JP5435389B2 - Sample container for glow discharge optical emission spectrometry and glow discharge optical emission spectrometer equipped with the same - Google Patents

Sample container for glow discharge optical emission spectrometry and glow discharge optical emission spectrometer equipped with the same Download PDF

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JP5435389B2 JP2012032568A JP2012032568A JP5435389B2 JP 5435389 B2 JP5435389 B2 JP 5435389B2 JP 2012032568 A JP2012032568 A JP 2012032568A JP 2012032568 A JP2012032568 A JP 2012032568A JP 5435389 B2 JP5435389 B2 JP 5435389B2
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Description

本発明は、試料をスパッタリングしながら、発生した光を分析するグロー放電発光分光分析に用いられる試料容器およびそれを備えたグロー放電発光分光分析装置に関する。   The present invention relates to a sample container used for glow discharge optical emission spectrometry for analyzing generated light while sputtering a sample, and a glow discharge optical emission spectrometer equipped with the same.

気体圧力が500〜1300Pa程度のアルゴン(Ar)雰囲気中で、二つの電極間に直流または高周波の高電圧を印加すると、グロー放電が起こり、Arイオンが生成される。生成したArイオンは高電界で加速され、陰極表面に衝突し、そこに存在する物質をたたき出す。この現象をスパッタリングと呼ぶが、スパッタされた粒子(原子、分子、イオン)はプラズマ中で励起され、基底状態に戻る際にその元素に固有の波長の光を放出する。この発光を分光器で分光して元素を同定する分析法が、グロー放電発光分光分析方法と呼ばれている。   When a direct current or high frequency high voltage is applied between two electrodes in an argon (Ar) atmosphere with a gas pressure of about 500 to 1300 Pa, glow discharge occurs and Ar ions are generated. The generated Ar ions are accelerated by a high electric field, collide with the cathode surface, and knock out the substances present there. Although this phenomenon is called sputtering, the sputtered particles (atoms, molecules, ions) are excited in the plasma and emit light of a wavelength specific to the element when returning to the ground state. An analysis method for identifying elements by spectroscopically analyzing the emitted light is called a glow discharge emission spectroscopy method.

上述のグロー放電発光分光分析方法を具現化した分析装置におけるグロー放電管として、図5に示すような中空陽極型のグリムグロー放電管1が一般的に用いられている。このグリムグロー放電管1では、支持ブロック2(試料5が当接される支持部であって、この例では同時に陰極である)と陽極ブロック3とが、絶縁部4を介して接合されている。陽極ブロック3は、アルゴンガス供給孔3aと、減圧手段である第1および第2真空排気孔3b,3cとを有しており、管内Vがアルゴンの希ガス雰囲気(500〜1300Pa)とされている。陽極ブロック3は、中空陽極管3dを有しており、この陽極管3dは、絶縁部4を貫通して、試料5の表面(測定面)5aに近接している。この試料5は、シール部材であるOリング6を介し支持ブロック2に気密状態で押し付けられている。さらに支持ブロック2と絶縁部4を一体とし、すべて絶縁物で形成されている場合もある。なお、陽極管3dは円筒形で、その先端面は円筒形の軸に垂直であり、図示しないが、内径および/または外径の相異なる複数の陽極管が、試料に応じて交換可能に備えられることもある。   As a glow discharge tube in an analyzer embodying the above-described glow discharge emission spectroscopic analysis method, a hollow anode type grim glow discharge tube 1 as shown in FIG. 5 is generally used. In the Grimm glow discharge tube 1, a support block 2 (a support portion with which the sample 5 is brought into contact and is a cathode at the same time in this example) and an anode block 3 are joined via an insulating portion 4. . The anode block 3 has an argon gas supply hole 3a and first and second vacuum exhaust holes 3b and 3c which are decompression means, and the inside V of the tube is an argon rare gas atmosphere (500 to 1300 Pa). Yes. The anode block 3 has a hollow anode tube 3d. The anode tube 3d passes through the insulating portion 4 and is close to the surface (measurement surface) 5a of the sample 5. The sample 5 is pressed in an airtight state against the support block 2 through an O-ring 6 that is a seal member. Further, the support block 2 and the insulating portion 4 may be integrated and may be all formed of an insulator. The anode tube 3d has a cylindrical shape, and its distal end surface is perpendicular to the cylindrical axis. Although not shown, a plurality of anode tubes having different inner diameters and / or outer diameters can be exchanged depending on the sample. Sometimes.

