JP6328451B2 - 蛍光x線分析装置及びその制御方法 - Google Patents
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Description
上記のような課題に対して、特許文献1では、X線発生位置の変動を検出し、X線管の位置を能動的に補正するX線管装置が提案されている。すなわち、このX線管装置では、X線管の温度変動に伴うX線管焦点の変位量を補正用X線検出器で検出し、変位量が少なくなる方向にモータでX線管を移動させることで、位置を補正している。また、X線管に赤外線検出器を取り付け、X線管の温度変化を検出し、この温度変化に対応してX線管の位置を補正している。
すなわち、特許文献1に記載の技術では、X線管球位置の検出やX線管球位置の補正のために補正用X線検出器、モータ、ガイドレール等が必要になり、システムが複雑で高額になるという不都合があった。また、特許文献2の技術では、放熱により封入容器の温度上昇を抑制しているが、X線発生位置の安定化という観点では不十分であった。
なお、温度センサ及び温度調整部を筐体に取り付ける形式とすれば、他種類のX線源に対しても容易に対応可能となる。
すなわち、この蛍光X線分析装置では、温度調整部が、筐体を加熱可能な加熱機構も備えているので、筐体が一定温度よりも低温状態のときは加熱機構で加熱することができ、対応可能な温度領域を広げることができる。
すなわち、この蛍光X線分析装置では、制御部が、温度センサで検出した筐体の温度が一定温度になるまで分析の開始を制限する機能を有しているので、装置起動直後において低温状態の筐体を加熱機構で加熱して短時間で一定温度にすることができ、起動から分析開始までの待機時間を短縮することができる。また、筐体の温度が一定温度になる前に分析を開始してしまうことがなく、安定した分析を行うことができる。
すなわち、この蛍光X線分析装置では、制御部が、X線源全体が、検出した筐体の温度での熱平衡に達する速度を基準として、予め決定した所定の時間の経過により筐体の温度が一定温度になったことを判断する機能を更に有しているので、前記所定の時間の経過に基づいて分析を開始することができる。
すなわち、この蛍光X線分析装置では、冷却機構が、筐体表面の一部又は全部の面に設けた放熱機構を備えているので、放熱機構により筐体の熱を外部に放熱することで筐体を効果的に冷却することができる。
すなわち、この蛍光X線分析装置では、温度調整部が、筐体表面の一部又は全部の面に設けた液体ジャケットを備えているので、液体ジャケットの流路に流通させる液体の温度を制御することで、液体を介して筐体の温度を容易に調整することができる。
すなわち、本発明に係る蛍光X線分析装置によれば、筐体に設けられ筐体を冷却可能な冷却機構を少なくとも有した温度調整部と、温度センサで検出した温度情報に基づいて温度調整部を駆動し筐体の温度を一定に調整する制御部とを備えているので、簡易な機構でX線源の筐体の温度が一定となるように温度制御することができ、X線照射位置やX線強度の変動を抑制することができる。
また、上記温度調整部8は、筐体5を加熱可能な加熱機構9も備えている。
このX線管球2は、高圧絶縁油Lに浸けられてハウジングである筐体5内に格納されている。すなわち、X線管球2と筐体5とでX線源が構成されている。
上記集光素子3は、X線源2に位置調整機構(図示略)を介して取り付けられているコリメータ、モノキャピラリ又はポリキャピラリである。この集光素子3は、基端がX線管球2からの一次X線X1が入射可能に配されていると共に、集光された一次X線X1を出射する先端が試料台に向けて配されている。上記位置調整機構は、集光素子3の基端部を保持すると共に出力強度が最大となるようにX線管球2と集光素子3との相対的な位置を調整する既知の3軸調整機構である。なお、集光素子3としては、モノキャピラリ又はポリキャピラリが好ましいが、集束結晶等を採用しても構わない。また、集光素子の代わりに一次X線の一部を遮蔽することでX線の照射領域を限定するコリメータを用いてもよい。
上記冷却機構7は、筐体5上部表面に熱伝導性シートや熱伝導性グリース等の熱伝導体11を介して放熱機構として設置された放熱フィン10と、該放熱フィン10上に設置されたファン12とを備えている。
また、上記加熱機構9は、放熱フィン10とファン12との間に設置されたヒータである。
