JPH07120364A - 分析用サンプル準備システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】加熱されている間に粉末試料と溶剤を撹拌する
ための装置の運転時に溶融るつぼの保持と制御を改良す
るるつぼホルダーを提供する。 【構成】るつぼホルダー１００は、るつぼに有限数の撹
拌パターンを提供するために二本の動作軸の各々に沿っ
た別々の調整可能で可変の周波数と振幅運動を利用して
二本の異なる軸上での独立的に制御された動作を提供す
る撹拌アッセンブリー２００に結合されている。加熱炎
は圧縮空気と燃焼ガスの供給を制御することにより制御
される。他の好適形態においては、パイロットバーナー
５０２が提供され、るつぼの下に配置された主バーナー
３００を点火すると共に、るつぼとほとんど同じ温度に
まで鋳造皿を予備加熱する。パイロットバーナー５０２
は、試料小塊を形成するために溶解試料を制御的に冷却
するための鋳造皿にのみ方向付けられて流れるように空
気を制御することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】 ［０００１］ ［産業上の利用分野］本発明は、Ｘ線蛍光分光学、或は
原子吸光、或は誘導的に結合されたプラズマなどの他の
分析法で使用するための試料小塊を準備するための装置
と方法に関する。 ［０００２］ ［従来技術］Ｘ線蛍光分光学、或は他の分析法による分
折のための固体ガラス状試料の小塊を提供するために溶
融剤と供に粉末試料を混合し、そして加熱された融解物
を提供する幾つかの機械が市販されている。分析される
試料は二酸化ケイ素、二酸化アルミニューム、二酸化カ
ルシューム、酸化マグネシューム、そしてスラグなどの
材料を含み、それらは典型的にはＸ線蛍光分光分析を利
用してそれらの活性元素の含有量に対して分析される。
そのような分析装置で使用できるような試料を提供する
ためには、固体で滑らかな表面を有する形状に形成され
なければならない。 ［０００３］ ［発明が解決しようとする課題］そのような試料を提供
するための既存の機械は、るつぼが材料を溶解するため
に組み合わされた試料と溶融剤と供に加熱される間、円
運動を利用して回転されるるつぼ保持機構を備えてい
る。ある装置は、るつぼが溶融温度に加熱される時に溶
融剤と試料を連続的に振動させて混合するために回転さ
れると同時に、るつぼをも傾斜させる。そのような従来
技術の混合装置は混合作用を補助するために特別に形成
されたるつぼに依存する。これは今でも尚高価なプラチ
ナるつぼタイルコストを増加し、且つそのような特別な
るつぼを使用することで他の目的のための使用を妨げ
る。そのような従来技術の装置を使用しての撹拌は、多
面パターンといえども、周波数振幅、或はるつぼの移動
通路に関する柔軟性に関して制御不可能である。異なる
例では、溶融試料が異なる粘度を有することがある。従
来技術の装置での均一な混合を提供するためには、もし
完全に達成可能であるならば、試料と溶融剤に必要な混
合作用を達成するためには非常に長時間が必要であるこ
とが発見されている。 ［０００４］従来技術のシステムにおいては、典型的に
は、試料の準備を達成するために異なるタイプの試料に
対する温度コントロール融通性を提供しないシステムで
は酸素とプロパンの混合を使用して低及び高レベルの溶
融温度しか利用できない。試料溶融に使用される炎の温
度コントロールの欠落により、過剰な温度は、るつぼを
逃れるガスであり、故に試験される試料の濃度を変更さ
せる四フッ化ケイ素（ＳｉＦ４）などの望ましくない副
産物を生成する可能性がある。更に、純酸素とプロパン
を使用すると、実際にプラチナるつぼを溶解することが
出来るほどの過剰温度にまで到達可能となる。 ［０００５］従来技術のシステムにおいては又、その装
置が、所望の試料形状に十分に冷却させるための鋳造皿
内に混合溶融試料を注いだ。しかしながら、鋳造皿は溶
融るつぼ上に配置される、故に鋳造皿の温度はるつぼの
温度に密接に対応しない、そして注ぎ込みステップにお
いて、試料は不均一のまま冷却し、それにより不適切に
結晶化し、そして試料を使用不可にする亀裂を発生させ
るかも知れない。 ［０００６］更に、過去の一般タイプの試料準備装置
は、るつぼの均一な加熱で熱的に妨げる大きなるつぼホ
ルダー、或はるつぼで熱的に妨げないが、特に高温度を
受ける時には、長期間の使用によりそれらの張力を失う
傾向を有し、そして保持クリップの強制的脱着時にプラ
チナるつぼを損傷する可能性もある比較的軽量のスプリ
ングクリップのいずれかを使用している。更に、クリッ
プはるつぼを保持するための通常の実験室用挟みと供に
扱うことが幾分困難である。 ［０００７］最後に、Ｘ線蛍光試料の準備のために使用
される既存の機械においては、一度鋳造皿内に注ぎ込ま
れた溶融試料を制御的に冷却することが必要とされる。
これは冷却のために鋳造皿上に空気を導く独立ファン、
或は空気コントロール配給システムを使用することによ
り達成されている。十分な冷却を提供できるのだが、そ
れは制御されて行われるものではないので、それを達成
するために追加的構成が必要となる。 ［０００８］ ［課題を解決するための手段］本発明のシステムは、本
発明の一局面に従って、加熱されると同時に粉末試料と
溶融剤を撹拌するための装置の作動中の溶解るつぼの保
持と制御とを改良する独特なるつぼホルダーを提供する
ことにより分析用試料の準備のための全く新しい装置を
提供する。るつぼホルダーは、るつぼに対する有限の撹
拌パターンを提供するために二本の異なる作動軸に沿っ
た独立的に調整可能な可変周波数と振輻運動を利用して
各々の異なる軸での独立的に制御された動作を提供する
撹拌アッセンブリーに結合されている。本発明の好適形
態において、加熱炎は、溶解、撹拌、そして鋳造段階を
通じて所望の選択温度を達成するために圧縮空気とプロ
パンなどの燃焼ガスとの供給コントロールより制御され
る。本発明の他の好適形態において、るつぼの下に配置
された主制御バーナーを点火するためと、るつぼから溶
解試料を溶解皿に注ぎ込む時に、溶解物が熱的衝撃に曝
されないように、るつぼと同程度の温度にまで鋳造皿
（或は多連バーナーシステム内の鋳造皿）を独立的に加
熱するためとの両方を提供するためのパイロットバーナ
ー構造が提供されている。本発明のシステムは試料の小
塊を形成するために溶解物を制御的に冷却するための鋳
造皿にパイロットアッセンブリーを通じて導かれる空気
流を制御するためのコントロールを提供する。本発明の
システムは、鋳造皿内への溶融物の投入に先だって非湿
性剤の自動的導入をも提供する。 ［０００９］それゆえに本発明を実施するシステムは、
より高品質の試料が短時間で準備可能となるように改良
されて、より効率的な試料準備方法と装置とを提供す
る。このシステムは、鋳造皿が不必要で、そしてるつぼ
の制御冷却がバーナーを介して直接的に達成される過酸
化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ２）などの過酸化物試料や他の
試料でも又使用できる。 ［００１０］本発明のこれら、そして他の特徴、目的、
利点などは添付の図を参考にすると供に以下の説明を読
むことにより明白となろう。 ［００１１］ ［実施例］図１において、本発明の様々な局面を具体化
する装置１０が示されている。装置１０は、側壁１２と
１４、開放上部１６、装置１０の中に入れられた試料準
備装置へのアクセスのために開口するドアー２０を備え
た前面パネル１８を有するキャビネット１１を包含す
る。機械の上方後部は、キャビネットが支持台２４に載
っている間アクセスのために開放できるカバーパネル２
２を包含する。装置１０の上方前面パネル２６上に実装
されているのは、数値入力キーと、図１９に示される電
気的コントロール回路に関連する装置を制御するための
他のプッシュボタンコントロールスイッチを包含するキ
ーボード２８である。ドアー２０は枢軸的開閉ドアーを
操作するためのハンドル２１と、装置の動作が装置の前
面から安全に観察できる覗き窓２３とを包含する。同様
に、前面パネル２６は同目的の覗き窓２７を包含する。 ［００１２］装置１０は主オン／オフスイッチ２９と側
壁１４内の通気口３０などのような適切な通気開口部と
を包含する。キャビネットの後部は取り出しドアーと適
切な通気開口部をも又包含する。装置１０は、各々が相
互関連した特定の機能を有する幾つかのアッセンブリー
を包含し、そして各アッセンブリーの構造と動作の詳細
な説明、そして最後に装置の動作サイクルの詳細な説明
に伴いアッセンブリーとそれらの動作の概要が図２との
関連で説明される。キャビネット１０内に搭載されてい
るのは、試料準備装置の構成要素のための開口部３６を
定義するように装置キャビネットの台２４から上方に各
々延長している内方垂直側面に延長する左右の熱遮蔽パ
ネルのペアー３２と３４である。装置のアッセンブリー
の試料接触部分は第一に、全てが図１５−１７との関連
で詳細に示され、そして後述されるるつぼホルダーのも
のと同一の三つの同一のるつぼホルダー１００、１０
２、１０４を包含する凹所３６に配置される。 ［００１３］各るつぼホルダーは、独立した三つの主バ
ーナー３００、３０２、３０４上に垂直に間隔を持たせ
て整列した各るつぼホルダー内に保持されたるつぼに独
立的Ｘ−Ｙ運動を提供するるつぼ撹拌アッセンブリー２
００に脱着できるように搭載されている。バーナーは装
置の支持台２４に固定的に搭載され、そして以下に詳細
に説明されるように、各々熱電対３０１、３０３、３０
５により検出される時にバーナーの温度を制御するため
に制御圧縮空気とプロパンガス、又は他の可燃ガスとを
組み合せて供給される市販されているバーナーである。
熱電対は、図２に示されるように凹所３６の下方前部に
配置されたバーナー、又はパイロットサブアッセンブリ
ー５００のいずれかに関して間隔をもって三つの鋳造皿
５３０（図１３−１４）を保持する可動鋳造皿支持アッ
センブリー４００に搭載されている。アッセンブリー４
００はパイロットアッセンブリー５００の各々のパイロ
ットバーナー５０２、５０４、５０６上の三つの浅いカ
ップ状の鋳造皿を支持するので、バーナー３００、３０
２、３０４を点火するために後方に傾けられない時にパ
イロットバーナーが鋳造皿を加熱することが出来る。以
下詳細に説明されるように、アッセンブリー４００はる
つぼホルダー内に保持されたるつぼから鋳造皿内に溶融
試料を投入するために、図２で示される前方位置から図
１４に示される主バーナー上の後方位置へ移動する。 ［００１４］るつぼ保持及び撹拌アッセンブリー、鋳造
皿アッセンブリー、そしてパイロットアッセンブリーに
加えて、装置は、三つの前方に延長する石英柄杓６０