このグリムグロー放電管1は、陽極ブロック3と支持ブロック2との間に給電手段である電源部9により高電圧を印加してグロー放電を発生させるとともに、一般に銅からなる支持ブロック2を通じ試料5に負電圧を印加し、グロー放電の発生により生成されるアルゴンの陽イオンを試料5の表面5aに衝突させて、試料5をスパッタリングするものである。また、冷却液Kを、支持ブロック2の冷却液導入路2aからジャケット2b内に導入して冷却液排出路2cまで送給して、支持ブロック2および支持ブロック2を介し試料5と中空陽極管3dを冷却している。なお、このグリムグロー放電管1では、陽極管3dは鉛直方向下向きであるが、例えば後述する本発明の実施形態におけるグリムグロー放電管10のように、陽極管3dが水平方向になる場合もある(図1)。   The grim glow discharge tube 1 generates a glow discharge by applying a high voltage between an anode block 3 and a support block 2 by a power supply unit 9 serving as a power feeding means, and a sample 5 through a support block 2 generally made of copper. The sample 5 is sputtered by applying a negative voltage to the surface 5a and causing the argon cations generated by the occurrence of glow discharge to collide with the surface 5a of the sample 5. Further, the coolant K is introduced into the jacket 2b from the coolant introduction path 2a of the support block 2 and fed to the coolant discharge path 2c, and the sample 5 and the hollow anode tube are passed through the support block 2 and the support block 2. 3d is being cooled. In the Grimm glow discharge tube 1, the anode tube 3d is directed downward in the vertical direction. However, as in the Grimm glow discharge tube 10 in the embodiment of the present invention to be described later, the anode tube 3d may be in the horizontal direction. (FIG. 1).

ところで、上述のグロー放電発光分光分析装置は、試料5の表面5aを、支持ブロック2に埋設されたOリング6で真空シールして支持ブロック2に押し付けて、その試料5により中空陽極管3dを収納する支持ブロック2の内方空間を閉塞し、この内方空間を真空引きするようになっているが、それまで試料5は空気に曝される。そのため、不活性ガス雰囲気中での取り扱いを要する、リチウムイオン電池素材のような試料は分析できない。そこで、広い技術分野でこのような試料の搬送に用いられるトランスファーベッセル(特許文献1のトランスファーベッセル装置(12)、特許文献2の第35頁第3〜6行等参照)をグロー放電発光分光分析装置に適用し、不活性ガス雰囲気にした試料容器内に試料を密封して、試料容器ごと分析装置まで搬送してグロー放電発光分光分析を行う例がある(特許文献3)。この例によれば、試料を空気に曝さずに分析装置まで搬送してグロー放電発光分光分析を行うことができる。   By the way, in the above-mentioned glow discharge emission spectroscopic analyzer, the surface 5 a of the sample 5 is vacuum-sealed with the O-ring 6 embedded in the support block 2 and pressed against the support block 2, and the hollow anode tube 3 d is formed by the sample 5. The inner space of the supporting block 2 to be accommodated is closed and the inner space is evacuated. Until then, the sample 5 is exposed to air. Therefore, a sample such as a lithium ion battery material that requires handling in an inert gas atmosphere cannot be analyzed. Therefore, a glow discharge emission spectroscopic analysis of a transfer vessel (see transfer vessel device (12) of Patent Document 1, page 35, lines 3 to 6 of Patent Document 2, etc.) used for transporting such samples in a wide range of technical fields. There is an example in which a sample is sealed in a sample container that is applied to an apparatus and in an inert gas atmosphere, and the entire sample container is transported to an analyzer to perform glow discharge emission spectroscopic analysis (Patent Document 3). According to this example, it is possible to carry out glow discharge emission spectroscopic analysis by transporting the sample to the analyzer without exposing it to the air.

しかし、例えばリチウムイオン電池素材である試料は、不活性ガス雰囲気中での取り扱いを要するだけでなく、脆いので押圧を避けるべきところ、特許文献3の例では、Oリングを介して試料を分析装置の試料保持体(上述の支持ブロックに相当)に押圧するので、試料が剥離、破損するおそれがあり、正確な分析ができない。   However, for example, a sample that is a material of a lithium ion battery not only requires handling in an inert gas atmosphere, but is also fragile, so that pressing should be avoided. In the example of Patent Document 3, the sample is analyzed through an O-ring. Since the sample is pressed against the sample holder (corresponding to the support block described above), the sample may be peeled off or damaged, and accurate analysis cannot be performed.

一方、Oリングの全周に接合できる大きな外径を有さない試料や、表面が平面になっていない試料について、試料を試料台に収容し、Oリングを介して試料台を分析装置に押圧することで、試料を押圧しない発明があるが(特許文献4の図2、特許文献5の図6等参照)、これらの発明は、試料表面で支持ブロックの内方空間を閉塞できないことからなされたものであり、試料が脆くて押圧されると剥離、破損するおそれがあることからなされたものではない。また、試料が不活性ガス雰囲気中での取り扱いを要する場合については、何ら考慮されていない。   On the other hand, for a sample that does not have a large outer diameter that can be joined to the entire circumference of the O-ring or a sample that has a non-planar surface, the sample is accommodated in the sample stage and the sample stage is pressed against the analyzer via the O-ring. Thus, there are inventions that do not press the sample (see FIG. 2 of Patent Document 4, FIG. 6 of Patent Document 5, etc.), but these inventions are made because the inner space of the support block cannot be closed on the sample surface. This is not because the sample is fragile and may be peeled off or damaged when pressed. Further, no consideration is given to the case where the sample needs to be handled in an inert gas atmosphere.

