JP6201499B2 - 分析装置 - Google Patents

Description

本発明は、ノーマルクローズ電磁弁を制御する分析装置に関し、特に真空容器の内部に配置された試料を分析するエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置に関する。

試料中に含まれる元素の濃度を算出するために、エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
図３は、従来のエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置の構成の一例を示す概略構成図である。エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置１０１は、試料Ｓが内部に配置される分析チャンバ（真空容器）２０と、分析チャンバ２０に取り付けられたＸ線管（図示せず）及び検出器（図示せず）と、真空オプション１５０と、エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置１０１全体を制御するメイン基板（制御基板）３０とを備える。

分析チャンバ２０は、四角形板状の試料ベース２３と、四角形板状の上面を有する四角筒形状の上部チャンバ（試料室）２１と、Ｖ字形状の筐体を有する下部チャンバ（測定室）２２とを有する。試料ベース２３の中央部には、円形状の開口が形成されている。上部チャンバ２１の一つの側壁の下面と試料ベース２３の上面側の一辺とが軸となるように、上部チャンバ２１は試料ベース２３に対して回転可能に取り付けられている。また、下部チャンバ２２は、開口を塞ぐように試料ベース２３の下面側に取り付けられている。そして、上部チャンバ２１と下部チャンバ２２との内部は、真空オプション１５０と真空用配管２５を介して連結されている。

このような分析チャンバ２０によれば、上部チャンバ２１を開くことにより、試料Ｓの分析面が開口を塞ぐように試料Ｓを配置することができ、試料Ｓを配置した後、上部チャンバ２１を閉めて、上部チャンバ２１と下部チャンバ２２との内部を真空オプション１５０によって高真空に排気したり、試料Ｓを分析した後、上部チャンバ２１と下部チャンバ２２との内部に真空オプション１５０によって外気を導入したりすることができるようになっている。

ここで、上部チャンバ２１と下部チャンバ２２との内部を所定のタイミングで高真空にしたり大気圧にしたりする真空オプション１５０について説明する。真空オプション１５０は、流路ブロック５１と、ロータリポンプ（ＲＰ）６０と、スイッチボックス（電源スイッチ）６１と、ＡＣ電源（交流電源）６２と、ノーマルクローズ電磁弁（ＮＣ電磁弁、定格２４Ｖ、２５０ｍＡ）７０と、ピラニゲージ（真空計）８１と、圧力センサ８２を有する中継基板（制御基板）１８０とを備える。

流路ブロック５１には、流路ブロック５１を貫通する主流路５２と、主流路５２の第一地点と外部とが連結された第一流路５３と、主流路５２の第二地点と外部とが連結された第二流路５４と、主流路５２の第三地点と外部とが連結された第三流路５５とが形成されている。そして、主流路５２の一端部は、真空用配管２５と連結されるとともに、主流路５２の他端部は、ピラニゲージ８１と連結されている。

第一流路５３は、ロータリポンプ６０と連結されており、ロータリポンプ６０は、スイッチボックス６１を介してＡＣ電源６２と電気的に接続されている。そして、スイッチボックス６１は、メイン基板３０と電気的に接続されている。これにより、ロータリポンプ６０は、メイン基板３０からの制御信号によってスイッチボックス６１がＯＮ状態になることで、ＡＣ電源６２から電力が供給されて作動し、一方、メイン基板３０からの制御信号によってスイッチボックス６１がＯＦＦ状態になることで、ＡＣ電源６２からの電力供給が止まり、動作を停止するようになっている。

第二流路５４は、ＮＣ電磁弁７０と連結されている。ＮＣ電磁弁７０は、電力が供給されていないときには閉状態となっており、電力が供給されたときに開状態に変化する弁であって、中継基板１８０と電気的に接続されている。これにより、ＮＣ電磁弁７０は、中継基板１８０から電力が供給されるまで、閉状態（遮断状態）となっており、中継基板１８０から所定のタイミングで電力が供給されると、開状態（流通状態）になり、第二流路５４内に外気を導入するようになっている。

