JP7208882B2 - Powder sample cell, fluorescent X-ray analyzer and fluorescent X-ray analysis method - Google Patents

Powder sample cell, fluorescent X-ray analyzer and fluorescent X-ray analysis method Download PDF

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Description

本発明は、粉体試料を蛍光X線分析する際に用いられる粉体試料セル、該粉体試料セルを備えている蛍光X線分析装置、及び前記粉体試料セルを使用する蛍光X線分析方法に関するものである。 The present invention provides a powder sample cell used for fluorescent X-ray analysis of a powder sample, a fluorescent X-ray analysis apparatus equipped with the powder sample cell, and a fluorescent X-ray analysis using the powder sample cell. It is about the method.

蛍光X線分析において、分析対象が粉体試料である場合、該粉体試料にバインダー等の添加剤を加えて加圧・成形し錠剤型にした後、蛍光X線分析する手法がよく用いられる。粉体試料の密度が均一になっていることと、ある程度の厚みがあることが測定精度を上げるために求められるためである。 In the X-ray fluorescence analysis, when the object to be analyzed is a powder sample, a technique is often used in which an additive such as a binder is added to the powder sample, pressed and molded into a tablet shape, and then X-ray fluorescence analysis is performed. . This is because the powder sample must have a uniform density and a certain thickness in order to improve the measurement accuracy.

しかし、添加剤を添加すると、粉体試料を構成する元素のうち前記添加剤に含まれる元素と重複する元素については分析ができなくなる問題がある。 However, when an additive is added, there is a problem that, among the elements constituting the powder sample, the element overlapping with the element contained in the additive cannot be analyzed.

また、粉体試料に添加剤を添加せずに蛍光X線分析する場合には、粉体試料をフィルム上に置いて蛍光X線分析する手法や、特許文献1に示されているようにホルダに粉体試料を挿入してフィルムで覆い、このフィルム越しに蛍光X線分析する手法が知られている。 In the case of performing fluorescent X-ray analysis without adding an additive to a powder sample, a method of placing the powder sample on a film and performing fluorescent X-ray analysis, or a holder as shown in Patent Document 1 A technique is known in which a powder sample is inserted into the tube, covered with a film, and fluorescent X-ray analysis is performed through the film.

しかし、前者の方法では粉体試料を定量分析することに必要な厚みをつくることができず、密度もまばらになってしまい、精度良い定量分析は難しいという問題がある。 However, in the former method, the thickness required for quantitative analysis of the powder sample cannot be created, and the density becomes sparse, so there is a problem that accurate quantitative analysis is difficult.

後者の方法は、粉体試料から出た蛍光X線が検出器に届くまでにフィルムに吸収されてしまい、フィルムに吸収されやすい波長域の元素の分析精度が落ちる問題がある。例えばNaやMgなどの軽元素の蛍光X線はフィルムに吸収されやすいため、軽元素の分析精度は落ちてしまう。さらに粉体試料が微量な場合には蛍光X線の強度がもともと弱いため、フィルムによる蛍光X線の吸収は顕著に分析精度に影響する。加えて、後者の方法では粉体試料を透過したX線が粉体試料を挿入しているホルダの底面にあたって反射して散乱することで、蛍光X線の検出のS/N比を悪化させるバックグランドノイズが生じる問題もある。 The latter method has the problem that the fluorescent X-ray emitted from the powder sample is absorbed by the film before it reaches the detector, and the accuracy of analysis of elements in the wavelength range that is easily absorbed by the film is lowered. For example, since fluorescent X-rays of light elements such as Na and Mg are easily absorbed by the film, the analysis accuracy of light elements is reduced. Furthermore, when the amount of the powder sample is very small, the intensity of the fluorescent X-rays is originally weak, so the absorption of the fluorescent X-rays by the film significantly affects the analysis accuracy. In addition, in the latter method, the X-rays transmitted through the powder sample hit the bottom surface of the holder in which the powder sample is inserted and are reflected and scattered. There is also the problem of ground noise.

特開2000-230912号公報JP-A-2000-230912

本発明は上述したような問題に鑑みてなされたものであり、バインダー等の添加剤なしに、例えば、軽元素や微量の粉体試料であっても蛍光X線を用いて精度良く定量分析することのできる粉体試料セルを提供することを主たる目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and without additives such as binders, for example, even a light element or a trace amount of powder sample can be quantitatively analyzed with high accuracy using fluorescent X-rays. A primary object of the present invention is to provide a powder sample cell capable of

すなわち、本発明に係る粉体試料セルは、粉体試料に上方から1次X線を照射し、前記粉体試料から上方に向けて発生する蛍光X線を検出する蛍光X線分析に用いられるものであって、上面及び下面を有し、前記上面と前記下面とを連通する貫通孔が所定箇所に形成された囲繞部材と、囲繞部材の下面に張り付けられたX線透過膜とを備え、前記貫通孔の内周面と前記X線透過膜とによって上面のみが開口する試料収容空間が形成されていることを特徴とするものである。 That is, the powder sample cell according to the present invention is used for fluorescent X-ray analysis in which a powder sample is irradiated with primary X-rays from above and fluorescent X-rays emitted upward from the powder sample are detected. A surrounding member having an upper surface and a lower surface, and a through hole communicating between the upper surface and the lower surface is formed at a predetermined location; and an X-ray transparent film attached to the lower surface of the surrounding member, It is characterized in that the inner peripheral surface of the through-hole and the X-ray transmissive film form a sample-accommodating space whose upper surface is open.

このような粉体試料セルであれば、前記試料収容空間に粉体試料を詰めることで、バインダー等の添加剤を添加できない粉体試料でも定量分析に必要な厚みと密度の均一性を得ることができる。また、試料収容空間の上面が開口していることにより、粉体試料から出た蛍光X線が膜などの物体に吸収されることなく検出器に届くので、軽元素や微量の粉体試料などに対しても定量分析の精度を向上させることができる。さらに、試料収容空間の底面がX線X線透過膜で形成されているので、試料収容空間の底面によるX線の反射散乱を抑えることができる。その結果、蛍光X線検出のバックグランドノイズを減らすことができる。 With such a powder sample cell, by filling the sample storage space with the powder sample, it is possible to obtain uniformity in thickness and density necessary for quantitative analysis even for powder samples to which additives such as binders cannot be added. can be done. In addition, since the upper surface of the sample storage space is open, the fluorescent X-rays emitted from the powder sample reach the detector without being absorbed by an object such as a film. It is possible to improve the accuracy of quantitative analysis also for Furthermore, since the bottom surface of the sample storage space is formed of the X-ray transparent film, it is possible to suppress reflection and scattering of X-rays from the bottom surface of the sample storage space. As a result, background noise in fluorescent X-ray detection can be reduced.

前記X線透過膜が、樹脂を含有するものであることが好ましい。 It is preferable that the X-ray transparent film contains a resin.

このようなものであれば、前記試料収容空間を形成するX線透過膜によるX線の散乱が起こりにくいので、蛍光X線検出のバックグランドノイズをより低減することができる。 With such a configuration, the X-rays are less likely to be scattered by the X-ray transmission film forming the sample accommodation space, so that the background noise in fluorescent X-ray detection can be further reduced.

前記囲繞部材の具体的な様態としては、1つ又は複数の貫通孔をもつ平板状のものを挙げることができる。 A specific aspect of the surrounding member is a flat plate having one or more through holes.

このような構成であれば、簡便に前述したような囲繞部材を作ることができる。
また、前記囲繞部材が、複数の貫通孔を有する場合には、各貫通孔に一種類ずつ独立して粉体試料を入れることができるので、粉体試料同士が混ざることがない。その結果、貫通孔の位置によってこれら粉体試料を区別して分析することで、複数種類の粉体試料を一度に分析することも可能である。
With such a configuration, it is possible to easily produce the surrounding member as described above.
Moreover, when the surrounding member has a plurality of through-holes, one type of powder sample can be put into each through-hole independently, so that the powder samples are not mixed with each other. As a result, by distinguishing and analyzing these powder samples according to the positions of the through-holes, it is also possible to analyze a plurality of types of powder samples at once.