特開平1−158329号公報Japanese Patent Laid-Open No. 1-158329 国際公開第02/082569号パンフレットInternational Publication No. 02/082569 Pamphlet 特開2010−197308号公報JP 2010-197308 A 実公平8−6288号公報No. 8-6288 特開平7−146238号公報JP-A-7-146238

したがって、従来の技術では、不活性ガス雰囲気中での取り扱いを要し、かつ、押圧されると剥離、破損するおそれがある試料について、正確なグロー放電発光分光分析ができない。   Therefore, in the conventional technique, accurate glow discharge emission spectroscopic analysis cannot be performed on a sample that requires handling in an inert gas atmosphere and that may be peeled off or damaged when pressed.

本発明は前記従来の問題に鑑みてなされたもので、不活性ガス雰囲気中での取り扱いを要し、かつ、押圧されると剥離、破損するおそれがある試料について、正確なグロー放電発光分光分析ができる、試料容器およびそれを備えたグロー放電発光分光分析装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and requires accurate glow discharge emission spectrometry analysis for a sample that requires handling in an inert gas atmosphere and that may be peeled off or damaged when pressed. An object of the present invention is to provide a sample container and a glow discharge emission spectroscopic analysis apparatus including the sample container.

前記目的を達成するために、本発明の試料容器は、試料を収容し、グロー放電発光分光分析装置の陽極管に試料が対向するように保持する試料容器であって、貫通孔が形成された底部、その底部に周設された側部、および、その側部の開放端が囲む開口を塞ぐようにグロー放電発光分光分析装置へ取り付けるための着脱自在の取付部を有する容器本体と、前記貫通孔に進退可能に貫装され、先端部の凹入部に試料が取り付けられるとともに、前記凹入部の外周にグロー放電発光分光分析装置への当接部を有する試料保持部と、前記凹入部の開口を開閉させるシャッターとを備えている。そして、前記取付部によりグロー放電発光分光分析装置に取り付けられ、前記シャッターにより前記凹入部の開口が開いた状態で、前記試料保持部がシール部材を介してグロー放電発光分光分析装置へ押圧されて前記当接部がグロー放電発光分光分析装置に当接することにより、試料が前記シール部材とは非接触でグロー放電発光分光分析装置の陽極管に対向する。   In order to achieve the above object, the sample container of the present invention is a sample container that contains a sample and holds the sample so as to face the anode tube of the glow discharge optical emission spectrometer, and has a through hole formed therein. A container body having a bottom part, a side part provided around the bottom part, and a detachable attachment part for attaching to a glow discharge optical emission spectrometer so as to close an opening surrounded by an open end of the side part; A sample holder that is inserted in the hole so as to be able to advance and retreat, a sample is attached to the recessed portion of the tip portion, and an outer periphery of the recessed portion has a contact portion with a glow discharge optical emission spectrometer, and the opening of the recessed portion And a shutter for opening and closing. The mounting portion is attached to the glow discharge optical emission spectrometer, and the sample holding portion is pressed to the glow discharge optical emission spectrometer through the seal member in a state where the opening of the recessed portion is opened by the shutter. When the abutting portion comes into contact with the glow discharge emission spectrometer, the sample faces the anode tube of the glow discharge emission spectrometer without contacting the seal member.

本発明の試料容器によれば、試料が取り付けられる試料保持部の凹入部の内部空間を不活性ガス雰囲気にした状態で試料を密封してグロー放電発光分光分析装置まで搬送でき、かつ、試料保持部がシール部材を介して分析装置へ押圧されることにより、試料がシール部材とは非接触で分析装置の陽極管に対向するので、試料が空気に曝されることも押圧されることもなく、したがって、不活性ガス雰囲気中での取り扱いを要し、かつ、押圧されると剥離、破損するおそれがある試料について、正確なグロー放電発光分光分析ができる。   According to the sample container of the present invention, the sample can be sealed and transported to the glow discharge emission spectroscopic analyzer in the state where the internal space of the recessed portion of the sample holding portion to which the sample is attached is in an inert gas atmosphere, and the sample holding Since the sample is pressed against the analyzer through the seal member, the sample is not in contact with the seal member and faces the anode tube of the analyzer, so that the sample is not exposed to air or pressed. Therefore, accurate glow discharge emission spectroscopic analysis can be performed on a sample that requires handling in an inert gas atmosphere and that may be peeled off or damaged when pressed.

本発明のグロー放電発光分光分析装置は、陽極管を有する陽極ブロックと、前記陽極管を収納する内方空間を有する支持ブロックと、この支持ブロックの内方空間を真空引きする減圧手段と、前記内方空間へ不活性ガスを導入する導入手段と、前記本発明の試料容器と、前記支持ブロックに取り付けられた前記試料容器と前記支持ブロックとの間の容器側空間を真空引きする容器側減圧手段と、前記容器側空間へ不活性ガスを導入する容器側導入手段と、前記陽極ブロックと前記試料容器の試料保持部との間に電圧を印加してグロー放電を発生させる給電手段とを備えている。   The glow discharge optical emission spectrometer of the present invention comprises an anode block having an anode tube, a support block having an inner space for housing the anode tube, a decompression means for evacuating the inner space of the support block, Introducing means for introducing an inert gas into the inner space, the sample container of the present invention, and a container side decompression for evacuating the container side space between the sample container and the support block attached to the support block Means, a container-side introduction means for introducing an inert gas into the container-side space, and a power supply means for generating a glow discharge by applying a voltage between the anode block and the sample holder of the sample container. ing.