２、６０４、６０６を包含する非湿性剤調剤アッセンブ
リー６００をも又包含する。アッセンブリー６００は充
填するための前方の位置、標本の溶解中の引っ込んだ位
置、そして再び、鋳造動作に先だって溶解物に非湿性剤
を添加するために石英柄杓がるつぼ上で回転される前方
位置との間で移動する。図２は最下部にあるパイロット
アッセンブリー５００、パイロットアッセンブリー上で
はあるが、鋳造皿アッセンブリー４００の受け皿部の下
に配置されているバーナー３００、３０２、３０４、そ
してバーナーと鋳造皿アッセンブリー４００上に位置す
るるつぼ撹拌アッセンブリー２００との種々のアッセン
ブリーの垂直方向における間隔の関係を示す。最後に、
非湿性剤調剤サブアッセンブリー６００はるつぼ撹拌ア
ッセンブリー２００上に位置し、各アッセンブリーは動
作の各サイクルの種々の部分で水平及び垂直面のいずれ
か又はその両方において選択的に移動出来、各々の機能
を提供するために選択的に相互に整列させる。 ［００１５］るつぼホルダーのための撹拌アッセンブリ
ーを説明する前に、アッセンブリー２００に脱着出来る
ように搭載することが出来るるつぼホルダーの概要が図
１５−１７との関連で説明される。各るつぼホルダー１
００から１０２は同一であり、そしてるつぼホルダー１
００のみの説明が行われる。るつぼホルダー１００は、
下方に下がった後脚部１０８を有する平面トッププレー
ト１０６を備えた通常Ｌ形状の第一部材１０４を包含す
る。後脚部１０８は、以下に説明されるようにアセンブ
リー２００に各ホルダーを脱着できるように搭載するた
めのアッセンブリー２００内に適合する中央後方に延長
する搭載ピン１１０を包含する。プレート１０６の前方
部分は、その上にプラチナるつぼ１３０の突き出た円周
フランジ１３２が図７で良く示されているように、るつ
ぼがるつぼホルダー１００内に搭載される時に支持する
ために延長するリム部１１４を定義する円形開口部１１
２を包含する。開口部１１２は、図１７に示されるよう
にるつぼの一部エーリア１３４を露出させ、その中に形
成された横方向に延長するスロット１１６を包含する。
るつぼから鋳造皿内に溶解試料を注ぎ込む直前に、ホル
ダー１００はバーナーの直接炎にエーリア１３４のるつ
ぼの縁を露出させながら約３５度傾けられる。これは、
溶解試料が鋳造皿内に注ぎ込まれる時にこのエーリアで
の冷却を防止するためにるつぼの上方リム部を加熱す
る。スロット１１６はそのような目的のためにるつぼ上
に直接炎を作用させる。 ［００１６］各るつぼホルダーは、プレート１０６の後
部近辺に設置された上方延長ピボットピンによりプレー
ト１０６に枢軸的に搭載される枢軸ロックアーム１２０
を包含する。アーム１２０は一般に長方形であり、そし
てるつぼを適所に保持するためのるつぼ１３０のリム１
３２上に延長する半円凹所１２４を包含する。上方延長
先端のペアー１２６と１２８は、一度るつぼが開口部１
１２内に落ちると、るつぼのリム上に枢軸ロックアーム
１２０をガイドする。 ［００１７］ホルダー１００はプレート１０６の上部表
面を横切る角度で溶接されるガイドプレート１４０をも
又包含し、そして垂直壁１４２、そしてホルダーが撹拌
及び鋳造時の両方において回転せられる時にアームを適
所に保持するためのアーム１２０上に横たわるエンドセ
クション１４４とを包含する。図１６に示されるように
壁１４２はアーム１２０の上部表面を通過させるのに十
分な距離だけエンドセクション１４４を上げている。後
部フランジ１４６はプレート１０６に適切に溶接されて
いる。アーム１２０は、挟み、或は他の機械的手段を使
ってその中のるつぼを脱着するために、アームが比較的
自由に移動でき、そしてその状態から持ち上げられるよ
うにピボットピンよりも遥かに大きな開口部１２５を包
含する。部材１４０は撹拌及び注ぎ込み機能中における
アームの運動を適性に制止して、るつぼを適所に維持す
る。三角形のガイドプレート１５０は部材１４０のフラ
ンジ１４８の反対側のプレート１０６のエッジ部に溶接
されており、図１６と図１７に良く示されているよう
に、ロック位置のアーム１２０で部材１４０の垂直部材
１４２と三角形プレート１５０のエッジ部１５２間の通
路を定義して、アームをプレート１０６の上部表面１０
５と接触する位置に保持する。 ［００１８］撹拌アッセンブリー２００へのるつぼホル
ダーの接続は、図１５の矢印Ａで示された方向に振動さ
せるようにＸ軸回りで、そして以下に説明されるように
撹拌機構２００の枢軸回転により図１６の矢印Ｂに示さ
れるＹ軸回りとでホルダー１００を回転させる撹拌機構
と供にピン１１０を介して行われている。このようにる
つぼホルダーの一つに保持されたるつぼはＸ−Ｙ軸回り
で制御されて移動できると同時に、粉末試料や溶解剤は
バーナー３００、３０２、３０４により加熱されて、使
用される試料と融解剤により約６４５度から９２０度の
温度に迄その中に入れられた溶解内容物を加熱する。上
記のように、サンプルは様々のケイ素、アルミニュー
ム、カルシューム、マグネシューム材料を決定するが、
融解剤も又以下に説明されるように、約１０５０度から
１４００度の範囲の炎温度を制御することにより制御さ
れる特定温度を各々が要求する様々の異なる融解剤であ
っても良い。使用される融解剤はメタホウ酸リチュー
ム、或は四ホウ酸リチュームであっても良く、例えば異
なる試料に関連して、図２−６に関連して説明されるサ
ブアッセンブリー２００により提供される異なる撹拌速
度とパターンを要求する溶解試料（即ち、融解液状態の
粉末試料と粉末融解剤）に対して粘性を提供する。 ［００１９］撹拌アッセンブリー２００は、図２と図３
に良く示されるように、側壁３２（図４）のアーチ状ス
ロット３３を通じて延長し、そしてピボットアーム２０
４の端部に確保された第一端部２０３を有する水平に延
長する横断部材２０２を包含する。アーム２０４は台２
４から上方に延長する垂直方向拡張搭載プレート２７０
にピボット軸２０６により枢軸的に取り付けられてい
る。横断部材２０２の反対端部２０７は側壁３４内の同
様のアーチ状スロット３５を通じて延長し、図５に示さ
れるようにＸ軸コントロールモーター２４０を受け取る
ための搭載ブロックを形成する。Ｙ軸コントロールモー
ター２３０は、モーター２４０の背後後方（図５で見る
と）の横断部材２０２に延長し、そして適切な方法でそ
れに確保されている第二ピボットアーム２０８（図６）
のピボット軸に結合されている。このように横断部材２
０２は図４と図５の矢印で示されるようにピボットアー
ム２０４と２０８によりアーチ状の垂直的弧運動をさせ
るために搭載されている。 ［００２０］横断部材２０２は、ピボット軸２６２に搭
載された図４に示されるスプリング装填カウンタースプ
リングアッセンブリー２６０により水平位置に静止して
保持され、そのピボット軸２６２は垂直搭載プレート２
７０に確保された軸２０２に回転的に搭載されたドラム
２６１上に搭載されたコイルスプリングを備えている。
ケーブル２６４はピボット搭載部材２６６により釣り合
い重りスプリングアッセンブリー２６０の端部をアーム
２０４の端部２０９に結合するので、アームは図４に示
されるように水平位置に静止、そして撹拌中には、図５
に示されるように下方位置、或はパネル３２と３４の各
々のスロット３３と３５の上方端部近辺の上昇位置かの
いずれかにある。このＹ軸運動を提供するための駆動モ
ーターは装置１０の台２４から上方の搭載ブロック２３
２に延長する搭載プレート２１０に搭載されている。モ
ーター２３０のシャフトはアーム２０８のピボット軸に
直接的に結合されている。 ［００２１］モーター２３０と２４０は、各駆動モータ
ーのシャフトの速度と正確な位置を指示するために図１
９に示されるコンピューターコントロール回路に位置指
示信号を提供するための光学式シャフトエンコーダを内
蔵した直流サーボモーターである。このように横断部材
２０２の精密な速度やその位置はるつぼホルダーやそれ
に搭載されたるつぼの速度や傾き角であるとして常に既
知となる。図３は部分的に示されたホルダー１００をも
って各るつぼホルダーの搭載アッセンブリーを例証す
る。横断部材２０２を貫通して延長しているのは三つの
開口部で、開口部２１２が図３に示されている。各開口
部において、開口部２１２内に回転的に取り付けられる
スリーブブッシュにるつぼホルダー１００の搭載ピン１
１０（図１５−１７）をクランプするためのロックネジ
２１６で割りクランプ２１４を受け取るためのスリーブ
ブッシュ２１５が取り付けられている。横断部材２０２
の後側とブッシュ２１５に取り付けられるのは、その表
面上に歯２２２が形成されているラック２２０の下側歯
面と噛み合う回転ギヤー２１８である。 ［００２２］ラック２２０は間隔を開けた枕状ブロック
２２４のペアーにより横断部材２０２の反対端部で支持
されているので、Ｘ軸モーター２４０により駆動される
時に、図３の矢印Ｄにより指示される横方向に滑動出来
る。故に、ラック２２０の横方向の運動は、ブッシュ２
１５が結合されている各ギヤー２１８を、故にそれに取
り付けられたるつぼホルダー１００を図３と図１５の矢
印Ａで示されたＸ軸回りの方向に回転させる。独立的
に、同時に、横断部材２０２のＹ軸運動は図３と図５の
矢印Ｃにより示される方向にＹ軸モーター２３０により
達成される。ラック２２０は図５に良く示されているよ
うに横断部材２０２の端部に取り付けられているモータ
ー２４０のシャフト上のギヤーにより駆動される。それ
により、ギヤー２４２の回転は通常棒状のラック２２０
を図３の矢印で示される軸に沿った反対方向に移動させ
ると同時に、正確に同じ周波数と振幅で同方向に各々の
三つのるつぼホルダー１００、１０２、１０４を回転さ
せる。モーターは以下で説明される鋳造ステップのため
にるつぼホルダー内に保持されたるつぼを反転させるの
に十分な距離だけラックを移動させることが出来る。モ
ーターコントロール回路基盤２４４は、モーターコント
ロール回路とコントロール回路に適切なリボン状導電体
２５０により結合されている両Ｘ−Ｙモーターのコント
ロール回路を収納するために図５に示されるようにアー
ム２０２の上方エッジ部上に設置することが出来る。 ［００２３］独立的に駆動され、そして制御される二つ
の駆動モーター２３０と２４０を提供することにより、
ＡとＣの両方向における独立的振動（即ち、ＸーＹ軸各
々の）が達成可能となる。これらの振動の振幅と周波数
は、特定の溶解試料の所望撹拌パターンを達成し、早期
に試料と融解剤の混合の均一性を達成するために振幅と
速度の割合が制御されるのと同様、以下に詳細に説明さ
れるように独立的に制御される。 ［００２４］上記のように、Ｗパターン、砂時計状パタ
ーン、八の字パターン、或は他の省略的な円形、又はそ
