JP3659333B2 - 蛍光ｘ線分析装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試料の下面側において励起Ｘ線の照射と蛍光Ｘ線の検出を行う下面照射型の蛍光Ｘ線分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
蛍光Ｘ線分析装置には、励起Ｘ線を試料の上面に照射する上面照射型と、試料の下面に照射する下面照射型が知られており、下面照射型では、簡易な構造によって試料をＸ線の照射位置に載置するだけでセットすることができる。
このような下面照射型の蛍光Ｘ線分析装置として、Ｘ線源や検出器を備える分析チャンバと、分析チャンバ上面のベース板の上に設けるカバーケースとを備える構成が用いられ、ベース板に開けた照射窓を通して試料の下面に励起Ｘ線を照射している。分析チャンバ内では、空気中の成分元素が一部波長の蛍光Ｘ線を吸収するため、検出器による蛍光Ｘ線の検出を阻害する要因となる。そのため、分析チャンバ及びカバーケースの内部を真空排気したりヘリウムガスで置換する構成としている。
【０００３】
カバーケースは大型の試料に対応したサイズとすることによって、大型の試料にも小型の試料にも対応できるが、小型の試料の場合にはカバーケース内に大きな隙間が生じることになり、この隙間部分のために排気時間が延びるという問題があり、多数の試料を分析する場合には、この排気に要する時間によって分析時間が長時間となり分析効率が低下することになる。
【０００４】
そこで、大型試料も小型試料も分析することができると共に、カバーケース内の排気に要する時間を短縮するために、大型試料用カバーケースの内側に小型試料用カバーケースを取り付け、試料を納めるカバーケース内のみを真空排気するよう排気経路を変更する構成が提案されている。
【０００５】
図７は、カバーケースを備える蛍光Ｘ線分析装置の一例を示す図である。蛍光Ｘ線分析装置１０１は、ベース板１０５の下面にＸ線源１０３と検出器１０４を備える分析チャンバ１０２を設け、Ｘ線源１０３から励起Ｘ線をベース板１０５の開口した照射窓１０５ａを通して試料Ｓ（Ｓ１，Ｓ２）に照射し、検出器１０４で蛍光Ｘ線を検出する。ベース板１０５の上面には大型試料用カバーケース１１０を取付け、当該大型試料用カバーケース１１０の内側には雌ネジ１１１とネジ１２１によって小型試料用カバーケース１２０を着脱自在としている。なお、大型試料用カバーケース１１０及び小型試料用カバーケース１２０は、ベース板１０５（あるいは取り付け用の図示しないプレート）との間にＯリング１１２，１２２を介して密着させている。
【０００６】
分析チャンバ１０２内は、排気管１０６ａを通して真空ポンプ１０７によって排気され、小型試料用カバーケース１２０内は、ベース板１０５に開口した排気通路１０５ｃ及び排気管１０６ａを通して真空ポンプ１０７によって排気され、また、大型試料用カバーケース１１０内は、ベース板１０５に開口した排気通路１０５ｂ及び排気管１０６ｂを通して真空ポンプ１０７によって排気される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
大型試料用カバーケースの内側に小型試料用カバーケースを取り付ける構成の蛍光Ｘ線分析装置によれば、大型試料と小型試料を分析することができると共に、カバーケース内の排気に要する時間を短縮することができるが、試料を納める内側の小型試料用カバーケース内のみを真空排気する必要があるため、図７に示すように、小型試料用カバーケース１２０の下面と、分析チャンバの上面との間を密着させる必要がある。そのため、小型試料用カバーケース１２０の高さを調節する必要があり、ベース板１０５（あるいは取り付け用の図示しないプレート）の上面には高い平坦性が求められる。
【０００８】
