JPH08114549A - 発光分光分析の方法と装置 - Google Patents
発光分光分析の方法と装置Info
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- JPH08114549A JPH08114549A JP25049394A JP25049394A JPH08114549A JP H08114549 A JPH08114549 A JP H08114549A JP 25049394 A JP25049394 A JP 25049394A JP 25049394 A JP25049394 A JP 25049394A JP H08114549 A JPH08114549 A JP H08114549A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 分析精度を劣化させる大気成分の影響を抑制
し、特に微量成分分析で良好な分析精度を維持し得る発
光分光分析の方法と装置を提供する。 【構成】 発光分光分析装置は、放電室（１１）へ導入
される放電雰囲気ガス中および放電室（１１）から排出
されるガス中のＮ2 ，Ｏ2 ，およびＣＯ2 のうちの少な
くとも１つの特定ガス濃度を測定するガス濃度測定器
（２１，２３）と、ガス導入側のその特定ガス濃度測定
値（Ｍ１）とガス排出側の特定ガス濃度測定値（Ｍ２）
との比率（Ｍ１／Ｍ２）が１に近い所定の範囲内になっ
たときに放電タイミング（Ｂ）を制御する制御装置（２
５）を備えていることを特徴とする。
し、特に微量成分分析で良好な分析精度を維持し得る発
光分光分析の方法と装置を提供する。 【構成】 発光分光分析装置は、放電室（１１）へ導入
される放電雰囲気ガス中および放電室（１１）から排出
されるガス中のＮ2 ，Ｏ2 ，およびＣＯ2 のうちの少な
くとも１つの特定ガス濃度を測定するガス濃度測定器
（２１，２３）と、ガス導入側のその特定ガス濃度測定
値（Ｍ１）とガス排出側の特定ガス濃度測定値（Ｍ２）
との比率（Ｍ１／Ｍ２）が１に近い所定の範囲内になっ
たときに放電タイミング（Ｂ）を制御する制御装置（２
５）を備えていることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は発光分光分析の方法と装
置に関し、特に、主として鉄鋼業などにおいて微量成分
の分析に用いられる発光分光分析の方法と装置の改善に
関するものである。
置に関し、特に、主として鉄鋼業などにおいて微量成分
の分析に用いられる発光分光分析の方法と装置の改善に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鉄鋼製品の品種の多様化や高品質化、さ
らには製鋼や加工の技術の進歩に伴って、鉄鋼中に含ま
れる微量成分、特に窒素（Ｎ），酸素（Ｏ）および炭素
（Ｃ）などの成分量を厳密に制御する技術が進歩してき
た。そして、これらの技術の裏付けとして、微量成分の
定量分析が重要になってきている。また、精錬や製鋼の
工程はオンライン操業であるので、微量成分の分析は迅
速かつ正確に行なわれる必要があり、さらに、その分析
結果が速やかに精錬や製鋼の工程にフィードバックされ
る必要がある。
らには製鋼や加工の技術の進歩に伴って、鉄鋼中に含ま
れる微量成分、特に窒素（Ｎ），酸素（Ｏ）および炭素
（Ｃ）などの成分量を厳密に制御する技術が進歩してき
た。そして、これらの技術の裏付けとして、微量成分の
定量分析が重要になってきている。また、精錬や製鋼の
工程はオンライン操業であるので、微量成分の分析は迅
速かつ正確に行なわれる必要があり、さらに、その分析
結果が速やかに精錬や製鋼の工程にフィードバックされ
る必要がある。
【０００３】鉄鋼中の微量成分を分析する方法として、
従来から以下の方法が知られている。
従来から以下の方法が知られている。
【０００４】まず、微量成分の化学分析法に関しては、
たとえばＮ成分の分析法として、固体試料から少量
（０．５〜１ｇ）の試料を採取し、湿式法または乾式法
によって分析する方法がある。湿式法としては、水蒸気
蒸留中和滴定、水蒸気蒸留ビスピラゾン吸光光度法、水
蒸気蒸留インドフェノール吸光光度法などが知られてお
り、乾式法としては、不活性ガス搬送融解熱伝導度法な
どが知られている。
たとえばＮ成分の分析法として、固体試料から少量
（０．５〜１ｇ）の試料を採取し、湿式法または乾式法
によって分析する方法がある。湿式法としては、水蒸気
蒸留中和滴定、水蒸気蒸留ビスピラゾン吸光光度法、水
蒸気蒸留インドフェノール吸光光度法などが知られてお
り、乾式法としては、不活性ガス搬送融解熱伝導度法な
どが知られている。
【０００５】次に、種々の微量成分を同時に分析できる
方法として、固体試料を切断して研磨し、試料の研磨面
に放電させて発光させることによって、その発光スペク
トルを分析する発光分光分析法がある。
方法として、固体試料を切断して研磨し、試料の研磨面
に放電させて発光させることによって、その発光スペク
トルを分析する発光分光分析法がある。
【０００６】前者の化学分析法は高い精度が得られると
いう長所があるが、試料の調製が煩雑であって長い分析
時間を要するという短所がある。他方、後者の発光分光
分析法は迅速に分析が行なえるという長所を有し、しか
も、最近のエレクトロニクス技術の進歩に伴ってその分
析精度も向上してきている。したがって、高度の分析精
度と分析の迅速性が必要とされる製鋼プロセスの管理分
析における鉄鋼中の微量成分の分析には、そのような必
要条件を満たし得る発光分光分析方法が広く利用される
ようになってきている。
いう長所があるが、試料の調製が煩雑であって長い分析
