JPH0610297Y2 - 発光分光分析装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 イ．産業上の利用分野 本考案は大型の構造物等で分光器内にセットできないよ
うな対象について、そのまゝの形で分析を行うようにし
たアーク，スパーク発光分光分析装置に関する。

ロ．従来の技術 異形大型の試料で通常の分光分析装置内にセットできな
いようなものについて、スパーク放電を光源とする発光
分析を行う場合、試料面に放電電極を近づけてセット
し、オプチカルファイバーによって放電発光による光を
分光器に導く方法が従来から用いられて来た。所でオプ
チカルファイバーは石英の最も良いものでも透過波長の
限界は２００〜２４０ｎｍ程度で、これより短い波長の
光に対しては使えない。他方分析の面からみると元素に
よっては２００ｎｍ以下の光でも検出したい場合があ
る。このような場合、検出しようとする元素の輝線は何
本かあるから、その中の比較的長波長のものを選んで分
析を行うと言う方法が用いられている。例えば炭素であ
れば１９３．０ｎｍの輝線があるが、これは使えないの
で、２２９．６ｎｍの輝線を用いることができるが、こ
の場合感度が低い。一般に高感度を得たい場合、幾つか
の輝線の中から一番感度の良い線を選ぶので、そのよう
な輝線が２００ｎｍ以下であるような場合、一般的に
は、放電電極の方を試料に近ずけ、オプチカルファイバ
ーで分光器に光を導くと言う方法は分析できる元素に制
限がある。

ハ．考案が解決しようとする問題点 本考案は放電電極を試料に近ずけてセットする方式の発
光分析装置で、分析に適した輝線波長が２００ｎｍ以下
と云うような元素でも分析可能にすることを目的として
いる。

ニ．問題点解決のための手段 スパークヘッドと分光器とが分離され、両者がオプチカ
ルファイバーで光学的に結合されている型のスペーク，
アーク発光分光分析装置において、スパークヘッドに第
２の分光器を取付け、放電の光を直接この第２の分光器
に入射させるようにした。

ホ．作 用 分光器とスパークヘッドを分離してオプチカルファイバ
ーで光学的に結合し、スペークヘッドを自由に移動させ
て被検体に当接させ、大型異型対象物の分析を行う構成
は従来と同じであり、一般元素はこの構成によって分析
可能である。分析に適する輝線がオプチカルファイバー
を通してでは分析できないような短波長の光である元素
に対してはスパークヘッドに取付けられた第２の分光器
に光が直接入射せしめられるので、分析可能である。こ
の分光器はスパークヘッドに取付けられているので、ス
パークヘッドと共に自由に移動でき任意の対象物の任意
の位置にセットして分析を行うことができる。

ヘ．実施例 第１図は本考案の一実施例を示す。Ｓは試料でＰは一般
元素分析用の分光器である。Ｈはスパークヘッドで分光
器Ｐと２〜５ｍのケーブルＣで接続されている。スパー
クヘッドＨは内部に放電電極１を保持している本体部２
と三角状の分光器部３とよりなっており、本体部２を試
料Ｓの表面に垂直に当接させると、本体下部の開口内で
放電電極１の先端が所定の距離で試料面と対向するよう
になっている。分光器部３はスパークヘッドＨのハンド
ルをも兼ねている。本体２の下部の放電電極１の側方に
斜上外向きに集光筒４１が設けられ、この集光筒内に集
光レンズ４が取付けられており、この集光筒にその軸方
向にオプチカルファイバー５が挿入固定してあって、火
花放電の光をオプチカルファイバー５の光入射端面に集
光するようになっている。オプチカルファイバー５はケ
ーブルＣ内を通って分光器Ｐに導かれる。スパークヘッ
ドにおける分光器部３は両端が本体部１に固定され、三
角状に折曲された管で、三角形の頂点になる部分の内部
に凹面回折格子Ｇが固定されており、こゝから本体部２
の下端部に向う辺の部分には集光レンズＬと光入口スリ
ットＡ１が設けられており、火花放電の光が入口スリッ
トＡ１上に集光されるようになっている。分光器部３の
上辺の本体２への取付き部に近い側には光出口スリット
Ａ２とその後に受光素子Ｍが設けられている。回折格子
ＧとスリットＡ１，Ａ２は一つのローランド円上に位置
して一つの元素の一本の輝線スペクトルが検出できるよ
うに調整されている。ケーブルＣには上記したオプチカ
ルファイバーの他火花放電用の給電線，受光素Ｍの出力
信号を伝送する信号線等が通してある。