の他のパターンなどの様々な撹拌パターンが、るつぼマ
ウントが取り付けられるアッセンブリー２００の独立Ｘ
−Ｙモーターコントロールにより達成可能である。モー
ターコントロールの周波数は毎分１０から９０サイクル
の範囲にあり、そしてＸ−Ｙ軸回転はプラスマイナス５
度から３０度の範囲である。Ｙ回転のサイクル数と比較
してＸ回転のサイクル数の割合は１：１から約１：５ま
で変更可能であるので、もし必要なら、Ｘ回転をＹ回転
の５倍の速さにすることが出来る。故に、有限数の撹拌
コントロールが、図１９のコントロール回路により独立
的に制御されるＤＣサーボモーター２３０と２４０を有
するアッセンブリー２００により提供される。 ［００２５］各バーナー３００、３０２、３０４は図１
８のフロー図により示され、そして以下で説明されるよ
うに圧縮空気とガス混合ソースで供給される。各バーナ
ーは台２４に搭載され、そしてるつぼホルダー１００内
に配置されたるつぼの下方垂直線上に設置されているバ
ーナーヘッド３０６（図１４）を包含する。各バーナー
は、鋳造皿をも又加熱する二重の機能を果たすパイロッ
トアッセンブリー５００により点火される。図１２と図
１３において、図２にも示されたパイロットアセンブリ
ーの説明が行われる。 ［００２６］パイロットバーナーアッセンブリー５００
は図１２に良く示されているように、装置の側壁３２と
３４にアッセンブリー５００を枢軸的に取り付けるため
のマニホールド５１０の端面５１４から反対端部に延長
するピボットロッド５１２を有する通常長方形の空洞マ
ニホールド５１０から構成される。図１２はマニホール
ド５１０の上面壁５２０から上方に延長するバーナーヘ
ッド５１６と５１８のペアーを示す後方左コーナーから
見た図である。マニホールド５１０の前方壁に沿って、
適切なＵリンク結合により空圧制御シリンダー５２６の
シャフト５２４に結合される中央ピボットピン５２２が
延長している。シャフト５２４は、図１３の矢印Ｆによ
り示される方向にピボット軸５１２回りでピボットバー
ナーアッセンブリー５００を枢軸回転させるために矢印
Ｅ（図１３）により示される方向に上下運動する。 ［００２７］シリンダー５２６がシャフト５２４をシリ
ンダー本体から外方に移動するように作動させられる
と、パイロットアッセンブリーは、図１３の破線で示さ
れる位置まで後方に（図２で見られる時）傾けられる。
これは、制御しながらバーナーを点火するために例えば
バーナー３００のヘッドの上や近辺にバーナー５１６な
どの各バーナーを位置決めする。一度点火され、そして
熱電対（３０１、３０３、そして３０５）が炎を検出す
ると、シリンダー５２６は図１３の実線で示される位置
で鋳造皿５３０の下の位置まで前方に傾けられるように
作動される。圧縮空気と供にプロパンなどの燃焼ガス
は、そのようなガスのソース７０１と７０３（図１８）
から各々マニホールドの端部壁の反対端部上の管取り付
け部５３２に結合され、且つその中のパイロットバーナ
ーへの圧縮空気と燃焼ガスの供給を制御するためのマニ
ホールドの内部と通じている導管を通じてマニホールド
５１０に供給される。ピボットバーナーアッセンブリー
の回転に適応するように適切な柔軟性導管を使用して、
反対端部においてマニホールドにガスを供給することに
より、ガスと圧縮空気の混合が、マニホールドの反対端
部から来るガスの衝突のために起こる。 ［００２８］搭載フランジ３４はマニホールド５１０の
下方前方に延長し、そしてパイロットノズルから流れる
ガスを点火するのに十分な点火温度を提供するためのオ
リフィス５１７と５１９の各々に近接の各ノズル５１６
と５１８の端部に近接して延長する電気的に制御される
点火構成要素５４２を有する点火部材５４０をその上に
支持する。パイロット炎の存在が絶縁柱５５２と５５４
により金属バーナーアッセンブリー５００の上部壁５２
０と間隔を持たせて絶縁状態で搭載されているプラチナ
ワイヤー５５０により検出される。プラチナワイヤーは
コントロール回路に結合され、そして点火信号が点火ア
ッセンブリー５４０と後述されるガスコントロールバル
ブに送られた後に装置内の各々のパイロットが点火され
ているかどうかを表す安全コントロール信号を提供する
ためにワイヤー５５０の接地に対する抵抗を決定するこ
とにより各バーナーからの炎の存在を検出する。 ［００２９］バーナーが点火され、そして撹拌アッセン
ブリー２００が作動されると、るつぼが所望の溶解試料
を提供するために加熱される。鋳造皿５３０内に溶解物
を投入する前に、非湿性剤が調剤アッセンブリー６００
により分配される。本発明の好適形態において、非湿性
剤は図２と図７−１１に示されるように三つのバーナー
装置１０の石英柄杓６０２、６０４、６０６内に置かれ
るヨウ化リチウム（ＬｉＩ）などの粉末材料から構成さ
れる。この構成は以下に詳細に説明される。 ［００３０］非湿性剤のための調合アッセンブリー６０
０は装置の側壁３２と３４の各々に設けられた長方形ス
ロット３１と３３（図４と５）を通じて延長する横断部
材のペアー６１０と６１２（図８）を包含する。横断部
材は水平方向に互いに間隔が設けられ、そして図１０と
図１１に示されるように、滑動部材６１６と６１８で各
々終る。図１０に良く示されるように、装置の左側面は
平たい水平に延長する長方形の滑動バー６２０におよぶ
上部及び下部ローラーフォロアー６１７と供に滑動部材
６１６を包含する。滑動バー６２０は、横断部材６１０
と６１２が図２から見た時に装置に関して前後方向に運
動できるようにキャビネットに適切に取り付けられた支
持ロッド６２２と６２４のペアー（図４）により吊り下
げられている。装置の右側端部は、ロッド６３４の反対
端においてキャビネットに取り付けられた間隔を持った
搭載ブロックによりキャビネット内で支持されたガイド
ロッド６３４上での前後方向にガイドされる運動のため
の間隔を有する枕状ブロックのペアー６３０と６３２に
より支持される滑動部材６１８を包含する。後部搭載ブ
ロック６３６は図１１に示されている。 ［００３１］調合アッセンブリー６００の前後方向の運
動は、後部シリンダー６４０がキャビネットと、そして
前部シリンダーが取り付けられている中間プレートとに
取り付けられており、そしてアッセンブリー６００の最
後部の横断部材６１２に結合されたシャフトを有する順
次並べられたシリンダーのペアー６４０と６４２（図１
１）により達成される。このように、アセンブリーの約
１０インチの動程、又は移動距離を倍加するシリンダー
６４０と６４２の動作は、所望の前後運動を達成するの
に調合アッセンブリー横断部材の運動が十分にできるよ
うにするコンパクトな大きさの装置を提供する。調合ア
ッセンブリーは最初の充填時と実際の調合動作中とに前
方に移動される。このように装置の動作サイクル時の多
くは、調合アッセンブリーはその最後方位置にある。粉
末非湿性剤の柄杓６０２、６０４、６０６からの調合
は、図１０に良く示されているラックモーターアッセン
ブリーにより駆動される図８と９に良く示される構成に
よりそれらの一体支持ロッド６０３の縦方向軸に沿った
各柄杓の軸回転により達成される。 ［００３２］最初図９において、一端においてカップ状
の柄杓６０１を包含し、後方に延長するロッド６０３に
取り付けられる調合部材６０２の一つが示されている。
ロッド６０３は前後の横断部材６１０と６１２を通じて
形成された開口部を通して延長し、そして柄杓を回転さ
せるギヤーの心棒の役目を果たす。円筒状スペーサーブ
ッシュ６５０（図８と９）は、ギヤー６６０、ロッド６
０３回りに密着して適応し、そして刻み付ロックナット
６７０によりギヤー内に保持されるＯリングの形の圧縮
リング６６５に伴ってロッド６０３上に延長する。フォ
ロアーギヤー６６０はその中に形成された軸方向に延長
する開口部と、ギヤーラック６８０上の歯の下側に適応
し、そして一体的に噛み合って、その回りに広がる歯６
６２を有する外周辺部とを包含する。ラック６８０は横
断部材６１０と６１２間に取り付けられた間隔を有する
枕状ブロック６９０のペアーにより図９の矢印Ｇにより
示されるような横運動のために取り付けられる。 ［００３３］各ギヤー６６０は、ロックナット６７０の
ネジ付シャフト６７２を受けるためのネジ付開口部、そ
してロッド６０３を保持するために締め付けられる時に
円筒状セクション６６４内で保持されて、ナット６７０
により圧縮される圧縮部材６６５を受けるためのその内
方端におけるＯリングシートとを有する後部円筒状セク
ション６６４を包含し、そして尚カバー６５４の前部か
ら柄杓やギヤーを引き抜くことによりそれらを取り外す
ことが可能である。このように各調合柄杓６０２、６０
４、６０６に関連する各フォロアーギヤー６６０の回転
は、図１０に良く示されているようにラック６８０の歯
６８２と噛み合うその駆動ギヤー６９６を有する後部プ
レート６１２に取り付けられた駆動モーター６９５（図
１０）により駆動されるラック６８０の線形運動により
達成される。ドライブモーター６９５は、柄杓が開放口
るつぼの真上に来るようにアッセンブリー６００がその
前方位置に向って移動される時に、柄杓６０２、６０
４、６０６を反転させて、計量された非湿性剤をるつぼ
１３０の開放口内に落すために駆動ギヤー６９６を回転
させる空圧駆動ロータリーシリンダーである。Ｌ形状保
護カバー６５４は、ラック６８０の保護カバーを提供す
るために前部横断部材６１０の前面と、部材６１０と６
１２間の頂上エーリア上に延長している。プレート６５
４は、調合柄杓のシャフト６０３がそれを通じて延長す
る適切な開口部６５５を包含する。 ［００３４］このように本発明の調合システムで、粉末
非湿性剤は、オペレーターが介在することなく、そして
必要ならば自動的にバーナーの１３００℃の炎上で所望
の時間で調合されることが可能である。溶融物が撹拌サ
イクルの終了時に均一化されていると、非湿性剤がるつ
ぼに添加され、そして図２と図１４で示される鋳造皿ア
ッセンブリーを利用して注ぎ込みと鋳造動作が行われ
る。 ［００３５］鋳造皿アッセンブリー４００は、複数の鋳
造皿５３０を図１３に示されるパイロットバーナー上、
或は図１４に示されるように注ぎ込むための主バーナー
上のいずれかに配置するために前後方向にだけ運動す
る。鋳造皿アッセンブリーは、好適形態においては、そ
の中に鋳造皿５３０を直接的に、或はテーブル４１０か
ら同時に引き上げることが出来る三つの鋳造皿を受ける
ための脱着可能トレーのいずれかを受けるための三つの
円形開口部４１２、４１４、４１６を有する水平横方向
に広がるテーブル４１０を包含する。テーブルは、端部
支持の一方が装置の側壁３２と３４間で内方に間隔をも
ってテーブルの各端部に位置している逆Ｌ字形端部支持
４２０のペアーの反対端との間で広がる。端部Ｌ字状部
材間で延長しているのは、アッセンブリー４００が前方