第三流路５５は、中継基板１８０に設けられた圧力センサ８２と連結されている。また、中継基板１８０にはピラニゲージ８１が電気的に接続されている。そして、中継基板１８０は、メイン基板３０とも電気的に接続されている。

このような真空オプション１５０によれば、ユーザが分析を開始するときには、上部チャンバ２１の内部に試料Ｓを配置した後、上部チャンバ２１を閉めて、メイン基板３０から制御信号をスイッチボックス６１に出力することで、スイッチボックス６１をＯＮ状態にする。これにより、ロータリポンプ６０は、ＡＣ電源６２から電力が供給されて作動し、上部チャンバ２１と下部チャンバ２２の内部を高真空に排気する。なお、このとき、ＮＣ電磁弁７０は閉状態になっている。

その後、ユーザが分析を終了するときには、メイン基板３０から制御信号をスイッチボックス６１と中継基板１８０とに出力することで、スイッチボックス６１をＯＦＦ状態にするとともに、中継基板１８０からＮＣ電磁弁７０に電力が供給される。これにより、ロータリポンプ６０は、動作を停止するとともに、ＮＣ電磁弁７０は開状態になり、第二流路５４内に外気が導入される。そして、中継基板１８０からＮＣ電磁弁７０に電力が供給されている間、ＮＣ電磁弁７０は開状態を維持し、上部チャンバ２１と下部チャンバ２２との内部が大気圧になる。圧力センサ８２が大気圧になったことを検知すると、中継基板１８０からＮＣ電磁弁７０への電力供給を停止してＮＣ電磁弁７０は閉状態に戻る。

特開２００６−２４２６６３号公報

しかしながら、上述したようなエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置１０１では、分析を行っている最中に停電が発生すると、ロータリポンプ６０にＡＣ電源６２から電力が供給されなくなり、ロータリポンプ６０は動作を停止する。このとき、上部チャンバ２１と下部チャンバ２２との内部は高真空状態であるため、ロータリポンプ６０から上部チャンバ２１と下部チャンバ２２との内部にオイル等の物質が移動することになるが、停電が発生しているため、大気圧にするためのＮＣ電磁弁７０に電力を供給することができず、上部チャンバ２１と下部チャンバ２２との内部がオイル等の物質によって汚れるということがあった。
そこで、本発明は、停電が発生しても、真空容器の内部が汚れることを防止することができる分析装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明の分析装置は、真空容器の内部を真空にするためのポンプと、前記真空容器の内部を大気圧にするためのノーマルクローズ電磁弁と、前記ポンプに電源からの電力を供給するＯＮ状態か、前記ポンプに電源からの電力を供給しないＯＦＦ状態かのいずれかの状態とする電源スイッチと、前記電源スイッチに制御信号を出力するとともに、前記ノーマルクローズ電磁弁を開状態とする際には前記ノーマルクローズ電磁弁に電力を供給する制御基板とを備える分析装置であって、所定量の電力を蓄える充電回路を備え、前記ＯＮ状態の際に前記ポンプに電源から電力が供給されなくなったときには、前記ノーマルクローズ電磁弁に前記充電回路から所定量の電力を供給することで、前記真空容器の内部を大気圧にするようにしている。

本発明の分析装置によれば、分析を行っている最中に停電が発生すると、電源からポンプへの電力供給が止まってポンプは動作を停止する。このとき、停電中のためノーマルクローズ電磁弁に外部から電力を供給することはできないが、充電回路から所定量の電力が供給される。これにより、ノーマルクローズ電磁弁は開状態になり、真空容器の内部に外気が導入される。その結果、真空容器の内部が大気圧になり、ポンプから真空容器内へのオイル等の物質の移動を防止することができる。