分光器部３のスペークヘッドの本体部２への取付け部は
スライド機構になっていて、分光器部の両端を本体部２
のガイド溝に滑り込ませることにより本体部２に着脱交
換可能に取付けられる。受光素子ＭとケーブルＣを通っ
て来た信号線との間はプラグソケット式のコネクタで接
続される。分光器部３はこの実施例では単一の波長に固
定されており、分光器Ｐで検出困難な元素で、分析した
い元素の種類に応じて、何種類かが用意され、必要に応
じてその中の一つが選択されてスペークヘッドの本体部
に取付けられる。

上述した実施例では分光器部３は単一波長用に構成され
ているが、第２図に示すように複数の出口スリットＡ
２，Ａ３等及び夫々の出口スリット後方に受光素子Ｍ
１，Ｍ２等を配置した多チャンネル型分光器の構造にし
て、一つの分光器部で複数の元素を検出できるようにす
ることも可能である。

分光器部３は取扱い上なるべく小型であることが望まし
い。近時回折格子で溝数が４０００本／ｍｍ程度のもの
が容易に作られるようになってきたので、第１図で入口
スリットＡ１と回折格子Ｇの中心との間の距離は３０cm
程度で充分な分散が得られ、スリットＡ１，Ａ２と回折
格子間に光路折返し用のミラーを用いれば分光器部は更
に小型に構成することができる。

分光器部において集光レンズＬには石英が用いられる
が、オプチカルファイバーと異り、レンズ部分は光路長
としては甚だ短かく、光吸収は問題にならないから、分
光器部は実際上１６０ｎｍ位まで構成可能である。なお
分光器部３内は必要に応じてアルゴン，窒素等のパージ
ガスを流通させて内部の大気を追出し、酸素等による紫
外吸収を解消するようにすることも容易である。

ト．効 果 本考案発光分光分析装置は上述したように、スパークヘ
ッドを分光器と分離し、火花間隙と分光器との間をオプ
チカルファイバーで光学的に結合する型の装置におい
て、スペークヘッドに上記分光器とは別に短波長用の分
光器を取付けたから、分析用の輝線がオプチカルファイ
バーでは伝送できないような波長であるような元素でも
分析可能であり、従来Ｃ，Ｐ，Ｓ等短波長の輝線を有す
る元素の分析ができなかった構造物とか製品の非破壊的
な分光分析検査が可能となって、構造物とか種々な材料
の生産面での寄与は甚だ大きい。そして、本考案では分
光器３は分光器光路を囲む三角状の管で構成されて、そ
れ以外の構造要素がないから軽量で丈夫であり、本体に
取り付けると、把手となって装置の取扱いが容易とな
り、本体と共に閉じた三角形を作るので、高い剛性が得
られ着脱可能なので、目的に応じて分光器の取り換えが
容易である。また一般用分光器と接続するオプチカルフ
ァイバーが本体から斜上外方に突設された集光筒にその
筒軸方向に取付けられる構造であるので、オプチカルフ
ァイバーを直接本体部に斜めに挿入固定するより、取付
け構造が簡単にできるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例装置の全体側面図、第２図は
他の実施例の分光器部の側面図である。 Ｈ……スペークヘッド、Ｐ……一般元素用分光器、Ｃ…
…ケーブル、１……放電電極、２……本体部、３……分
光器部、４……集光レンズ、５……オプチカルファイバ
ー、Ｌ……集光レンズ、Ｇ……回折格子、Ａ１……入口
スリット、Ａ２，Ａ３……出口スリット、Ｍ，Ｍ１，Ｍ
２……受光素子。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】下端開口面が試料への当接面になってい
   て、内部に試料面と対抗するように放電電極が配置さ
   れ、スパークヘッド部を内蔵している本体部の一側面
   に、Ｖ字形に折曲された管でその折曲部内に反射回折格
   子を取付けられ、上記管が分光器の光路を囲んでなる分
   光器を三角形把手状に着脱自在に取付け、上記本体部の
   他の一側面下部に斜上外向に集光筒を突設し、この集光
   筒にその筒軸方向にオプチカルファイバーの一端を挿入
   固定し、このオプチカルファイバーの他端を一般元素用
   分光器に接続し、上記放電電極と試料面との間の放電に
   よる発光を上記分光器と一般元素用分光器とに導入させ
   るようにしてなる発光分光分析装置。