JP6467684B2 - X-ray fluorescence analyzer - Google Patents
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Description
本発明は、フィルムで測定面が覆われた試料の組成を求める蛍光X線分析装置に関する。 The present invention relates to an X-ray fluorescence analyzer for determining the composition of a sample whose measurement surface is covered with a film.
従来、蛍光X線分析において、そのままでは真空中で飛散してしまう液体試料、粉体試料については、フィルムで測定面を覆い、試料にフィルムを介して1次X線を照射して、試料から発生する蛍光X線の強度を、フィルムを介して測定している。X線はフィルムを透過する際に減衰する(吸収される)ので、正確な分析のためには何らかの補正が必要であるところ、従来技術として、例えば、以下のような蛍光X線分析方法がある(特許文献1参照)。 Conventionally, in a fluorescent X-ray analysis, for a liquid sample or a powder sample that is scattered in a vacuum as it is, the measurement surface is covered with a film, and the sample is irradiated with primary X-rays through the film, The intensity of the generated fluorescent X-ray is measured through a film. Since X-rays are attenuated (absorbed) when passing through the film, some correction is necessary for accurate analysis. For example, as a conventional technique, there is a fluorescent X-ray analysis method as described below. (See Patent Document 1).
この蛍光X線分析方法では、まず、主たる構成元素が既知で相異なる複数の標準試料について、真空中でその試料表面(測定面)が露出している第1の測定条件、不活性ガス雰囲気中でその試料表面が露出している第2の測定条件、および真空中でその試料表面が保護膜(フィルム)に覆われている第3の測定条件において、1次X線を照射して前記主たる構成元素から発生した蛍光X線の強度を測定する。そして、蛍光X線ごとに、第1の測定条件での蛍光X線の強度に対する第2および第3の測定条件での蛍光X線の強度の減衰率を算出して、それらの減衰率を記憶しておく。 In this fluorescent X-ray analysis method, first, for a plurality of standard samples whose main constituent elements are known and different from each other, in a first measurement condition in which the sample surface (measurement surface) is exposed in a vacuum, in an inert gas atmosphere In the second measurement condition in which the sample surface is exposed and in the third measurement condition in which the sample surface is covered with a protective film (film) in a vacuum, the main X The intensity of fluorescent X-rays generated from the constituent elements is measured. Then, for each fluorescent X-ray, the attenuation rate of the fluorescent X-ray intensity under the second and third measurement conditions with respect to the fluorescent X-ray intensity under the first measurement condition is calculated, and those attenuation rates are stored. Keep it.
次に、構成元素の含有率が未知である分析対象試料すなわち未知試料について、1次X線を照射して発生した蛍光X線の強度を測定し、蛍光X線ごとに、その強度を、未知試料の測定条件に応じて前記減衰率によって補正する。例えば、フィルムで測定面が覆われた未知試料を真空中で測定する場合には、第1の測定条件での蛍光X線の強度に対する第3の測定条件での蛍光X線の強度の減衰率によって補正する。 Next, the intensity of fluorescent X-rays generated by irradiating primary X-rays with respect to an analysis target sample with unknown constituent element content, ie, an unknown sample, is measured, and the intensity is unknown for each fluorescent X-ray. Correction is performed by the attenuation rate according to the measurement condition of the sample. For example, when an unknown sample whose measurement surface is covered with a film is measured in a vacuum, the attenuation rate of the intensity of the fluorescent X-rays in the third measurement condition relative to the intensity of the fluorescent X-rays in the first measurement condition Correct by.
しかし、フィルムによるX線の減衰率は、フィルムの組成および厚さ、X線の波長によって異なり、また、蛍光X線のみならず1次X線もフィルムを透過する際に減衰するので、フィルムで測定面が覆われた未知試料について上記の従来技術により正確な分析を行うためには、あらかじめ、未知試料の測定に用いるのと同じ組成および厚さのフィルムならびに同じ波長分布の1次X線を用いて、標準試料について測定を行い、蛍光X線ごとに減衰率を算出して記憶しておく必要がある。フィルムは多種多様であり、未知試料によって1次X線を切り換えて用いることもあるので、想定されるすべての減衰率について算出して記憶しておくのは多大な手間がかかり、現実的でない。 However, the attenuation rate of X-rays by the film varies depending on the composition and thickness of the film and the wavelength of the X-ray, and not only fluorescent X-rays but also primary X-rays are attenuated when passing through the film. In order to accurately analyze the unknown sample with the measurement surface covered by the above-described conventional technique, a film having the same composition and thickness as used for measurement of the unknown sample and a primary X-ray having the same wavelength distribution are used in advance. It is necessary to measure the standard sample and calculate and store the attenuation rate for each fluorescent X-ray. Since there are a wide variety of films and primary X-rays may be switched and used depending on an unknown sample, calculating and storing all of the assumed attenuation factors is time consuming and impractical.
本発明は前記従来の問題に鑑みてなされたもので、フィルムで測定面が覆われた試料について、簡便かつ正確に組成を求めることができる蛍光X線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-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a fluorescent X-ray analyzer that can easily and accurately determine the composition of a sample whose measurement surface is covered with a film.