前記粉体試料セルがさらに、前記囲繞部材の下面との間で前記X線透過膜を挟み込んで支持する支持部材を備え、前記支持部材には少なくとも上面が開口する空洞部が設けられるとともに、前記X線透過膜に垂直な方向から見て前記貫通孔が前記空洞部内に位置するように構成されていることが好ましい。 The powder sample cell further comprises a supporting member that sandwiches and supports the X-ray transmissive film between itself and the lower surface of the surrounding member, and the supporting member is provided with a hollow portion whose upper surface is open at least. It is preferable that the through-hole is positioned inside the cavity when viewed from a direction perpendicular to the X-ray transparent film.

このような構成であれば、蛍光X線検出のバックグランドノイズを増加させることなく、支持部材によってX線透過膜を支持することができる。その結果、前記X線透過膜が外れてしまうことを抑えたり、前記X線透過膜の撓みに起因する分析精度の悪化を抑えたりすることができる。
また、前記X線透過膜の下に前記支持部材があることによって、例えば、試料収容空間の底部分となるX線透過膜の下にX線を散乱させるような部材を配置してしまう等の、人為的なミスによるバックグランドノイズの増加を防ぐことができる。
With such a configuration, the X-ray transmissive film can be supported by the supporting member without increasing background noise in fluorescent X-ray detection. As a result, it is possible to prevent the X-ray transmissive film from coming off, and to restrain the deterioration of analysis accuracy caused by the bending of the X-ray transmissive film.
In addition, since the support member is located under the X-ray transparent film, for example, a member that scatters X-rays may be arranged under the X-ray transparent film, which is the bottom portion of the sample housing space. , it can prevent the background noise from increasing due to human error.

前記支持部材の具体的な様態としては、平板状をなし、前記空洞部が、厚み方向に貫通する1つ又は複数の孔であるものを挙げることができる。 As a specific mode of the support member, one having a flat plate shape and the hollow portion being one or a plurality of holes penetrating in the thickness direction can be mentioned.

このようにすれば、平板材に貫通孔を穿孔するだけで前記空洞部が形成されるので、前記支持部材を簡便に作ることができる。また、前記空洞部が前記支持部材をその厚み方向に貫通する孔であるので、前記空洞部が有底のものである場合に比べて反射散乱X線によるバックグランドノイズをさらに低減することができる。 With this configuration, the hollow portion is formed simply by piercing the through hole in the flat plate material, so that the support member can be easily manufactured. In addition, since the cavity is a hole penetrating the support member in its thickness direction, background noise due to reflected and scattered X-rays can be further reduced compared to the case where the cavity has a bottom. .

本発明に係る粉体試料セルと、1次X線を照射する照射機構と、前記粉体試料に1次X線を照射した際に発生する蛍光X線を検出する検出器と、を備える蛍光X線分析装置であれば、バインダーを添加することのできない粉体試料であっても、粉体試料の厚みと均一性を担保して蛍光X線分析が行えるため、粉体試料の蛍光X線分析の精度を向上させることができる。 Fluorescence comprising a powder sample cell according to the present invention, an irradiation mechanism for irradiating primary X-rays, and a detector for detecting fluorescent X-rays generated when the powder sample is irradiated with primary X-rays With an X-ray analyzer, even for powder samples that cannot be added with a binder, X-ray fluorescence analysis can be performed while ensuring the thickness and uniformity of the powder sample. Analysis accuracy can be improved.

さらに、前記粉体試料セルを収容する試料室と、該試料室内を減圧する減圧機構とを備える蛍光X線分析装置とすれば、前記減圧機構によって前記試料室内を減圧状態又は真空状態にすることができるので、試料室内に存在する空気による蛍光X線の吸収を抑えて、さらに分析精度を向上させることができる。 Furthermore, if the fluorescent X-ray spectrometer is provided with a sample chamber for accommodating the powder sample cell and a decompression mechanism for reducing the pressure in the sample chamber, the decompression mechanism reduces or evacuates the sample chamber. Therefore, it is possible to suppress the absorption of the fluorescent X-rays by the air present in the sample chamber, thereby further improving the analysis accuracy.

前記試料室内での前記粉体試料セルの位置として、前記粉体試料セルに挿入された前記粉体試料に前記照射機構から1次X線を照射する位置である照射位置と、前記照射位置とは別に設けられ照射前に前記粉体試料セルを置く位置である設置位置とが設定されているとともに、前記照射位置と前記設置位置の間で前記粉体試料セルを移動させる移動機構をさらに備え、前記減圧機構が、前記試料室の壁に形成されて前記試料室の空気を排気する排気口を備え、前記設置位置と前記排気口の距離が前記照射位置と前記排気口の距離より大きいことを特徴とする蛍光X線分析装置であれば、試料室を真空または減圧された状態にする際に、粉体試料が排気口から離れた位置にあることで、粉体試料が前記粉体試料セルから飛散することを防ぐことができる。 As positions of the powder sample cell in the sample chamber, an irradiation position, which is a position at which the powder sample inserted into the powder sample cell is irradiated with primary X-rays from the irradiation mechanism, and the irradiation position. and an installation position, which is a position where the powder sample cell is placed before irradiation, is separately provided, and a moving mechanism for moving the powder sample cell between the irradiation position and the installation position is further provided. The decompression mechanism is provided with an exhaust port formed in the wall of the sample chamber for exhausting the air in the sample chamber, and the distance between the installation position and the exhaust port is greater than the distance between the irradiation position and the exhaust port. With the fluorescent X-ray spectrometer characterized by It is possible to prevent scattering from the cell.

本発明によれば、バインダー等の添加剤なしに、例えば軽元素や微量の粉体試料であっても蛍光X線を用いて、粉体試料の成分を精度よく定量分析することのできる粉体試料セルを提供することができる。 According to the present invention, the components of a powder sample can be accurately quantitatively analyzed using fluorescent X-rays, even for a powder sample containing light elements or trace amounts, without additives such as binders. A sample cell can be provided.

本実施形態に係る蛍光X線分析装置の全体構成を模式的に示す図。1 is a diagram schematically showing the overall configuration of a fluorescent X-ray spectrometer according to this embodiment; FIG. 同実施形態に係る粉体試料セルを模式的に示す図。The figure which shows typically the powder sample cell which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る粉体試料セルを上方から見たときの模式図。FIG. 2 is a schematic diagram of the powder sample cell according to the same embodiment as viewed from above; 同実施形態に係る粉体試料セルの断面模式図。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the powder sample cell according to the same embodiment; 同実施形態の蛍光X線分析装置の動作及び分析手順を示すフローチャート。4 is a flowchart showing the operation and analysis procedure of the fluorescent X-ray spectrometer of the same embodiment; 本発明の他の実施形態に係る粉体試料セルを模式的に示す図。FIG. 4 is a diagram schematically showing a powder sample cell according to another embodiment of the present invention; 同他の実施形態に係る粉体試料セルを上方から見たときの模式図及び断面模式図。Schematic diagram and cross-sectional schematic diagram when the powder sample cell according to the other embodiment is viewed from above.

以下、本発明の一実施形態に係る粉体試料セル1および蛍光X線分析装置100について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する粉体試料セル1および蛍光X線分析装置100は、特定的な記載がない限り本発明を以下のものに限定しない。また各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、理解の容易のためデフォルメされていることがある。 A powder sample cell 1 and a fluorescent X-ray analyzer 100 according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that the powder sample cell 1 and the fluorescent X-ray analyzer 100 described below do not limit the present invention to the following unless otherwise specified. Also, the sizes and positional relationships of members shown in each drawing may be deformed for easy understanding.