時間を要するという短所がある。他方、後者の発光分光
分析法は迅速に分析が行なえるという長所を有し、しか
も、最近のエレクトロニクス技術の進歩に伴ってその分
析精度も向上してきている。したがって、高度の分析精
度と分析の迅速性が必要とされる製鋼プロセスの管理分
析における鉄鋼中の微量成分の分析には、そのような必
要条件を満たし得る発光分光分析方法が広く利用される
ようになってきている。
【０００７】しかし、発光分光分析法を実際の製造現場
に適用する場合、放電室内に巻込まれる大気ガス
（Ｎ2 ，Ｏ2 ，ＣＯ2 など）が発光スペクトルに影響を
及ぼし、特に鋼中のＮ，Ｏ，Ｃなどの成分分析におい
て、分析値がばらついて分析精度が悪くなる傾向にあ
る。したがって、従来は、分析前に放電室内へアルゴン
（Ａｒ）ガス（放電雰囲気ガス）を大量に一定時間だけ
流し、放電室内に巻込まれている大気を排除した後に分
析する方法がとられている。しかし従来の方法では、放
電室内に巻込まれた大気を排除するために流されるＡｒ
ガスはその流量と時間だけが規定されているので（たと
えば、１３リットル／分の流量率で４秒間）、分析のた
めの放電のタイミングによっては放電室内に巻込まれた
大気の排除に不十分な場合が生じ得る。
に適用する場合、放電室内に巻込まれる大気ガス
（Ｎ2 ，Ｏ2 ，ＣＯ2 など）が発光スペクトルに影響を
及ぼし、特に鋼中のＮ，Ｏ，Ｃなどの成分分析におい
て、分析値がばらついて分析精度が悪くなる傾向にあ
る。したがって、従来は、分析前に放電室内へアルゴン
（Ａｒ）ガス（放電雰囲気ガス）を大量に一定時間だけ
流し、放電室内に巻込まれている大気を排除した後に分
析する方法がとられている。しかし従来の方法では、放
電室内に巻込まれた大気を排除するために流されるＡｒ
ガスはその流量と時間だけが規定されているので（たと
えば、１３リットル／分の流量率で４秒間）、分析のた
めの放電のタイミングによっては放電室内に巻込まれた
大気の排除に不十分な場合が生じ得る。
【０００８】そこで、発光分光分析において、このよう
な放電室内に巻込まれた大気の影響による分析値のばら
つきを抑制するために、先行技術において次の方法（Ａ
１）や（Ａ２）が提案されている。
な放電室内に巻込まれた大気の影響による分析値のばら
つきを抑制するために、先行技術において次の方法（Ａ
１）や（Ａ２）が提案されている。
【０００９】（Ａ１）放電室内のＣＯ2 濃度を測定し、
その濃度が所定の一定値になったときに分析放電を行な
う方法（実公平４−３４４４４参照）。
その濃度が所定の一定値になったときに分析放電を行な
う方法（実公平４−３４４４４参照）。
【００１０】（Ａ２）放電室内において放電発光させる
ための対向電極の先端部にノズルを設け、そのノズルか
らＡｒガスを細い柱状のアルゴンガスジェットとして試
料表面に吹き付けて放電室内の空気の溜まり（巻込まれ
た大気）による放電の不安定要因を解消することによっ
て放電状態を安定させる方法（特公昭５９−４０２５６
参照）。
ための対向電極の先端部にノズルを設け、そのノズルか
らＡｒガスを細い柱状のアルゴンガスジェットとして試
料表面に吹き付けて放電室内の空気の溜まり（巻込まれ
た大気）による放電の不安定要因を解消することによっ
て放電状態を安定させる方法（特公昭５９−４０２５６
参照）。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の方法
（Ａ１）においては、装置のメンテナンス作業におけ
る放電室内の洗浄を行なった後に分析を行なう場合、
長時間分析を行なわなかった後に分析を行なう場合、さ
らには、使用するＡｒボンベのロットの違いによって
Ａｒガス純度に差がある場合などでは、放電室内のＡｒ
ガス中のＣＯ2 濃度の基準が変わるので、放電室内のＣ
Ｏ2 濃度を測定する際に、予め設定するＣＯ 2 濃度の所
定の一定値の値を変更しなくてはならないという難点が
ある。
（Ａ１）においては、装置のメンテナンス作業におけ
る放電室内の洗浄を行なった後に分析を行なう場合、
長時間分析を行なわなかった後に分析を行なう場合、さ
らには、使用するＡｒボンベのロットの違いによって
Ａｒガス純度に差がある場合などでは、放電室内のＡｒ
ガス中のＣＯ2 濃度の基準が変わるので、放電室内のＣ
Ｏ2 濃度を測定する際に、予め設定するＣＯ 2 濃度の所
定の一定値の値を変更しなくてはならないという難点が
ある。
【００１２】他方、上述の方法（Ａ２）においては、放
電室内に巻込まれた大気の影響は抑制されるが、試料上
の放電面積が小さいために、その試料の同一分析面上に
おける平均的な発光強度値が得られにくく、それによる
分析精度の低下が生じ得るという難点を有している。
電室内に巻込まれた大気の影響は抑制されるが、試料上
の放電面積が小さいために、その試料の同一分析面上に
おける平均的な発光強度値が得られにくく、それによる
分析精度の低下が生じ得るという難点を有している。
【００１３】ところで、放電室内に大気が巻込まれれ
ば、放電室内には大気の主成分であるＮ2 ，Ｏ2 ，ＣＯ
2 などが含まれることになる。Ｎ2 ，Ｏ2 ，ＣＯ2 など
を含む放電雰囲気ガスの下では、Ｎ，Ｏ，およびＣの
真空紫外域のスペクトル線は放電室内に巻込まれたＯ2
ガスに吸収されるために、分析試料中のＮ，ＯおよびＣ
による発光強度が低下し、他方、放電雰囲気ガス中の
Ｎ2 ，Ｏ2 ，およびＣＯ 2 成分が放電カラム内で原子化
した後に発光することによってＮ，Ｏ，およびＣによる
発光強度が上昇するので、分析試料中の正確なＮ，Ｏ，
およびＣの発光分光分析結果を得ることが困難である。
したがって、鋼中のＮ，Ｏ，およびＣの発光分光分析に