さらに、小型試料Ｓ１を分析する場合には、図７（ａ）に示すように、開閉弁１０８を閉じて小型試料用カバーケース１２０と大型試料用カバーケース１１０との間の空間の排気を停止して、小型試料用カバーケース１２０内のみを排気し、大型試料Ｓ２を分析する場合には、図７（ｂ）に示すように、開閉弁１０８を開いて小型試料用カバーケース１２０と大型試料用カバーケース１１０との間の空間を排気する。そのため、試料が納められるカバーケース内のみを排気するために、開閉弁等の追加部品が必要であり、排気経路を変更する必要があるという問題がある。排気経路の変更は、作業量を増加させると共に分析時間が長時間化する他、制御プログラムの変更も必要であるためコスト上昇の要因ともなる。
【０００９】
そこで、本発明は前記した従来の問題点を解決し、蛍光Ｘ線分析装置において、高さ調整が不要で、高い加工精度が不要であり、また排気経路の変更も要することなく、大型試料と小型試料に対応することができることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、小型試料に対応するカバーケースと分析チャンバ側とを非接触とすることによって、カバーケースの高さ調整や密着面の加工精度を不要とし、また、小型試料に対応するカバーケースが大型試料に対応するカバーケース内と排気側との間を遮断することによって、排気経路の変更を不要とする。
【００１１】
本発明の蛍光Ｘ線分析装置は、分析チャンバ上面にカバーケースと共に載置セットされた試料に対し、試料の下面から励起Ｘ線を照射するようにした蛍光Ｘ線分析装置において、外側カバーケースと、この外側カバーケースの内側に着脱自在に取り付けられる内側カバーケースとを備え、内側カバーケースは外周部に鍔状体を備え、外側カバーケースへの装着時において、鍔状体の外周端は前記外側カバーケースの内周に密着し、鍔状体の下面と分析チャンバの試料支持面との間に隙間を有する構成とする。
【００１２】
上記構成において、内側カバーケースの鍔状体の外周端を外側カバーケースの内周に密着させる構成とすることによって、小型試料に対応するカバーケースと分析チャンバ側とを非接触とすることができ、内側カバーケース及び鍔状体とを非接触とした状態で内側カバーケース内を真空状態とすることができるため、従来のカバーケースの高さ調整や、接触面の高い加工精度は不要とすることができる。
【００１３】
また、内側カバーケースの鍔状体の下面と分析チャンバの試料支持面との間に隙間を有する構成とすることによって、小型試料に対応するカバーケースを取付けることで大型試料に対応するカバーケース内と排気側との間を遮断することができるため、従来の大型試料の分析と小型試料の分析との間で要した排気経路の変更も不要とすることができる。
【００１４】
また、分析チャンバ上面において外側カバーケースを支持するベース板に、外側カバーケースの内側位置に開口する排気通路を形成する。この排気通路は、内側カバーケースの装着時には、鍔状体の下面と分析チャンバの試料支持面との間の隙間を介して内側カバーケース内を排気し、内側カバーケースの未装着時には、外側カバーケース内を排気する。また、開口位置を分析チャンバの外側とする場合には、外側カバーケース内あるいは内側カバーケース内を排気通路を通して直接に排気する。一方、開口位置を分析チャンバの内側とする場合には、外側カバーケース内あるいは内側カバーケース内を分析チャンバを介して排気する。
【００１５】
また、本発明の蛍光Ｘ線分析装置の他の形態は、カバーケースを通してカバーケースの内部を排気するものであり、外側カバーケースは内部を排気する第１の排気通路を備え、内側カバーケースは外側カバーケースへの装着に伴って第１の排気通路と連通する第２の排気通路を備える。外側カバーケースの内部は第１の排気通路を通して排気され、内側カバーケースの内部は連通する第１の排気通路及び第２の排気通路を通して排気される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図を参照しながら詳細に説明する。