本実施形態の蛍光X線分析装置100は、例えば、砂、岩石、鉱物又は医薬品などの微量粉末を分析するものであり、図1に示すように、粉体試料Pに上方から1次X線を照射し、粉体試料Pから上方に発生する蛍光X線を検出することで、試料中に含まれる元素の定量分析を行うように構成されたものであり、いわゆる上方照射型の蛍光X線分析装置である。本明細書中で上方とは、鉛直方向の上方だけでなく、鉛直方向に対して斜めの上方をも含むものである。 The X-ray fluorescence spectrometer 100 of this embodiment is for analyzing trace amounts of powder such as sand, rocks, minerals, or pharmaceuticals, and as shown in FIG. and detects the fluorescent X-rays emitted upward from the powder sample P to perform quantitative analysis of the elements contained in the sample. It is an analyzer. In this specification, "upward" includes not only the vertical direction but also the oblique direction with respect to the vertical direction.

具体的に蛍光X線分析装置100は、粉体試料Pを収容する粉体試料セル1と、前記粉体試料セル1を収容する試料室2と、前記粉体試料セル1に収容された前記粉体試料Pに1次X線を照射するX線照射機構3と、前記X線照射機構3からの1次X線の照射によって前記粉体試料Pから発生する蛍光X線を検出する検出部4と、該検出部4によって検出された蛍光X線に基づいて粉体試料P中の成分の定量分析を行う情報処理装置5とを備えるものである。
以下、各部を説明する。
Specifically, the X-ray fluorescence spectrometer 100 includes a powder sample cell 1 containing a powder sample P, a sample chamber 2 containing the powder sample cell 1, and the An X-ray irradiation mechanism 3 that irradiates a powder sample P with primary X-rays, and a detection unit that detects fluorescent X-rays generated from the powder sample P by irradiation of the primary X-rays from the X-ray irradiation mechanism 3. 4 and an information processing device 5 for quantitatively analyzing the components in the powder sample P based on the fluorescent X-rays detected by the detection unit 4 .
Each part will be described below.

前記粉体試料セル1は、前述したように粉体試料Pを収容するものである。この粉体試料セル1の詳細については、後述する。 The powder sample cell 1 accommodates the powder sample P as described above. Details of the powder sample cell 1 will be described later.

前記試料室2は、その内部に、前記粉体試料PにX線を照射する際の前記粉体試料セル1の位置である照射位置2aが設定されているものである。 The sample chamber 2 has therein an irradiation position 2a, which is the position of the powder sample cell 1 when the powder sample P is irradiated with X-rays.

前記X線照射機構3は、例えば、X線発生部31と、該X線発生部31で発生させたX線を、粉体試料Pへと導くX線導管32とを備えるものである。 The X-ray irradiation mechanism 3 includes, for example, an X-ray generator 31 and an X-ray conduit 32 that guides the X-rays generated by the X-ray generator 31 to the powder sample P. As shown in FIG.

前記X線発生部31は、例えば、X線管を備えるものであり、前記X線管から発生させた熱電子によりターゲット金属を励起させてX線を発生させるものである。 The X-ray generator 31 has, for example, an X-ray tube, and generates X-rays by exciting a target metal with thermal electrons generated from the X-ray tube.

前記X線導管32は、前記X線発生部31で発生させた一次X線を照射径が絞られた状態で、前記照射位置2aに配置された前記粉体試料セル1に収容されている粉体試料Pに対して、例えば、鉛直上方から一次X線を照射するためのものである。 The X-ray conduit 32 irradiates the primary X-rays generated by the X-ray generator 31 with a narrowed irradiation diameter to the powder contained in the powder sample cell 1 arranged at the irradiation position 2a. It is for irradiating the body sample P with primary X-rays, for example, from vertically above.

前記検出部4は、例えば検出器41と、該検出器41からの信号を前記情報処理装置5に出力する出力部とを備えるものである。
前記検出器41は、例えば、Silicon Drift Detector(SDD)等である。
前記出力部は、例えば、前記検出器41に粉体試料Pから発生した蛍光X線が入射することによって生じるエネルギーの大きさに応じた電荷を検出し、検出した前記電荷を該電荷の大きさに対応した高さを持つ台形波信号へ変換するDigital Pulse Processor (DPP)等である。
The detection section 4 includes, for example, a detector 41 and an output section for outputting a signal from the detector 41 to the information processing device 5 .
The detector 41 is, for example, a Silicon Drift Detector (SDD) or the like.
The output unit detects, for example, a charge corresponding to the magnitude of energy generated by the incidence of fluorescent X-rays generated from the powder sample P on the detector 41, and outputs the detected charge to the magnitude of the charge. Digital Pulse Processor (DPP) or the like that converts to a trapezoidal wave signal having a height corresponding to .

前記情報処理装置5は、例えば、前記X線照射機構3を制御する照射制御部51と、前記検出部4から出力された出力信号に基づいてX線分析をおこなう分析部52とを備えるものである。 The information processing device 5 includes, for example, an irradiation control unit 51 that controls the X-ray irradiation mechanism 3 and an analysis unit 52 that performs X-ray analysis based on the output signal output from the detection unit 4. be.

前記分析部52は、例えば、前記検出部4の前記信号出力部が出力した波高値別にカウントされた台形波信号の検出回数に基づいて、粉体試料P中の元素を定量分析するものである。 The analysis unit 52 quantitatively analyzes the elements in the powder sample P, for example, based on the number of trapezoidal wave signal detections counted for each peak value output by the signal output unit of the detection unit 4. .

この情報処理装置5は、物理的には、CPU、メモリ、A/Dコンバータ、D/Aコンバータ、通信ポートなどからなるコンピュータ本体と、このコンピュータ本体に接続されたキーボード、マウスなどの入力手段及びディスプレイとからなるものである。 前記メモリに所定のプログラムをインストールすることによって、この情報処理装置5が、図1に示すように、前記照射制御部51や前記分析部52としての機能を担うようにしてある。 This information processing device 5 physically consists of a computer main body comprising a CPU, a memory, an A/D converter, a D/A converter, a communication port, etc., input means such as a keyboard and a mouse connected to the computer main body, and It consists of a display. By installing a predetermined program in the memory, the information processing device 5 functions as the irradiation control section 51 and the analysis section 52, as shown in FIG.

しかして、本実施形態で使用している前記粉体試料セル1は、例えば、図2~図4に示すように、粉体試料Pを側方から取り囲む囲繞部材11と、X線を透過するX線透過膜12と、該X線透過膜12を支持する支持部材13とを備えるものである。 2 to 4, the powder sample cell 1 used in this embodiment includes, for example, a surrounding member 11 surrounding the powder sample P from the side and a It comprises an X-ray permeable film 12 and a support member 13 for supporting the X-ray permeable film 12 .

前記囲繞部材11は、例えば、1つ又は複数の貫通孔111を有する平板状のものである。この実施形態では、一例として、図2~図4に示すような、厚さ2mmの1枚のアクリル板に、内径が1.5mmの円筒形状の貫通孔111を4つ形成したものを使用している。前記囲繞部材11の素材は、所望の強度を有し、散乱をほとんど起こさずにX線を透過させるものであり、粉体試料Pに含まれている分析対象となる元素を含有しないものであることが好ましい。 The surrounding member 11 is, for example, a flat plate having one or more through holes 111 . In this embodiment, as an example, as shown in FIGS. 2 to 4, one acrylic plate having a thickness of 2 mm and four cylindrical through-holes 111 having an inner diameter of 1.5 mm are used. ing. The material of the surrounding member 11 has a desired strength, transmits X-rays with little scattering, and does not contain the element to be analyzed contained in the powder sample P. is preferred.