に（図１４で示される位置から右へ）移動されると、熱
電対３０５がバーナーヘッド３０６の真上に来るように
熱電対３０１、３０３、３０５が取り付けられている傾
斜プレート４２２である。この位置で、テーブル４１０
の開口部４１６はバーナーの前方に、そして図２で示さ
れる位置に在る。 ［００３６］Ｌ字状脚４２０は図１４に良く示されてい
るように下方に延長して、一方が横断部材４３０と４３
４の各端部間で延長している滑動ロッド４３２のペアー
により前方横断部材４３４と結合される下部横断部材４
３０で終る。各ガイドロッド４３２は、その前後方向
の、通常水平移動でアッセンブリー４００をガイドする
ために水平方向に間隔を開けて装置の側壁３２と３４上
に取り付けられた枕状ブロック４３６と４３８に滑動的
に搭載されている。 ［００３７］４４２で簡略的に示されたキャビネットに
取り付けられたシリンダー４４０は、図１４の矢印Ｈに
より示されるように部材４００の前後方向の運動を提供
する後部横断部材４３４に結合されたシャフト４４４を
包含する。図１４に示された位置において、アッセンブ
リーは、鋳造皿５３０がるつぼの真下に位置決めされる
ように後方に（即ち、図１４において左に）引き込まれ
ている。この鋳造位置で、撹拌アッセンブリー２００は
るつぼのエーリア１３４を加熱するために最初るつぼ１
３０を約３５度傾け、そして事前にその中に添加された
非湿性剤と供に溶融された試料を各るつぼに関わる鋳造
皿の各々に注ぎ込むために緩やかにるつぼを反転させる
ように制御される。これが達成されると、鋳造皿ホルダ
ーアッセンブリーはパイロットバーナーアッセンブリー
５００の下前方に再び移動される、そこで鋳造皿は、パ
イロットと主バーナーを消して、そして図１３の実線で
示されるように試料皿内の試料を制御しながら冷却する
ために圧縮空気の流れを試料鋳造皿の底部に導くための
パイロットバーナーに制御された量の圧縮空気のみを適
用することにより冷却される。デイスク形状のガラス状
試料は溶解試料のこの凝固から生成し、これは試料皿か
ら取り出され、そしてＸ線蛍光分光学などのいかなる数
の分析技術によっても十分に分析すること可能である。
本発明のシステムの種々のアッセンブリーを構成する機
械的要素を説明してきたが、ガス流の通路とコントロー
ル構成要素の概要を図１８との関連で説明する。 ［００３８］図１８において、本システムの装置のため
のガス流システムが示されている。図１８に示されてい
るのは、上部流路７００として確認される三つの主バー
ナー脚部の内の一本のみである。三本の同一流路とコン
トロール要素は主バーナー３００、３０２、３０４のそ
れぞれで採用されることが理解されよう。下部流路７５
０はマニホールド５１０とその上の三つの点火バーナー
（そのバーナーの一本５１６だけが略図的に描かれてい
る）のために提供されている。各バーナーに関連する各
脚部７００において、プロパンなどのガスの供給ソース
７０１はシステムにガスを供給するための吸入手段７０
２に結合されている。プロパンの圧力はレギュレーター
を有するプロパンタンクを通じて供給されるので、その
圧力は約２０ＰＳＩとなる。同様に、ガス流脚部７００
の反対端には、システムに圧縮空気ソースを適用するた
めの手段から成る吸入路７０４に結合された約４０ＰＳ
Ｉの圧縮空気ソース７０３がある。圧縮空気は、バーナ
ーに適用されるガスの圧力を決定するための圧力センサ
ー７１０を有するガスコントロール７０８に直列に結合
されたサーボコントロール比例バルブ７０６を通じてバ
ーナー３００などの各バーナーに適用される。サーボバ
ルブ７０６は図１９の電気的コントロール回路内に包含
されたソレノイド駆動回路により制御される。各バーナ
ーは、コントロール回路により制御される直列ガスオン
／オフバルブ７１４を備え、且つ圧力センサー７１６を
も又備えた導管７１２を通じて燃焼ガスをも又受ける。
ガスは、主オン／オフバルブ７１４を経由してガス吸入
路７０２をバーナーに結合するサーボコントロールバル
ブ７１８を通じてバーナー３００に供給される。各バー
ナー３００は各バーナーの炎の温度を極めて正確に制御
するために溶融プロセス時に個別にバーナーを制御する
ための要素７９８から７１８を別々に包含することに留
意すべきである。 ［００３９］ガスと空気吸入路７０２はガス導管７０３
と７０５により各々パイロットアッセンブリーのマニホ
ールド５１０にも又結合されている。ガスは、導管７０
３そして、マニホールド５１０に供給される燃焼ガス圧
力を決定するための圧力センサー７５４とに直列のサー
ボバルブ７５２を経由してマニホールドに供給される。
同様に、圧縮空気はサーボバルブ７５６と導管７０５を
経由してマニホールド５１０に供給される。第二圧力セ
ンサー７５８は、図１８に示されるバーナーシステムに
ガス、或は空気の正確な流れを提供するためにガスが線
形比例サーボバルブにより制御されるのと同様に制御さ
れるマニホールドに供給された圧縮空気の圧力を監視す
る。 ［００４０］種々の電気的制御サーボバルブモーターや
他の電気的構成要素は図１９に示される電気コントロー
ル回路９００により制御される。以前に説明された種々
の要素は以前に確認されたものとして同参照番号で示さ
れ、そしてそれらはモーター、サーボバルブ、ソレノイ
ドバルブ、熱電対等を含む。コントロール回路９００の
心臓部はインテル８０８８、或は同等のものであるマイ
クロプロセッサー（ＣＰＵ）９０１である。ＣＰＵに結
合されているのは、キーボードインターフェース回路９
０２に結合され、そしてＣＰＵ９０１の入力ポートに結
合された数値キーや他のデジタル入力スイッチを包含す
るデジタルキーボード２８である。３．５インチの高密
度ドライブ９０４などのフロッピーデイスクドライブは
コントローラー回路９０６を経由してＣＰＵにも結合さ
れている。デイスクドライブは装置を操作するためのプ
ログラムを収納した一つ以上のデイスケットを受け取
る。そのプログラムは以下で説明される図２１Ａから図
２１Ｊのプログラムフロー図に関連して詳細に説明され
る。装置は更にオペレーターへの操作及びコントロール
プロンプト情報を表示するためのＬＣＤデイスプレーを
包含する。ディスプレー９０８はデイスプレードライバ
ー回路９１０を通じてＣＰＵ９０１に結合される。 ［００４１］熱電対や圧力センサーは、種々のバーナー
の温度条件の上下を検出するためのスレッショルドレベ
ル設定入力を有する複数のコンパレーター回路を包含す
る安全コントロール及び論理回路９１４にアナログ前置
増幅器９１２により結合され、そして点火が起こらない
場合に、例えば所定時間内に、点火装置が切られ、そし
て適切な表示メッセージがオペレーターに提示されるよ
うな適切な安全コントロール回路を提供する。この回路
は、例えば丈夫な家庭炉で使用されるものなどの従来の
設計のものであっても良い。温度及び圧力入力センサー
のための前置増幅器９１２は、ＣＰＵに同情報を提供す
るためにアナログデジタルコンバータ回路９１６を通じ
てＣＰＵ９０１に結合されている。ＣＰＵは、論理回路
９１４とデジタル入力／出力回路９１８、そしてＤ／Ａ
コンバータ９２０を通じて出力バス９２４を入力バス９
２６によりソレノイドドライブ回路９２２への、或はそ
れからのコントロール信号をも又伝える。炎検出器５５
０は、パイロット炎が検出されているかどうかを指示す
るために適切な導体により論理回路９４０にも又結合さ
れている。 ［００４２］ＣＰＵは、入力導体９３１と９３３の各々
を通じてモーター２３０と２４０と一体である光学式エ
ンコーダからのモーター速度と回転位置情報を受け取る
モーターコントローラー回路９３０にプログラム入力情
報によるコントロール信号を提供し、そしてモーター２
３０と２４０を起動するために電力を提供する固体電力
コントロール回路であるモータードライバー回路９３２
に出力信号をも又提供する。原点位置を指示するために
種々の可動構成要素の移動端で位置決めされる、例え
ば、るつぼ撹拌アッセンブリー２００の横断アーム２０
２はモーターコントローラー９３０を通じてデジタル入
力信号をＣＰＵ９０１に提供するブロック９３５により
示される複数の原点スイッチである。バルブのための同
様の原点スイッチ９４０はソレノイドドライブ回路９２
２と論理回路９１４とにより、参考のためにそのような
要素の原点位置を指示する情報を提供するためのＣＰＵ
に結合されている。 ［００４３］ＣＰＵは又コントローラー回路９５０を通
じてシリアル通信ポート９５２と分離パラレルプリンタ
ーポート９５４に結合されているので、プリント出力さ
れたデータは装置の動作サイクルを表すパラメータのた
めに提供することが出来る。回路９５２はコントロール
回路が他の外部周辺装置と通信出来るようにする。プリ
ンターポート９５４は出力導体９５５を通じて適切な従
来形のプリンターに結合されても良い。 ［００４４］種々のセンサーから受け取った情報に応じ
てモーターやバルブなどの種々の構成要素に信号を提供
するＣＰＵの動作は、この用途には特有ではあるが、方
法においては従来的であるユニットのプログラムにより
制御される。プログラムはＣＰＵに対してコントロール
信号を提供して、入って来るデータを試す、そして動作
サイクルに従った動作の順にそれに応じた出力信号を提
供する。図２１のプログラムフロー図により表されるプ
ログラム要素を説明する前に、全体的な動作の概要が図
２０との関連で提示された装置１０の使用方法のための
フロー図に関して説明される。 ［００４５］図２０はブロック５０により示されるよう
に事前計量された試料と事前計量された溶融剤のるつぼ
１３０内への手動充填を示す。手動充填ステップは、調
合アッセンブリー６００がその最前位置に延長されてい
る装置の三バーナー式の各柄杓６０２、６０４、６０６
への非湿性剤の充填をも又包含する。ユニットへの粉末
材料の充填に続いて加熱及び混合サイクルが開始され
る、そこで主バーナー３００、３０２、３０４がるつぼ
ホルダー１００、１０１、１０２内に収納されたるつぼ
１３０に熱を適用するためにブロック５２により示され
るようにアッセンブリー５００により点火されると同時
に、混合物が所定時間加熱された時にその混合物を撹拌
するためのモーター２３０と２４０が所定のパターンで
駆動される。同時に、ブロック５４により示されるよう
に、アッセンブリー４００内に設置された鋳造皿５４
は、鋳造皿をるつぼ１３０とほとんど同温度にまで加熱
するパイロットバーナー５０２、５０４、５０６の真上
に配置される。 ［００４６］撹拌及び加熱サイクルが中断すると、ブロ
ック５６により示されるようにアッセンブリー６００の
作動により非湿性剤が添加され、柄杓を前方に延長し
て、るつぼ上に移動し、続いてその柄杓を回転させて、
