルタ８２の入力ショ−ト）であり、読込み値はフィルタ８２のオフセット電圧を示す。
【０１４６】
図１６に示す「デ−タ転送」ＤＴＣは、ハ−ドディスク又は一時記憶用ＲＡＭの測定デ−タを、焼鈍板の長さ区分単位（コイル単位又は所定長単位）でＭＯデライバに転送してＭＯにコピ−する処理であり、測定デ−タの在所（ハ−ドディスク／ＲＡＭ）ならびに属するグル−プ（焼鈍板の長さ区分）はオペレ−タが指定する。
【０１４７】
図１６に示す「デ−タ解析」ＤＴＰは、オペレ−タが指定した、パソコン９０のハ−ドディスク又は一時記憶用ＲＡＭもしくはＭＯのデ−タを、ＣＲＴ上にグラフ表示し、オペレ−タ指示があればプリントアウトする。グラフ表示処理が指示されると、Ｅｘｅｃｌ又はＬｏｔｕｓでグラフ表示できるように、ＴＥＸＴファイルに変換する。
【０１４８】
−第２実施例−
上述の第１実施例では、光学定盤１の開口２にキャリッジ１６を装着して対物ヘッドのみをｘ方向に走査駆動する構成であるので、ｘ走査駆動を高速に行ない得る。また対物ヘッドを高精度に位置決めしうる。しかし、ｘ方向の走査幅を広く設計する場合、光学定盤１のｘ方向幅が大きくなるばかりでなく、光源５から受光器Ｃ１〜Ｃ８までの光路長が長くなり、焼鈍板ＯＰのｚ方向変位および振動や、水平からの角度変化又は傾き振動による、受光器Ｃ１〜Ｃ８の基準光軸に対する反射光のずれが大きくなる。この点を改善するため、第２実施例では、光学定盤１をキャリッジとしてそれをｘ方向に走査駆動しうる構造とした。
【０１４９】
図３０および図３１に、第２実施例の銅板ケ−シング４のｘｚ断面およびｘｙ断面を示す。第２実施例では、投光側方向変換ミラ−１９，投光側対物ミラ−２０，受光側対物ミラ−２２および受光側方向変換ミラ−２４も光学定盤１に固定されている。光学定盤１はｘ方向に延びる支持レ−ル３上に、ｘ方向に移動自在に載っており、ねじ棒１７（図３１）の正，逆転によりｘ方向で往，復駆動される。迷光レベル検出のために光路を遮断するシャッタ１４は、光学定盤１の、ミラ−１９直下の透光開口２を開閉する。このシャッタ１４は、第１実施例と同様に、エァ−シリンダ１５で駆動される。その他の機械的な構造は第１実施例と同様である。第２実施例の電気システム構成は、図１４に示す第１実施例のものと同様であり、パソコン９０の分光分析プログラムも上述の第１実施例のものと同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。
【０１５０】
この第２実施例では、形状が大きく高重量の定盤１をｘ方向に走査駆動するので走査速度は低く、位置決め精度も低いが、光源５から受光器Ｃ１〜Ｃ８までの光路長が、第１実施例の場合よりもかなり短いので、焼鈍板ＯＰのｚ方向変位および振動や、水平からの角度変化又は傾き振動による、受光器Ｃ１〜Ｃ８の基準光軸に対する反射光のずれが小さい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施例の分光測定機ＯＭＤを装備した電磁鋼板の脱炭焼鈍ラインの概要を示すブロック図である。
【図２】 図１に示す分光測定機ＯＭＤの銅板ケ−シング４のｘｚ断面を示す拡大断面図である。
【図３】 図１に示す分光測定機ＯＭＤの銅板ケ−シング４のｘｙ断面を示す拡大断面図である。
【図４】 図２に示す光源５の拡大斜視図である。
【図５】 図２に示す偏光板１０の偏光方向を示す拡大斜視図であり、（ａ）はＰ偏光を、（ｂ）はＳ偏光を示す。
【図６】 図３に示す光分配器Ａ１〜Ａ５，Ｂ１，Ｂ２と受光器Ｃ１〜Ｃ８のｘｙ平面上の配列を示す拡大平面図である。
【図７】 図６に示す２色フィルタ４３の光透過方向および反射方向を示す平面図であり、（ａ）は２色フィルタ４３のみで光反射を行なうと仮定したものを、（ｂ）は光分配器Ａ１〜Ａ５，Ｂ１，Ｂ２での、金ミラ−を用いる反射態様を示す。
