JPS6042341Y2 - 遠紫外線用の分光分析器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、特に遠紫外領域で用いることができる分光分
析装置に関する。

遠紫外領域における分光分析は試料分析、特に耐火性物
質製の試料の分析に用いられ、分光分析は空気のない室
内で試料から発生するプラズマを室壁に設けられたスロ
ットを介して分光分析によって観察することによって行
なわれる。

遠紫外領域においては、分光分析器の一部である回折格
子によって与えられるスペクトル線が極めて多く、この
ために工業的には分析試料中の予め定められた化学成分
の照射を行なう予備設定分光分析のみが知られている。

実際には、市販の各合金に対応した所定の分光分析器が
用いられ、これらの分光分析器を使用して金属性又は類
金属性の如何を問わず合金の予め定められた元素の照射
を行うことができる。

前記の分光分析器は光学検知器から戒り、各検知器は使
用した回折格子に対応する特有の放射線が結像するロー
ランド円（Ｒｏｗｌａｎｄ Ｃ１ｒｃｌｅ ）と呼ばれ
る円上の点に配置されている元素の照射に対応している
。

ローランド円上に移動自在に取りつけられ円の各点にお
いて回折光の強度を測定できる光学検知器から威り、従
って輪郭線を描くことができるよう構成された実験室用
の単色測定器が知られているけれども、移動自在の光学
検知器から威り異なる種々の合金類の分析に適する工業
用分光分析器は現在に至るまで提案されていない。

本考案は上記の如き工業用分光分析器を提供せんとする
ものである。

本考案の目的物は、特に遠紫外領域で使用でき、回折格
子を有する分光分析器であって、格子に付設されたロー
ランド円に従って配置された複数の移動自在の光線検知
器と、光線検知器が如何なる位置にあるときでも該検知
器を自動的に格子に向けることにより格子によって与え
られる入力スリット像を受けさせる手段とから戒ること
を特徴とする分光分析器である。

実施例においては各光線検知器にはスリット装置が組み
付けられていて、前記スリット装置に下記の第−状態又
は第二状態の何れか一方をとらせる手段が設けられてい
る。

即ち、第一状態とは、スリットが広がっていて定性分析
又は元素注入を行ない得る状態であり、第二状態とはス
リットは極めて細くなっていて輪郭形状（プロフィル）
をトレースする即ちローランド円の各点において光線検
知器から受ける強度測定を行なうことができる状態であ
る。

一構造例によれば、各光線検知器には広幅のスリットが
形成されていて、各光線検知器と組み合わせられて該光
線検知器による輪郭形状のトレースを可能にしているの
は全ての光線検知器が共有している共通装置である。

本考案によれば、全ての光線検知器の共有する前記共通
装置によって、該共通装置と組み合わされている光線検
知器が移動せしめられる。

従って、分光分析器の構造が極めて簡単になる。

以下に図面を参照、しつつ、本考案の実施例を挙げて説
明する。

分光分析器は、好ましくはホログラフィ−（ｈｏｌｏｇ
ｒａｐｈｙ ）によって得られる回折格子１１（第１図
参照）を有し、格子の線は頂点１６と軸１４とを有し半
径が水である円形キャップ１３の面上に引かれている。

前記格子と組み合わされていて軸上に中心Ｏを有し半径
がＲであるローランド円の一部分に沿って案内レール１
７が配置されている。

案内レールは重質の注型鉄片であり、断面は長方形であ
って、２本の円形みぞ２２及び２５（第２図参照）と、
点Ｏを中心とする円筒形面である側面２３．２４及び２
６．２７とが形成されている。