以上のように、本発明の分析装置によれば、停電が発生した際に真空容器の内部が汚れることを防止することができる。

（他の課題を解決するための手段及び効果）
また、上記の発明において、前記充電回路は、前記ノーマルクローズ電磁弁を開状態とするための第一所定量の電力を蓄える第一コンデンサと、前記第一コンデンサによって開状態となった前記ノーマルクローズ電磁弁の開状態を維持するための第二所定量の電力を蓄える第二コンデンサとを有するようにしてもよい。
本発明の分析装置によれば、ノーマルクローズ電磁弁を開状態とするためには高い電力が必要となり、ノーマルクローズ電磁弁の開状態を維持するためには低い電力で充分であるため、その役割を個別のコンデンサに与えることができる。

さらに、上記の発明において、前記真空容器の内部には、試料が配置されるようになっており、前記試料にＸ線を照射するＸ線管と、前記試料からの蛍光Ｘ線の強度を検出する検出器とを備えるようにしてもよい。

本発明のエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置の一例を示す概略構成図。 図１に示す充電回路の回路図。 従来のエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置を示す概略構成図。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれることはいうまでもない。

図１は、本発明に係るエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置の構成の一例を示す概略構成図である。なお、上述したエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置１０１と同様のものについては、同じ符号を付している。
エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置１は、試料Ｓが内部に配置される分析チャンバ（真空容器）２０と、分析チャンバ２０に取り付けられたＸ線管（図示せず）及び検出器（図示せず）と、真空オプション５０と、エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置１全体を制御するメイン基板（制御基板）３０とを備える。

真空オプション５０は、流路ブロック５１と、ロータリポンプ（ＲＰ）６０と、スイッチボックス（電源スイッチ）６１と、ＡＣ電源（交流電源）６２と、ノーマルクローズ電磁弁（ＮＣ電磁弁、定格２４Ｖ、２５０ｍＡ）７０と、ピラニゲージ（真空計）８１と、圧力センサ８２を有する中継基板（制御基板）８０と、充電回路８５とを備える。ここで、図２は、図１に示す充電回路８５の回路図である。

充電回路８５は、第一コンデンサ８５ｂと第二コンデンサ８５ｃとリレー８５ａとを有する。第一コンデンサ８５ｂは、ＮＣ電磁弁７０を開状態とするための第一所定量（例えば２４Ｖ）の電力を蓄えることが可能なものである。また、第二コンデンサ８５ｃは、第一コンデンサ８５ｂによって開状態となったＮＣ電磁弁７０の開状態を維持するための第二所定量（例えば１２Ｖ）の電力を蓄えることが可能なものである。そして、リレー８５ａは、２４Ｖの電力が供給されなくなったときには、１ｐｉｎと５ｐｉｎとを導通するように構成されている。

このような充電回路８５によれば、中継基板８０から２４Ｖの電力が供給されることで、第一コンデンサ８５ｂと第二コンデンサ８５ｃとに所定量の電力が蓄えられていく。そして、第一コンデンサ８５ｂと第二コンデンサ８５ｃとに所定量の電力が蓄えられた後、中継基板８０から２４Ｖの電力が供給されなくなったとき、つまり停電が発生したときには、リレー８５ａは１ｐｉｎと５ｐｉｎとを導通し、ＮＣ電磁弁７０に第一コンデンサ８５ｂから電力が供給され、ＮＣ電磁弁７０が開状態になり、その後、第二コンデンサ８５ｃから電力が供給され、開状態が所定時間（例えば３分）維持されるようになっている。

ここで、真空オプション５０の動作について説明する。ユーザが分析を開始するときには、上部チャンバ２１の内部に試料Ｓを配置した後、上部チャンバ２１を閉めて、メイン基板３０から制御信号をスイッチボックス６１に出力することで、スイッチボックス６１をＯＮ状態にする。これにより、ロータリポンプ６０は、ＡＣ電源６２から電力が供給されて作動し、上部チャンバ２１と下部チャンバ２２との内部を高真空に排気する。一方、中継基板８０から２４Ｖの電力が供給されることで、第一コンデンサ８５ｂと第二コンデンサ８５ｃとに所定量の電力が蓄えられていく。