前記目的を達成するために、本発明の蛍光X線分析装置は、まず、試料に1次X線を照射するX線源と、前記試料から発生する蛍光X線の強度を測定する検出手段と、前記試料について前記検出手段で測定した測定強度を記憶し、前記試料について仮定した組成に基づいて、前記1次X線により励起されて前記試料から発生する蛍光X線の理論強度を計算し、その理論強度と前記試料について記憶した測定強度を理論強度スケールに換算した換算測定強度とが合致するように、前記試料について仮定した組成を逐次近似的に修正計算して、前記試料の組成を算出する算出手段と、組成が前記算出手段に算出され記憶されたモニター試料と、前記試料の測定面がフィルムで覆われる場合の前記フィルムについて組成が入力される入力手段とを備えている。 In order to achieve the above object, an X-ray fluorescence analyzer of the present invention first comprises an X-ray source that irradiates a sample with primary X-rays, and a detection means that measures the intensity of the fluorescent X-rays generated from the sample. , Storing the measured intensity measured by the detection means for the sample, and calculating the theoretical intensity of fluorescent X-rays generated from the sample excited by the primary X-ray based on the assumed composition for the sample; Calculate the composition of the sample by successively correcting the assumed composition for the sample so that the theoretical intensity matches the measured measured intensity stored for the sample converted to the theoretical intensity scale. And a monitor sample whose composition is calculated and stored in the calculation means, and an input means for inputting the composition of the film when the measurement surface of the sample is covered with the film. To have.
そして、前記算出手段が、前記フィルムで測定面が覆われた前記モニター試料について前記検出手段で測定した測定強度を記憶し、前記モニター試料について記憶した組成、前記フィルムについて入力された組成および前記フィルムについて仮定した厚さに基づいて、前記フィルムで減衰した1次X線により励起され前記モニター試料から発生して前記フィルムで減衰する蛍光X線の理論強度を計算し、その理論強度と前記フィルムで測定面が覆われた前記モニター試料について記憶した測定強度を理論強度スケールに換算した換算測定強度とが合致するように、前記フィルムについて仮定した厚さを逐次近似的に修正計算して、前記フィルムの厚さを算出するとともに記憶する。 And the said calculation means memorize | stores the measurement intensity | strength measured with the said detection means about the said monitor sample with which the measurement surface was covered with the said film, the composition memorize | stored about the said monitor sample, the composition input about the said film, and the said film Based on the thickness assumed for the film, the theoretical intensity of fluorescent X-rays generated by the monitor sample and attenuated by the film excited by primary X-rays attenuated by the film is calculated. The thickness assumed for the film is successively approximated and corrected so that the measured intensity stored for the monitor sample covered with the measurement surface matches the converted measured intensity converted to a theoretical intensity scale, and the film Is calculated and stored.
前記算出手段は、さらに、前記フィルムで測定面が覆われた組成が未知の未知試料について前記検出手段で測定した測定強度を記憶し、前記未知試料について仮定した組成、前記フィルムについて入力された組成および前記フィルムについて記憶した厚さに基づいて、前記フィルムで減衰した1次X線により励起され前記未知試料から発生して前記フィルムで減衰する蛍光X線の理論強度を計算し、その理論強度と前記フィルムで測定面が覆われた前記未知試料について記憶した測定強度を理論強度スケールに換算した換算測定強度とが合致するように、前記未知試料について仮定した組成を逐次近似的に修正計算して、前記未知試料の組成を算出する。 The calculation means further stores the measurement intensity measured by the detection means for an unknown sample whose composition is covered with the film and whose measurement surface is unknown, the composition assumed for the unknown sample, and the composition input for the film And calculating the theoretical intensity of fluorescent X-rays that are excited by the primary X-rays attenuated by the film and generated from the unknown sample and attenuated by the film, based on the memorized thickness for the film, The composition assumed for the unknown sample is successively approximated and corrected so that the measured intensity stored for the unknown sample whose measurement surface is covered with the film matches the converted measurement intensity converted to the theoretical intensity scale. The composition of the unknown sample is calculated.
本発明の蛍光X線分析装置は、ファンダメンタルパラメーター法(以下、FP法ともいう)により試料の組成を算出する算出手段を備えているが、その算出手段が、まず、未知試料の測定に用いられるフィルムについて、そのフィルムで測定面が覆われた組成が既知のモニター試料の測定強度を利用して、蛍光X線のフィルムによる減衰のみならず1次X線のフィルムによる減衰も理論強度計算に組み込んだFP法により、フィルムの厚さを算出して記憶する。この際、測定者が行うべき作業は、フィルムの組成の入力とフィルムで測定面が覆われたモニター試料の測定のみである。そして、算出手段は、フィルムで測定面が覆われた未知試料の測定強度を利用して、フィルムについて入力された組成および記憶した厚さに基づき、蛍光X線のフィルムによる減衰のみならず1次X線のフィルムによる減衰も理論強度計算に組み込んだFP法により、未知試料の組成を算出する。 The fluorescent X-ray analyzer of the present invention includes a calculation means for calculating the composition of a sample by a fundamental parameter method (hereinafter also referred to as FP method). The calculation means is first used for measuring an unknown sample. Using the measured intensity of a monitor sample whose composition is covered with the measurement surface of the film, not only the attenuation of the fluorescent X-ray film but also the attenuation of the primary X-ray film is incorporated into the theoretical intensity calculation. The film thickness is calculated and stored by the FP method. At this time, the work to be performed by the measurer is only the input of the composition of the film and the measurement of the monitor sample whose measurement surface is covered with the film. The calculation means uses the measured intensity of the unknown sample whose measurement surface is covered with the film, and based on the composition input and the stored thickness for the film, not only the attenuation of the fluorescent X-rays but also the primary. The composition of the unknown sample is calculated by the FP method in which attenuation by X-ray film is also incorporated in the theoretical intensity calculation.