図１，２は本発明の蛍光Ｘ線分析装置の第１の形態の概要を説明するための概略図であり、図１は小型試料を分析する場合を示し、図２は大型試料を分析する場合を示している。
【００１７】
蛍光Ｘ線分析装置１は、ベース板５の下面にＸ線源３と検出器４を備える分析チャンバ２を設け、Ｘ線源３から励起Ｘ線をベース板５の開口した照射窓５ａを通して試料Ｓ（Ｓ１，Ｓ２）に照射し、検出器４で蛍光Ｘ線を検出する。ベース板５の上面には大型試料用の外側カバーケース１０を取付け、この外側カバーケース１０の内側には雌ネジ１１とネジ２１によって小型試料用の内側カバーケース２０を着脱自在としている。なお、雌ネジ１１は外側カバーケース１０に設けられ、ネジ２１は内側カバーケース２０に設けられる。
外側カバーケース１０は例えば筒状体に形成され、内部に大型試料Ｓ２を収納する空間部分Ｂを形成し、Ｏリング１２を介して端部周辺をベース板１０５に密着させて空間部分Ｂを密閉している。
【００１８】
一方、内側カバーケース２０は例えば筒状体に形成され、小型試料Ｓ１を内部に収納する空間部分Ａａを形成する。さらに、筒状体の端部外周部分に鍔状体２３を備える。鍔状体２３の外径は外側カバーケース１０の内径よりわずかに小径とし、内側カバーケース２０を外側カバーケース１０内に取り付けた際に、鍔状体２３の外周部分は外側カバーケース１０の内周面とＯリング２２を介して接触するよう形成する。また、内側カバーケース２０の筒状体の外側部分の高さを、外側カバーケース１０の内側の高さよりも小さく形成し、内側カバーケース２０を外側カバーケース１０内に取り付けた際に、鍔状体２３と試料の支持面（ベース板５の上面）との間にわずかな隙間Ｃを形成させる。この隙間Ｃは、鍔状体２３と試料の支持面とは非接触状態とすると共に、内側カバーケース２０内の排気通路を形成する。
【００１９】
ここで、分析チャンバ２内の排気は、排気管６ａを通して真空ポンプ７によって行い、一方、内側カバーケース２０内の空間部分Ａａ、及び外側カバーケース１０内の空間部分Ｂ内の排気は、ベース板５に開口した排気通路５ｂ及び排気管６ｂを通して真空ポンプによって行う。
【００２０】
小型試料Ｓ１を分析する場合には、図１に示すように、ベース板５上に試料Ｓ１を載置すると共に分析点が照射窓５ａの位置となるように位置合わせした後、外側カバーケース１０内に取付けた内側カバーケース２０を試料Ｓ１を覆うようにベース板５に取付ける。この後、排気管６ａを通して真空ポンプ７によって分析チャンバ２内を排気すると共に、隙間Ｃ，排気通路５ｂ，及び排気管６ｂを通して真空ポンプ７によって内側カバーケース２０内の空間部分Ａａを排気する。
【００２１】
一方、大型試料Ｓ２を分析する場合には、図２に示すように、小型試料Ｓ１の場合と同様に、ベース板５上に試料Ｓ２を載置すると共に分析点が照射窓５ａの位置となるように位置合わせした後、外側カバーケース１０のみを試料Ｓ２を覆うようにベース板５に取付ける。この後、排気管６ａを通して真空ポンプ７によって分析チャンバ２内を排気すると共に、排気通路５ｂ，及び排気管６ｂを通して真空ポンプ７によって外側カバーケース１０内の空間部分Ｂを排気する。
【００２２】
本発明の蛍光Ｘ線分析装置によれば、内側カバーケース２０が備える鍔状体２３のベース板５と接触することなく外側カバーケース内と内側カバーケース内とを遮断するため、ベース板５や内側カバーケース２０は高い加工精度を必要としない。また、内側カバーケースを大型試料に対応する外側カバーケース内に取り付けるだけで、鍔状体の部分が外側カバーケースと排気側との間を遮断するため、開閉弁等によって排気経路の変更する必要がない。
【００２３】
次に、図３から図６を用いて本発明の蛍光Ｘ線分析装置の他の形態例について説明する。
図３は本発明の蛍光Ｘ線分析装置の第２の形態の概要を説明するための概略図である。第２の形態は、内側カバーケース２０の筒状体の内側部分の高さを低く形成する例である。なお、ここでは、内側カバーケース２０の形状以外の構成は第１の形態と同様であるため、共通する部分の説明は省略する。