ユーザが分析を終了するときには、メイン基板３０から制御信号をスイッチボックス６１と中継基板８０とに出力することで、スイッチボックス６１をＯＦＦ状態にするとともに、中継基板８０からＮＣ電磁弁７０に２４Ｖの電力が供給される。これにより、ロータリポンプ６０は、動作を停止するとともに、ＮＣ電磁弁７０は開状態になり、第二流路５４内に外気が導入される。そして、中継基板８０からＮＣ電磁弁７０に２４Ｖの電力が供給されている間、ＮＣ電磁弁７０は開状態を維持し、上部チャンバ２１と下部チャンバ２２との内部が大気圧になる。圧力センサ８２が大気圧になったことを検知すると、中継基板８０からＮＣ電磁弁７０に２４Ｖの電力を供給することを停止し、ＮＣ電磁弁７０は閉状態に戻る。

そして、本発明に係る真空オプション５０によれば、分析を行っている最中に、停電が発生すると、ロータリポンプ６０にＡＣ電源６２から電力が供給されなくなり、ロータリポンプ６０は動作を停止する。また、充電回路８５にも中継基板８０から２４Ｖの電力が供給されなくなる。その結果、リレー８５ａは１ｐｉｎと５ｐｉｎとを導通する。そして、ＮＣ電磁弁７０に第一コンデンサ８５ｂから電力が供給され、ＮＣ電磁弁７０は開状態になり、その後、第二コンデンサ８５ｃから電力が供給され、開状態が所定時間（例えば３分）維持される。これにより、第二流路５４内に外気が導入され、上部チャンバ２１と下部チャンバ２２との内部が大気圧になる。

以上のように、本発明のエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置１によれば、使用中に停電が発生しても、上部チャンバ２１と下部チャンバ２２との内部がロータリポンプ６０のオイル等によって汚れることを防止することができる。

本発明は、ノーマルクローズ電磁弁を制御する分析装置に利用することができる。

１ エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置（分析装置）
２０ 分析チャンバ（真空容器）
３０ メイン基板（制御基板）
６０ ロータリポンプ
６１ スイッチボックス（電源スイッチ）
６２ ＡＣ電源
７０ ノーマルクローズ電磁弁
８０ 中継基板（制御基板）
８５ 充電回路

Claims (3)

1. 真空容器の内部を真空にするためのポンプと、
   前記真空容器の内部を大気圧にするためのノーマルクローズ電磁弁と、
   前記ポンプに電源からの電力を供給するＯＮ状態か、前記ポンプに電源からの電力を供給しないＯＦＦ状態かのいずれかの状態とする電源スイッチと、
   前記電源スイッチに制御信号を出力するとともに、前記ノーマルクローズ電磁弁を開状態とする際には前記ノーマルクローズ電磁弁に電力を供給する制御基板とを備える分析装置であって、
   所定量の電力を蓄える充電回路を備え、
   前記真空容器と前記ポンプが直接的に連結されており、
   前記ＯＮ状態の際に前記ポンプに電源から電力が供給されなくなったときには、前記ノーマルクローズ電磁弁に前記充電回路から所定量の電力を供給することで、前記真空容器の内部を大気圧にすることを特徴とする分析装置。
2. 前記充電回路は、前記ノーマルクローズ電磁弁を開状態とするための第一所定量の電力を蓄える第一コンデンサと、
   前記第一コンデンサによって開状態となった前記ノーマルクローズ電磁弁の開状態を維持するための第二所定量の電力を蓄える第二コンデンサとを有することを特徴とする請求項１に記載の分析装置。
3. 前記真空容器の内部には、試料が配置されるようになっており、
   前記試料にＸ線を照射するＸ線管と、
   前記試料からの蛍光Ｘ線の強度を検出する検出器とを備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の分析装置。
   

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