前記X線透過膜12は、例えば、所定のX線透過率を有するフィルム状のものであり、該X線透過膜12に起因するX線散乱をできるだけ抑えることができる素材からなることが好ましい。具体的には、前記X線透過膜12は、ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリエチレンテレフタレート等からなる群から選ばれるいずれか1種又は2種以上の樹脂を含有するものである。本実施形態では、前記X線透過膜12の一例として、ポリエチレンからなるフィルムを採用している。
該X線透過膜12の厚みは、小さい方がよりX線透過膜12に起因するX線散乱を抑えることができるので、250μm以下であることが好ましく、30μm以下であることがより好ましい。
The X-ray transmissive film 12 is, for example, a film having a predetermined X-ray transmittance, and is preferably made of a material capable of suppressing X-ray scattering caused by the X-ray transmissive film 12 as much as possible. Specifically, the X-ray permeable film 12 contains one or more resins selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, and the like. In this embodiment, a film made of polyethylene is used as an example of the X-ray transparent film 12 .
The thickness of the X-ray transparent film 12 is preferably 250 μm or less, more preferably 30 μm or less, because X-ray scattering caused by the X-ray transparent film 12 can be suppressed more effectively when the thickness is small.

前記支持部材13は、例えば、前述した囲繞部材11と同じ素材の平板に形成された空洞部131を備えているものである。この実施形態では、前記空洞部131は、例えば、前記支持部材を上下に貫通する空洞孔であって、前記囲繞部材11に形成されている貫通孔111よりも大きい空洞孔が形成されているものである。この実施形態では、前記囲繞部材11と同じく、厚さが4.0mmの1枚のアクリル板に、内径が10mmの円筒形状の空洞孔を4つ形成したものを使用している。前記空洞孔は、該支持部材13に形成された空洞孔の中心位置と、前記囲繞部材11に形成された貫通孔111の中心位置とが一致するように形成されている。このように構成することによって、例えば、図3に示すように、鉛直方向(すなわち、前記X線透過膜に垂直な方向)から見たときに、前記貫通孔111が前記空洞部131の内側に位置するようにしてある。前記支持部材13は、本実施形態では、前記囲繞部材11との間に前記X線透過膜12を挟み込んで支持するよう構成されている。
前記支持部材13の素材は、所望の強度を有し、散乱をほとんど起こさずにX線を透過させるものであることが好ましい。
The support member 13 has, for example, a hollow portion 131 formed in a flat plate made of the same material as the surrounding member 11 described above. In this embodiment, the hollow portion 131 is, for example, a hollow hole that vertically penetrates the support member and is larger than the through hole 111 formed in the surrounding member 11. is. In this embodiment, as with the surrounding member 11, an acrylic plate having a thickness of 4.0 mm and four cylindrical holes having an inner diameter of 10 mm are used. The hollow hole is formed so that the central position of the hollow hole formed in the supporting member 13 and the central position of the through hole 111 formed in the surrounding member 11 are aligned. By configuring in this way, for example, as shown in FIG. It is positioned. In this embodiment, the support member 13 is configured to sandwich and support the X-ray permeable film 12 with the surrounding member 11 .
The material of the support member 13 preferably has a desired strength and transmits X-rays with little scattering.

前記囲繞部材11に形成された前記貫通孔111の内周面と、前記X線透過膜12の上面によって試料を収容する試料収容空間1aが形成されている。 The inner peripheral surface of the through hole 111 formed in the surrounding member 11 and the upper surface of the X-ray transmissive film 12 form a sample containing space 1a for containing the sample.

本実施形態に係る蛍光X線分析装置のもう一つの特徴として、前記試料室2は、前記粉体試料セル1を出し入れするための開閉扉21と、該試料室2の内部で前記粉体試料セル1を移動させる移動機構22とを備えており、前記蛍光X線分析装置100が減圧機構6をさらに備えている点を挙げることができる。 Another feature of the X-ray fluorescence spectrometer according to this embodiment is that the sample chamber 2 includes an opening/closing door 21 for taking in and out the powder sample cell 1, and a powder sample inside the sample chamber 2. A movement mechanism 22 for moving the cell 1 is provided, and the fluorescent X-ray spectrometer 100 further includes a decompression mechanism 6 .

前記開閉扉21は、例えば、アクリル製のスライド式扉である。なお、前記試料室2は、この開閉扉21を閉めることで内部を気密に封止できるようにしてある。 The opening/closing door 21 is, for example, an acrylic sliding door. The inside of the sample chamber 2 can be hermetically sealed by closing the opening/closing door 21 .

前記移動機構22は、例えば、ステージ221とモーター222とを備えるものである。より具体的には、例えば、前記情報処理装置5が備える移動制御部53からの指示を受けてモーター222が回転することで、ステージ221が移動するように構成してある。 The moving mechanism 22 has, for example, a stage 221 and a motor 222 . More specifically, for example, the stage 221 is configured to move when the motor 222 rotates in response to an instruction from the movement control unit 53 provided in the information processing device 5 .

ステージ221の上には粉体試料セル1が設置され、ステージ221が移動することで粉体試料セル1が移動する。ここでは、移動方向は水平方向であり、前記移動機構22は、前記粉体試料PにX線を照射する際の前記粉体試料セル1の位置である前記照射位置2aと、前記開閉扉21下に設定されて前記粉体試料セル1を設置する位置である設置位置2bとの間で前記粉体試料セル1を水平方向に移動させるものである。この実施形態では、前記照射位置2aと前記設置位置2bとは、前記試料室2内の別々の位置にそれぞれ設定されているものである。 The powder sample cell 1 is installed on the stage 221, and the powder sample cell 1 moves as the stage 221 moves. Here, the moving direction is the horizontal direction, and the moving mechanism 22 moves the irradiation position 2a, which is the position of the powder sample cell 1 when irradiating the powder sample P with X-rays, and the opening/closing door 21. The powder sample cell 1 is horizontally moved between an installation position 2b, which is a position where the powder sample cell 1 is installed, and which is set below. In this embodiment, the irradiation position 2a and the installation position 2b are set at different positions in the sample chamber 2, respectively.

前記減圧機構6は、例えば、前記試料室2の壁に形成された排気口61と、該排気口61に接続されて前記試料室2内を減圧するための真空ポンプと、前記排気口61と前記真空ポンプとの間に配置され、前記試料室2内を大気開放することによって試料室2内の減圧状態を解除するためのバルブ等を備えるものである。 The decompression mechanism 6 includes, for example, an exhaust port 61 formed in the wall of the sample chamber 2 , a vacuum pump connected to the exhaust port 61 for decompressing the inside of the sample chamber 2 , and the exhaust port 61 . It is provided with a valve or the like disposed between the vacuum pump and releasing the decompressed state in the sample chamber 2 by opening the inside of the sample chamber 2 to the atmosphere.

前記排気口61は、本実施形態では、前記設置位置2bと前記排気口61との間の距離の方が、前記照射位置2aと前記排気口61との間の距離よりも大きくなるように配置されている。 In this embodiment, the exhaust port 61 is arranged such that the distance between the installation position 2b and the exhaust port 61 is greater than the distance between the irradiation position 2a and the exhaust port 61. It is

このように構成した粉体試料セル1及び蛍光X線分析装置を使用して、粉体試料Pの蛍光X線分析をする方法及び手順について図5を参照しながら以下に説明する。なお、この実施形態では、前記蛍光X線分析装置の一例として、株式会社堀場製作所製のX線分析顕微鏡(XGT-7200)を使用している。 Using the powder sample cell 1 and the fluorescent X-ray analyzer configured as described above, the method and procedure for performing the fluorescent X-ray analysis of the powder sample P will be described below with reference to FIG. In this embodiment, an X-ray analysis microscope (XGT-7200) manufactured by Horiba, Ltd. is used as an example of the X-ray fluorescence analyzer.