【図８】 （ａ）は図３に示す光分配器Ａ４の拡大平面図、（ｂ）光分配器Ａ４の２色フィルタ４３の入射角度および金ミラ−４６の配設角度を示す。
【図９】 図３に示す光分配器Ａ４の拡大分解斜視図である。
【図１０】 （ａ）は２色フィルタ４３の入射角を、図７の（ｂ）に示すように２２．５としたときの、Ｐ偏光とＳ偏光の透過率を示すグラフ、（ｂ）は、図７の（ａ）に示すように入射角を４５°にしたときの、Ｐ偏光とＳ偏光の透過率を示すグラフである。
【図１１】 光分配器Ａ１〜Ａ５，Ｂ１，Ｂ２と受光器Ｃ１〜Ｃ８のｘｙ平面上の配列の一変形例を示す拡大平面図である。
【図１２】 （ａ）は図３に示す光分配器Ａ４および受光器Ｃ２の拡大平面図であり、（ｂ）は受光器Ｃ２の光電変換素子５１を集光レンズ４９の焦点に置いたと仮定した場合の、光分配器Ａ４および受光器Ｃ２の拡大平面図、（ｃ）は（ａ）の配置での焼鈍板ＯＰの傾斜に対する受光器Ｃ２の受光レベルの変化（実線）と、（ｂ）の配置態様での焼鈍板ＯＰの傾斜に対する受光器Ｃ２の受光レベルの変化（２点鎖線）を示すグラフである。
【図１３】 図２に示す銅板ケ−シング４の外観を示す縮小斜斜図である。
【図１４】 図１に示す分光測定機ＯＭＤ内の電気要素ならびにそれらに接続された機外の電気要素を示すブロック図である。
【図１５】 図１４に示す光強度計測回路８０の構成を示すブロック図である。
【図１６】 図１４に示すパソコン９０の、分光分析プログラムに基づいた分光測定の流れ概要を示すフロ−チャ−トである。
【図１７】 図１６に示す「標準板測定」ＲＰＭの内容を示すフロ−チャ−トである。
【図１８】 図１６に示す「オンライン測定」ＯＰＭの内容を示すフロ−チャ−トである。
【図１９】 図１８に示す「スキャンモ−ド」ＳＭＭの内容の一部を示すフロ−チャ−トである。
【図２０】 図１８に示す「スキャンモ−ド」ＳＭＭの内容の一部を示すフロ−チャ−トである。
【図２１】 図１８に示す「スキャンモ−ド」ＳＭＭの内容の残部を示すフロ−チャ−トである。
【図２２】 内層がＳｉＯ_２で外層が（Ｆｅ，Ｍｎ）_２ＳｉＯ_４の、赤外線吸収スペクトルを示すグラフである。
【図２３】 内層がＳｉＯ_２で外層が（Ｆｅ，Ｍｎ）ＳｉＯ_３−Ｉの、赤外線吸収スペクトルを示すグラフである。
【図２４】 内層がＳｉＯ_２で外層が（Ｆｅ，Ｍｎ）ＳｉＯ_３−IIの、赤外線吸収スペクトルを示すグラフである。
【図２５】 内層がＳｉＯ_２で外層もＳｉＯ_２の、赤外線吸収スペクトルを示すグラフである。
【図２６】 金のＰ偏光赤外線の吸収スペクトルを示すグラフである。
【図２７】 内層がＳｉＯ_２で、外層に、（Ｆｅ，Ｍｎ）_２ＳｉＯ_４，（Ｆｅ，Ｍｎ）ＳｉＯ_３−Ｉ，（Ｆｅ，Ｍｎ）ＳｉＯ_３−IIおよびＳｉＯ_２を含む酸化層の赤外線反射率（金の反射強度に対する該酸化層の反射強度の比率）を示すグラフである。
【図２８】 図２７に示すベースラインの各波数の反射率に対する各波数の実際の反射率の比Ｆ１ｉを示すグラフである。
【図２９】 図２８に示す反射率の比Ｆ１ｉに基づいて算出された各波数の吸光度Ｇｉを示すグラフである。
【図３０】 第２実施例の分光測定機ＯＭＤの銅板ケ−シング４のｘｚ断面を示す拡大断面図である。
【図３１】 図３０に示す第２実施例の分光測定機ＯＭＤの銅板ケ−シング４のｘｙ断面を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１：光学定盤 ２：開口
３：レ−ル ４：銅板ケ−シング
５：光源 ６：光源ミラ−
７：集光レンズ ８：チョッパプレ−ト
９：電気モ−タ １０：偏光板
１１：ステッピングモ−タ
１２：コリメ−トレンズ
１３：区画板 １４：シャッタ
１５：エァ−シリンダ １６：キャリッジ
１７：ねじ棒 １８：減速機付電気モ−タ
１９：投光側方向変換ミラ−
２０：受光側対物ミラ−
２１：窓板 ２２：窓板
２３：受光側対物ミラ−