つまり、未知試料の測定に用いられるフィルムの組成が変わったり、未知試料の測定に用いられる1次X線が切り換えられたりしても、測定者があらかじめ行うべき作業は、フィルムの組成の入力とフィルムで測定面が覆われたモニター試料の測定のみであって、従来技術のように、未知試料の測定に用いるのと同じ組成および厚さのフィルムならびに同じ波長分布の1次X線を用いて、測定面が露出している場合とフィルムで覆われる場合の両方において標準試料について測定を行い、蛍光X線ごとに減衰率を算出して記憶しておく、というような多大な手間は要しない。 In other words, even if the composition of the film used for the measurement of the unknown sample changes or the primary X-ray used for the measurement of the unknown sample is switched, the work to be performed in advance by the measurer is the input of the film composition. It is only a measurement of a monitor sample whose measurement surface is covered with a film, and, as in the prior art, using a film having the same composition and thickness as used for measurement of an unknown sample and a primary X-ray having the same wavelength distribution. Measure the standard sample both when the measurement surface is exposed and when it is covered with film, and calculate and store the attenuation factor for each fluorescent X-ray. .
しかも、本発明の蛍光X線分析装置では、あらかじめフィルムの厚さを算出する際にも、それに基づいて未知試料の組成を算出する際にも、蛍光X線のフィルムによる減衰のみならず1次X線のフィルムによる減衰も理論強度計算に組み込んだFP法による。したがって、本発明の蛍光X線分析装置によれば、フィルムで測定面が覆われた未知試料について、簡便かつ正確に組成を求めることができる。 Moreover, in the fluorescent X-ray analyzer of the present invention, not only the attenuation of the fluorescent X-ray by the film but also the primary is calculated both when the thickness of the film is calculated in advance and when the composition of the unknown sample is calculated based on the thickness. The attenuation by X-ray film is also based on the FP method incorporated in the theoretical intensity calculation. Therefore, according to the fluorescent X-ray analyzer of the present invention, it is possible to easily and accurately determine the composition of an unknown sample whose measurement surface is covered with a film.
本発明の蛍光X線分析装置においては、前記算出手段が以下のような構成であることが好ましい。すなわち、前記算出手段は、前記フィルムの厚さを算出するにあたり、まず、前記モニター試料について記憶した組成に基づいて、前記1次X線により励起され前記モニター試料中の各成分から発生する蛍光X線である測定線の理論強度を各測定線のフィルムなし理論強度として計算するとともに、前記モニター試料について記憶した組成、前記フィルムについて入力された組成および前記フィルムについて仮定した厚さに基づいて、前記フィルムで減衰した1次X線により励起され前記モニター試料から発生して前記フィルムで減衰する各測定線の理論強度を各測定線のフィルムあり理論強度として計算する。 In the X-ray fluorescence analyzer of the present invention, it is preferable that the calculation means has the following configuration. That is, in calculating the thickness of the film, the calculating means first calculates fluorescence X generated from each component in the monitor sample excited by the primary X-ray based on the composition stored for the monitor sample. Calculating the theoretical intensity of the measurement line, which is a line, as the theoretical intensity without film for each measurement line, and based on the composition stored for the monitor sample, the composition input for the film and the assumed thickness for the film, The theoretical intensity of each measurement line excited by the primary X-ray attenuated by the film and generated from the monitor sample and attenuated by the film is calculated as the theoretical intensity with film of each measurement line.
そして、前記算出手段は、各測定線の前記フィルムなし理論強度および前記フィルムあり理論強度に基づいて、各測定線における前記フィルムによる減衰率を計算するとともに、各測定線の前記フィルムあり理論強度に基づいて、各測定線における標準偏差および変動係数を計算し、前記減衰率と前記変動係数の積が最も小さい測定線を最適測定線として選択する。 The calculating means calculates the attenuation rate by the film in each measurement line based on the theoretical strength without film and the theoretical strength with film of each measurement line, and calculates the theoretical strength with film of each measurement line. Based on this, the standard deviation and the variation coefficient in each measurement line are calculated, and the measurement line having the smallest product of the attenuation factor and the variation coefficient is selected as the optimum measurement line.
さらに、前記算出手段は、前記フィルムで測定面が覆われた前記モニター試料について前記検出手段で測定した前記最適測定線の測定強度を記憶し、前記モニター試料について記憶した組成、前記フィルムについて入力された組成、および、前記フィルムあり理論強度を計算した際に仮定した厚さを初期値とする前記フィルムについて仮定した厚さに基づいて、前記フィルムで減衰した1次X線により励起され前記モニター試料から発生して前記フィルムで減衰する前記最適測定線の理論強度を計算し、その理論強度と前記フィルムで測定面が覆われた前記モニター試料について記憶した前記最適測定線の測定強度を理論強度スケールに換算した換算測定強度とが合致するように、前記フィルムについて仮定した厚さを逐次近似的に修正計算して、前記フィルムの厚さを算出するとともに記憶する。 Further, the calculation means stores the measurement intensity of the optimum measurement line measured by the detection means for the monitor sample whose measurement surface is covered with the film, and is input for the composition and the film stored for the monitor sample. And the monitor sample excited by the primary X-ray attenuated by the film based on the thickness assumed for the film having the initial value of the composition and the thickness assumed when the theoretical strength with the film was calculated. The theoretical intensity of the optimum measurement line that is generated from and attenuated by the film is calculated, and the theoretical intensity and the measured intensity of the optimum measurement line stored for the monitor sample whose measurement surface is covered with the film are calculated as a theoretical intensity scale. The thickness assumed for the film is corrected to be approximated so that the converted measured intensity converted to Te stores to calculate the thickness of the film.