まず、粉体試料Pを前記粉体試料セル1の試料収容空間1aに入れる(S1)。この時、試料収容空間1a内で粉体試料Pが均一の厚みになるように、粉体試料セル1の試料収容空間1aの内部に粉体試料Pを入れてから、振動を与えたり、上から棒などで均一に押し込むようにして隙間なく詰めるようにしてもよい。例えば、図2に示すような、粉体試料セル1を使用する場合には、1つの粉体試料セル1に、複数の試料収容空間1aが形成されているので、これら複数の試料収容空間1aにそれぞれ種類の異なる粉体試料Pを入れるようにしてもよい。 First, a powder sample P is put into the sample storage space 1a of the powder sample cell 1 (S1). At this time, after putting the powder sample P into the sample storage space 1a of the powder sample cell 1 so that the powder sample P has a uniform thickness in the sample storage space 1a, the powder sample P is vibrated or moved upward. It is also possible to press the mixture evenly with a stick or the like so that there is no gap. For example, when using a powder sample cell 1 as shown in FIG. 2, one powder sample cell 1 has a plurality of sample storage spaces 1a. may contain powder samples P of different types.

このように粉体試料Pを粉体試料セル1に収容したのち、該粉体試料セル1を前記試料室2の開閉扉21から試料室2内の設置位置2bに設置する(S2)。 After the powder sample P is accommodated in the powder sample cell 1 in this way, the powder sample cell 1 is installed at the installation position 2b in the sample chamber 2 through the opening/closing door 21 of the sample chamber 2 (S2).

このように粉体試料セル1が設置位置2bに配置され、開閉扉21が閉じられた状態で、前記減圧機構6によって前記試料室2内の減圧を行う(S3)。
具体的には、前記排気口61を介して前記試料室2内部を前記真空ポンプにつないだ状態で、真空ポンプを稼働させ、前記試料室2内の空気を緩やかに前記試料室2の外部へ排気して真空状態にする。
With the powder sample cell 1 placed at the installation position 2b and the opening/closing door 21 closed as described above, the pressure in the sample chamber 2 is reduced by the pressure reducing mechanism 6 (S3).
Specifically, with the inside of the sample chamber 2 connected to the vacuum pump through the exhaust port 61 , the vacuum pump is operated to gently remove the air in the sample chamber 2 to the outside of the sample chamber 2 . Evacuate to vacuum.

試料室2内の圧力が所定の圧力まで減圧されたことを確認した後、前記移動制御部53が、前記移動機構22を制御することによって、前記粉体試料セル1が、前記設置位置2bから前記照射位置2aまで移動される(S4)。 After confirming that the pressure in the sample chamber 2 has been reduced to a predetermined pressure, the movement control unit 53 controls the movement mechanism 22 to move the powder sample cell 1 from the installation position 2b. It is moved to the irradiation position 2a (S4).

次に、前記照射制御部51が、前記X線照射機構3に働きかけ、前記X線照射機構3から前記粉体試料セル1に収容された粉体試料PにX線が照射される。照射されたX線が粉体試料Pにあたることによって発生する蛍光X線を、試料をスキャンすることによって前記検出部4が検出する(S5)。この時、粉体試料Pを透過した一次X線は、例えば、前記検出部4が備える透過X線受容部42などによって受け止められるようにしても良い。
なお、X線照射及び検出の条件の一例としては、X線管電圧は30kV、管電流は1.0mA、照射径は100μm、X線作動距離は1mm、スキャン範囲は0.512mm四方、分析時間は1000秒などとすることが考えられる。前記スキャン範囲については、粉体試料Pの部分のみをスキャンすることが好ましいので、前記貫通孔の内径によって適宜変更することができる。その他の条件についても、分析対象に応じて適宜変更しても良いことは言うまでもない。
Next, the irradiation control unit 51 causes the X-ray irradiation mechanism 3 to irradiate the powder sample P accommodated in the powder sample cell 1 with X-rays from the X-ray irradiation mechanism 3 . Fluorescent X-rays generated when the irradiated X-rays strike the powder sample P are detected by the detection unit 4 by scanning the sample (S5). At this time, the primary X-rays transmitted through the powder sample P may be received by, for example, a transmitted X-ray receiving section 42 provided in the detection section 4 or the like.
An example of X-ray irradiation and detection conditions is as follows: X-ray tube voltage: 30 kV, tube current: 1.0 mA, irradiation diameter: 100 μm, X-ray working distance: 1 mm, scan range: 0.512 mm square, analysis time: may be set to 1000 seconds. Since it is preferable to scan only the portion of the powder sample P, the scanning range can be appropriately changed according to the inner diameter of the through hole. It goes without saying that other conditions may be changed as appropriate according to the analysis target.

前記検出部4によって検出された蛍光X線の強度に基づいて、前記分析部52が粉体試料Pの成分を定量分析する(S6)。本実施形態では、前記分析部52が粉体試料Pの成分をFPM(Fandamental parameter method)により定量分析するようにしてある。例えば、地球化学標準物質等を標準試料として用いて、この標準物質の積算スペクトルを用いて校正を行い、その後、測定対象である粉体試料Pの定量分析を行う。 The analysis unit 52 quantitatively analyzes the components of the powder sample P based on the intensity of the fluorescent X-rays detected by the detection unit 4 (S6). In this embodiment, the analysis unit 52 quantitatively analyzes the components of the powder sample P by FPM (Fundamental parameter method). For example, a geochemical reference material or the like is used as a standard sample, calibration is performed using the integrated spectrum of this standard material, and then quantitative analysis of the powder sample P to be measured is performed.

分析が終了すると、前記移動機構22によって、前記粉体試料セル1が、照射位置2aから設置位置2bへと戻される(S7)。その後、前記減圧機構6が備える前記バルブなどによって前記試料室2が大気解放されて、減圧状態が解除される(S8)。次に、開閉扉21から前記粉体試料セル1を取り出すことによって、分析が終了する(S9)。 When the analysis is completed, the powder sample cell 1 is returned from the irradiation position 2a to the installation position 2b by the moving mechanism 22 (S7). After that, the sample chamber 2 is released to the atmosphere by the valve or the like provided in the decompression mechanism 6, and the decompression state is released (S8). Next, the analysis is completed by taking out the powder sample cell 1 from the opening/closing door 21 (S9).

このように構成した粉体試料セル1及び蛍光X線分析装置によれば、以下のような効果を奏することができる。 According to the powder sample cell 1 and the fluorescent X-ray analyzer configured as described above, the following effects can be obtained.

粉体試料Pにバインダーなどの添加剤を加えなくとも、粉体試料Pをアクリル板の貫通孔111に挿入するだけで、貫通孔111の内周面とフィルムに保持されて、密度が均一である程度の厚みを確保することができる。従って、蛍光X線による定量分析の精度が向上する。 Even without adding an additive such as a binder to the powder sample P, just by inserting the powder sample P into the through-hole 111 of the acrylic plate, it is held by the inner peripheral surface of the through-hole 111 and the film, and the density is uniform. A certain amount of thickness can be secured. Therefore, the accuracy of quantitative analysis using fluorescent X-rays is improved.