【００２４】
第２の形態は、試料Ｓ１の高さに合わせて筒状体の内側部分の高さが低く内側カバーケース２０を選択し、これによって、内側カバーケース２０内の空間部分Ａａの容積を少なくし、排気時間を短縮する。内側カバーケース２０内の空間部分Ａｂの容積を少なくすることによって、外側カバーケース１０と内側カバーケース２０との間の空間部分Ｂの容積は増えるが、この部分の排気は行わないため、排気時間には影響しない。
【００２５】
図４，５は本発明の蛍光Ｘ線分析装置の第３，４の形態の概要を説明するための概略図である。第３，４の形態は、ベース板５に、外側カバーケース１０の内側位置であって、分析チャンバ２の内側位置に開口部を形成し、排気通路５ｃとする例である。なお、ここでは、排気通路５ｂ，５ｃ、排気管６ａ，６ｂ以外の構成は第１の形態と同様であるため、共通する部分の説明は省略する。
【００２６】
第３の形態は、図４に示すように、分析チャンバ２の内側位置に形成した排気通路５ｃによって、分析チャンバ２内と内側カバーケース２０内とを連通させる。これによって、排気管６ａから一つの真空ポンプ７によって、分析チャンバ２内を排気すると共に、隙間Ｃ，排気通路５ｃ，及び分析チャンバ２を通して内側カバーケース２０内を排気することができる。
【００２７】
また、第４の形態は、図５に示すように、分析チャンバ２の内側位置に形成した排気通路５ｃによって、分析チャンバ２内と内側カバーケース２０内とを連通させると共に、外側カバーケース１０の内側であって分析チャンバ２の外側の位置に排気通路５ｂを備え、排気通路５ｂには排気管６ｂを介して真空ポンプ７が接続される。
【００２８】
第４の形態では、隙間Ｃ，排気通路５ｂ，及び排気管６ａを通して一つの真空ポンプ７によって内側カバーケース２０内を排気すると共に、排気通路５ｃ，隙間Ｃ，排気通路５ｂ，及び排気管６ａを通して分析チャンバ２内を排気することができる。第４の形態によれば排気管６ａを省略することができる。
【００２９】
図６は本発明の蛍光Ｘ線分析装置の第５，６の形態の概要を説明するための概略図である。第５，６の形態は、外側カバーケースあるいは内側カバーケースに設けた排気通路を通して排気を行う形態例であり、外側カバーケース１０は内部を排気する第１の排気通路３０を備え、内側カバーケース２０は外側カバーケース１０への装着に伴って第１の排気通路３０と連通する第２の排気通路２４を備える。第１の排気通路３０と第２の排気通路２４とは、例えば、第１の排気通路３０に形成した雌ネジと、第２の排気通路２４に形成した雄ネジによって連通した状態で接続することができる。第１の排気通路３０には、真空ポンプ８と接続する排気管３１が接続される。なお、ここでは、排気通路３０、排気管３１、排気通路５ｃ以外の構成は第１の形態と同様であるため、共通する部分の説明は省略する。
【００３０】
第５の形態は、排気管３１を通して真空ポンプ８によって外側カバーケース１０内、あるいは内側カバーケース２０内を排気し、排気管６ａを通して真空ポンプ７によって分析チャンバ２内を排気する。なお、図６（ａ）は内側カバーケース２０内を排気する例を示しており、外側カバーケース１０内を排気する場合には内側カバーケース２０を取り外した状態とする。
【００３１】
また、第６の形態は、排気管３１を通して真空ポンプ８によって外側カバーケース１０内、あるいは内側カバーケース２０内、及び分析チャンバ２内を排気する。内側カバーケース２０内の排気と共に分析チャンバ２内を排気する場合には、排気通路５ｃ，隙間Ｃ，内側カバーケース２０内，及び排気管３１を通して排気を行う。なお、図６（ｂ）は内側カバーケース２０内を排気する例を示しており、外側カバーケース１０内を排気する場合には内側カバーケース２０を取り外した状態とし、分析チャンバ２内の排気は、排気通路５ｃ，外側カバーケース１０内，及び排気管３１を通して排気を行う。