本発明のグロー放電発光分光分析装置は、前記本発明の試料容器を備えているので、同試料容器と同様の作用効果が得られる。   Since the glow discharge emission spectroscopic analysis apparatus of the present invention includes the sample container of the present invention, the same effects as the sample container can be obtained.

本発明の一実施形態であるグロー放電発光分光分析装置におけるグリムグロー放電管および試料容器を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the grim glow discharge tube and sample container in the glow discharge emission-spectral-analysis apparatus which is one Embodiment of this invention. 同試料容器の分析装置への取り付け前の状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state before attachment to the analyzer of the sample container. 同分析装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the analyzer. 同試料容器の変形例の分析装置への取り付け前の状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state before the attachment to the analyzer of the modification of the sample container. 従来のグロー放電発光分光分析装置におけるグリムグロー放電管を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the grim glow discharge tube in the conventional glow discharge emission-spectral-analysis apparatus.

以下、本発明の一実施形態のグロー放電発光分光分析装置について、図にしたがって説明する。この分析装置では、図3に示すように、グロー放電を利用したスパッタリングにより元素に固有の波長の光を発生するグリムグロー放電管10から放出されて、その窓板13を透過した光Lが、分光器15に入射する。分光器15は、入射スリット14、この入射スリット14から入射した光Lを波長に応じて異なった回折角度で回折する回折格子16、回折光を通過させる出射スリット17および回折光の強度を測定する光電子増倍管18を備えている。あるいは、出射スリット17の位置にCCD素子を配置させたCCD分光器であってもよい。   Hereinafter, a glow discharge optical emission spectrometer according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In this analyzer, as shown in FIG. 3, the light L emitted from the Grimm glow discharge tube 10 that generates light having a wavelength specific to the element by sputtering using glow discharge and transmitted through the window plate 13 is The light enters the spectroscope 15. The spectroscope 15 measures the incident slit 14, the diffraction grating 16 that diffracts the light L incident from the incident slit 14 at different diffraction angles according to the wavelength, the exit slit 17 that passes the diffracted light, and the intensity of the diffracted light. A photomultiplier tube 18 is provided. Alternatively, a CCD spectroscope in which a CCD element is arranged at the position of the exit slit 17 may be used.

図1は、図3の分析装置におけるグリムグロー放電管10および試料容器11を示す断面図である。この分析装置は、陽極管3dを有する陽極ブロック3と、陽極管3dを収納する内方空間Vを有する支持ブロック22と、この支持ブロック22の内方空間Vを真空引きする減圧手段である第1および第2真空排気孔3b,3cと、内方空間Vへ不活性ガスを導入する導入手段であるアルゴンガス供給孔3aと、試料容器11と、陽極ブロック3と試料容器11の試料保持部21との間に電圧を印加してグロー放電を発生させる給電手段である電源部29とを備えている。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing a grim glow discharge tube 10 and a sample container 11 in the analyzer of FIG. This analyzer is an anode block 3 having an anode tube 3d, a support block 22 having an inner space V for housing the anode tube 3d, and a decompression means for evacuating the inner space V of the support block 22. The first and second vacuum exhaust holes 3b and 3c, the argon gas supply hole 3a which is an introduction means for introducing an inert gas into the inner space V, the sample container 11, the anode block 3, and the sample holder of the sample container 11 And a power supply unit 29 that is a power supply unit that generates glow discharge by applying a voltage between the power supply unit 21 and the power supply unit 21.

また、この分析装置は、支持ブロック22に取り付けられた試料容器11と支持ブロック22との間の容器側空間Sを真空引きする容器側減圧手段と、容器側空間Sへ不活性ガスを導入する容器側導入手段とを兼ねるものとして、容器側吸排気孔25を備えている。容器側吸排気孔25は、アルゴンガス供給路25aと真空排気路25bを切り替えるバルブ26に連結されている。切り替えバルブを用いず、容器側減圧手段としての容器側排気孔と、容器側導入手段としてのアルゴンガス供給孔とを別々に備えてもよい。なお、図1において図5と同等のものには同一の符号を付して、説明を省略する。   Further, this analyzer introduces an inert gas into the container-side space S, and a container-side decompression means for evacuating the container-side space S between the sample container 11 and the support block 22 attached to the support block 22. A container-side intake / exhaust hole 25 is provided as a container-side introducing means. The container-side intake / exhaust hole 25 is connected to a valve 26 that switches between an argon gas supply path 25a and a vacuum exhaust path 25b. Instead of using the switching valve, a container-side exhaust hole as the container-side decompression means and an argon gas supply hole as the container-side introduction means may be provided separately. In FIG. 1, the same components as those in FIG.