前記粉体試料セル1において、試料収容空間1aの上面は開口しており、粉体試料Pを固定するためのフィルム等は一切貼られていない。
従来の粉体試料セルのように、上面にフィルム等が貼られていると、試料収容空間1aの中に挿入された粉体試料Pから上方に向けて発生した蛍光X線が吸収されてしまい、蛍光X線の検出強度が悪化し、測定精度が落ちてしまう。特に、粉体試料Pが貴重な砂、岩石、鉱物、医薬品等の微量粉末である場合、NaやMgなどの軽元素が主成分や微量成分として含有されていることが多い。これらNaやMgなどの軽元素から発生する波長の短い蛍光X線は、フィルムによって吸収されやすいので、試料収容空間1aの上面にフィルムが張られていると、著しく検出強度が落ちてしまう。
一方、本実施形態に係る粉体試料セル1によれば、試料収容空間1aの上面に蓋をする物体やフィルム等が貼られていないことで、粉体試料Pから上方に向けて発生した蛍光X線が吸収されることなく検出器41に到達することで、吸収されやすい波長の元素も精度良く測定することができる。加えて、粉体試料Pが微量である場合、発生する蛍光X線の強度が弱いため、フィルム等による蛍光X線の吸収によって顕著に測定精度が悪くなってしまう。粉体試料Pから上方に向けて発生した蛍光X線がフィルム等に吸収されることなく検出器41に到達することで、微量な粉体試料Pであっても、精度よく定量分析することができる。
In the powder sample cell 1, the upper surface of the sample storage space 1a is open, and no film or the like for fixing the powder sample P is pasted thereon.
If a film or the like is attached to the upper surface of the conventional powder sample cell, the fluorescent X-rays emitted upward from the powder sample P inserted into the sample storage space 1a will be absorbed. , the detection intensity of fluorescent X-rays deteriorates, and the measurement accuracy drops. In particular, when the powder sample P is trace powder such as precious sand, rock, mineral, pharmaceutical, etc., it often contains light elements such as Na and Mg as main components and trace components. Fluorescent X-rays with short wavelengths generated from light elements such as Na and Mg are easily absorbed by the film, so if the upper surface of the sample storage space 1a is covered with the film, the detection intensity will drop significantly.
On the other hand, according to the powder sample cell 1 according to the present embodiment, the fluorescent light emitted upward from the powder sample P is not attached to the upper surface of the sample storage space 1a by covering the upper surface of the sample storage space 1a. Since the X-rays reach the detector 41 without being absorbed, it is possible to accurately measure elements with wavelengths that are easily absorbed. In addition, when the amount of the powder sample P is very small, the intensity of the generated fluorescent X-rays is weak, so that the absorption of the fluorescent X-rays by the film or the like causes a marked deterioration in measurement accuracy. Fluorescent X-rays generated upward from the powder sample P reach the detector 41 without being absorbed by a film or the like, so that even a very small amount of the powder sample P can be quantitatively analyzed with high accuracy. can.

さらに、前記試料収容空間1aの底面が、前記X線透過膜12で形成されているので、試料収容空間1aの底面によるX線の散乱を抑えることができる。その結果、蛍光X線分析におけるバックグラウンドノイズを低減することができる。 Furthermore, since the bottom surface of the sample storage space 1a is formed of the X-ray transmissive film 12, scattering of X-rays by the bottom surface of the sample storage space 1a can be suppressed. As a result, background noise in fluorescent X-ray analysis can be reduced.

前記支持部材13を備えており、該支持部材13に形成された空洞孔の中心位置と、前記囲繞部材11に形成された貫通孔111の中心位置が一致するようにしてある。そのため、前記試料収容空間1aの下に空洞部131が形成されることになり、前記X線透過膜12の下にX線を反射する部材が直接当接することがない。その結果、蛍光X線分析におけるバックグラウンドノイズをより確実に低減することができる。また、前記空洞部131が、前記支持部材を上下方向に貫通する空洞孔であるので、空洞部131の底面によるX線の散乱をも抑えることができる。 The support member 13 is provided, and the center position of the hollow hole formed in the support member 13 and the center position of the through hole 111 formed in the surrounding member 11 are made to coincide. Therefore, a hollow portion 131 is formed under the sample housing space 1a, and a member that reflects X-rays does not come into direct contact with the bottom of the X-ray transmissive film 12. As shown in FIG. As a result, background noise in fluorescent X-ray analysis can be reduced more reliably. In addition, since the hollow portion 131 is a hollow hole vertically penetrating the support member, scattering of X-rays by the bottom surface of the hollow portion 131 can also be suppressed.

前記支持部材13に形成されている空洞孔は前記囲繞部材11に形成された貫通孔111よりも大きく形成してあるので、前記支持部材13が少しずれて配置されたとしても、前記試料収容空間1aの下に前記空洞部131をより確実に位置させることができる。
さらに、前記空洞孔が前記囲繞部材11に形成された貫通孔111よりも大きく形成してあるので、前記試料収容空間1aに収容されている粉体試料Pによって前記支持部材13に向けて反射されたX線が、該支持部材13に前記試料収容空間1aの直下であたってしまうことを避けることができる。その結果、前記支持部材にX線が反射・散乱することによる蛍光X線分析へのノイズを低減することができる。
Since the hollow hole formed in the supporting member 13 is formed to be larger than the through hole 111 formed in the surrounding member 11, even if the supporting member 13 is arranged with a slight deviation, the sample accommodating space is maintained. The cavity 131 can be more reliably positioned under 1a.
Furthermore, since the hollow hole is formed to be larger than the through hole 111 formed in the surrounding member 11, the powder sample P accommodated in the sample accommodation space 1a reflects the light toward the support member 13. Therefore, it is possible to prevent the X-rays from hitting the supporting member 13 directly below the sample accommodating space 1a. As a result, noise in fluorescent X-ray analysis due to reflection and scattering of X-rays by the support member can be reduced.

前記粉体試料セル1に4つの試料収容空間1aが形成されているので、これら4つの試料収容空間1aにそれぞれ一種類ずつ別々の種類の粉体試料Pを収容することができる。これら4つの試料収容空間1aは、粉体試料セル1におけるそれぞれの試料収容空間1aの位置が容易に特定できるので、1回の分析作業で、複数種類の粉体試料Pを分析することができる。 Since the powder sample cell 1 is formed with four sample storage spaces 1a, each of the four sample storage spaces 1a can store powder samples P of different types. Since the position of each of the four sample storage spaces 1a in the powder sample cell 1 can be easily identified, a plurality of types of powder samples P can be analyzed in one analysis operation. .

前記減圧機構6を備えており、前記試料室2内を減圧し、例えば真空状態にすることも可能であるので、特に、微量の粉体試料Pを分析する場合や、軽元素を含む粉体試料Pを分析する場合などには、空気によるX線の吸収を抑えて、より分析精度を向上させることができる。 Since the decompression mechanism 6 is provided, the inside of the sample chamber 2 can be decompressed, for example, into a vacuum state. When the sample P is to be analyzed, the absorption of X-rays by air can be suppressed, and the accuracy of analysis can be further improved.

前記排気口61が、前記設置位置2bと前記排気口61との間の距離の方が、前記照射位置2aと前記排気口61との間の距離がよりも大きくなるように配置されているので、前記試料室2内を減圧するときや、前記試料室2内の減圧状態を解除するときに、前記試料室2内の空気の流れによって前記粉体試料セル1に保持されている粉体試料Pが舞い散ることをできるだけ抑えることができる。 The exhaust port 61 is arranged such that the distance between the installation position 2b and the exhaust port 61 is larger than the distance between the irradiation position 2a and the exhaust port 61. , the powder sample held in the powder sample cell 1 by the air flow in the sample chamber 2 when the sample chamber 2 is decompressed or the decompressed state in the sample chamber 2 is released. It is possible to suppress the scattering of P as much as possible.