粉末非湿性剤をるつぼ内に直接的に落下させる。続い
て、アッセンブリー６００は引き込まれ、そして撹拌が
継続されて、るつぼホルダーがるつぼの注ぎ込み口エー
リア１３４を加熱するためにバーナー上で短時間３５度
に回転される。次に、鋳造皿アッセンブリー４００は図
１４に示された位置に引き込まれ、鋳造皿を各るつぼ１
３０の真下に、且つ現在作動していない主バーナーの真
上に配置する。Ｘ軸モーターは制御されて、用意されて
いる鋳造皿内に溶融された試料を注ぎ込む。これらのス
テップは図２０のブロック５８で例証されている。最後
に、アッセンブリー４００は、ガラス状デイスクに凝固
させる時に望ましくない熱的衝撃や溶融物の割れを防止
するために加熱、或は溶融試料に関して制御された冷却
のためのみに圧縮空気を使用する冷却かのいずれかを提
供するためにブロック６０で示めされるようにパイロッ
トバーナー上の前方延長位置に移動される。一度溶融試
料が冷却されると、装置のドアー２０が開けられ、そし
てその試料皿は分析用のデイスク状試料の次の取りだし
のために取り出される。るつぼも又再充填のために取り
出される。システム全体の動作が説明されてきたが、コ
ンピュータープログラムの下でのサイクル動作の更に詳
細な説明が図２１Ａ−２１Ｊに関連して提示される。 ［００４７］プログラムは高密度３．５インチのデイス
クなどのデイスケット９０５（図１９）に収納され、そ
れは試料小塊に形成されるべき種々の選択可能試料材料
のためにプログラム可能である。このように、一枚のデ
イスケットは、オペレーターが選択出来、且つ装置の製
造者によりデイスケット内に入力されたプログラムに従
って必要なパラメータになるまで撹拌され、そして加熱
される数多くの異なる試料に対する操作パラメータを識
別し、且つ包含するかも知れない。故に、例えば、二酸
化ケイ素が溶解している時、炎の温度は１３００℃に制
御されると同時に、撹拌パターンはＸ−Ｙモーターの適
切なコントロールによりＷパターンの形で、そして溶融
試料が前記の溶融剤や湿性剤と供に加熱されて、撹拌さ
れる時間は約５分ぐらいに設定されるかも知れない。試
料の各タイプに対するＸ−Ｙ軸回転の振幅、周波数、そ
して割合は経験的に決定され、そしてプログラム内に入
力される。図２１Ａと２１Ｂはプログラムフロー図全体
を示し、しかも図２１Ｃから図２１Ｊは図２１Ａから図
２１Ｂのメインフロー図から呼び出されるサブルーチン
のフロー図である。 ［００４８］装置が起動され、実行命令がブロック１０
０１により示めされるようにキーボード２８の適切なオ
ペレータープッシュボタンスイッチにより入力される時
のプログラム１０００、特にメインプログラムフロー図
の説明から始める、スイッチを作動すると、ブロック１
００２に示されるように実行する特定の方法をオペレー
ターに選択させるために（即ち、特定試料のための溶融
剤と標準選択重量のものであろう特定試料）表示プロン
プトを提供する。この情報はキーボード２８を使ってオ
ペレーターにより入力される。試料数、故にバーナー活
動数がその時プログラムにより質問され、そしてブロッ
ク１００４に示されるようにこの情報が入力される。選
択されたパラメーターはその時フロッピードライブ９０
４によりプログラムディスケット９０５から読み出され
（図１９）、そして選択された試料に対応するプログラ
ムが装置を制御するためのＣＰＵ９０１のＲＡＭメモリ
内に書込まれる。デイスケットからの選択プログラム情
報の転送はフロー図ブロック１００６で示されている。 ［００４９］ブロック１００８により示されるように、
その時プログラムは、非湿性剤のための調合段階である
かどうかを決定するためにテストする。上記のように、
過酸化物試料などのある試料は液状のままであり、そし
て鋳造皿に移されないので、非湿性剤を必要としない。
典型的に粉末試料は非湿性剤を利用し、そしてプログラ
ムは通常ブロック１０１０に進み、そこでアッセンブリ
ー６００が非湿性剤で満たすために柄杓６０２、６０
４、６０６を延長する前方位置に移動される。オペレー
ターにより一度手動で充填されると、ブロック１０１２
に示されるようにオペレーターは確認命令を入力し、そ
して柄杓は引き込まれ、そしてブロック１０１４で示さ
れるように動作サイクルにおいて再び柄杓を延長し、そ
して適性時間それを回転させるためにフラグがプログラ
ム上に設定される。当然、動作サイクルの調合段階でな
いならば、ブロック１００８のテストは否定であり、そ
してプログラムは、鋳造段階が要求されているかどうか
を決定するためにテストするブロック１０１６のテスト
に直接進む。 ［００５０］上記のように鋳造段階は、鋳造皿コントロ
ールアッセンブリーと同様に注ぎ込みモードにおける撹
拌機構との両方の選択動作を必要とする鋳造皿内への溶
解試料の注ぎ込みに属する。もし選択された方法が典型
的である鋳造段階を要求するならば、フラグが適正な時
間に図２１Ｈから図２１Ｊで示される鋳造サブルーチン
を実行するために設定される。 ［００５１］メインプログラムは図２１Ａと図２１Ｂの
相互連結ブロックＡで示されるように、ブロック１０２
０で示されるように選択された試料準備の第一段階のた
めのコントロールパラメータを呼び出すために進む。各
々の段階は動作の全サイクル中で時間が進行すると供に
設定される動作とフラグとのシーケンスに帰する。故
に、手動充填と非湿性剤柄杓の引き込みに続く第一の動
作は、オペレーターが計量された試料と溶解剤をるつぼ
内に手動で入れて、そのるつぼをるつぼホルダー内に下
降させた後にパイロットバーナーを点火することであ
る。次の動作はパイロットバーナーアッセンブリーを作
動させて、主バーナーを点火するためにそのアッセンブ
リー５００を後方に傾けることである。故に、これらの
各々の段階中でのシーケンスは、モーター、シリンダ
ー、そしてソレノイドバルブなどの装置を制御するため
のシーケンシャルコントロール信号を発生するために設
定されるべき種々のフラグを必要とし、そしてそれらは
動作の全サイクルを通して装置を連続的に稼働させるた
めにプログラムにより選択された特定条件に対して設定
される。 ［００５２］各々の段階が初期化されると、デジタルデ
イスプレー９０８はブロック１０２２に示されるように
オペレーターに段階の開始を示す。ブロック１０２４で
示されるようにメインプログラムは、選択された第一段
階が完了したかどうかをテストする。もし完了していな
ければ、図２１Ｃと図２１Ｄで示された第一段階のモー
ターと炎のコントロールサブルーチンが各々呼び出され
て、ブロック１０２６で示されるような動作サイクルを
開始する。 ［００５３］炎コントロールサブルーチンは、炎の温
度、つまり試料温度がバーナーとパイロットに供給され
る空気とガスを変化させることにより制御されるような
温度制御方法でるつぼと鋳造皿に熱を連続的に適用する
ために、動作サイクル中の主バーナーのためのソレノイ
ドや圧力バルブと同様にパイロットバーナーをも制御す
る。炎コントロールサブルーチン１０２７（図２１Ｃ）
はブロック１０２８において開始され、それは一度パラ
メータが動作サイクルの第一段階のためにロードされる
と起動する。ブロック１０３０で示されるように、プロ
グラムは初期燃焼フラグが設定されるかどうかを決定す
るためにテストする。もしそうであるならば、ブロック
１０３１で示されるようにそのプログラムは、選択され
た試料とそのような試料に対応する炎温度に対してバー
ナーに圧縮空気と燃焼ガスを提供するサーボバルブのた
めの種々のコントロール目標を計算する。 ［００５４］ブロック１０３２に示されるように、シス
テムはパイロットアッセンブリーのセンサー５４４から
の信号のサンプリングを通して、パイロットが点火され
ているかどうかを検出する。もし点火されているなら
ば、それはテスト１０３２に対する肯定的応答で示さ
れ、ブロック１０３３に示されるようにバルブが主バー
ナーのために開放され、選択された炎コントロールで主
バーナーの点火を開始する。もしパイロットに火が付け
られていないならば、ブロック１０３４に示されるよう
にコントロール信号がそれらの発火を引き起こすために
送られる。それで、プログラムはブロック１０２６を再
び経て、リターン通路を経てブロック１０２８に戻り、
そしてブロック１０３０のテストが否定であると、その
時点で点火主バーナーフラグがブロック１０３５で示さ
れるように検出され、ブロック１０３６で示されるよう
に主バーナーを点火するために後方に傾けるようにパイ
ロットバーナーを制御する。これは粉末試料と溶解剤材
料の撹拌及び混合時に所望の試料溶融温度を達成するた
めにガスと圧縮空気の所定の流速で主バーナーに火を付
ける。ブロック１０３６で示されるように、一度バーナ
ー点火命令が送られると、プログラムはフラグが点火を
チェックするために設定されるかどうかを決定するため
に点火チェックブロック１０３５’を循環する。そうで
あるならば、プログラムは点火を確認するためのブロッ
ク１０３７に順次進む。熱電対からの温度フィードバッ
ク情報は、バルブを制御して、所望の温度を達成するた
めにＣＰＵにより又利用される。もし炎がブロック１０
３７で示されるように点火されていないならば、バーナ
ーとパイロットのバルブ設定はブロック１０３８に示さ
れるように計算され、そしてプログラムは炎状態フラグ
がブロック１０３９で示されるようにコントロール流状
態に設定されるまで循環する。バーナーが一度点火され
ると、プログラムはこれから説明されるるつぼの撹拌を
制御するための図２１Ｄのブロック１０４２へと循環す
る。 ［００５５］モーターコントロールサブルーチン１０２
６はサブルーチンが開始されるブロック１０４２で始ま
る図２１Ｄで示される。プログラムは、ブロック１０４
４で示されるように、撹拌、或は混合の設定がプログラ
ムされた計画から変化しているかどうかをテストする。
典型的ではあるが、もし変化がなければ、所望の撹拌シ
ーケンスを達成するために必要な軌道及び同期パラメー
タを含むそのシーケンスを達成するために以前のパラメ
ータは維持される。但し、もし撹拌設定がＲＡＭメモリ
内の以前に選択されたシーケンスから変化しているなら
ば、プログラムは新パラメータを再演算し、そしてそれ
らをブロック１０４６に示されるようにＣＰＵ内に入力
する。それで、プログラムは撹拌が行われている最中か
どうかをテストし、もしそうであるならば、図２１Ｅで
示される別のサブルーチンであるブロック１０５０で示
されるように所望のパターンに従った同期が達成され
る。 ［００５６］同期サブルーチンは、同期フラグがブロッ
ク１０５４で示されるように設定されるかどうかを検出
するために最初ブロック１０５２で始まる。もしそうで
あるならば、回転、或はＸ軸行き先フラグは、Ｘ軸モー
ター２４０の光学式エンコーダからのフィードバック情