【００３２】
なお、外側カバーケース及び内側カバーケースの形状は、前記形態例では筒状体としているが、断面形状は矩形や長方形など任意の形状とする柱状体とすることができる。そして上述の鍔状体はその断面形状に合わせた形状とすることができる。
【００３３】
本発明の蛍光Ｘ線分析装置の実施の形態によれば、内側カバーケースはベース板等の分析チャンバ上面と接触することなく、外側カバーケース内と内側カバーケース内とを遮断することができるため、接触面の加工精度を要求されない。
【００３４】
また、本発明の蛍光Ｘ線分析装置の実施の形態によれば、小型試料に対応する内側カバーケースを大型試料に対応する外側カバーケース内に取り付けるだけで、外側カバーケースと排気側との間を遮断することができ、排気経路の変更することなく試料が設けられるカバーケース内の排気を行うことができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の蛍光Ｘ線分析装置によれば、カバーケースの高さ調整を不要とすることができ、高い加工精度を不要とすることができる。また、排気経路や制御プログラムを変更することなく、大型試料の分析と小型試料の分析との切り替えを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の蛍光Ｘ線分析装置の第１の形態の概要を説明するための概略図であり、小型試料を分析する場合を示す。
【図２】本発明の蛍光Ｘ線分析装置の第１の形態の概要を説明するための概略図であり、大型試料を分析する場合を示す。
【図３】本発明の蛍光Ｘ線分析装置の第２の形態の概要を説明するための概略図である。
【図４】本発明の蛍光Ｘ線分析装置の第３の形態の概要を説明するための概略図である。
【図５】本発明の蛍光Ｘ線分析装置の第４の形態の概要を説明するための概略図である。
【図６】本発明の蛍光Ｘ線分析装置の第５，６の形態の概要を説明するための概略図である。
【図７】カバーケースを備える従来の蛍光Ｘ線分析装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
１…蛍光Ｘ線分析装置、２…分析チャンバ、３…Ｘ線源、４…検出器、５…ベース板、５ａ…照射窓、５ｂ、５ｃ…排気通路、６ａ，６ｂ…排気管、７、８…真空ポンプ、１０…外側カバーケース、１１…雌ネジ、１２…Ｏリング、２０…内側カバーケース、２１…ネジ、２２…Ｏリング、２３…鍔状体、２４…第２の排気通路、３０…第１の排気通路、３１…排気管、Ａａ，Ａｂ…内側カバーケース空間部分、Ｂ…外側側カバーケース空間部分、Ｃ…隙間、Ｓ，Ｓ１，Ｓ２…試料。

Claims (3)

1. 分析チャンバ上面にカバーケースと共に載置セットされた試料に対し、試料の下面から励起Ｘ線を照射するようにした蛍光Ｘ線分析装置において、
   外側カバーケースと、当該外側カバーケースの内側に着脱自在に取り付けられる内側カバーケースとを備え、
   前記内側カバーケースは外周部に鍔状体を備え、外側カバーケースへの装着時において、鍔状体の外周端は前記外側カバーケースの内周に密着し、鍔状体の下面と分析チャンバの試料支持面との間に隙間を有することを特徴とするＸ線分析装置。
2. 分析チャンバ上面において外側カバーケースを支持するベース板に、外側カバーケースの内側位置に開口する排気通路が形成され、当該排気通路を通して直接にあるいは分析チャンバを介して排気することを特徴とする請求項１記載の蛍光Ｘ線分析装置。
3. 前記外側カバーケースは内部を排気する第１の排気通路を備え、前記内側カバーケースは前記外側カバーケースへの装着に伴って前記第１の排気通路と連通する第２の排気通路を備えることを特徴とする請求項１記載の蛍光Ｘ線分析装置。

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