この場合には、算出手段が、モニター試料について、蛍光X線のフィルムによる減衰のみならず1次X線のフィルムによる減衰も理論強度計算に組み込んで、各測定線のフィルムなし理論強度およびフィルムあり理論強度を計算し、それらに基づいて、フィルムで測定面が覆われたモニター試料について測定するにあたっての最適測定線を選択するので、いっそう正確にフィルムの厚さを算出でき、それに基づいていっそう正確に未知試料の組成を算出できて、しかも、測定者の手間は増えない。 In this case, the calculation means incorporates not only the attenuation of the fluorescent X-ray film but also the attenuation of the primary X-ray film into the theoretical intensity calculation for the monitor sample. Calculates the theoretical strength, and based on them, selects the optimum measurement line for measuring a monitor sample whose measurement surface is covered with a film, so that the film thickness can be calculated more accurately and based on it. In addition, the composition of the unknown sample can be calculated, and the labor of the measurer does not increase.
本発明の蛍光X線分析装置においては、さらに前記算出手段が、前記フィルムの厚さを算出するにあたり、算出した前記フィルムの厚さと、前記フィルムあり理論強度を計算した際に仮定した厚さとの差が所定の範囲内に収まるまで、算出した前記フィルムの厚さを前記フィルムについて仮定した厚さとして、前記フィルムあり理論強度の計算から前記フィルムの厚さの算出までを繰り返し行うことが好ましい。この場合には、算出手段が、算出したフィルムの厚さと、フィルムあり理論強度を計算した際に仮定した厚さとの差が所定の範囲内に収まるまで、最適測定線を選択し直してフィルムの厚さを繰り返し算出するので、よりいっそう正確にフィルムの厚さを算出でき、それに基づいてよりいっそう正確に未知試料の組成を算出できて、しかも、測定者の手間は増えない。 In the fluorescent X-ray analyzer of the present invention, the calculation means further calculates the thickness of the film and the calculated thickness of the film and the thickness assumed when the theoretical strength with the film is calculated. It is preferable to repeat the calculation from the theoretical strength with film to the calculation of the thickness of the film, assuming that the calculated thickness of the film is the thickness assumed for the film until the difference falls within a predetermined range. In this case, the calculation means reselects the optimum measurement line until the difference between the calculated film thickness and the thickness assumed when the theoretical strength with film is calculated falls within a predetermined range. Since the thickness is repeatedly calculated, the thickness of the film can be calculated more accurately, the composition of the unknown sample can be calculated more accurately based on the thickness, and the labor of the measurer does not increase.
以下、本発明の第1実施形態の蛍光X線分析装置について、図にしたがって説明する。図1に示すように、この装置は、まず、試料3,13に1次X線2を照射するX線管などのX線源1と、試料3,13から発生する蛍光X線4の強度を測定する検出手段9と、試料3,13の組成を算出するコンピュータなどの算出手段10Aと、組成が算出手段10Aに算出され記憶されたモニター試料3と、試料3,13の測定面がフィルム12で覆われる場合のフィルム12について組成が入力されるキーボード、タッチパネルなどの入力手段11とを備えている。
The X-ray fluorescence analyzer according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, this apparatus first has an X-ray source 1 such as an X-ray tube that irradiates
算出手段10Aは、試料3,13について検出手段9で測定した測定強度を記憶し、試料3,13について仮定した組成に基づいて、1次X線2により励起されて試料3,13から発生する蛍光X線4の理論強度を計算し、その理論強度と試料3,13について記憶した測定強度を理論強度スケールに換算した換算測定強度とが合致するように、試料3,13について仮定した組成を逐次近似的に修正計算して、つまりFP法により、試料3,13の組成を算出する。
The calculation means 10A stores the measured intensities measured by the detection means 9 for the
ここで、試料3,13には、組成が算出手段10Aに算出され記憶されたモニター試料3と、組成が未知の未知試料13が含まれる。未知試料13は、分析対象であって、例えば、そのままでは真空中で飛散してしまう液体試料、粉体試料であり、測定される際には、フィルム12で測定面13aが覆われる。用いられるフィルム12は、例えば、材質がポリエステル、ポリプロピレン、ポリイミドなどであり、厚さが2.5〜12μm程度であって、フィルム12のメーカーから組成および厚さが示されており、その示された組成が入力手段11から入力されるが、厚さについては、製造ロットによるばらつきもあり、メーカーから示された値は十分正確とはいえず、入力手段11からの入力は任意である。モニター試料3は、フィルム12の厚さを算出するためにこの蛍光X線分析装置が備える固体試料である。
Here, the
試料3,13は、容器14に収容されて試料台8に載置される。図1においては、容器14に収容された試料3,13の測定面3a,13aがフィルム12で覆われた状態を縦断面で示しているが、モニター試料3については、測定面3aがフィルム12で覆われずに露出していても、測定が可能である。検出手段9は、試料3,13から発生する蛍光X線4を分光する分光素子5と、分光された蛍光X線6ごとにその強度を測定する検出器7で構成される。なお、分光素子5を用いずに、エネルギー分解能の高い検出器を検出手段としてもよい。
第1実施形態の蛍光X線分析装置が備える算出手段10Aは、具体的には、図2のフローチャートに示したように動作する。まず、ステップS1で、未知試料13の測定に用いられるフィルム12で測定面3aが覆われたモニター試料3について検出手段9で測定した測定強度を記憶する。