図2は、図1の試料容器11の分析装置への取り付け前の状態を示す断面図である。この試料容器11は、リチウムイオン電池素材のような、不活性ガス雰囲気中での取り扱いを要し、かつ、押圧されると剥離、破損するおそれがある試料12を収容し、グロー放電発光分光分析装置の陽極管3dに試料12が対向するように保持する試料容器11であって(図1)、まず、貫通孔19aが形成された底部19b、その底部19bに周設された側部19c、および、その側部19cの開放端が囲む開口を塞ぐようにグロー放電発光分光分析装置へ取り付けるための着脱自在の取付部19dを有する容器本体19を備えている。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state before the sample container 11 of FIG. 1 is attached to the analyzer. This sample container 11 contains a sample 12 that needs to be handled in an inert gas atmosphere, such as a lithium ion battery material, and may be peeled off or damaged when pressed. The sample container 11 holds the sample 12 so as to face the anode tube 3d of the apparatus (FIG. 1). First, a bottom portion 19b in which a through-hole 19a is formed, a side portion 19c provided around the bottom portion 19b, And the container main body 19 which has the attachment part 19d which can be attached or detached for attaching to a glow discharge emission-spectral-analysis apparatus so that the opening which the open end of the side part 19c surrounds may be plugged up is provided.

底部19bは、例えば円板状であってその周辺部に貫通孔19aが形成され、側部19cは、例えば円筒状である。取付部19dには、軸方向(図2の紙面の左右方向)の図示しない貫通孔が複数設けられるとともに、支持ブロック22(図1)の対応する箇所に図示しないねじ孔が設けられており、取付部19dの貫通孔を貫通してボルト23(図1)がねじ込まれることにより、試料容器11が着脱自在にグロー放電発光分光分析装置へ取り付けられる。また、取付部19dのグロー放電発光分光分析装置への対向面には、円周状の溝が設けられてシール部材であるOリング7Cが嵌め込まれているので、試料容器11はグロー放電発光分光分析装置へ気密に取り付けられる。   The bottom portion 19b has a disk shape, for example, and a through hole 19a is formed in the periphery thereof, and the side portion 19c has a cylindrical shape, for example. The mounting portion 19d is provided with a plurality of through holes (not shown) in the axial direction (left and right direction in FIG. 2), and screw holes (not shown) are provided at corresponding portions of the support block 22 (FIG. 1). When the bolt 23 (FIG. 1) is screwed through the through-hole of the attachment portion 19d, the sample container 11 is detachably attached to the glow discharge optical emission spectrometer. In addition, since a circumferential groove is provided on the surface of the mounting portion 19d facing the glow discharge emission spectroscopic analyzer and the O-ring 7C as a seal member is fitted, the sample container 11 has a glow discharge emission spectroscopy. Airtightly attached to the analyzer.

また、この試料容器11は、貫通孔19aに進退可能に貫装され、先端部の凹入部21aに試料12が取り付けられるとともに、凹入部21aの外周にグロー放電発光分光分析装置への当接部21bを有する試料保持部21を備えている。貫通孔19aは、この例では内側(図2の紙面の右側)の大径部と外側(図2の紙面の左側)の小径部からなり、試料保持部21は、例えば黄銅製の段付き円柱状で、貫通孔19aの大径部と小径部に対応する、内側の大径部と外側の小径部からなり、小径部において図示しないシール部材を介して気密にかつ摺動自在に底部19bに取り付けられることにより、軸方向に進退可能に、貫通孔19aに貫装されている。試料保持部21の大径部すなわち先端部は、凹入した底面に試料12が例えば接着で取り付けられる凹入部21aと、凹入部21aの外周で輪状に突出した、グロー放電発光分光分析装置の支持ブロック22(図1)への当接部21bとからなっており、当接部21bにおいて凹入部21aを囲うように円周状の溝が設けられてシール部材であるOリング7Aが嵌め込まれている。凹入部21aの底面からの当接部21bの突出寸法は、試料12の厚さに合わせて適宜決められる。   The sample container 11 is inserted in the through-hole 19a so as to be able to advance and retreat, the sample 12 is attached to the recessed portion 21a at the tip portion, and a contact portion with the glow discharge optical emission spectrometer on the outer periphery of the recessed portion 21a. A sample holder 21 having 21b is provided. In this example, the through-hole 19a is composed of a large-diameter portion on the inner side (right side of the paper surface of FIG. 2) and a small-diameter portion on the outer side (left side of the paper surface of FIG. 2), and the sample holding portion 21 is, for example, a stepped circle made of brass It is columnar and consists of an inner large-diameter portion and an outer small-diameter portion corresponding to the large-diameter portion and small-diameter portion of the through-hole 19a. The small-diameter portion is airtightly and slidable through a seal member (not shown) to the bottom portion 19b. By being attached, it is penetrated by the through-hole 19a so that it can advance and retract in the axial direction. The large-diameter portion, that is, the distal end portion of the sample holding portion 21 is a support for a glow discharge emission spectroscopic analyzer in which a sample 12 is attached to the recessed bottom surface by adhesion, for example, and a ring-shaped protrusion is formed on the outer periphery of the recessed portion 21a. It comprises a contact portion 21b to the block 22 (FIG. 1). A circumferential groove is provided in the contact portion 21b so as to surround the recessed portion 21a, and an O-ring 7A as a seal member is fitted therein. Yes. The projecting dimension of the contact portion 21b from the bottom surface of the recessed portion 21a is appropriately determined according to the thickness of the sample 12.