報がプログラムの撹拌長、或は回転角度に対して所望の
移動端に到達した時にるつぼ撹拌モーター２４０の運動
方向を逆にするために設定される。それで、プログラム
は同期フラグをクリアし、そしてブロック１０４８に戻
り（図２１Ｄ）、そして撹拌コントロールがブロック１
０４６で設定された期間に従って尚も行われているかど
うかを決定するためにテストする。もしそうであるなら
ば、プログラムは、今回は否定的応答を指示するテスト
ブロック１０５４を通じて再び進む、故に、プログラム
は、ブロック１０５８に示されるようにＹ軸運動がその
プログラムされた移動限度に到達したかどうかを決定す
るためにピッチ行き先をテストする。もし到達していな
いならば、それは回転、或はＸ軸がブロック１０６０で
示されるように移動位置のその端部に到達したかどうか
を決定するためにテストし、そしてもしそうでないなら
ば、プログラムテストはテスト１０４８を通じて進み、
そしてブロック１０６２と１０６４で示されるように同
方向にＸ−Ｙ軸モーターを（２４０と２３０を各々）制
御し続ける。もしＸ、或はＹのモーターのいずれかが移
動端に達していたならば、ブロック１０５８と１０６０
からの決定は肯定的であり、そして逆コントロール信号
がブロック１０６２と１０６４で示されるようにモータ
ー動作の方向を反転させるために送られる。 ［００５７］るつぼ撹拌のための時間が一度経過してし
まうと、ブロック１０４８でのテストは否定となり、そ
してシーケンスの次ステップは図２１Ｂのブロック１０
６６で示されるようにＸ−Ｙモーターが停止したかどう
かを決定するためのテストである。もしモーターが停止
しているとすると、プログラムはブロック１０６８に示
されるように調合段階が要求されているかどうかを決定
するためにテストし、そしてもしそうならば、ブロック
１０７０で示されるように図２１Ｆと図２１Ｇで示され
る調合サブルーチンが呼び出される。 ［００５８］調合サブルーチン１０７０はブロック１０
７２で示されるように調合命令で開始し、そしてプログ
ラムはフラグがブロック１０７４で決定されるように調
合スプーンを延長するように設定されているかどうかを
決定するためにテストする。プログラムはスプーンを延
長し、そして調合フラグ状態を設定して、ブロック１０
７８で示されるように非湿性剤の調合を行わせる。それ
で、プログラムはブロック１０６８を通じて再循環し、
そしてブロック１０７４がテストされると、プログラム
はテストブロック１０８０に進む。もし非湿性剤注ぎ込
みフラグがブロック１０７８で存在したように以前に設
定されるならば、肯定的返答はスプーンがるつぼ上の延
長位置にあるかどうかを決定するためにテストすること
をプログラムに指示する。もしそれらのスプーンが延長
位置にないならば、プログラムはシリンダー６４０と６
４２がスプーンを進めるまで再循環して、その結果ブロ
ック１０８２からのテストが肯定となり、それでスプー
ンはフラグを調合遅延に設定して、ブロック１０８４で
示されるように非湿性剤を調合するために反転される。 ［００５９］それで、プログラムはブロック１０８０で
の否定応答を通じて図２１Ｆと図２１Ｇの相互連接入力
Ｂに再循環して、調合遅延がブロック１０８６のテスト
で示されるようにブロック１０８４を通じて設定されて
いるだろう調合遅延が設定されるかどうかを決定する。
肯定的返答は、非湿性剤をるつぼの開放口内に投入する
ための柄杓を回転させるのにホルダー６９５に十分な時
間を与える遅延タイマーがブロック１０８８で示される
ように時間切れであるかどうかをチェックする。もし遅
延タイマーが時間切れでないならば、プログラムはその
タイマーが時間切れとなるまで再循環し、その時にスプ
ーンは水平スプーンフラグを設定してブロック１０９０
で示されるようにそれらの中立、或は水平位置に戻され
る。それでプログラムはテスト１０８６において今度は
否定的返答を得て再び再循環し、そしてブロック１０９
２に進み、水平スプーンフラグが設定されるかどうかを
決定するためにテストする。それ以後、それはスプーン
がブロック１０９４で示されるよう水平あることを示す
ために位置信号をＣＰＵに提供する適切なセンサーを通
じてスプーンを駆動するラックの位置を検出する。もし
そうでないならば、プログラムはラックを駆動するモー
ター６９５でスプーンが水平となるまで循環し続ける、
その時肯定的返答がブロック１０９４において検出さ
れ、そしてプログラムがこれらのスプーンを引き込ませ
るために進み、そしてスプーンがブロック１０９６で示
されるように引き込まれていることを示すフラグを設定
する。プログラムは、機構６００がるつぼから離れた装
置キャビネット内部後方の位置に引き込まれている時
（即ち、図２に示された位置）を適切なセンサーにより
決定するテストブロック１０９８に垂直下方にブロック
１０８６と１０９２を通じて再循環する。一度これが達
成されると、テスト１０９８に対して肯定的返答を示す
信号が設定され、そしてブロック１１００で示されるよ
うに、調合動作は完了され、そしてフラグが動作の次サ
イクル時にブロック１０７４の次のスプーン延長命令に
応答して設定される。 ［００６０］それで、調合サブルーチンが完了している
ならば、プログラムはモーターコントロールプログラム
サブルーチン１０２６を通じて再び循環し、そしてシス
テムがもはや調合段階にはないが、図２１Ｄのブロック
１１０２で示されるように鋳造段階フラグを受けるかも
知れないことをブロック１０６８で決定する。もし鋳造
フラグがなければ、プログラムはブロック１０２４へ入
力されるメインプログラムに戻る。もし撹拌モーターが
ブロック１０６６の否定的テストで示されるように停止
していないならば、モーター停止命令が調合及び鋳造動
作を開始するためにブロック１０６７で示されるように
発生されることに留意すべきである。鋳造動作がブロッ
ク１１０２の肯定的テストで示されるように要求される
ならば、鋳造ルーチン１１０４が呼び出され、そしてこ
れから説明される図２１Ｈから２１Ｊで詳細に示されて
いる。図２１Ｈから図２１Ｊに示される鋳造サブルーチ
ンは、るつぼがるつぼの側面を予備加熱するために３５
度の角度に傾けられた後、るつぼから試料を鋳造皿内に
注ぎ込むためにＸ軸モーターを制御する。それは図１４
に示された溶解試料を受けるための位置に移動させるた
めに鋳造皿コントロール機構４００の動作をも又制御す
る。ブロック１１６で示されるように鋳造命令を受ける
と、テストが、るつぼ傾斜命令フラグがブロック１１０
８で示されるように設定されているかどうかを決定する
ように導かれる。るつぼは所定時間前述のようにるつぼ
の側面１３４を予備加熱するために約３５度傾けられ
る。予備加熱タイマーはブロック１１１２で示されるよ
うに鋳造皿アッセンブリー４００を制御するための鋳造
皿引き込みフラグと同様に鋳造皿を予備加熱するために
設定される。一度この動作が完了されると、プログラム
は鋳造皿引き込みフラグがブロック１１１４で示される
ように設定されるかどうかを決定するために戻り、そし
てもしそうならば、予備加熱サイクルのためのタイマー
が時間切れとなっているかどうかを決定する。時間切れ
でなければ、パイロットバーナーは、シリンダー４４０
を作動させて、鋳造皿をパイロットバーナー上から図１
４で示される鋳造位置まで引き込むためにＣＰＵを通じ
てコントロール信号を発生させるタイマーの時間切れと
なるまで鋳造皿を予備加熱し続ける。 ［００６１］サブルーチンは相互連結Ｄを通じて図２１
Ｉで示されるように進み、注ぎ込みフラグがブロック１
１２０で示されるように設定されているかどうかを決定
する。もしそうならば、位置センサーはアッセンブリー
４００がブロック１１２２で示されるように図１４に示
される注ぎ込み準備が出来ている引き込み位置にあるか
どうかを決定するために試される。もしそうでなけれ
ば、プログラムは、その中に鋳造皿を有するテーブル４
１０を保持しているガイドロッド４３２をシリンダー４
４０が引き込むのに十分な時間を有するように循環し続
ける。一度鋳造皿が鋳造するための位置に設置される
と、ブロック１１２２での肯定的決定は、プログラムを
ブロック１１２４に進ませ、るつぼを３５度の予備加熱
段階を越えて傾け、どれだけの数のるつぼ試料が処理さ
れるかによるが溶解試料を一つ以上の鋳造皿内に注ぎ込
むためにコントロール信号を提供する。 ［００６２］注ぎ込みと鋳造のステップが達成されるの
に十分な所定時間の後、レべルフラグがるつぼを水平に
するために設定され、そしてプログラムは下方の図２１
Ｉのテストブロック１１２６に相互連接Ｄを通じて更に
進むブロック１１０６での鋳造サイクルの始めに進み、
フラグが設定されているかどうか、そしてもしそうなら
ば、レベル位置を達成するためのタイマーが時間切れと
なっているかどうかを決定する。もしそうでないなら
ば、プログラムはタイマーが時間切れとなるまで循環す
るが、いずれの場合でも、Ｘ軸コントロールモーター
は、それがブロック１１３０で示されるようにるつぼを
水平にするための原点位置に到達するまで作動され、そ
してフラグがコントロール信号を発生するために再び設
定されて、るつぼ鋳造皿をオペレーターが試料を扱うこ
とが出来る最前方位置にまで延長する。それでプログラ
ムは相互連接Ｆを通じてテストブロック１１３２に進
み、鋳造皿延長フラグが設定されているかどうか、そし
てもしそうならば、ブロック１１３４で示されるように
水平化モーターが停止しているかどうかを決定する。も
しそうでなければ、プログラムは水平化モーターが停止
するまで進み、そして延長シリンダー４４０は、鋳造皿
を延長するのに十分な時間を提供するためにタイマーを
設定すると同時に、鋳造皿４１０を延長するためにブロ
ック１１３６で示されるように作動される。 ［００６３］それでプログラムはプログラムの次サイク
ルを通じてブロック１１３２の否定的テストを検出する
ために進み、そしてＣＰＵは装置４００がその延長位置
にあるかどうかを決定するためにブロック１１３８でセ
ンサーをテストする。もしそうならば、るつぼ傾斜フラ
グがブロック１１４０で示されるような動作の次サイク
ルのために再び設定され、そしてプログラムは図２１Ｂ
のブロック１０２４におけるメインプログラムに戻る。
それで、プログラムは図２１Ｂのブロック１０２５で示
されるような段階が更にあるかどうかを決定するために
テストし、そしてもし肯定であるならば、次段階がブロ
ック１０２７で示されるように開始される。そのような
段階は、例えば冷却段階をも包含しても良く、その段階
では、プログラムはＣＰＵにパイロットバーナーへのバ
ルブを制御させ、そのバーナー上に鋳造皿が比例バルブ
の制御下で所定時間と所定圧力においてパイロット炎の