Specifically, the calculation means 10A included in the X-ray fluorescence analyzer of the first embodiment operates as shown in the flowchart of FIG. First, in step S1, the measurement intensity measured by the detection means 9 is stored for the
次に、ステップS2で、モニター試料3について記憶した組成、フィルム12について入力された組成およびフィルム12について仮定した厚さに基づいて、フィルム12で減衰した1次X線2により励起されモニター試料3から発生してフィルム12で減衰する蛍光X線4の理論強度を計算し、その理論強度とフィルム12で測定面3aが覆われたモニター試料3についてステップS1で記憶した測定強度を理論強度スケールに換算した換算測定強度とが合致するように、フィルム12について仮定した厚さを逐次近似的に修正計算して、フィルム12の厚さを算出するとともに記憶する。
Next, in step S2, the
ここで、フィルム12について仮定した厚さの初期値としては、メーカーから示された厚さが入力手段11から入力される場合には、それを用いればよいし、そのような入力がされない場合には、算出手段10Aが、あらかじめ入力されている複数の候補値から無作為に選択して用いてもよいし、あらかじめ入力されている1つの固定値を用いてもよい。また、モニター試料3中の各成分から発生する蛍光X線4である測定線のうち、どの波長の測定線についてステップS1,S2の作業を行うかについては、第1実施形態の装置が備える算出手段10Aでは、あらかじめ決められているものとする。
Here, as the initial value of the thickness assumed for the
次に、ステップS3で、フィルム12で測定面13aが覆われた組成が未知の未知試料13について検出手段9で測定した測定強度を記憶する。
Next, in step S3, the measurement intensity measured by the detection means 9 is stored for the unknown sample 13 whose composition whose
次に、ステップS4で、未知試料13について仮定した組成、フィルム12について入力された組成およびフィルム12についてステップS2で記憶した厚さに基づいて、フィルム12で減衰した1次X線2により励起され未知試料13から発生してフィルム12で減衰する蛍光X線4の理論強度を計算し、その理論強度とフィルム12で測定面13aが覆われた未知試料13についてステップS3で記憶した測定強度を理論強度スケールに換算した換算測定強度とが合致するように、未知試料13について仮定した組成を逐次近似的に修正計算して、未知試料13の組成を算出する。
Next, in step S4, excitation is performed by the
上述したように、第1実施形態の蛍光X線分析装置は、FP法により試料3,13の組成を算出する算出手段10Aを備えているが、その算出手段10Aが、まず、未知試料13の測定に用いられるフィルム12について、そのフィルム12で測定面3aが覆われた組成が既知のモニター試料3の測定強度を利用して、蛍光X線4のフィルム12による減衰のみならず1次X線2のフィルム12による減衰も理論強度計算に組み込んだFP法により、フィルム12の厚さを算出して記憶する(ステップS1,S2)。この際、測定者が行うべき作業は、フィルム12の組成の入力とフィルム12で測定面3aが覆われたモニター試料3の測定のみである。
As described above, the X-ray fluorescence spectrometer of the first embodiment includes the
そして、算出手段10Aは、フィルム12で測定面13aが覆われた未知試料13の測定強度を利用して、フィルム12について入力された組成および記憶した厚さに基づき、蛍光X線4のフィルム12による減衰のみならず1次X線2のフィルム12による減衰も理論強度計算に組み込んだFP法により、未知試料13の組成を算出する(ステップS3,S4)。
Then, the calculation means 10A uses the measured intensity of the unknown sample 13 whose
つまり、未知試料13の測定に用いられるフィルム12の組成が変わったり、未知試料13の測定に用いられる1次X線2が切り換えられてその波長分布が変わったりしても、測定者があらかじめ行うべき作業は、フィルム12の組成の入力とフィルム12で測定面3aが覆われたモニター試料3の測定のみであって、従来技術のように、未知試料の測定に用いるのと同じ組成および厚さのフィルムならびに同じ波長分布の1次X線を用いて、測定面が露出している場合とフィルムで覆われる場合の両方において標準試料について測定を行い、蛍光X線ごとに減衰率を算出して記憶しておく、というような多大な手間は要しない。
That is, even if the composition of the
しかも、第1実施形態の蛍光X線分析装置では、あらかじめフィルム12の厚さを算出する際にも、それに基づいて未知試料13の組成を算出する際にも、蛍光X線4のフィルム12による減衰のみならず1次X線2のフィルム12による減衰も理論強度計算に組み込んだFP法による。したがって、第1実施形態の蛍光X線分析装置によれば、フィルム12で測定面13aが覆われた未知試料13について、簡便かつ正確に組成を求めることができる。
Moreover, in the X-ray fluorescence analyzer of the first embodiment, when the thickness of the
次に、本発明の第2実施形態の蛍光X線分析装置について説明する。第2実施形態の装置は、備える算出手段10Bの動作が、第1実施形態の装置が備える算出手段10Aの動作と一部異なるだけであるので、その異なる部分について図3のフローチャートを用いて説明する。すなわち、第2実施形態の装置が備える算出手段10Bは、フィルム12の厚さを算出するにあたり、まず、ステップS0−1で、モニター試料3について記憶した組成に基づいて、1次X線2により励起されモニター試料3中の各成分から発生する蛍光X線4である測定線4の理論強度を各測定線4のフィルムなし理論強度として計算する。
Next, a fluorescent X-ray analyzer according to the second embodiment of the present invention will be described. Since the operation of the calculation means 10B provided in the apparatus of the second embodiment is only partially different from the operation of the calculation means 10A provided in the apparatus of the first embodiment, the different parts will be described using the flowchart of FIG. To do. That is, when calculating the thickness of the
次に、ステップS0−2で、モニター試料3について記憶した組成、フィルム12について入力された組成およびフィルム12について仮定した厚さに基づいて、フィルム12で減衰した1次X線2により励起されモニター試料3から発生してフィルム12で減衰する各測定線4の理論強度を各測定線4のフィルムあり理論強度として計算する。
Next, in step S0-2, the monitor is excited by the