おいては、放電室内に巻込まれた大気中のＮ2 ，Ｏ2 ，
およびＣＯ 2 が放電室から十分に排除されたか否かを正
確に判定することは、その発光分光分析の精度を高める
ための重要なポイントとなる。
ば、放電室内には大気の主成分であるＮ2 ，Ｏ2 ，ＣＯ
2 などが含まれることになる。Ｎ2 ，Ｏ2 ，ＣＯ2 など
を含む放電雰囲気ガスの下では、Ｎ，Ｏ，およびＣの
真空紫外域のスペクトル線は放電室内に巻込まれたＯ2
ガスに吸収されるために、分析試料中のＮ，ＯおよびＣ
による発光強度が低下し、他方、放電雰囲気ガス中の
Ｎ2 ，Ｏ2 ，およびＣＯ 2 成分が放電カラム内で原子化
した後に発光することによってＮ，Ｏ，およびＣによる
発光強度が上昇するので、分析試料中の正確なＮ，Ｏ，
およびＣの発光分光分析結果を得ることが困難である。
したがって、鋼中のＮ，Ｏ，およびＣの発光分光分析に
おいては、放電室内に巻込まれた大気中のＮ2 ，Ｏ2 ，
およびＣＯ 2 が放電室から十分に排除されたか否かを正
確に判定することは、その発光分光分析の精度を高める
ための重要なポイントとなる。
【００１４】上述のような先行技術における課題に鑑
み、本発明は、分析精度を劣化させる大気成分（Ｎ2 ，
Ｏ2 ，およびＣＯ2 ）の影響を抑制し、特に微量成分分
析で良好な分析精度を維持し得る発光分光分析の方法と
装置を提供することを目的としている。
み、本発明は、分析精度を劣化させる大気成分（Ｎ2 ，
Ｏ2 ，およびＣＯ2 ）の影響を抑制し、特に微量成分分
析で良好な分析精度を維持し得る発光分光分析の方法と
装置を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】放電室内で試料と対向電
極との間で放電させて発生した光を分光分析する本発明
の１つの態様による発光分光分析法は、放電室へ導入さ
れる放電雰囲気ガス中および放電室から排出されるガス
中のＮ2 ，Ｏ2 およびＣＯ2 のうちの少なくとも１つの
特定ガス濃度を測定し、放電室内へのガス導入側におけ
るその特定ガス濃度測定値と放電室からのガス排出側に
おける特定ガス濃度測定値との比率が１に近い所定の範
囲内になったときに放電タイミングを決定することを特
徴としている。
極との間で放電させて発生した光を分光分析する本発明
の１つの態様による発光分光分析法は、放電室へ導入さ
れる放電雰囲気ガス中および放電室から排出されるガス
中のＮ2 ，Ｏ2 およびＣＯ2 のうちの少なくとも１つの
特定ガス濃度を測定し、放電室内へのガス導入側におけ
るその特定ガス濃度測定値と放電室からのガス排出側に
おける特定ガス濃度測定値との比率が１に近い所定の範
囲内になったときに放電タイミングを決定することを特
徴としている。
【００１６】放電室内で試料と対向電極との間で放電さ
せて発生した光を分光分析する本発明のもう１つの態様
による発光分光分析装置は、放電室へ導入される放電雰
囲気ガス中および放電室から排出されるガス中のＮ2 ，
Ｏ2 およびＣＯ2 のうちの少なくとも１つの特定ガス濃
度を測定するガス濃度測定器と、放電室内へのガス導入
側のその特定ガス濃度測定値と放電室からのガス排出側
の特定ガス濃度測定値との比率が１に近い所定の範囲内
になったときに放電タイミングを設定する制御装置を備
えていることを特徴としている。
せて発生した光を分光分析する本発明のもう１つの態様
による発光分光分析装置は、放電室へ導入される放電雰
囲気ガス中および放電室から排出されるガス中のＮ2 ，
Ｏ2 およびＣＯ2 のうちの少なくとも１つの特定ガス濃
度を測定するガス濃度測定器と、放電室内へのガス導入
側のその特定ガス濃度測定値と放電室からのガス排出側
の特定ガス濃度測定値との比率が１に近い所定の範囲内
になったときに放電タイミングを設定する制御装置を備
えていることを特徴としている。
【００１７】
【作用】放電室内で試料と対向電極との間で放電させて
発生した光を分光分析する本発明による発光分光分析の
方法と装置によれば、放電室内へのガス導入側の特定ガ
ス濃度測定値と放電室からのガス排出側のその特定ガス
濃度測定値との比率が１に近い所定の範囲内になったと
きに放電タイミングが決定されるので、装置の使用前歴
やＡｒボンベのロットの違いなどによる影響を排除する
ことができ、さらには試料の同一分析面上の平均的な発
光強度値が得られにくいという問題を生じることもな
く、高精度の発光分光分析が行なわれ得る。
発生した光を分光分析する本発明による発光分光分析の
方法と装置によれば、放電室内へのガス導入側の特定ガ
ス濃度測定値と放電室からのガス排出側のその特定ガス
濃度測定値との比率が１に近い所定の範囲内になったと
きに放電タイミングが決定されるので、装置の使用前歴
やＡｒボンベのロットの違いなどによる影響を排除する
ことができ、さらには試料の同一分析面上の平均的な発
光強度値が得られにくいという問題を生じることもな
く、高精度の発光分光分析が行なわれ得る。
【００１８】
【実施例】図１は、本発明の一実施例による発光分光分
析装置の主要部を概略的に示している。図１の装置の右
側端部において、放電室１１が水平面に対して斜め下方
に向けて突出して形成されており、その放電室１１の外
側上面は平らな試料台１２として成形されている。試料
台１２の中央部には、試料穴１２ａがあけられている。
試料台１２の上面は試料穴１２ａを閉じるように分析用
固体試料１３が密着して配置されるようにされており、
分析用固体試料１３の上にはその固体試料１３を試料台
１２に密着させて固定するための試料押え１４が配設さ
れている。
析装置の主要部を概略的に示している。図１の装置の右