さらに、この試料容器11は、凹入部21aの開口を開閉させるシャッター20を備え、シャッター20と協働するように、容器本体19の底部19bに形成された貫通孔19aの、大径部の開口つまり内側開口を囲うように、底部19bに円周状の溝が設けられてシール部材であるOリング7Bが嵌め込まれている。シャッター20は、底部19bの例えば中心において軸方向に設けられた貫通孔に図示しないシール部材を介して気密にかつ回転自在に取り付けられた回転軸20bと、Oリング7Bを介して貫通孔19aの内側開口を密閉できる、つまり凹入部21aの開口を密閉できる寸法形状であって、例えば略扇形で幅が狭くなった端部が回転軸20bの内側端部に固定されるシャッター板20aと、回転軸20bの外側端部から回転軸20bと直交する方向に延びる棒状のハンドル20cとからなる。   Furthermore, the sample container 11 includes a shutter 20 that opens and closes the opening of the recessed portion 21a, and the large-diameter opening of the through hole 19a formed in the bottom 19b of the container body 19 so as to cooperate with the shutter 20. That is, a circumferential groove is provided in the bottom portion 19b so as to surround the inner opening, and an O-ring 7B as a seal member is fitted. The shutter 20 includes a rotary shaft 20b that is airtightly and rotatably attached to a through-hole provided in the axial direction, for example, at the center of the bottom portion 19b via a seal member (not shown), and a through-hole 19a that passes through an O-ring 7B. A shutter plate 20a having a dimension and shape that can seal the inner opening, that is, the opening of the recessed portion 21a, for example, a fan-shaped end having a narrow width, which is fixed to the inner end of the rotating shaft 20b, and a rotation It consists of a rod-shaped handle 20c extending in the direction orthogonal to the rotating shaft 20b from the outer end of the shaft 20b.

回転軸20bには、半径方向に突出するピン状の突起部20dが設けられている。一方、底部19bの外側には、回転軸20bが貫通する円筒状のカム部材24が取り付けられ、カム部材24には、螺旋状の切欠きであるカム溝24aが形成されており、そのカム溝24aに回転軸20bの突起部20dが係合している。このような構成により、操作者がハンドル20cを握って回転軸20bを180度回転させることにより、凹入部21aの開口を開閉させることができ、凹入部21aの開口を閉める方向に回転軸20bを回転させた際には、回転軸20bが軸方向外側に移動することにより、シャッター板20aがOリング7Bに押し付けられる。図2において、凹入部21aの開口が開いている状態のシャッター板20aを二点鎖線で示し、閉じている状態のシャッター板20aを実線で示している。   The rotating shaft 20b is provided with a pin-shaped protrusion 20d protruding in the radial direction. On the other hand, a cylindrical cam member 24 through which the rotating shaft 20b passes is attached to the outside of the bottom portion 19b, and the cam member 24 is formed with a cam groove 24a which is a spiral cutout. A protrusion 20d of the rotary shaft 20b is engaged with 24a. With such a configuration, when the operator holds the handle 20c and rotates the rotary shaft 20b by 180 degrees, the opening of the recessed portion 21a can be opened and closed, and the rotary shaft 20b is closed in a direction to close the opening of the recessed portion 21a. When rotating, the rotating shaft 20b moves outward in the axial direction, whereby the shutter plate 20a is pressed against the O-ring 7B. In FIG. 2, the shutter plate 20a in a state where the opening of the recessed portion 21a is open is indicated by a two-dot chain line, and the shutter plate 20a in a closed state is indicated by a solid line.

そして、この試料容器11は、図1に示すように、取付部19dによりグロー放電発光分光分析装置の支持ブロック22に取り付けられ、シャッター20により凹入部21aの開口が開いた状態で、図示しない押圧手段または操作者によって試料保持部21がシール部材7Aを介して支持ブロック22へ押圧されて当接部21bが支持ブロック22に当接することにより、試料12が、シール部材7Aとは非接触で、何にも押圧されることなく、グロー放電発光分光分析装置の陽極管3dに適切なギャップをもって対向する。   As shown in FIG. 1, the sample container 11 is attached to the support block 22 of the glow discharge emission spectroscopic analyzer by the attaching portion 19d, and the pressing of the notch portion 21a is not shown in the state where the opening of the recessed portion 21a is opened by the shutter 20. The sample holding part 21 is pressed against the support block 22 via the seal member 7A by means or an operator, and the contact part 21b comes into contact with the support block 22, so that the sample 12 is not in contact with the seal member 7A. Without being pressed by anything, it faces the anode tube 3d of the glow discharge optical emission spectrometer with an appropriate gap.