次に、ステップS0−3で、各測定線4についてステップS0−1で計算したフィルムなし理論強度およびステップS0−2で計算したフィルムあり理論強度に基づいて、各測定線4におけるフィルム12による減衰率を計算する。ここで、「各測定線4のフィルムなし理論強度およびフィルムあり理論強度に基づいて」とは、各測定線4のフィルムなし理論強度そのものおよびフィルムあり理論強度そのものを用いることのほかに、各測定線4について、フィルムなし理論強度を測定強度スケールに換算したフィルムなし換算理論強度およびフィルムあり理論強度を測定強度スケールに換算したフィルムあり換算理論強度を用いることも含む。
Next, based on the theoretical strength without film calculated at step S0-1 and the theoretical strength with film calculated at step S0-2 for each measurement line 4 at step S0-3, attenuation by the
次に、ステップS0−4で、各測定線4についてステップS0−2で計算したフィルムあり理論強度に基づいて、各測定線4における標準偏差および変動係数を計算する。ここで、「各測定線4のフィルムあり理論強度に基づいて」とは、各測定線4について、フィルムあり理論強度を測定強度スケールに換算したフィルムあり換算理論強度を用いることを意味する。 Next, in step S0-4, the standard deviation and variation coefficient in each measurement line 4 are calculated based on the theoretical strength with film calculated in step S0-2 for each measurement line 4. Here, “based on the theoretical strength with film of each measurement line 4” means using the converted theoretical strength with film obtained by converting the theoretical strength with film into a measurement strength scale for each measurement line 4.
次に、ステップS0−5で、ステップS0−3で計算した減衰率とステップS0−4で計算した変動係数の積が最も小さい測定線4を最適測定線4aとして選択する。 Next, in step S0-5, the measurement line 4 having the smallest product of the attenuation factor calculated in step S0-3 and the variation coefficient calculated in step S0-4 is selected as the optimum measurement line 4a.
次に、ステップS1Aで、フィルム12で測定面3aが覆われたモニター試料3について検出手段9で測定した最適測定線4aの測定強度を記憶する。
Next, in step S1A, the measurement intensity of the optimum measurement line 4a measured by the detection means 9 for the
次に、ステップS2Aで、モニター試料3について記憶した組成、フィルム12について入力された組成、および、ステップS0−2でフィルムあり理論強度を計算した際に仮定した厚さを初期値とするフィルム12について仮定した厚さに基づいて、フィルム12で減衰した1次X線2により励起されモニター試料3から発生してフィルム12で減衰する最適測定線4aの理論強度を計算し、その理論強度とフィルム12で測定面3aが覆われたモニター試料3についてステップS1Aで記憶した最適測定線4aの測定強度を理論強度スケールに換算した換算測定強度とが合致するように、フィルム12について仮定した厚さを逐次近似的に修正計算して、フィルム12の厚さを算出するとともに記憶する。
Next, the
第2実施形態の蛍光X線分析装置では、算出手段10Bが、モニター試料3について、蛍光X線4のフィルム12による減衰のみならず1次X線2のフィルム12による減衰も理論強度計算に組み込んで、各測定線4のフィルムなし理論強度およびフィルムあり理論強度を計算し、それらに基づいて、フィルム12で測定面3aが覆われたモニター試料3について測定するにあたっての最適測定線4aを選択するので、いっそう正確にフィルム12の厚さを算出でき、それに基づいていっそう正確に未知試料13の組成を算出できて、しかも、測定者の手間は増えない。
In the fluorescent X-ray analyzer of the second embodiment, the calculation means 10B incorporates not only the attenuation of the fluorescent X-ray 4 by the
次に、本発明の第3実施形態の蛍光X線分析装置について説明する。第3実施形態の装置は、備える算出手段10Cの動作が、第2実施形態の装置が備える算出手段10Bの動作と一部異なるだけであるので、その異なる部分について図4のフローチャートを用いて説明する。すなわち、第3実施形態の装置においては、さらに算出手段10Cが、フィルム12の厚さを算出するにあたり、ステップS2Aと同様にステップS2B−1で算出したフィルム12の厚さと、ステップS0−2でフィルムあり理論強度を計算した際に仮定した厚さとの差が、ステップS2B−2の判定で所定の範囲内に収まるまで、ステップS2B−3で、算出したフィルム12の厚さをステップS0−2におけるフィルム12について仮定した厚さとして、ステップS0−2におけるフィルムあり理論強度の計算からステップS2B−1におけるフィルム12の厚さの算出までを繰り返し行う。
Next, a fluorescent X-ray analyzer according to the third embodiment of the present invention will be described. Since the operation of the calculation means 10C provided in the apparatus of the third embodiment is only partially different from the operation of the calculation means 10B provided in the apparatus of the second embodiment, the different parts will be described using the flowchart of FIG. To do. That is, in the apparatus of the third embodiment, when the
ステップS2B−2で、ステップS2B−1で算出したフィルム12の厚さと、ステップS0−2でフィルムあり理論強度を計算した際に仮定した厚さとの差が、所定の範囲内であると判定されれば、ステップS2B−4で、算出したフィルム12の厚さを記憶する。
In step S2B-2, it is determined that the difference between the thickness of the
第3実施形態の蛍光X線分析装置では、算出手段10Cが、ステップS2B−1で算出したフィルム12の厚さと、ステップS0−2でフィルムあり理論強度を計算した際に仮定した厚さとの差が所定の範囲内に収まるまで、最適測定線4aを選択し直してフィルム12の厚さを繰り返し算出するので、よりいっそう正確にフィルム12の厚さを算出でき、それに基づいてよりいっそう正確に未知試料13の組成を算出できて、しかも、測定者の手間は増えない。
In the fluorescent X-ray analysis apparatus of the third embodiment, the difference between the thickness of the
1 X線源
2 1次X線
3 モニター試料
3a,13a 測定面
4 蛍光X線(測定線)
4a 最適測定線
9 検出手段