みぞ２２及び２５は、案内レール１７の上面に開口して
いる。

レール１７の水平面２８及び２９は、略々平行六面体形
の支持体３３の二つのパッド３１及び３２を支持する支
持面となり、支持体の上面３４上には鉛直軸３５を中心
として回転自在に略々平行六面体形のケーシング３６が
取りつけられており、ケーシングの底面３７は支持体の
上面３４と係合し内側端部即ち軸Ｏに向かって転向され
る端部はスリット３９の境界を限定する二面の斜面３８
及び３８′によって終端していて、スリットは広幅であ
り外被４２がケーシング３６に固着されている光電子増
倍管４１の助けを借りて特性線がスリット３９に一致す
る元素を注入装着することができ、スリット３９がロー
ランド円１５上に位置するようケーシング３６が配置さ
れている。

パッド３１及び３２の下面４３及び４４（第３図参照）
は、参照番号４５及び４６で示すポリテトラフルオルエ
チレン（ＰＴＦＥ）で被覆されたガラス繊維フィルムで
覆われている（第３図参照）。

支持体３３の外側端部からは、平行六面体形であるが円
筒形の輪郭を有するブロック即ち滑動部４７が下方に吊
れ下っていて、滑動部の側面４８及び４９はみぞ２２の
面２３及び２４と係合していて、図示しなかった滑動部
分が介在している。

好ましくはブロック４７は支持体３３上に着脱自在に装
着されていて、他の状態下では面４８及び４９を案内レ
ール１７上に形成された他方みぞ２５の面２６及び２７
と係合させた状態でブロック３３を接合できる構造であ
る。

ブロック３３の他方端部に固定された釣合いおもり３０
が光電子増倍管４１の重量と釣り合っている。

下面５４がポリテトラフルオルエチレン （ＰＴＦＥ）で被覆され、軸Ｏを中心として回転自在の
扇形部材５７に取り付けられたアーム５６（第１図及び
第４図参照）の端部を形成するはと置部５５と一体構造
の円形定規の一部分がレール１７の基部５１（第４図参
照）において該レールの内側周縁部に形成されたみぞの
内部で滑動する。

アーム５６には、軸Ｏの円筒形而上の軌道を動く円形ラ
ック歯が一体構造で形成されていて、歯５０はステップ
型の第一電気モータ６１のシャフト５９の端部に形成さ
れた無端ねじ５８と係合している。

支持体３３の内側端部、より正確にはパッド３２の半径
方向面６２及び６３と共働できるようキャップ６６の側
方フランジ６４及び６５の下部は開口しており、該キャ
ップは上面６７並びに二面の前部斜面６８及び６９によ
って仕切られていて、前記前部斜面は面６４と６５から
等しい距離にある面内に位置する縁部７０を形成してい
て、前記縁部に沿った細いスリット７１が斜面６８及び
６９によって形成される。

キャップ６６は、薄くした部分即ち弾性ブレード７３及
び７４を介して該キャップ６６の側面６４及び６５に接
続され且つ薄くした部分即ち弾性ブレード７７及び７８
を介してブラケット７２と同一の断面を持つ管形通路部
分を形成した連結片７９に接続されている剛直な側壁７
５及び７６から戊るブラケット７２の端部に取りつけら
れている。

連結片７９は該連結片を貫通して延びる鉛直通路８５を
介してロッド８６上に取りつけられていて、前記ロッド
は例えば電磁石８７の作用下で鉛直方向に滑動すること
により二つの位置の一方又は他方の何れかに位置させる
ことができる。

電磁石８７は第二のアーム８８（第１図参照）に固着さ
れた支持体８０に支えられており、第二のア−ム８８の
外側端部にははと内部８９（第４図参照）があって、該
はと内部によって前記アームはアーム５６と同様に軸３
５を中心として回転自在に取りつけられている。