側端部において、放電室１１が水平面に対して斜め下方
に向けて突出して形成されており、その放電室１１の外
側上面は平らな試料台１２として成形されている。試料
台１２の中央部には、試料穴１２ａがあけられている。
試料台１２の上面は試料穴１２ａを閉じるように分析用
固体試料１３が密着して配置されるようにされており、
分析用固体試料１３の上にはその固体試料１３を試料台
１２に密着させて固定するための試料押え１４が配設さ
れている。
【００１９】一方、放電室１１内部には、試料穴１２ａ
と対向して所定の間隔だけ隔てられた位置に対向電極１
５が配置されている。また、図１の装置の左側には、集
光レンズ１６が配置されている。対向電極１５は電源２
４に接続されており、電源２４は制御線を介してコンピ
ュータ２５に接続されている。
と対向して所定の間隔だけ隔てられた位置に対向電極１
５が配置されている。また、図１の装置の左側には、集
光レンズ１６が配置されている。対向電極１５は電源２
４に接続されており、電源２４は制御線を介してコンピ
ュータ２５に接続されている。
【００２０】また、集光レンズ１６の近傍および対向電
極１５の近傍にはそれぞれガス導入管１７ａと１７ｂが
接続されており、放電室１１の右端近傍にはガス排出管
１８が接続されている。放電室１１内へ導入されるＡｒ
ガスの導入管１７ｂには、放電室１１内に導入される前
の放電雰囲気ガス中のＮ2 ，Ｏ2 ，およびＣＯ2 の濃度
を測定するために第１のガス濃度測定用配管２０が接続
されている。この第１のガス濃度測定用配管２０は、第
１の濃度測定器２１に接続されている。第１の濃度測定
器２１として、Ｎ2 濃度測定にはガスクロマトグラフィ
質量分析法（ＧＣ−ＭＳ法）を用いることができ、Ｏ2
濃度測定には酸素濃淡電池方式のＯ2 メータを用いるこ
とができ、さらに、ＣＯ2 濃度測定には赤外吸収方式の
濃度測定器を用いることができる。さらに、放電室１１
内からのガス排出管１８には、放電室１１内から排出さ
れるガス中のＮ2 ，Ｏ2 ，および／またはＣＯ2 の濃度
を測定するために第２のガス濃度測定用配管２２が接続
され、この第２のガス濃度測定用配管２２は第２の濃度
測定器２３に接続されている。第２の濃度測定器２３と
しては、第１の濃度測定器２１と同様な測定器を用いる
ことができる。
極１５の近傍にはそれぞれガス導入管１７ａと１７ｂが
接続されており、放電室１１の右端近傍にはガス排出管
１８が接続されている。放電室１１内へ導入されるＡｒ
ガスの導入管１７ｂには、放電室１１内に導入される前
の放電雰囲気ガス中のＮ2 ，Ｏ2 ，およびＣＯ2 の濃度
を測定するために第１のガス濃度測定用配管２０が接続
されている。この第１のガス濃度測定用配管２０は、第
１の濃度測定器２１に接続されている。第１の濃度測定
器２１として、Ｎ2 濃度測定にはガスクロマトグラフィ
質量分析法（ＧＣ−ＭＳ法）を用いることができ、Ｏ2
濃度測定には酸素濃淡電池方式のＯ2 メータを用いるこ
とができ、さらに、ＣＯ2 濃度測定には赤外吸収方式の
濃度測定器を用いることができる。さらに、放電室１１
内からのガス排出管１８には、放電室１１内から排出さ
れるガス中のＮ2 ，Ｏ2 ，および／またはＣＯ2 の濃度
を測定するために第２のガス濃度測定用配管２２が接続
され、この第２のガス濃度測定用配管２２は第２の濃度
測定器２３に接続されている。第２の濃度測定器２３と
しては、第１の濃度測定器２１と同様な測定器を用いる
ことができる。
【００２１】図１に示されているような発光分光分析装
置を用いて、以下のようにして分析用固体試料１３中の
Ｎ，Ｏ，および／またはＣの成分の発光分光分析が行な
われ得る。まず、分析用固体試料１３は、試料穴１２ａ
を閉じるように試料台１２上に載置される。そのとき、
試料押え１４によって分析用固体試料１３が押えられ、
分析用固体試料１３は試料台１２に密着させられる。こ
のようにして分析用固体試料１３が試料台１２上にセッ
トされた後に、ガス導入管１７ａおよび／または１７ｂ
を介して、放電雰囲気ガスとしての純度９９．９９９ｖ
ｏｌ％のＡｒガスが分析前のプレフラッシュとして１３
リットル／分の流量率で放電室１１内に導入され、放電
室１１内で放電を生じさせる雰囲気がＡｒガス雰囲気に
される。Ａｒガスは放電中においても１３リットル／分
の流量率で流され、プレフラッシュ前と放電終了後にお
いては３リットル／分の流量率でＡｒガスが流される。
置を用いて、以下のようにして分析用固体試料１３中の
Ｎ，Ｏ，および／またはＣの成分の発光分光分析が行な
われ得る。まず、分析用固体試料１３は、試料穴１２ａ
を閉じるように試料台１２上に載置される。そのとき、
試料押え１４によって分析用固体試料１３が押えられ、
分析用固体試料１３は試料台１２に密着させられる。こ
のようにして分析用固体試料１３が試料台１２上にセッ
トされた後に、ガス導入管１７ａおよび／または１７ｂ
を介して、放電雰囲気ガスとしての純度９９．９９９ｖ
ｏｌ％のＡｒガスが分析前のプレフラッシュとして１３
リットル／分の流量率で放電室１１内に導入され、放電
室１１内で放電を生じさせる雰囲気がＡｒガス雰囲気に
される。Ａｒガスは放電中においても１３リットル／分
の流量率で流され、プレフラッシュ前と放電終了後にお
いては３リットル／分の流量率でＡｒガスが流される。
【００２２】放電室１１内に導入される前のＡｒガス中
に含まれるＮ2 ，Ｏ2 ，および／またはＣＯ2 の濃度
と、放電室１１内から排出されるガス中に含まれる
Ｎ2 ，Ｏ2，および／またはＣＯ2 の濃度は、それぞれ
第１の濃度測定器２１および第２の濃度測定器２３によ
って連続的に測定されており、それぞれの測定濃度値は