この試料容器11を備えたグロー放電発光分光分析装置は、以下のような手順で使用される。まず、図2に二点鎖線で示したように凹入部21aの開口が開いている状態で、試料容器11を窒素、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気のチャンバー内に置き、試料保持部21の凹入部21aの底面に、同じチャンバー内に用意しておいた試料12を例えば接着で取り付け、ハンドル20cを回転させてシャッター板20aを移動し、実線で示すように凹入部21aの開口を閉じる。これにより、試料12は不活性ガス雰囲気中に密封されるので、試料容器11をチャンバーから出してグロー放電発光分光分析装置まで搬送し、図1のように、ボルト23により支持ブロック22に取り付ける。   The glow discharge optical emission spectrometer equipped with the sample container 11 is used in the following procedure. First, as shown by a two-dot chain line in FIG. 2, the sample container 11 is placed in a chamber of an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon while the opening of the recessed portion 21a is open, and the recessed portion of the sample holding portion 21 is placed. The sample 12 prepared in the same chamber is attached to the bottom surface of the insertion portion 21a by, for example, adhesion, the handle 20c is rotated to move the shutter plate 20a, and the opening of the depression portion 21a is closed as indicated by a solid line. As a result, the sample 12 is sealed in an inert gas atmosphere, so the sample container 11 is taken out of the chamber and transported to the glow discharge emission spectroscopic analyzer, and attached to the support block 22 with bolts 23 as shown in FIG.

次に、グリムグロー放電管10が支持ブロック22において有する容器側吸排気孔25により、容器側空間S(このときは図2に実線で示したように閉じているシャッター板20aと支持ブロック22との間の試料容器11内の空間)、および容器側空間Sと連通している支持ブロック22の内方空間Vを真空引きする。次に、ハンドル20cを回転させてシャッター板20aを移動し、図1に示すように凹入部21aの開口を開け、試料保持部21の小径部を内側に押すことにより、シール部材7Aを介して支持ブロック22へ押圧し、当接部21bを支持ブロック22に当接させる。これにより、試料12が、シール部材7Aとは非接触で、何にも押圧されることなく、陽極管3dに適切なギャップをもって対向する。   Next, the container-side space S (the shutter plate 20a closed at this time as shown by the solid line in FIG. 2 and the support block 22) is formed by the container-side intake / exhaust holes 25 that the Grimm glow discharge tube 10 has in the support block 22. The space in the sample container 11 between) and the inner space V of the support block 22 communicating with the container side space S are evacuated. Next, the handle 20c is rotated to move the shutter plate 20a, the opening of the recessed portion 21a is opened as shown in FIG. 1, and the small diameter portion of the sample holding portion 21 is pushed inward, so that the seal member 7A is interposed. By pressing the support block 22, the contact portion 21 b is brought into contact with the support block 22. As a result, the sample 12 is not in contact with the seal member 7A and faces the anode tube 3d with an appropriate gap without being pressed by anything.

次に、容器側吸排気孔25による真空引きを続けたまま、第1および第2真空排気孔3b,3cにより支持ブロック22の内方空間Vを真空引きし、容器側空間S(このときは図1に示すように内方空間Vと連通していない試料容器11内の空間)および内方空間Vが十分に減圧されたら、容器側吸排気孔25ならびに第1および第2真空排気孔3b,3cによる真空引きを終わり、アルゴンガス供給孔3aおよび容器側吸排気孔25により、内方空間Vおよび容器側空間Sをアルゴン雰囲気にする。そして、電源部29により陽極ブロック3と試料保持部21との間に電圧を印加してグロー放電を発生させ、分析を開始する。   Next, while the evacuation by the container side intake / exhaust hole 25 is continued, the inner space V of the support block 22 is evacuated by the first and second vacuum exhaust holes 3b and 3c, and the container side space S (in this case, FIG. When the inner space V) and the inner space V are sufficiently depressurized as shown in FIG. 1, the container-side intake / exhaust holes 25 and the first and second vacuum exhaust holes 3b, 3c After the evacuation is completed, the inner space V and the container-side space S are brought into an argon atmosphere by the argon gas supply hole 3a and the container-side intake / exhaust hole 25. Then, a voltage is applied between the anode block 3 and the sample holder 21 by the power supply unit 29 to generate glow discharge, and analysis is started.

なお、試料容器11は、図4に示す変形例のように、貫通孔19aが小径部のみからなり、底部19bに円周状の溝およびOリング7B(図2)が設けられず、当接部21bの溝に嵌め込まれたOリング7Aが、シャッター20と協働して凹入部21aの開口を開閉させる機能を兼ね備えるようにしてもよい。   In the sample container 11, as in the modification shown in FIG. 4, the through-hole 19 a consists of only a small diameter part, and the circumferential groove and the O-ring 7 </ b> B (FIG. 2) are not provided in the bottom part 19 b. The O-ring 7A fitted in the groove of the portion 21b may have a function of opening and closing the opening of the recessed portion 21a in cooperation with the shutter 20.