なお、本発明は、前記実施形態に限られるものではない。
例えば、前記囲繞部材は、前述したような一枚の平板上のアクリル板に4つの貫通孔が形成されているものに限らず、例えば、図6及び図7に示すような、複数の円筒形状の筒状体であっても良い。1つの粉体試料セルが備える貫通孔や筒状体の数は、1つ又は2つ以上の任意の数であってよく、制限されるものではない。複数の貫通孔や筒状体を備える場合には、これら複数の貫通孔や筒状体の間の距離が、前記X線導管によって導かれるX線の照射幅よりも大きいものとしておけば、それぞれの貫通孔や筒状体に対応する試料収容空間を互いに区別してX線を照射することができる。
なお、前記試料収容空間の形状は、前述したような円筒形状にかぎらず、角柱状であってもよいし、異形筒状等であってもよい。
In addition, the present invention is not limited to the above embodiments.
For example, the surrounding member is not limited to one having four through-holes formed in a single flat plate acrylic plate as described above, and for example, a plurality of cylindrical members as shown in FIGS. It may be a cylindrical body of The number of through-holes and cylindrical bodies provided in one powder sample cell may be one or any number of two or more, and is not limited. When a plurality of through-holes or cylindrical bodies are provided, if the distance between the plurality of through-holes or cylindrical bodies is set to be larger than the irradiation width of the X-rays guided by the X-ray tube, each X-rays can be irradiated while distinguishing between the through-hole and the sample containing space corresponding to the cylindrical body.
The shape of the sample housing space is not limited to the cylindrical shape described above, and may be a prismatic shape, a deformed cylindrical shape, or the like.

前記支持部材は、前述したようなものに限らず、例えば、図6及び図7に示すように、平板状の板材に、前記囲繞部材の貫通孔や筒状体の下部が解放した空洞部が一つ又は複数設けられた枠体のようなものとしても良い。このような形状の支持部材を用いる場合には、前記X線透過膜を、前記囲繞部材と該支持部材との間に挟み込んで支持しても良いし、前記支持部材のみに前記X線透過膜を固定することによって張り詰めた該X線透過膜の上に、前述したような筒状の囲繞部材を固定するようにしても良い。 The support member is not limited to the one described above. For example, as shown in FIGS. It is good also as something like a frame provided with one or more. When a support member having such a shape is used, the X-ray permeable film may be supported by being sandwiched between the surrounding member and the support member, or the X-ray permeable film may be placed only on the support member. A cylindrical surrounding member as described above may be fixed on the X-ray permeable film stretched by fixing the X-ray transparent film.

前記支持部材に形成されている空洞部は、必ずしも前記支持部材を貫通するものでなくても良く、該空洞部の底面によるX線散乱が蛍光X線分析のバックグラウンドノイズとならない限りは有底の凹部としても良い。前記空洞部の形状は、前述したような円筒形状にかぎらず、角柱状であってもよいし、異形筒状等であってもよい。 The cavity formed in the support member does not necessarily have to penetrate the support member, and has a bottom as long as X-ray scattering by the bottom surface of the cavity does not become background noise in fluorescent X-ray analysis. It is good also as a crevice of. The shape of the hollow portion is not limited to the cylindrical shape described above, and may be a prismatic shape, an irregular cylindrical shape, or the like.

前記貫通孔111又は前記筒状体の内径や高さは、前述したものに限らず、分析に供する粉体試料Pの量によって適宜変更しても良い。前記貫通孔111や前記筒状体の内径は、0.5mm以上5mm以下であることが好ましく、例えば、分析に供する粉体試料Pの量が1mgである場合には内径を1mmとし、100mgである場合には内径を4mmなどにしても良い。
前記貫通孔111又は前記筒状体の高さも、同様に、分析に供する粉体試料Pの量によって適宜変更しても良い。前記貫通孔111又は前記筒状体の高さは、0.1mm以上4mm以下であることが好ましく、例えば、分析に供する粉体試料Pの量が1mgである場合には高さを0.5mmとし、100mgである場合には高さを3mmなどにしても良い。
また、前述した内径と高さとの比についても、分析に供する粉体試料Pの量によって適宜変更しても良いが、例えば、内径(a)と高さ(b)との比(a/b)が、0.75以上2以下の範囲であることが好ましい。
The inner diameter and height of the through-hole 111 or the cylindrical body are not limited to those described above, and may be appropriately changed depending on the amount of the powder sample P to be analyzed. The inner diameter of the through-hole 111 and the cylindrical body is preferably 0.5 mm or more and 5 mm or less. In some cases, the inner diameter may be 4 mm or the like.
Similarly, the through-hole 111 or the height of the cylindrical body may be appropriately changed depending on the amount of the powder sample P to be analyzed. The height of the through hole 111 or the cylindrical body is preferably 0.1 mm or more and 4 mm or less. , and if the weight is 100 mg, the height may be set to 3 mm or the like.
In addition, the ratio of the inner diameter to the height described above may be changed as appropriate depending on the amount of the powder sample P to be analyzed. ) is preferably in the range of 0.75 to 2.

なお、本発明に係る粉体試料セル及び蛍光X線分析装置を用いた実際の実験例として、前述した条件で、複数種類の地球化学標準物質を粉体試料Pとして用いて、分析に供する粉体試料Pの量を1mg、10mg、100mgと変化させ、各5回繰り返し測定した場合の各構成元素の定量値の平均と標準偏差を求めた。その結果、1mgの粉体試料Pを用いた場合にも、各地球化学標準物質中の各元素の認証量と算出された各元素の定量値とが非常によく一致し、10mgや100mgの粉体試料を使用した場合と比べて標準偏差も大きく変化しないことが確認されている。 As an actual experimental example using the powder sample cell and the fluorescent X-ray analyzer according to the present invention, a plurality of types of geochemical reference materials were used as the powder sample P under the conditions described above. The amount of the body sample P was changed to 1 mg, 10 mg, and 100 mg, and the average and standard deviation of the quantitative values of each constituent element were determined when each measurement was repeated five times. As a result, even when 1 mg of powder sample P was used, the certified amount of each element in each geochemical reference material and the calculated quantitative value of each element were in very good agreement. It has been confirmed that the standard deviation does not change much compared to the case of using body samples.

前記支持部材は、前記囲繞部材と同じ素材で形成されていても良いし、別の素材で形成されていても良い。 The support member may be made of the same material as the surrounding member, or may be made of a different material.

前記蛍光X線分析装置が、前記移動機構や前記減圧機構を備えていることが好ましいが、これらは必須の構成要件ではない。 Although it is preferable that the fluorescent X-ray spectrometer includes the moving mechanism and the pressure reducing mechanism, these are not essential constituent elements.

粉体試料は、前記試料収容空間の上面まで入れても良いが、必ずしも前記試料収容空間の上面まで詰める必要はなく、前記試料収容空間の底面を形成している前記X線透過膜が全面覆われる程度の量の粉体試料を入れるようにすればよい。前述した実施形態のように、FPMを用いて定量分析を行う場合には、分析精度をより向上させるために、前記囲繞部材の上面と前記試料収容空間の上面とが同一面を形成するように、粉体試料を前記試料収容空間の上面まで詰めることが好ましい。また、特に、砂や岩石などの土壌試料を分析対象とする場合には、粉体試料が炭素や水素などの蛍光X線分析に影響を与えない元素を多く含有していることが多い。そこで、土壌試料を分析対象とする場合には、例えば、前記囲繞部材にも同様に炭素や水素などの蛍光X線分析に影響を与えない元素を多く含有する素材を使用することによって、前記試料収容空間内の粉体試料の密度と前記囲繞部材の密度とを合わせることが好ましい。
その他、本発明の趣旨に反しない限りにおいて、種々の変形や実施形態の組合せを行ってもかまわない。
The powder sample may be filled up to the upper surface of the sample-accommodating space, but it is not necessary to fill the sample-accommodating space up to the upper surface. It is sufficient to put the powder sample in such an amount that it can be filled. When quantitative analysis is performed using FPM as in the above-described embodiment, the upper surface of the surrounding member and the upper surface of the sample-accommodating space are arranged so as to form the same plane in order to further improve analysis accuracy. Preferably, the powder sample is packed up to the upper surface of the sample-accommodating space. In particular, when a soil sample such as sand or rock is to be analyzed, the powder sample often contains many elements such as carbon and hydrogen that do not affect fluorescent X-ray analysis. Therefore, when a soil sample is to be analyzed, for example, by using a material containing a large amount of elements such as carbon and hydrogen that do not affect fluorescent X-ray analysis for the surrounding member, the sample It is preferable to match the density of the powder sample in the housing space with the density of the surrounding member.
In addition, various modifications and combinations of embodiments may be made without departing from the gist of the present invention.