ための空気とガス、或は圧縮空気のいずれかに向くよう
に配置されて、そのような所定時間鋳造皿に制御された
速度の冷却を提供する。動作サイクルの段階の全てがブ
ロック１０２９で示されるように完了される時、適切な
信号がデジタルデイスプレー９０８に提供され、動作サ
イクルの完了の指示をオペレーターに表示する。その装
置は開けられて、試料が分析のためアッセンブリー４０
０を保持する鋳造皿から取り出される。 ［００６４］ここで説明されたように本発明の好適形態
に対して種々の修正が添付の特許請求の範囲により定義
されたように本発明の精神や範囲から逸脱すること無く
実行可能であることは当業者には明白となろう。

【図面の簡単な説明】 ［図１］本発明を実施する試料準備装置の斜視図。 ［図２］装置の主要部分を構成する操作部を示す図１に
示された装置の部分の前部斜視図。 ［図３］図２に示されたるつぼ撹拌構造の部分の拡大斜
視図。 ［図４］図３にも示された撹拌構造の部分を示す装置の
左側の立面図。 ［図５］図２−４で示された撹拌構造の部分を示す右側
の立面図。 ［図６］図５で示された構造の部分の拡大前面斜視略
図。 ［図７］図２に示された非湿性剤添加構造の部分の拡大
前面斜視略図。 ［図８］図７の線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩでの横断面図。 ［図９］図７と図８に示された調剤構成要素の一つにつ
いての一部切り取られた拡大略斜視図。 ［図１０］図７−９に示された調剤構造の駆動構成の左
端部の略斜視図。 ［図１１］図９に示された構造の右側の略斜視図。 ［図１２］本発明を実施するパイロットバーナーアッセ
ンブリーの略斜視図。 ［図１３］主バーナーの一つと鋳造皿アッセンブリーと
のパイロットバーナーアッセンブリーの関係を部分的に
破線で示す左側の斜視図。 ［図１４］本発明を実施する鋳造皿の一部切り取られた
略垂直横断面図。 ［図１５］本発明を実施するるつぼホルダーの平面図。 ［図１６］図１５に示された構造の前部の立面図。 ［図１７］その中に配置されたるつぼと供に示された図
１６と図１７に示された構造の斜視図。 ［図１８］本発明を実施するバーナーアッセンブリーの
一つとパイロットアッセンブリーのガスと空気との通路
の略図。 ［図１９］本発明を実施する電気コントロールシステム
の電気回路図のブロック図。 ［図２０］図１−１９で示された装置の動作シーケンス
を示す本発明の方法のフロー図。 ［図２１Ａ］本発明の装置のための電気コントロールシ
ステムで使用されるマイクロプロセッサーを制御するた
めに使用されるプログラムのフロー図。 ［図２１Ｂ］本発明の装置のための電気コントロールシ
ステムで使用されるマイクロプロセッサーを制御するた
めに使用されるプログラムのフロー図。 ［図２１Ｃ］本発明の装置のための電気コントロールシ
ステムで使用されるマイクロプロセッサーを制御するた
めに使用されるプログラムのフロー図。 ［図２１Ｄ］本発明の装置のための電気コントロールシ
ステムで使用されるマイクロプロセッサーを制御するた
めに使用されるプログラムのフロー図。 ［図２１Ｅ］本発明の装置のための電気コントロールシ
ステムで使用されるマイクロプロセッサーを制御するた
めに使用されるプログラムのフロー図。 ［図２１Ｆ］本発明の装置のための電気コントロールシ
ステムで使用されるマイクロプロセッサーを制御するた
めに使用されるプログラムのフロー図。 ［図２１Ｇ］本発明の装置のための電気コントロールシ
ステムで使用されるマイクロプロセッサーを制御するた
めに使用されるプログラムのフロー図。 ［図２１Ｈ］本発明の装置のための電気コントロールシ
ステムで使用されるマイクロプロセッサーを制御するた
めに使用されるプログラムのフロー図。 ［図２１Ｉ］本発明の装置のための電気コントロールシ
ステムで使用されるマイクロプロセッサーを制御するた
めに使用されるプログラムのフロー図。 ［図２１Ｊ］本発明の装置のための電気コントロールシ
ステムで使用されるマイクロプロセッサーを制御するた
めに使用されるプログラムのフロー図。 ［符号の説明］ １０装置 １１キャビネット １２側壁 １４側壁 １６上部開放部 １８前面パネル ２０ドアー ２１ハンドル ２２カバーパネル ２３覗き窓 ２４支持台 ２６上部前面パネル ２７覗き窓 ２８キーボード ２９マスターオン／オフスイッチ ３０通気口 ３２左側熱遮蔽パネル ３４右側熱遮蔽パネル ３５アーチ状スロット ３６開口部（凹所） １００るつぼホルダー １０２るつぼホルダー １０４るつぼホルダー １０５上部表面 １０６平面トッププレート １０８後脚部 １１０中央後方に延長する搭載ピン １１２円形開口部 １１４リム １１６横方向延長スロット １２０枢軸ロックアーム １２２ピボットピン １２５開口部 １３０プラチナるつぼ １３２突出周辺フランジ １４０ガイドプレート １４２垂直壁 １４４エンドセクション １４６後部フランジ １５０三角形ガイドプレート ２００るつぼ撹拌アッセンブリー ２０２横断部材 ２０６ピボット軸 ２０７反対端 ２０８第二ピボットアーム ２１４割りクランプ ２１５スリーブブッシュ ２１６ロックネジ ２１８長方形ギヤー ２２０ラック ２３０Ｙ軸コントロールモーター ２４０Ｘ軸コントロールモーター ２６０スプリング装填カウンタースプリングアッセンブ
リー ２６１ドラム ２６２ピボット軸 ２６４ケーブル ２６６ピボット搭載部材 ２７０垂直搭載プレート ３００主バーナー ３０２主バーナー ３０４主バーナー ３０１熱電対 ３０３熱電対 ３０５熱電対 ４００可動鋳造皿支持アッセンブリー ４１０テーブル ４２０Ｌ状脚部 ４２２傾斜プレート ４３２滑動ロッドのペアー ４３６枕状ブロック ４３８枕状ブロック ４４０シリンダー ４４４シャフト ５００バーナー、又はパイロットサブアッセンブリー ５０２パイロットバーナー ５０４パイロットバーナー ５０６パイロットバーナー ５１０長方形中空マニホールド ５１２ピボットロッド ５１６バーナーヘッド ５１７オリフィス ５１８バーナーヘッド ５１９オリフィス ５２２中央ピボットピン ５２４シャフト ５２６空圧制御シリンダー ５３０鋳造皿 ５４０点火部材 ５４２電気的制御点火装置構成要素 ５５０プラチナワイヤー ５５２絶縁柱 ５５４絶縁柱 ６００非湿性剤調合アッセンブリー ６０２石英柄杓 ６０４石英柄杓 ６０６石英柄杓 ６１６滑動部材 ６１７上下ローラーフォロアー ６１８滑動部材 ６３０枕状ブロック ６３２枕状ブロック ６３４ガイドロッド ６４０後方シリンダー ６４２前方シリンダー ６５０円筒状スペーサーブッシュ ６６０ギヤー ６６５圧縮リング ６７０刻み付ロックナット ６７２ネジ付シャフト ６８０ラック ６９０枕状ブロックのペアー ６９５ドライブモーター ６９６駆動ギヤー ７００脚部 ７０１供給ソース ７０２吸入手段 ７０３圧縮空気ソース ７０６サーボコントロール比例バルブ ７０８ガス導管 ７１０圧力センサー ７１２導管 ７１４直列ガスオン／オフバルブ ７１８サーボコントロールバルブ ７５２サーボバルブ ７５６サーボバルブ ７５４圧力センサー ９００コントロール回路 ９０１マイクロプロセッサー（ＣＰＵ） ９０２キーボードインターフェース回路 ９０４高密度フロッピーデイスクドライブ ９０５プログラムデイスケット ９０８ＬＣＤデイスプレー ９１０デイスプレードライバー回路 ９１２アナログ前置増幅器 ９１４論理回路 ９１８デジタル入出力回路 ９２０Ｄ／Ａコンバータ ９２２ソレノイド駆動回路 ９２６入力バス ９３１入力導体 ９３２モータードライバー回路 ９３３入力導体 ９３５原点位置スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スコツト エイ ポネガレク アメリカ合衆国 ミシガン州 49106 ブ リツジマン デイト ロード 8564

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［請求項１］分析試料を準備するための装置において、 バーナー上でるつぼ内に入っている試料材料と溶剤材料
   を撹拌のためのるつぼを保持するためのるつぼ保持手
   段、 るつぼ内に入れられた内容物を加熱するための前記るつ
   ぼ保持手段の下に配置されたバーナー、そしてるつぼが
   前記バーナーにより加熱されると、るつぼ内の試料材料
   と溶剤材料を均質にするために独立的に制御される個々
   の軸にそってるつぼを撹拌するための前記るつぼ保持手
   段に結合されたるつぼ撹拌手段から構成されることを特
   徴とする装置。 ［請求項２］前記撹拌手段はるつぼ保持手段を受けるた
   めの少なくとも一つ以上の搭載部材、そして前記第一軸
   回りでの前記るつぼ保持手段内に配置されたるつぼの運
   動のための第一軸の回転に関し前記第一搭載部材を移動
   させるための第一移動手段とから構成されることを特徴
   とする請求項１に記載の装置。 ［請求項３］第二搭載部材と前記第一軸と異なる第二軸
   回りで前記第二搭載部材を移動させるための前記第二搭
   載部材に結合された第二移動手段を更に包含し、そして
   前記第一搭載部材と前記第一移動手段は前記第二搭載部
   材に搭載されていることを特徴とする請求項２に記載の
   装置。 ［請求項４］前記第一軸と第二軸は一般に互いに直交関
   係にあることを特徴とする請求項３に記載の装置。 ［請求項５］前記第一搭載部材は前記るつぼ保持手段を
   取り外して受け取るためのクランプ手段から構成される
   ことを特徴とする請求項４に記載の装置。 ［請求項６］前記第一移動手段は前記クランプに結合さ
   れた回転シャフトと前記シャフトに結合されたギヤー手
   段とを包含することを特徴とする請求項５に記載の装
   置。 ［請求項７］前記第一移動手段は前記第二搭載部材によ
   り支持されたラックを更に包含し、そして前記ラックの
   運動に応じて前記るつぼ保持手段を回転させるための前
   記ギヤー手段と噛み合うことを特徴とする請求項６に記
   載の装置。 ［請求項８］前記第一移動手段は前記ラックを駆動する
   ためのモーターを更に包含することと特徴とする請求項
   ７に記載の装置。 ［請求項９］前記第二搭載部材は複数の前記第一搭載部
   材を受けるための延長部材を包含し、そして前記第二移
   動手段は前記第二軸回りで円弧上に前記延長部材を移動
   させるためのピボットアーム手段を包含することを特徴
   とする請求項８に記載の装置。 ［請求項１０］前記るつぼ保持手段は平面部利を前記ク
   ランプ手段に結合するために一端に拡張部を有する第一
   平面部材を包含することを特徴とする請求項９に記載の
   装置。 ［請求項１１］前記るつぼ保持手段の前記平面部材はる