コンピュータ２５に送られている。
に含まれるＮ2 ，Ｏ2 ，および／またはＣＯ2 の濃度
と、放電室１１内から排出されるガス中に含まれる
Ｎ2 ，Ｏ2，および／またはＣＯ2 の濃度は、それぞれ
第１の濃度測定器２１および第２の濃度測定器２３によ
って連続的に測定されており、それぞれの測定濃度値は
コンピュータ２５に送られている。
【００２３】コンピュータ２５は、第１と第２の濃度測
定器２１および２３が示すＮ2 ，Ｏ 2 ，および／または
ＣＯ2 の濃度の測定値の比が予め設定された範囲内にな
ったときに電源２４へ信号を送り、対向電極１５と分析
用固体試料１３との間に電圧を印加させ、分析用固体試
料１３と対向電極１５との間で放電を生じさせる。そし
て、予め設定されたパルス数の放電の後に、分析動作が
終了する。この分析中の放電として、一般にトリプルコ
ンバインドスパーク放電が用いられる。
定器２１および２３が示すＮ2 ，Ｏ 2 ，および／または
ＣＯ2 の濃度の測定値の比が予め設定された範囲内にな
ったときに電源２４へ信号を送り、対向電極１５と分析
用固体試料１３との間に電圧を印加させ、分析用固体試
料１３と対向電極１５との間で放電を生じさせる。そし
て、予め設定されたパルス数の放電の後に、分析動作が
終了する。この分析中の放電として、一般にトリプルコ
ンバインドスパーク放電が用いられる。
【００２４】図２は、トリプルコンバインドスパーク放
電の電流波形の一例を示すグラフである。このグラフの
横軸は時間を表わし、縦軸は電流値を表わしている。ト
リプルコンバインドスパーク放電では、初めにハイパワ
ースパーク放電Ｐ１が６０μｓの間行なわれ、次にスパ
ーク放電Ｐ２が６０μｓの間行なわれ、最後にアーク状
放電Ｐ３が１２０μｓの間行なわれる。すなわち、トリ
プルコンバインドスパーク放電においては、放電の１パ
ルスがこれら３つの電流ピークＰ１，Ｐ２およびＰ３を
含み、そのようなパルス放電が繰返される。ハイパワー
スパーク放電Ｐ１は、試料表面を少し蒸発させてフレッ
シュな表面を露出させるために行なわれる。Ｎ，Ｏ，お
よびＣの分析のための測光はスパーク放電Ｐ２の間に行
なわれる。アーク状放電Ｐ３は、硫黄（Ｓ）などの分析
のための測光に用いられる。
電の電流波形の一例を示すグラフである。このグラフの
横軸は時間を表わし、縦軸は電流値を表わしている。ト
リプルコンバインドスパーク放電では、初めにハイパワ
ースパーク放電Ｐ１が６０μｓの間行なわれ、次にスパ
ーク放電Ｐ２が６０μｓの間行なわれ、最後にアーク状
放電Ｐ３が１２０μｓの間行なわれる。すなわち、トリ
プルコンバインドスパーク放電においては、放電の１パ
ルスがこれら３つの電流ピークＰ１，Ｐ２およびＰ３を
含み、そのようなパルス放電が繰返される。ハイパワー
スパーク放電Ｐ１は、試料表面を少し蒸発させてフレッ
シュな表面を露出させるために行なわれる。Ｎ，Ｏ，お
よびＣの分析のための測光はスパーク放電Ｐ２の間に行
なわれる。アーク状放電Ｐ３は、硫黄（Ｓ）などの分析
のための測光に用いられる。
【００２５】このようなトリプルコンバインドスパーク
放電によって生じた発光は、図１中のレンズ１６を介し
て分光器（図示せず）によってスペクトル線が選択さ
れ、その選択されたスペクトル線の測光値がコンピュー
タ２５にインプットされる。本実施例では、鉄鋼中の
Ｎ，Ｏ，およびＣの成分分析を行なう場合、Ｎの発光ス
ペクトル波長１４９．２ｎｍ，Ｏの発光スペクトル波長
１３０．２ｎｍ，およびＣのスペクトル波長１６５．８
ｎｍを分析線として選択し、Ｆｅの発光スペクトル波長
２８７．２ｎｍを内標準線として選択する。測光は時間
分解測光法を用いて行なわれ、トリプルコンバインドス
パーク放電のスパーク放電中における各成分のスペクト
ル線とＦｅの内標準線との発光強度比をＰＤＡ（Pulse-
height Distribution Analysis：パルス高分布分析）処
理し、発光パルス分布の中央値が測光強度として求めら
れる。このとき、予備放電パルス数として１０００パル
スが用いられ、ＰＤＡ用測光パルス数として１５００パ
ルスが用いられる。ここで、前述のように１放電パルス
は図２に示された３つの電流ピークＰ１，Ｐ２およびＰ
３を含んでいる。また、予備放電パルスは試料表面の清
浄化や放電の安定化のために行なわれる。
放電によって生じた発光は、図１中のレンズ１６を介し
て分光器（図示せず）によってスペクトル線が選択さ
れ、その選択されたスペクトル線の測光値がコンピュー
タ２５にインプットされる。本実施例では、鉄鋼中の
Ｎ，Ｏ，およびＣの成分分析を行なう場合、Ｎの発光ス
ペクトル波長１４９．２ｎｍ，Ｏの発光スペクトル波長
１３０．２ｎｍ，およびＣのスペクトル波長１６５．８
ｎｍを分析線として選択し、Ｆｅの発光スペクトル波長
２８７．２ｎｍを内標準線として選択する。測光は時間
分解測光法を用いて行なわれ、トリプルコンバインドス
パーク放電のスパーク放電中における各成分のスペクト
ル線とＦｅの内標準線との発光強度比をＰＤＡ（Pulse-
height Distribution Analysis：パルス高分布分析）処
理し、発光パルス分布の中央値が測光強度として求めら
れる。このとき、予備放電パルス数として１０００パル
スが用いられ、ＰＤＡ用測光パルス数として１５００パ
ルスが用いられる。ここで、前述のように１放電パルス
は図２に示された３つの電流ピークＰ１，Ｐ２およびＰ
３を含んでいる。また、予備放電パルスは試料表面の清
浄化や放電の安定化のために行なわれる。
【００２６】図３は、図１に示された第１の濃度測定器
２１と第２の濃度測定器２３によって測定されたＮ2 の
濃度変化の一例を示すグラフである。このグラフにおい