２４：受光側方向変換ミラ−
２５：スカ−ト（弾力性ゴム）
２６，２７：シャッタレ−ル
２８，２９：シャッタ ３０：ア−ム
３１：試料皿 ３２〜３４：変位計
３５，３６：サポ−トロ−ル
３７，３８：保護ロ−ル
Ａ１〜Ａ７，Ｂ１，Ｂ２：光分配器
Ｃ１〜Ｃ８：受光器 Ｃｔ，Ｃｒ：ケ−シング
ＢＰ：底板 ＯＰ：焼鈍板
ＲＤ：試料 ４０：ケ−シング
４１：窓 ４２：水冷管
４３：２色フィルタ ４４：ホルダ
４５：基台 ４６：金ミラ−
４７：ホルダ ４８：バンドパスフィルタ
４９：集光レンズ ５０：光電変換器
５１：光電変換素子

Claims (13)

1. 高感度反射法により、連続的に供給される電磁鋼脱炭焼鈍板表面の極薄膜の赤外反射スペクトルを測定し、測定値に基づいて電磁鋼脱炭焼鈍板表面の吸光成分量を算出する分光分析方法において、
   前記電磁鋼脱炭焼鈍板表面に、入射面に平行に偏光されたＰ偏光と称する赤外光と入射面に対し垂直に偏光されたＳ偏光と称する赤外光を入射し、それらの反射スペクトルの強度比を測定し、この比を、あらかじめ標準試料について測定した前記Ｐ偏光による反射スペクトルと前記Ｓ偏光による反射スペクトルの強度比で除算することを特徴とする電磁鋼脱炭焼鈍板の分光分析方法。
2. 高感度反射法により、連続的に供給される電磁鋼脱炭焼鈍板表面の極薄膜の赤外反射スペクトルを測定し測定値に基づいて電磁鋼脱炭焼鈍板表面の吸光成分量を算出する分光分析装置において、
   赤外光を発生させる赤外光源，該赤外光源からの赤外光を直線偏光としかつ直線偏光の向きをＰ偏光およびＳ偏光に切替えるための回転機構を備えた偏光板を備えた投光手段，該電磁鋼脱炭焼鈍板の保持装置，赤外光を分光して検出するための分光測定手段、および、検出された赤外光の強度を信号処理するためのデータ処理手段、を備え、該データ処理手段は、該電磁鋼脱炭焼鈍板について測定したＰ偏光による反射スペクトルとＳ偏光による反射スペクトルの強度比を、あらかじめ標準試料について測定したＰ偏光による反射スペクトルとＳ偏光による反射スペクトルの強度比で除算する手段を含む、ことを特徴とする電磁鋼脱炭焼鈍板の分光分析装置。
3. 前記分光測定手段は、前記電磁鋼脱炭焼鈍板表面で反射された赤外光を強度分割して複数の光路に分配する複数の赤外光分割手段を含む光分配手段；該赤外光分割手段によって分割された赤外光を分光する赤外フィルタと該赤外フィルタを透過した光の強度を電気信号に変換する光電変換手段を含む、それぞれが前記複数の光路のそれぞれに配置された複数の分光検出手段；および、各分光検出手段の電気信号を光レベルデ−タに変換する光強度計測回路；を備え、
   前記デ−タ処理手段は、該複数の分光検出手段のそれぞれが検知した光レベルに基づいて電磁鋼脱炭焼鈍板の酸化物を構成する成分を定量的に求めるものであり、
   さらに、該投光手段、該光分配手段、該複数の分光検出手段、光強度計測回路、およびデータ処理手段を収納する単一または複数のケーシングを備えることを特徴とする請求項２記載の電磁鋼脱炭焼鈍板の分光分析装置。
4. 前記複数の分光検出手段は、電磁鋼脱炭焼鈍板の酸化物によって実質上吸収のない３つ以上の波数の赤外光のそれぞれを検知する３以上の第１グル−プの分光検出手段、および、電磁鋼脱炭焼鈍板の、少くとも分析対象の酸化物の種類数に対応する数の、各酸化物によって実質上吸収のある波数の赤外光のそれぞれを検知する第２グル−プの分光検出手段を含み；
   該デ−タ処理手段は、第１グル−プの分光検出手段が検知した光レベルに基づいて電磁鋼脱炭焼鈍板の、分析対象の酸化物が存在しないとした分光スペクトルすなわちベ−スラインを算出し、このベ−スラインと第２グル−プの分光検出手段が検知した光レベルに基づいて第２グル−プの分光検出手段が検知する波数に対する電磁鋼脱炭焼鈍板の吸光度を算出し、算出した吸光度に基づいて分析対象の酸化物の種類それぞれの量を算出することを特徴とする請求項３記載の電磁鋼脱炭焼鈍板の分光分析装置。