この制御部Cは、ファン12の風速等の放熱効果を制御可能であり、また加熱機構9のヒータによる加熱も制御可能である。制御部Cは、筐体5が一定温度に保持されるように温度調整部8をコントロールするが、前記一定温度は、例えば33℃であって±1℃の温度範囲内、好ましくは0.5℃の温度範囲内を一定温度として規定している。
また、制御部Cは、温度センサ6で検出した筐体5の温度が一定温度(例えば33℃±0.5℃)になるまで分析の開始を制限する機能を有している。
この蛍光X線分析装置1では、温度センサ6で検出した温度情報に基づいて温度調整部8を駆動して冷却又は加熱を行うことで筐体5を所定の温度範囲に調整する。
まず、装置を起動した際、温度センサ6が筐体5の温度を検出するが、まだ全体の温度が低く、予め設定している一定温度に達していないことから、制御部Cが加熱機構9のヒータによって筐体5を加熱する。この間、X線分析を開始しようとしても制御部Cによって制限されており、分析が開始されない。
さらに、温度調整部8が、筐体5を加熱可能な加熱機構9も備えているので、筐体5が一定温度よりも低温状態のときは加熱機構9で加熱することができ、対応可能な温度領域を広げることができる。
このように第2実施形態の蛍光X線分析装置21では、温度調整部28が、筐体5表面に設けた液体ジャケット20を備えているので、液体ジャケット20の流路20aに流通させる液体の温度を制御することで、液体を介して筐体5の温度を容易に調整することができる。
また、温度調整部の冷却機構又は加熱機構にペルチェデバイス等を採用しても構わない。
さらに、筐体内の高圧絶縁油の温度が筐体の温度と同等であるとして、高圧絶縁油の温度を測定するセンサを、筐体の温度を測定する温度センサとして採用しても構わない。
Claims (5)
- 試料に対して一次X線を照射するX線管球と、
前記X線管球から照射される前記一次X線の前記試料に対する照射面積を制限するX線照射領域限定機構と、
前記一次X線を照射された前記試料から発生する蛍光X線を検出する検出器と、
前記X線管球を収納してX線源を構成する筐体と、
前記筐体に設置された温度センサと、
前記筐体に設けられ前記筐体を冷却可能な冷却機構を少なくとも有した温度調整部と、
前記温度センサで検出した温度情報に基づいて前記温度調整部を駆動し前記筐体の温度を一定に調整する制御部とを備え、
前記温度調整部が、前記筐体を加熱可能な加熱機構も備え、
前記制御部が、前記温度センサで検出した前記筐体の温度が一定温度になるまでX線分析の開始を制限し、前記一定温度に達したことを前記温度センサが検出した後、制限していたX線分析の開始を解除する機能を有していることを特徴とする蛍光X線分析装置。 - 請求項1に記載の蛍光X線分析装置において、
前記制御部が、前記X線源全体が、検出した前記筐体の温度での熱平衡に達する速度を基準として、予め決定した所定の時間の経過により前記筐体の温度が一定温度になったことを判断する機能を更に有していることを特徴とする蛍光X線分析装置。 - 請求項1又は2に記載の蛍光X線分析装置において、
前記冷却機構が、前記筐体表面の一部又は全部の面に設けた放熱機構を備えていることを特徴とする蛍光X線分析装置。 - 請求項1又は2に記載の蛍光X線分析装置において、
前記温度調整部が、前記筐体表面の一部又は全部の面に設けた液体ジャケットを備えていることを特徴とする蛍光X線分析装置。 - 試料に対して一次X線を照射するX線管球と、
前記X線管球から照射される前記一次X線の前記試料に対する照射面積を制限する放射線制限素子と、
前記一次X線を照射された前記試料から発生する蛍光X線を検出する検出器と、
前記X線管球を収納してX線源を構成する筐体と、
前記筐体に設置された温度センサと、
前記筐体に設けられ前記筐体を冷却又は加熱可能な温度調整部と、を備えた蛍光X線分析装置の制御方法において、
前記蛍光X線分析装置が、前記温度センサで検出した温度情報に基づいて前記温度調整部を駆動して冷却又は加熱を行うことで前記筐体を所定の温度範囲に調整する制御部を備え、
前記制御部が、前記温度センサで検出した前記筐体の温度が一定温度になるまでX線分析の開始を制限し、前記一定温度に達したことを前記温度センサが検出した後、制限していたX線分析の開始を解除することを特徴とする蛍光X線分析装置の制御方法。
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