て、横軸は時間（ｓｅｃ）を表わし、左側の縦軸はＮ2
濃度（ｐｐｍ）を表わし、そして右側の縦軸は第１の濃
度測定器２１による測定値Ｍ１と第２の濃度測定器２３
による測定値Ｍ２との比Ｍ１／Ｍ２を表わしている。ま
た、グラフ中の●印は第１の濃度測定器２１によるＮ2
濃度測定値Ｍ１を表わしており、○印は第２の濃度測定
器２３によるＮ2 濃度測定値Ｍ２を表わしている。そし
て、破線の曲線は、第１と第２の濃度測定器２１と２３
による濃度比Ｍ１／Ｍ２を表わしている。さらに、矢印
Ａ，ＢおよびＣは、それぞれＡｒガスによるプレフラッ
シュの開始時点、放電開始時点、および放電終了時点を
表わしている。
２１と第２の濃度測定器２３によって測定されたＮ2 の
濃度変化の一例を示すグラフである。このグラフにおい
て、横軸は時間（ｓｅｃ）を表わし、左側の縦軸はＮ2
濃度（ｐｐｍ）を表わし、そして右側の縦軸は第１の濃
度測定器２１による測定値Ｍ１と第２の濃度測定器２３
による測定値Ｍ２との比Ｍ１／Ｍ２を表わしている。ま
た、グラフ中の●印は第１の濃度測定器２１によるＮ2
濃度測定値Ｍ１を表わしており、○印は第２の濃度測定
器２３によるＮ2 濃度測定値Ｍ２を表わしている。そし
て、破線の曲線は、第１と第２の濃度測定器２１と２３
による濃度比Ｍ１／Ｍ２を表わしている。さらに、矢印
Ａ，ＢおよびＣは、それぞれＡｒガスによるプレフラッ
シュの開始時点、放電開始時点、および放電終了時点を
表わしている。
【００２７】放電室１１内へのガス流入側におけるＡｒ
ガス中のＮ2 の濃度測定値Ｍ１は、前述のように、装置
のメンテナンス作業における放電室内の洗浄を行なった
後に分析する場合、長時間分析を行なわなかった後に分
析する場合、さらにＡｒを供給するボンベのロットの違
いによってＡｒガス純度に差異がある場合などにおいて
変化する。他方、放電室１１からのガス流出側における
Ａｒガス中のＮ2 濃度測定値Ｍ２は、放電室１１内に巻
込まれた大気がＡｒのプレフラッシュによって排出され
ることにより、高濃度から低濃度へと減少し、ガス流入
側における測定値Ｍ１に近づく。これは、ガス流入側と
排出側における濃度測定値の比率Ｍ１／Ｍ２が１に近づ
くことを意味する。
ガス中のＮ2 の濃度測定値Ｍ１は、前述のように、装置
のメンテナンス作業における放電室内の洗浄を行なった
後に分析する場合、長時間分析を行なわなかった後に分
析する場合、さらにＡｒを供給するボンベのロットの違
いによってＡｒガス純度に差異がある場合などにおいて
変化する。他方、放電室１１からのガス流出側における
Ａｒガス中のＮ2 濃度測定値Ｍ２は、放電室１１内に巻
込まれた大気がＡｒのプレフラッシュによって排出され
ることにより、高濃度から低濃度へと減少し、ガス流入
側における測定値Ｍ１に近づく。これは、ガス流入側と
排出側における濃度測定値の比率Ｍ１／Ｍ２が１に近づ
くことを意味する。
【００２８】本発明では、この測定値の比率Ｍ１／Ｍ２
がＮの放電発光に影響を与えない位置に近い範囲に入っ
たときに放電が開始される。図３の例では、測定値の比
率Ｍ１／Ｍ２が０．９〜０．１の範囲内に入ったときに
放電が行なわれる。なお、図３において、Ａｒガスはプ
レフラッシュ開始時点Ａ以前においては放電室１１内へ
Ａｒガスが３リットル／分の流量率で流されており、プ
レフラッシュ開始時点Ａから放電終了時点Ｃまでの間は
１３リットル／分の流量率で流され、さらに放電終了時
点Ｃ以後は３リットル／分の流量率で流されている。
がＮの放電発光に影響を与えない位置に近い範囲に入っ
たときに放電が開始される。図３の例では、測定値の比
率Ｍ１／Ｍ２が０．９〜０．１の範囲内に入ったときに
放電が行なわれる。なお、図３において、Ａｒガスはプ
レフラッシュ開始時点Ａ以前においては放電室１１内へ
Ａｒガスが３リットル／分の流量率で流されており、プ
レフラッシュ開始時点Ａから放電終了時点Ｃまでの間は
１３リットル／分の流量率で流され、さらに放電終了時
点Ｃ以後は３リットル／分の流量率で流されている。
【００２９】図４は図３に類似したグラフであるが、Ｎ
2 濃度ではなくてＯ2 濃度の変化を表わしている。図４
のグラフにおいても、図３の場合と同様に、ガス流入側
と排出側のＯ2 濃度比Ｍ１／Ｍ２が０．９〜１．１の範
囲内にあるときに放電が行なわれる。図４と図３の比較
から、Ｏ2 の濃度変化は、Ｎ2 の濃度変化に比べて、プ
レフラッシュ開始時点Ａから放電開始時点Ｂまでの時間
が約２〜３秒長いことがわかる。したがって、ＮとＯに
関して同時に発光分光分析を行なう場合、Ｎ2濃度とＯ
2 濃度のいずれに関しても測定値の比率Ｍ１／Ｍ２が
０．９〜１．１の範囲内になったときに、放電が開始さ
れてＮとＯの同時分析が行なわれる。
2 濃度ではなくてＯ2 濃度の変化を表わしている。図４
のグラフにおいても、図３の場合と同様に、ガス流入側
と排出側のＯ2 濃度比Ｍ１／Ｍ２が０．９〜１．１の範
囲内にあるときに放電が行なわれる。図４と図３の比較
から、Ｏ2 の濃度変化は、Ｎ2 の濃度変化に比べて、プ
レフラッシュ開始時点Ａから放電開始時点Ｂまでの時間
が約２〜３秒長いことがわかる。したがって、ＮとＯに
関して同時に発光分光分析を行なう場合、Ｎ2濃度とＯ
2 濃度のいずれに関しても測定値の比率Ｍ１／Ｍ２が
０．９〜１．１の範囲内になったときに、放電が開始さ
れてＮとＯの同時分析が行なわれる。
【００３０】図５も図３および図４に類似したグラフで
あるが、図５のグラフはＣＯ2 の濃度変化を表わしてい
る。図５を図３および図４と比較してもわかるように、
ＣＯ 2 の濃度変化に関するプレフラッシュ時点Ａから放
電開始時点Ｂまでの時間もＮ 2 やＯ2 の濃度変化の場合