10A,10B,10C 算出手段
11 入力手段
12 フィルム
13 未知試料
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
4a Optimal measurement line 9 Detection means 10A, 10B, 10C Calculation means 11 Input means 12 Film 13 Unknown sample
Claims (3)
前記試料から発生する蛍光X線の強度を測定する検出手段と、
前記試料について前記検出手段で測定した測定強度を記憶し、前記試料について仮定した組成に基づいて、前記1次X線により励起されて前記試料から発生する蛍光X線の理論強度を計算し、その理論強度と前記試料について記憶した測定強度を理論強度スケールに換算した換算測定強度とが合致するように、前記試料について仮定した組成を逐次近似的に修正計算して、前記試料の組成を算出する算出手段と、
組成が前記算出手段に算出され記憶されたモニター試料と、
前記試料の測定面がフィルムで覆われる場合の前記フィルムについて組成が入力される入力手段とを備え、
前記算出手段が、
前記フィルムで測定面が覆われた前記モニター試料について前記検出手段で測定した測定強度を記憶し、
前記モニター試料について記憶した組成、前記フィルムについて入力された組成および前記フィルムについて仮定した厚さに基づいて、前記フィルムで減衰した1次X線により励起され前記モニター試料から発生して前記フィルムで減衰する蛍光X線の理論強度を計算し、その理論強度と前記フィルムで測定面が覆われた前記モニター試料について記憶した測定強度を理論強度スケールに換算した換算測定強度とが合致するように、前記フィルムについて仮定した厚さを逐次近似的に修正計算して、前記フィルムの厚さを算出するとともに記憶し、
前記フィルムで測定面が覆われた組成が未知の未知試料について前記検出手段で測定した測定強度を記憶し、
前記未知試料について仮定した組成、前記フィルムについて入力された組成および前記フィルムについて記憶した厚さに基づいて、前記フィルムで減衰した1次X線により励起され前記未知試料から発生して前記フィルムで減衰する蛍光X線の理論強度を計算し、その理論強度と前記フィルムで測定面が覆われた前記未知試料について記憶した測定強度を理論強度スケールに換算した換算測定強度とが合致するように、前記未知試料について仮定した組成を逐次近似的に修正計算して、前記未知試料の組成を算出する蛍光X線分析装置。 An X-ray source for irradiating the sample with primary X-rays;
Detection means for measuring the intensity of fluorescent X-rays generated from the sample;
The measurement intensity measured by the detection means for the sample is stored, and the theoretical intensity of the fluorescent X-rays generated from the sample excited by the primary X-ray is calculated based on the assumed composition for the sample, Calculate the composition of the sample by successively correcting the assumed composition for the sample so that the theoretical intensity matches the measured measured intensity stored for the sample converted to the theoretical intensity scale. A calculation means;
A monitor sample whose composition is calculated and stored in the calculating means;
Input means for inputting the composition of the film when the measurement surface of the sample is covered with the film,
The calculating means is
Storing the measurement intensity measured by the detection means for the monitor sample whose measurement surface is covered with the film;
Based on the memorized composition for the monitor sample, the composition entered for the film and the assumed thickness for the film, it is excited by the primary X-rays attenuated by the film and generated from the monitor sample and attenuated by the film The theoretical intensity of the fluorescent X-ray is calculated, and the measured intensity stored for the monitor sample whose measurement surface is covered with the film is matched with the converted measured intensity converted to the theoretical intensity scale. Calculate and store the assumed thickness for the film in a sequential approximate correction to calculate the thickness of the film,
Stores the measured intensity measured by the detection means for an unknown sample whose composition is covered with the measurement surface,
Based on the assumed composition for the unknown sample, the composition entered for the film and the stored thickness for the film, it is excited by the primary X-rays attenuated by the film and generated from the unknown sample and attenuated by the film Calculating the theoretical intensity of the fluorescent X-ray, and so that the theoretical intensity and the measured intensity stored for the unknown sample whose measurement surface is covered with the film match the converted measurement intensity converted into a theoretical intensity scale, A fluorescent X-ray analyzer that calculates a composition of the unknown sample by sequentially correcting and calculating a hypothesized composition of the unknown sample.