   つぼを受け取るための開口部を包含し、そして前記平面
   部材はるつぼの側部への直接アクセスを提供するために
   前記部材のエッジを通じて延長する前記開口部に近接し
   た開口スロットを更に包含することを特徴とする請求項
   １０に記載の装置。 ［請求項１２］前記るつぼ保持手段は前記平面部材に搭
   載され、そしてるつぼの脱着を可能にする第一位置と前
   記平面部材の異なる位置に対して前記平面部材上の適所
   にるつぼを保持する第二位置間で移動可能であるロック
   アームを更に包含することを特徴とする請求項１１に記
   載の装置。 ［請求項１３］試料準備装置に関連して使用するための
   るつぼホルダーにおいて、第一平面部材を前記るつぼホ
   ルダーの運動のための撹拌部材に結合するための手段を
   一端に有する第一平面部材、前記第一部材はるつぼを受
   け取るための開口部を包含し、前記部材は、前記ホルダ
   ーに配置された時にるつぼの側部ヘの直接アクセスを提
   供するための前記部材のエッジを通じて延長する前記開
   口部に近接した開口スロットを更に包含することを特徴
   とするるつぼホルダー。 ［請求項１４］前記部材に搭載され、そしてるつぼの脱
   着を可能にする第一位置と前記第一部材の異なる位置に
   対して前記第一部材上の適所にるつぼを保持する第二位
   置間で移動可能なロックアームを更に包含することを特
   徴とする請求項１３に記載の装置。 ［請求項１５］前記ロックアームは前記第一部材の適所
   にるつぼを保持するためのるつぼリムの部分周辺に広が
   り、重なる円弧状開口部を包含することを特徴とする請
   求項１４に記載の装置。 ［請求項１６］前記第一部材は一端において下方に延長
   する脚部を包含し、そして前記第一部材を撹拌部材に結
   合させるための前記手段が前記脚部上に配置されている
   ことを特徴とする請求項１５に記載の装置。 ［請求項１７］前記ロックアームの運動を制限する前記
   ロック部材を選択的に噛み合わせ、そして前記るつぼホ
   ルダーが反転された時に適所にロックアームを保持する
   ための前記第一部材に搭載されたガイド部材を更に包含
   することを特徴とする請求項１６に記載の装置。 ［請求項１８］前記ロックアームが前記第一部材に重な
   る時に前記ガイド部材から離れる前記ロックアームの運
   動を限定する位置で前記第一部材に搭載された裏打ちプ
   レートを更に包含することを特徴とする請求項１７に記
   載の装置。 ［請求項１９］ 試料準備装置に関連するるつぼホルダ
   ーにおいて、第一平面部材を前記るつぼホルダーの運動
   のための撹拌部材に結合するための手段を一端に有する
   第一平面部材、前記第一平面部材はるつぼを受け取るた
   めの開口部を包含し、前記部材は前記開口部内に配置さ
   れたるつぼの側部を露出させるための前記部材のエッジ
   を通じて延長する前記開口部に近接した開口スロットを
   更に包含する、そして前記第一部材に枢軸的に搭載さ
   れ、そして前記アームがロック位置にある時にはるつぼ
   上のリム周辺に延長し、重なる曲端部を包含するロック
   アームから構成され、前記ロックアームは前記るつぼの
   脱着可能な第一位置と前記第一部材の異なる位置に対し
   て前記第一部材の適所に前記るつぼを保持する前記ロッ
   ク位置間で移動可能であることを特徴とするるつぼホル
   ダー。 ［請求項２０］ 前記ロックアームはるつぼリム上での
   前記アームの運動を容易にするために上方に曲げられた
   先端部分を包含することを特徴とする請求項１９に記載
   の装置。 ［請求項２１］制御加熱状態の下での粉末試料材料と粉
   末溶剤材料の溶融のための装置において、 試料保持るつぼの下に配置するためのバーナー、 圧縮空気を供給するための手段、 前記バーナーへの圧縮空気流を選択的に制御するための
   前記バーナーに前記供給手段を結合させるバルブ手段、 燃焼ガスを供給するための手段、 前記バーナーへの圧縮燃焼ガス流を選択的に制御するた
   めに前記バーナーへ燃焼ガスを供給するための前記手段
   に結合する第二バルブ手段、そして前記バーナーからの
   燃焼炎の温度を制御するために前記バーナーヘの空気と
   燃焼ガスの流れを制御する前記第一及び第二バルブ手段
   を選択的に制御するための手段から構成されることを特
   徴とする装置。 ［請求項２２］炎の温度を選択的に制御するための前記
   手段は、炎温度を感知するための手段、そして前記感知
   手段と、前記バルブ手段、そして温度を選択されたレベ
   ルに維持するための前記第二バルブ手段とに結合された
   コントロール回路とを包含することを特徴とする請求項
   ２１に記載の装置。 ［請求項２３］前記バーナーを点火させるためのパイロ
   ットバーナーアッセンブリーを更に包含し、前記パイロ
   ットバーナーアッセンブリーは圧縮空気と燃焼ガスを供
   給するための前記手段と、前記パイロットバーナーアッ
   センブリーヘの空気とガスの流れを選択的に制御するた
   めのパイロットバルブ手段とに結合されていることを特
   徴とする請求項２１に記載の装置。 ［請求項２４］前記パイロットバーナーアッセンブリー
   は前記バーナーに点火するための第一位置と前記バーナ
   ーと間隔をもった第二位置間で移動できるように可動的
   に搭載されていることを特徴とする請求項２３に記載の
   装置。 ［請求項２５］鋳造皿保持アッセンブリーを更に包含
   し、そして前記パイロットバーナーアッセンブリーは、
   前記第二位置にある時に鋳造皿を加熱するように前記保
   持アッセンブリーに関して配置されることを特徴とする
   請求項２４に記載の装置。 ［請求項２６］前記パイロットバーナーアッセンブリー
   の位置を制御するための手段を更に包含することを特徴
   とする請求項２５に記載の装置。 ［請求項２７］前記パイロットバーナーは鋳造皿を制御
   的に冷却するための空気のみを供給することが出来るよ
   うに前記パイロットバーナーアッセンブリーを通じてガ
   スや空気の流れを制御するための手段を更に包含するこ
   とを特徴とする請求項２６に記載の装置。 ［請求項２８］分析的試料を準備するための装置におい
   て、 その中に入れられた内容物を撹拌するためのるつぼを保
   持するための手段、前記保持手段は前記保持手段の撹拌
   パターンを制御するための電気的に制御される構成要素
   を包含する、 るつぼに入れられた試料材料を加熱するための前記るつ
   ぼ保持手段の下に配置されるバーナー手段、 るつぼの加熱中に撹拌し、それによりるつぼ内の内容物
   を混合させるために前記るつぼ保持手段を運動させるた
   めの手段、そして前記保持手段に結合され、そしてマイ
   クロプロッセッサーと、所定の方法でるつぼ内に入れら
   れた試料材料の撹拌と加熱のサイクルを制御する前記マ
   イクロプロセッサーのためのプログラム手段とを包含す
   る電気コントロール回路から構成されることを特徴とす
   る装置。 ［請求項２９］前記プログラム手段はフロッピーデイス
   ク内に記憶されたコンピュータプログラムから構成さ
   れ、そして前記電気コントロールシステムは前記デイス
   クから前記マイクロプロセッサーに前記プログラムを転
   送するためのデイスクドライブを更に包含することを特
   徴とする請求項２８に記載の装置。 ［請求項３０］分析用試料が均質に溶融した試料を提供
   するためにるつぼ内で溶剤と供に加熱、撹拌されて、そ
   して鋳造皿内に注ぎ込まれる分析用試料を準備するため
   の装置、 その改良は前記装置のるつぼ加熱バーナーを点火するた
   めの第一位置と、るつぼ内の内容物が鋳造皿内に注ぎ込
   まれる時に、熱的衝撃に曝されないように鋳造皿をるつ
   ぼの温度にほぼ等しくなるまで同時に加熱するための加
   熱バーナーから横の方に離れた鋳造皿の下に位置する第
   二位置間で選択的に移動可能なパイロットアッセンブリ
   ーから構成されることを特徴とする。 ［請求項３１］試料準備装置のバーナーを選択的に点火
   するためのパイロットアッセンブリーにおいて、 マニホールドと前記マニホールドに圧縮空気と燃焼ガス
   を供給するための手段を包含するパイロットアッセンブ
   リー、前記マニホールドは少なくとも一つ以上のパイロ
   ットバーナーをその上に備えている、 主バーナーを点火するための主バーナーに近接した位置
   と、試料鋳造皿下の第二位置とに前記バーナーを位置決
   めする移動のために前記マニホールドを据え付けるため
   の手段、そして主バーナーに点火し、鋳造皿を加熱する
   ための炎を、そして鋳造皿を冷却するための圧縮空気の
   十分な流れとを選択的に提供するために前記マニホール
   ドに燃焼ガスと圧縮空気を選択的に供給するための手段
   から構成されていることを特徴とするパイロットアッセ
   ンブリー。 ［請求項３２］分析用の試料を準備する方法において、 加熱るつぼ内に粉末試料材料と粉末溶剤を投入するステ
   ップ、 独立的に制御可能な相互に直角をなす２軸に沿ってるつ
   ぼを撹拌すると同時に、るつぼを加熱するステップ、 るつぼに非湿性剤を添加するステップ、 鋳造皿内に結果として生じた溶融試料を注ぎ込むステッ
   プ、そして溶融試料を凝固させるために鋳造皿を制御的
   に冷却するステップからなることを特徴とする方法。 ［請求項３３］前記の注ぎ込むステップに先だって鋳造
   皿を予備加熱するステップを更に包含することを特徴と
   する請求項３２に記載の方法。 ［請求項３４］前記予備加熱のステップと前記冷却のス
   テップは鋳造皿を移動させる必要がないことを特徴とす
   る請求項３２に記載の方法。 ［請求項３５］分析用試料を準備するための装置におい
   て、 その中に入れられた内容物を撹拌するためのるつぼを保
   持するための手段、前記保持手段は前記保持手段の撹拌
   パターンを制御するための電気的制御構成要素を包含す
   る、そして前記保持手段に結合され、そしてマイクロプ
   ロセッサーと所定の方法で撹拌のサイクルを制御するた
   めに前記マイクロプロセッサーのためのプログラム手段
   とを包含する電気コントロール回路とから構成され、前
   記プログラム手段はフロッピーデイスク内に記憶された
   コンピュータプログラムから構成され、そして前記電気
   コントロールシステムは前記デイスクから前記マイクロ
   プロセッサーへ前記プログラムを転送するためのデイス
   クドライブを更に包含することを特徴とする装置。