と異なっている。したがって、Ｎ，ＯおよびＣを同時に
分析する場合、Ｎ2 ，Ｏ2 ，およびＣＯ2 の濃度に関し
ていずれも濃度比率Ｍ１／Ｍ２が０．９〜１．１の範囲
内になったときに、放電を開始して分析が行なわれる。
あるが、図５のグラフはＣＯ2 の濃度変化を表わしてい
る。図５を図３および図４と比較してもわかるように、
ＣＯ 2 の濃度変化に関するプレフラッシュ時点Ａから放
電開始時点Ｂまでの時間もＮ 2 やＯ2 の濃度変化の場合
と異なっている。したがって、Ｎ，ＯおよびＣを同時に
分析する場合、Ｎ2 ，Ｏ2 ，およびＣＯ2 の濃度に関し
ていずれも濃度比率Ｍ１／Ｍ２が０．９〜１．１の範囲
内になったときに、放電を開始して分析が行なわれる。
【００３１】表１は、上述のような分析装置と分析方法
を用いて実際に分析された結果の例が示されている。
を用いて実際に分析された結果の例が示されている。
【００３２】
【表１】
【００３３】表１において、用いられた鉄鋼試料は２
３．４ｐｐｍのＮと、２４．０ｐｐｍのＯと、１３．０
ｐｐｍのＣを含むものである。また、表１中の比較例に
おいては、Ａｒフラッシュ時点以前には３リットル／分
の流量率で放電室内へＡｒガスが流され、そして１３リ
ットル／分の流量率で４秒間のＡｒフラッシュの後にそ
の流量率で放電が行なわれ、放電終了後は３リットル／
分の流量率に戻されている。分析は１日に１０回繰返し
て行なわれ、その日毎の平均値が求められ、そのような
分析が５日間繰返して行なわれた。表１において、５日
間の測定の平均値と標準偏差σからわかるように、Ｎ，
Ｏ，およびＣのいずれの成分についても、従来の比較例
による分析方法に比べて、本発明による分析精度の方が
１〜３ｐｐｍだけよくなることが理解されよう。
３．４ｐｐｍのＮと、２４．０ｐｐｍのＯと、１３．０
ｐｐｍのＣを含むものである。また、表１中の比較例に
おいては、Ａｒフラッシュ時点以前には３リットル／分
の流量率で放電室内へＡｒガスが流され、そして１３リ
ットル／分の流量率で４秒間のＡｒフラッシュの後にそ
の流量率で放電が行なわれ、放電終了後は３リットル／
分の流量率に戻されている。分析は１日に１０回繰返し
て行なわれ、その日毎の平均値が求められ、そのような
分析が５日間繰返して行なわれた。表１において、５日
間の測定の平均値と標準偏差σからわかるように、Ｎ，
Ｏ，およびＣのいずれの成分についても、従来の比較例
による分析方法に比べて、本発明による分析精度の方が
１〜３ｐｐｍだけよくなることが理解されよう。
【００３４】ところで、純Ａｒガスボンベ中に含まれる
Ｎ2 ，Ｏ2 ，およびＣＯ2 の各々の濃度は、一般に０．
１ｐｐｍ未満である。濃度比率Ｍ１／Ｍ２の設定値範囲
が上述の実施例のように０．９〜１．１である場合、大
気からの巻き込みガス量は０．０１ｐｐｍ未満に抑制さ
れることになる。ＣＯ2 を例にとれば、Ａｒガス中に
０．１ｐｐｍのＣＯ2 が含有するとき、Ｃの分析値は
０．６５ｐｐｍ上昇することがわかっている。したがっ
て、０．０１ｐｐｍ未満のＣＯ2 がＡｒガス中に含有さ
れていてもＣの分析値の上昇は０．０６５ｐｐｍ未満と
なり、発光分光分析装置の検出下限以下となる。このよ
うな理由から、上述の実施例では０．９〜１．１の範囲
内のＭ１／Ｍ２が、分析に影響を与えない範囲として設
定された。しかし、濃度比率Ｍ１／Ｍ２の設定値は分析
精度の要求に応じて変更してよく、Ｎの分析のように巻
き込みＮ2 ガスの影響を強く受ける元素では、Ｍ１／Ｍ
２の設定値をさらに狭くして０．９９〜１．０１の範囲
内にすれば、さらに分析精度が上がることが理解されよ
う。
Ｎ2 ，Ｏ2 ，およびＣＯ2 の各々の濃度は、一般に０．
１ｐｐｍ未満である。濃度比率Ｍ１／Ｍ２の設定値範囲
が上述の実施例のように０．９〜１．１である場合、大
気からの巻き込みガス量は０．０１ｐｐｍ未満に抑制さ
れることになる。ＣＯ2 を例にとれば、Ａｒガス中に
０．１ｐｐｍのＣＯ2 が含有するとき、Ｃの分析値は
０．６５ｐｐｍ上昇することがわかっている。したがっ
て、０．０１ｐｐｍ未満のＣＯ2 がＡｒガス中に含有さ
れていてもＣの分析値の上昇は０．０６５ｐｐｍ未満と
なり、発光分光分析装置の検出下限以下となる。このよ
うな理由から、上述の実施例では０．９〜１．１の範囲
内のＭ１／Ｍ２が、分析に影響を与えない範囲として設
定された。しかし、濃度比率Ｍ１／Ｍ２の設定値は分析
精度の要求に応じて変更してよく、Ｎの分析のように巻
き込みＮ2 ガスの影響を強く受ける元素では、Ｍ１／Ｍ
２の設定値をさらに狭くして０．９９〜１．０１の範囲
内にすれば、さらに分析精度が上がることが理解されよ
う。
【００３５】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、放電室
へ導入される放電雰囲気ガス中と放電室から排出される
ガス中とにおけるＮ2 ，Ｏ2 ，およびＣＯ2 の少なくと
も１つの特定ガス濃度比が１に近い所定の範囲内になっ
たときに放電タイミングが決定されるので、放電室に巻
込まれる大気成分によって影響を受けにくく良好な分析
精度を維持し得る発光分光分析の方法と装置を提供する
ことができる。
へ導入される放電雰囲気ガス中と放電室から排出される
ガス中とにおけるＮ2 ，Ｏ2 ，およびＣＯ2 の少なくと
も１つの特定ガス濃度比が１に近い所定の範囲内になっ
たときに放電タイミングが決定されるので、放電室に巻
込まれる大気成分によって影響を受けにくく良好な分析
精度を維持し得る発光分光分析の方法と装置を提供する
ことができる。
【図１】本発明の一実施例による発光分光分析装置の主
要部を示す図である。
要部を示す図である。