5. 前記投光手段はケーシングに収納され、該ケーシングは電磁鋼脱炭焼鈍板に光を投射するための投光開口を有し、該投光開口は、第１グループの分光検出手段および第２グル−プの分光検出手段の波数域より低い波数域をカットする投光側フィルタで閉じられており、
   前記光分配手段を囲むケ−シングは、前記ケーシングと同一または異なるケーシングであって、電磁鋼脱炭焼鈍板が反射した光を通すための受光開口を有し、該受光開口は、第１および第２グル−プの分光検出手段の波数域より低い波数域をカットする受光側フィルタで閉じられていることを特徴とする請求項４記載の電磁鋼脱炭焼鈍板の分光分析装置。
6. 前記光分配器は、入射角が１５°以上３０°以下の、入射光のうち特定波数より小さい波数を通して第１出射光とし大きい波数を反射する２色フィルタ、および、該２色フィルタが反射した光を反射して第２出射光とするミラ−を有することを特徴とする請求項３，４，又は５のいずれか一項に記載の電磁鋼脱炭焼鈍板の分光分析装置。
7. 前記投光手段は、電磁鋼脱炭焼鈍板に平行光を投射することを特徴とする請求項３乃至請求項６のいずれか一項記載の電磁鋼脱炭焼鈍板の分光分析装置。
8. 前記投光手段は、長手方向ｙに移動する電磁鋼脱炭焼鈍板に幅方向ｘに光を投射し、前記光分配手段は、電磁鋼脱炭焼鈍板のｘ方向の反射光を複数の光路に分配するものである請求項３乃至請求項７のいずれか一項に記載の電磁鋼脱炭焼鈍板の分光分析装置。
9. 長手方向ｙの、投光手段が投射した光が電磁鋼脱炭焼鈍板に当る位置よりも、移動方向で上流側と下流側に配設され、電磁鋼脱炭焼鈍板を下押えするサポートロール；を更に備え；前記投光手段は電磁鋼脱炭焼鈍板の上面に光を投射する；請求項８記載の電磁鋼脱炭焼鈍板の分光分析装置。
10. 前記投光手段，光分配手段および分光検出手段の光路を囲むケ−シング；および、該ケ−シング内に、前記赤外光の吸収が実質上ないガスを供給する手段；を有する請求項３乃至請求項９のいずれか一項に記載の電磁鋼脱炭焼鈍板の分光分析装置。
11. 前記投光手段，前記光分配手段，及び前記複数の分光検出手段をｘｙ平面を有する光学定盤にマウントし、該光学定盤に設置されそれをｚ方向に貫通する開口を通して分析対象材に光を投射し、前記光学定盤に設置されそれをｚ方向に貫通する開口を通った、分析対象材の反射光を複数の光路に分配することを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか一項記載の電磁鋼脱炭焼鈍板の分光分析装置。
12. 前記光分配手段は、ｘ方向に平行な入射光のうち特定波数より小さい波数を通して第１出射光とし大きい波数を反射する２色フィルタ、および、該２色フィルタが反射した光を反射してｙ方向に平行な第２出射光とするミラ−を有し、受光側方向変換ミラ−の反射光路上にそれぞれの２色フィルタを置いてシリアルに配列された、第１組の複数の光分配器；および、第１組の光分配器の第２出射光のうち特定波数より小さい波数を通して第１出射光とし大きい波数を反射する２色フィルタ、および、該２色フィルタが反射した光を反射してｘ方向に平行な第２出射光とするミラ−を有し、第１組の光分配器の第２出射光の光路上にそれぞれの２色フィルタを置いて配置された、第２組の複数の光分配器；を備える、請求項３乃至請求項１１のいずれか一項に記載の電磁鋼脱炭焼鈍板の分光分析装置。
13. 前記光分配器は、それぞれの光分配器が別個にユニット基板を有し、光分配器の２色フィルタ，ミラ−およびユニット基板が一体化され一ユニットを複数ユニット組み合わせて構成した；請求項１２記載の電磁鋼脱炭焼鈍板の分光分析装置。

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