前記算出手段が、前記フィルムの厚さを算出するにあたり、
前記モニター試料について記憶した組成に基づいて、前記1次X線により励起され前記モニター試料中の各成分から発生する蛍光X線である測定線の理論強度を各測定線のフィルムなし理論強度として計算するとともに、
前記モニター試料について記憶した組成、前記フィルムについて入力された組成および前記フィルムについて仮定した厚さに基づいて、前記フィルムで減衰した1次X線により励起され前記モニター試料から発生して前記フィルムで減衰する各測定線の理論強度を各測定線のフィルムあり理論強度として計算し、
各測定線の前記フィルムなし理論強度および前記フィルムあり理論強度に基づいて、各測定線における前記フィルムによる減衰率を計算するとともに、
各測定線の前記フィルムあり理論強度に基づいて、各測定線における標準偏差および変動係数を計算し、
前記減衰率と前記変動係数の積が最も小さい測定線を最適測定線として選択し、
前記フィルムで測定面が覆われた前記モニター試料について前記検出手段で測定した前記最適測定線の測定強度を記憶し、
前記モニター試料について記憶した組成、前記フィルムについて入力された組成、および、前記フィルムあり理論強度を計算した際に仮定した厚さを初期値とする前記フィルムについて仮定した厚さに基づいて、前記フィルムで減衰した1次X線により励起され前記モニター試料から発生して前記フィルムで減衰する前記最適測定線の理論強度を計算し、その理論強度と前記フィルムで測定面が覆われた前記モニター試料について記憶した前記最適測定線の測定強度を理論強度スケールに換算した換算測定強度とが合致するように、前記フィルムについて仮定した厚さを逐次近似的に修正計算して、前記フィルムの厚さを算出するとともに記憶する蛍光X線分析装置。 The X-ray fluorescence analyzer according to claim 1,
In calculating the thickness of the film by the calculating means,
Based on the composition stored for the monitor sample, the theoretical intensity of the measurement line, which is a fluorescent X-ray excited by the primary X-ray and generated from each component in the monitor sample, is calculated as the theoretical intensity without film of each measurement line. And
Based on the memorized composition for the monitor sample, the composition entered for the film and the assumed thickness for the film, it is excited by the primary X-rays attenuated by the film and generated from the monitor sample and attenuated by the film Calculate the theoretical strength of each measuring line as the theoretical strength with film of each measuring line,
Based on the theoretical strength without film and the theoretical strength with film of each measurement line, and calculating the attenuation rate by the film in each measurement line,
Based on the theoretical strength with film of each measurement line, calculate the standard deviation and coefficient of variation in each measurement line,
Select the measurement line with the smallest product of the attenuation factor and the coefficient of variation as the optimum measurement line,
Storing the measurement intensity of the optimum measurement line measured by the detection means for the monitor sample whose measurement surface is covered with the film;
The film based on the composition stored for the monitor sample, the composition input for the film, and the thickness assumed for the film with the initial thickness assumed when the theoretical strength with the film is calculated. Calculate the theoretical intensity of the optimum measurement line excited by the primary X-ray attenuated in the above and generated from the monitor sample and attenuated by the film, and the theoretical intensity and the monitor sample whose measurement surface is covered with the film Calculate the thickness of the film by successively correcting the assumed thickness of the film so that the stored measured intensity of the optimum measurement line matches the converted measured intensity converted to the theoretical intensity scale. X-ray fluorescence analyzer that stores and stores data.
前記算出手段が、前記フィルムの厚さを算出するにあたり、
算出した前記フィルムの厚さと、前記フィルムあり理論強度を計算した際に仮定した厚さとの差が所定の範囲内に収まるまで、算出した前記フィルムの厚さを前記フィルムについて仮定した厚さとして、前記フィルムあり理論強度の計算から前記フィルムの厚さの算出までを繰り返し行う蛍光X線分析装置。 The fluorescent X-ray analyzer according to claim 2,
In calculating the thickness of the film by the calculating means,
The calculated thickness of the film is assumed as the thickness assumed for the film until the difference between the calculated thickness of the film and the thickness assumed when the theoretical strength with the film is calculated falls within a predetermined range. A fluorescent X-ray analyzer that repeatedly performs calculations from the theoretical intensity with film to the thickness of the film.
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