100・・・蛍光X線分析装置
1 ・・・粉体試料セル
11 ・・・囲繞部材
111・・・貫通孔
12 ・・・X線透過膜
13 ・・・支持部材
131・・・空洞部
1a ・・・試料収容空間
2a ・・・照射位置
2b ・・・設置位置
21 ・・・開閉扉
22 ・・・移動機構
3 ・・・X線照射機構
4 ・・・検出部
5 ・・・情報処理装置
2 ・・・試料室
6 ・・・減圧機構
61 ・・・排気口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100... X-ray fluorescence analyzer 1... Powder sample cell 11... Surrounding member 111... Through hole 12... X-ray permeable membrane 13... Supporting member 131... Cavity part 1a . Apparatus 2 ... Sample chamber 6 ... Decompression mechanism 61 ... Exhaust port

Claims (9)

粉体試料に上方から1次X線を照射し、前記粉体試料から上方に向けて発生する蛍光X線を検出する蛍光X線分析に用いられるものであって、
上面及び下面を有し、前記上面と前記下面とを連通する貫通孔が所定箇所に形成された囲繞部材と、
前記囲繞部材の下面に張り付けられたX線透過膜とを備え、
前記貫通孔の内周面と前記X線透過膜とによって上面のみが開口する試料収容空間が形成されており、
前記囲繞部材の下面との間で前記X線透過膜を挟み込んで支持する支持部材を備え、
前記支持部材は少なくとも上面が開口する空洞部が設けられるとともに、前記X線透過膜に垂直な方向から視て前記貫通孔が前記空洞部の内側に位置するように成されている粉体試料セル。
It is used for fluorescent X-ray analysis for irradiating a powder sample with primary X-rays from above and detecting fluorescent X-rays emitted upward from the powder sample,
a surrounding member having an upper surface and a lower surface, and having a through hole formed at a predetermined location for communicating between the upper surface and the lower surface;
and an X-ray transparent film attached to the lower surface of the surrounding member,
A sample housing space is formed by the inner peripheral surface of the through-hole and the X-ray transmissive film, and only the upper surface is open ;
a support member that sandwiches and supports the X-ray transparent film between itself and the lower surface of the surrounding member;
The powder sample cell, wherein the support member is provided with a hollow portion whose upper surface is open at least, and the through hole is positioned inside the hollow portion when viewed from a direction perpendicular to the X-ray transparent film. .
前記X線透過膜が、樹脂を含有するものである請求項1に記載の粉体試料セル。 2. A powder sample cell according to claim 1, wherein said X-ray transparent film contains a resin. 前記囲繞部材が、1つ又は複数の貫通孔をもつ平板状のものである請求項1又は2記載の粉体試料セル。 3. The powder sample cell according to claim 1, wherein said surrounding member is a flat plate having one or more through-holes. 前記支持部材が、前記空洞部が上下方向に貫通する1つ又は複数の孔をもつ平板状のものである請求項に記載の粉体試料セル。 2. The powder sample cell according to claim 1 , wherein the supporting member is a flat plate-like member having one or more holes through which the hollow portion extends vertically. 粉体試料に上方から1次X線を照射し、前記粉体試料から上方に向けて発生する蛍光X線を検出する蛍光X線分析に用いられるものであって、
上面及び下面を有し、前記上面と前記下面とを連通する貫通孔が所定箇所に形成された囲繞部材と、
前記囲繞部材の下面に張り付けられたX線透過膜とを備え、
前記貫通孔の内周面と前記X線透過膜とによって上面のみが開口する試料収容空間が形成されている粉体試料セルと、
前記粉体試料に1次X線を照射するX線照射機構と、
前記粉体試料に1次X線を照射した際に発生する蛍光X線を検出する検出部と、を備え、
前記X線照射機構が、前記1次X線の照射径を絞るものである、蛍光X線分析装置。
It is used for fluorescent X-ray analysis for irradiating a powder sample with primary X-rays from above and detecting fluorescent X-rays emitted upward from the powder sample,
a surrounding member having an upper surface and a lower surface, and having a through hole formed at a predetermined location for communicating between the upper surface and the lower surface;
and an X-ray transparent film attached to the lower surface of the surrounding member,
a powder sample cell in which a sample storage space whose top surface is open is formed by the inner peripheral surface of the through hole and the X-ray transparent film;
an X-ray irradiation mechanism for irradiating the powder sample with primary X-rays;
a detection unit for detecting fluorescent X-rays generated when the powder sample is irradiated with primary X-rays ,
A fluorescent X-ray spectrometer , wherein the X-ray irradiation mechanism narrows down the irradiation diameter of the primary X-rays .
前記粉体試料セルを収容する試料室と、該試料室内を減圧する減圧機構とを備える請求項記載の蛍光X線分析装置。 6. The fluorescent X-ray spectrometer according to claim 5 , comprising a sample chamber for accommodating said powder sample cell, and a decompression mechanism for depressurizing said sample chamber. 前記試料室内での前記粉体試料セルの位置として、前記粉体試料セルに挿入された前記粉体試料に前記照射機構から1次X線を照射する位置である照射位置と、前記照射位置とは別に設けられ照射前に前記粉体試料セルを置く位置である設置位置とが設定されているとともに、
前記照射位置と前記設置位置の間で前記粉体試料セルを移動させる移動機構をさらに備え、
前記減圧機構が、前記試料室の壁に形成されて前記試料室の空気を排気する排気口を備え、前記設置位置と前記排気口の距離が前記照射位置と前記排気口の距離より大きいことを特徴とする請求項記載の蛍光X線分析装置。
As positions of the powder sample cell in the sample chamber, an irradiation position, which is a position at which the powder sample inserted into the powder sample cell is irradiated with primary X-rays from the irradiation mechanism, and the irradiation position. is provided separately and an installation position, which is a position where the powder sample cell is placed before irradiation, is set,
further comprising a moving mechanism for moving the powder sample cell between the irradiation position and the installation position;
The decompression mechanism has an exhaust port formed on the wall of the sample chamber for exhausting air from the sample chamber, and the distance between the installation position and the exhaust port is greater than the distance between the irradiation position and the exhaust port. 7. The fluorescent X-ray spectrometer according to claim 6 .
請求項1乃至の何れか一項に記載の粉体試料セルを使用することを特徴とする蛍光X線分析方法。 A fluorescent X-ray analysis method, comprising using the powder sample cell according to any one of claims 1 to 4 . 上面及び下面を有し、前記上面と前記下面とを連通する貫通孔が所定箇所に形成された囲繞部材と、 a surrounding member having an upper surface and a lower surface, and having a through hole formed at a predetermined location for communicating between the upper surface and the lower surface;
前記囲繞部材の下面に張り付けられたX線透過膜とを備え、 and an X-ray transparent film attached to the lower surface of the surrounding member,
前記貫通孔の内周面と前記X線透過膜とによって上面のみが開口する試料収容空間が形成されていることを特徴とする粉体試料セルを使用する蛍光X線分析方法であって、 A fluorescent X-ray analysis method using a powder sample cell, characterized in that the inner peripheral surface of the through-hole and the X-ray transparent film form a sample housing space whose upper surface is open,
前記粉体試料セルに粉体試料を挿入し、 inserting a powder sample into the powder sample cell;
粉体試料に上方から1次X線を絞って照射し、前記粉体試料から上方に向けて発生する蛍光X線を検出することを特徴とする蛍光X線分析方法。 A fluorescent X-ray analysis method characterized by irradiating a powder sample with focused primary X-rays from above, and detecting fluorescent X-rays emitted upward from the powder sample.
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