アーム８８は管９１の周囲に伸縮自在に係合しており、
アームの対向端部９２は格子１１の頂点１６を貫通して
延びる鉛直軸を中心として回転自在である。

ステップ型の第二の電気モータ９５のシャフト９４上に
取りつけられたカム９３は、ブラケット７２の壁部７９
と共働することができる。

対向壁部７５に固着されたウィング９６には、壁部７６
を常にカム９３の作用周縁部９８に押し付けるばね９７
が取りつけられている。

本考案装置の作動は以下の通りである。

分析すべき試料を、該試料からプラズマを生じさせるス
パーク源を有する真空の囲い部の内部に置く。

プラズマによって発生する照射線によってビーム１０２
が与えられ、このビームは分光分析器の入光スリット１
０３を介して格子１１が受は取る。

第１図に示す状態においては、分光分析器は、夫々が光
電子増倍管４１上にあるケーシング３６から成りローラ
ンド円１５に沿って配置された数個の測定ブロック１０
ｈ、１０１゜、１０１３、及び１０１４から戒る。

前記測定ブロックの各々は試料の構成元素に関する定量
的情報を与えるものであり、試料の特性線が案内レール
１７に沿った測定ブロックの位置に対応する。

第１図に示す状態下においては、測定ブロック１０１□
が、ブラケット７２とアーム５６とアーム８８，９１と
から戊る移動装置１０５と共働する位置にある。

第４図に示す状態では、ブラケット７２は上方位置にあ
る。

然し乍ら、ブラケット７２のスリット７１は測定フロッ
ク１０１□ノ対向スリツト３９□と向かい合っている。

従って、光電子増倍管４１゜は細いスリット７１を横切
る照射と対応する照射部分のみを受光する。

熱膨張及び振動を考慮に入れることができるよう広幅の
スリット３９□を設けである。

７電磁石８７を励起することにより、ブ
ラケット７２によってキャップ６６を下方位置に移動さ
せ、フランジ６４及び６５によって支持体３３２の面６
２及び６３を取り囲ませることができる。

モータ６１又は９５の何れか一方によってブラケット７
２を駆動させれば、測定ブロック１０１□はローランド
円に沿って移動する。

パッド３１及び３２にはポリテトロフルオルエチレン４
５及び４６で被覆された介在ガラス繊維フィルムが取り
つけられ案内ブロック４７の面４８及び４９にもポリテ
トロフルオルエチレン被覆が施されているから、はとん
ど抵抗なく移動が行なわれる。

フィルム４５及び４６は多数の接触点を有しており、完
全に平滑な面に分光分析器内の真空が印加された場合に
起こる吸引効果を回避できる。

測定ブロック１０１゜を比較的速やかり移動させたい場
合には、モータ６１を使用する。

このような場合とは、例えば測定ブロック１０１□をロ
ーランド円上の所定位置に位置させる場合である。

逆に、ゆっくりと移動させてブロック１０１゜を極めて
正確な位置にに置くことを望む場合には、遊びがなく精
密な伝動が行なわれるモータ９５を用いる。

このような場合とは、′プロフィルＪ（ｐｒｏｆｉｌｅ
）を確立する即ち線による照射強度を測定する場合或い
は中心をチェックする場合である。

変位量は、差動変圧器（図示せず）によって測定するこ
とができる。

ケーシング３６が支持体３３上に軸３５を中心として回
転できるよう取りつけられており、壁部７５及び７６の
端部が一方ではキャップ６６に対し他方では連結片７９
に対して関節接続されており、更にアーム８８が管９１
に伸縮自在に取りつけられているので、移動が可能にな
っている。

二つの測定ブロック１０１をローランド円上の極めて近
接した位置に位置させる場合には、案内レール１７のみ
ぞ２２を用いて一方のブロックを位置させ、みぞ２５を
用いて他方ブロックを位置させる。

ブロック移動の際には、案内レール１７上の固定点例え
ば第１図に示す場合には測定ブロック１０１に入射する
反射光の位置を移動路の原点と想定することにより、モ
ータ６１の制御段数と波長との関係が既知であれば、制
御パルスをカウントすれば各位置に対応する波長を知る
ことができる。

各ブロックの位置情報を得るために光学マイクロ・セン
サーが設けである。

操作中に二つの測定ブロックが近寄り過ぎるのを避ける
ために、安全装置を設けることもできる。

本考案による分光分析器には全ての種類の合金元素を試
料として入れることができる。

本考案による分光分析器のスペクトル範囲は極めて波長
の短い領域であるから、成分元素の濃度が高い場合でも
低い場合でも、金属、類金属及びガスを試料として入れ
ることができる。