【図２】トリプルコンバインドスパーク放電の電流波形
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図３】放電室へのガス流入側と放電室からのガス流出
側におけるＮ2 の濃度変化を示すグラフである。
側におけるＮ2 の濃度変化を示すグラフである。
【図４】放電室へのガス流入側と放電室からのガス流出
側におけるＯ2 の濃度変化を示すグラフである。
側におけるＯ2 の濃度変化を示すグラフである。
【図５】放電室へのガス流入側と放電室からのガス流出
側におけるＣＯ2 の濃度変化を示すグラフである。
側におけるＣＯ2 の濃度変化を示すグラフである。
１１ 放電室 １２ 試料台 １２ａ 試料穴 １３ 分析用固体試料 １４ 試料押え １５ 対向電極 １６ 集光レンズ １７ａ，１７ｂ ガス導入管 １８ ガス排出管 ２０ 第１のガス濃度測定用配管 ２１ 第１のガス濃度測定器 ２２ 第２のガス濃度測定用配管 ２３ 第２のガス濃度測定器 ２４ 電源 ２５ コンピュータ
Claims (2)
- 【請求項１】 放電室内で試料と対向電極との間で放電
させて発生した光を分光分析する発光分光分析方法にお
いて、 前記放電室へ導入される放電雰囲気ガス中および前記放
電室から排出されるガス中のＮ2 ，Ｏ2 およびＣＯ2 の
うちの少なくとも１つの特定ガス濃度を測定し、 前記放電室へのガス導入側の前記特定ガス濃度測定値と
前記放電室からのガス排出側の前記特定ガス濃度測定値
との比率が１に近い所定の範囲内になったときに前記放
電のタイミングを決定することを特徴とする発光分光分
析方法。 - 【請求項２】 放電室内で試料と対向電極との間で放電
させて発生した光を分光分析する発光分光分析装置にお
いて、 前記放電室へ導入される放電雰囲気ガス中および前記放
電室から排出されるガス中のＮ2 ，Ｏ2 およびＣＯ2 の
うちの少なくとも１つの特定ガス濃度を測定するガス濃
度測定器と、 前記放電室へのガス導入側の前記特定ガス濃度測定値と
前記放電室からのガス排出側の前記特定ガス濃度測定値
との比率が１に近い所定の範囲内になったときに前記放
電のタイミングを制御するための制御装置とを備えてい
ることを特徴とする発光分光分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25049394A JPH08114549A (ja) | 1994-10-17 | 1994-10-17 | 発光分光分析の方法と装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25049394A JPH08114549A (ja) | 1994-10-17 | 1994-10-17 | 発光分光分析の方法と装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08114549A true JPH08114549A (ja) | 1996-05-07 |
Family
ID=17208695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25049394A Withdrawn JPH08114549A (ja) | 1994-10-17 | 1994-10-17 | 発光分光分析の方法と装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08114549A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003078985A1 (fr) * | 2002-03-15 | 2003-09-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dispositif d'identification de metal et procede d'identification de metal |
| CN103080732A (zh) * | 2010-09-03 | 2013-05-01 | 赛默飞世尔科技(埃居布朗)有限公司 | 用于光学发射分析的改善的火花室 |
-
1994
- 1994-10-17 JP JP25049394A patent/JPH08114549A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003078985A1 (fr) * | 2002-03-15 | 2003-09-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dispositif d'identification de metal et procede d'identification de metal |
| CN103080732A (zh) * | 2010-09-03 | 2013-05-01 | 赛默飞世尔科技(埃居布朗)有限公司 | 用于光学发射分析的改善的火花室 |
| US9127982B2 (en) | 2010-09-03 | 2015-09-08 | Thermo Fisher Scientific (Ecublens) Sarl | Spark chamber for optical emission analysis |
| CN103080732B (zh) * | 2010-09-03 | 2016-08-10 | 赛默飞世尔科技(埃居布朗)有限公司 | 用于光学发射分析的改善的火花室 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020115 |