以上のような試料容器11を備えたグロー放電発光分光分析装置によれば、試料保持部21に取り付けられた試料12を不活性ガス雰囲気中に密封して分析装置まで搬送でき、かつ、試料保持部21がシール部材7Aを介して分析装置の支持ブロック22へ押圧されることにより、試料12がシール部材7Aとは非接触で陽極管3dに対向するので、試料12が空気に曝されることも押圧されることもなく、したがって、不活性ガス雰囲気中での取り扱いを要し、かつ、押圧されると剥離、破損するおそれがある試料12について、正確なグロー放電発光分光分析ができる。なお、グロー放電発光分光分析装置から取り外した試料容器11は、単独でも本発明の一実施形態をなす。   According to the glow discharge optical emission spectrometer equipped with the sample container 11 as described above, the sample 12 attached to the sample holder 21 can be sealed in an inert gas atmosphere and conveyed to the analyzer, and the sample can be held. When the portion 21 is pressed against the support block 22 of the analyzer through the seal member 7A, the sample 12 faces the anode tube 3d in a non-contact manner with the seal member 7A, so that the sample 12 is exposed to air. Therefore, accurate glow discharge emission spectroscopic analysis can be performed on the sample 12 which is not pressed and therefore needs to be handled in an inert gas atmosphere and may be peeled off or damaged when pressed. Note that the sample container 11 removed from the glow discharge optical emission spectrometer is a single embodiment of the present invention.

3 陽極ブロック
3a 導入手段(アルゴンガス供給孔)
3b,3c 減圧手段(真空排気孔)
3d 陽極管
7A シール部材(Oリング)
11 試料容器
12 試料
19 容器本体
19a 貫通孔
19b 底部
19c 側部
19d 取付部
20 シャッター
21 試料保持部
21a 凹入部
21b 当接部
22 支持ブロック
25 容器側減圧手段、容器側導入手段
29 給電手段(電源部)
S 容器側空間
V 内方空間
3 Anode block 3a introduction means (argon gas supply hole)
3b, 3c Pressure reducing means (vacuum exhaust hole)
3d Anode tube 7A Seal member (O-ring)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Sample container 12 Sample 19 Container main body 19a Through-hole 19b Bottom part 19c Side part 19d Mounting part 20 Shutter 21 Sample holding part 21a Recessed part 21b Contact part 22 Support block 25 Container side decompression means, container side introduction means 29 Power supply means (power supply Part)
S Container side space V Inner space

Claims (2)

試料を収容し、グロー放電発光分光分析装置の陽極管に試料が対向するように保持する試料容器であって、
貫通孔が形成された底部、その底部に周設された側部、および、その側部の開放端が囲む開口を塞ぐようにグロー放電発光分光分析装置へ取り付けるための着脱自在の取付部を有する容器本体と、
前記貫通孔に進退可能に貫装され、先端部の凹入部に試料が取り付けられるとともに、前記凹入部の外周にグロー放電発光分光分析装置への当接部を有する試料保持部と、
前記凹入部の開口を開閉させるシャッターとを備え、
前記取付部によりグロー放電発光分光分析装置に取り付けられ、前記シャッターにより前記凹入部の開口が開いた状態で、前記試料保持部がシール部材を介してグロー放電発光分光分析装置へ押圧されて前記当接部がグロー放電発光分光分析装置に当接することにより、試料が前記シール部材とは非接触でグロー放電発光分光分析装置の陽極管に対向する試料容器。
A sample container that contains a sample and holds the sample so as to face the anode tube of a glow discharge optical emission spectrometer,
A bottom portion in which a through-hole is formed, a side portion provided around the bottom portion, and a detachable attachment portion for attaching to the glow discharge optical emission spectrometer so as to close an opening surrounded by an open end of the side portion. A container body;
A sample holding part that is inserted in the through hole so as to be able to advance and retreat, a sample is attached to the recessed part of the tip part, and a peripheral part of the recessed part has a contact part with a glow discharge optical emission spectrometer.
A shutter for opening and closing the opening of the recessed portion,
The sample holder is pressed against the glow discharge emission spectroscopic analyzer through a seal member in a state where the attachment portion is attached to the glow discharge emission spectrometer and the opening of the recessed portion is opened by the shutter. A sample container in which the contact portion is in contact with the glow discharge optical emission spectrometer, so that the sample faces the anode tube of the glow discharge optical emission spectrometer without contacting the seal member.
陽極管を有する陽極ブロックと、
前記陽極管を収納する内方空間を有する支持ブロックと、
この支持ブロックの内方空間を真空引きする減圧手段と、
前記内方空間へ不活性ガスを導入する導入手段と、
請求項1に記載の試料容器と、
前記支持ブロックに取り付けられた前記試料容器と前記支持ブロックとの間の容器側空間を真空引きする容器側減圧手段と、
前記容器側空間へ不活性ガスを導入する容器側導入手段と、
前記陽極ブロックと前記試料容器の試料保持部との間に電圧を印加してグロー放電を発生させる給電手段とを備えたグロー放電発光分光分析装置。
An anode block having an anode tube;
A support block having an inner space for accommodating the anode tube;
Decompression means for evacuating the inner space of the support block;
Introducing means for introducing an inert gas into the inner space;
A sample container according to claim 1;
Container-side decompression means for evacuating the container-side space between the sample container and the support block attached to the support block;
Container-side introduction means for introducing an inert gas into the container-side space;
A glow discharge emission spectroscopic analysis apparatus comprising: a power feeding unit that applies a voltage between the anode block and a sample holding portion of the sample container to generate glow discharge.
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