ローランド円の直径を１．５ｍｍとし、入光スリット幅
を２０ミクロンにし、入光スリット高さを８ｒＩＢとし
、格子への入射角を３０度にした分光分析器を用いて良
好な結果が得られた。

格子の作用凹面半径は１．５ｍであり、１ミリメートル
当たり２４００本の線を設けた。

使用可能なスペクトル範囲は１４０乃至３５００Ａであ
り、平均回折塵は２．’５Ａ／ｒｒｖｎであった。

各測定ブロックの入光スリット幅は１００ミクロンであ
り、ローランド円の後方０．５７７ＣＩ７１のところに
位置させた。

２嘲の測定ブロックを置くことができた。

カムを介して作用するモータによる移動量を移動路＋１
ＴｒｒＩＩｔとした場合における一段当たりの解像力は
０．０２ｒＩｒ！ｎであった。

何れの方向においても、脈のスペクトル領域を一段当た
り０．０５Ａの解像力でスペクトル形状を分析すること
ができた。

入力スリットの位置を変え、分光分析器の回折格子を変
えれば、上記の装置を用いて、例えば紫外線、赤外線及
びＸ線の如き光源を用いるといった極めて広い範囲の波
長領域内で作業を行なうことができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、概略平面図である。 第２図は、拡大概略斜視図である。 第３図は、縮少し極めて概略的に示す鉛直断面図であり
、案内レール上にある支持部を示す図である。 第４図は、概略鉛直断面図である。 １５・・・・・・ローランド円、１７・・・・・・案内
レール、４１・・・・・・光電子増倍管、１０１・・・
・・・測定ブロック。

Claims (9)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）遠紫線用の分光分析装置であって、光電検出器を
   有する複数の測定ブロックを含み、該測定ブロックの支
   持体上の個々の位置が調節自在であり、前記測定ブロッ
   クの各ユニットは回折格子から所定の光電検出器に達す
   る照射光を受取るための入力スリットを有し且つ回折格
   子の中心を通る軸線を中心として回転自在であるように
   取付けられており、測定ブロックを支持体に沿って移動
   させる手段をさらに有する分光分析装置において、単一
   の移動装置１０５が回折格子１１の反対側に配置したロ
   ーランド内に沿う測定ブロック１０１の位置を制御する
   ために設けらており、移動装置１０５は、 （ａ） 各測定ブロック１０１・１．１０１・２．１
   ０１・３．１０１・４と個々に連結されうる結合手段と
   、 （ｂ）案内レール１７に沿って測定ブロック１０１・１
   ．１０１・２．１０１・３．１０１・４を移動するため
   の、前記結合手段用の駆動手段と、 （Ｃ） 回折格子１１に対する移動中測定ブロック１
   ０１・１．１０１・２．１０１・３．１０１・４を方向
   決めする手段と、を含み、 前記結合手段が測定ブロックのスリット３９より細いス
   リット７１を備えたキャップ６６を有しており、且つキ
   ャップ６６のスリット７１は結合位置においてスリット
   ３９と整合される、ことを特徴とする分光分析装置。
2. （２）前記移動装置が照射光を伝えることを特徴とする
   実用新案登録請求の範囲第（１）項に記載の分光分析装
   置。
3. （３）移動装置が、比較的動きの速いモータと比較的動
   きの遅い第二のモータとから成ることを特徴とする実用
   新案登録請求の範囲第（１）項に記載の分光分析装置。
4. （４）動きの速いモータが、格子中心を貫通して延びる
   鉛直軸を中心として回転自在に取りつけられた伸縮自在
   の部材を有することを特徴とする実用新案登録請求の範
   囲第（３）項に記載の分光分析装置。
5. （５）移動装置と測定ブロックとの接続が鉛直方向にお
   ける入れ子犬運動によって行なわれることを特徴とする
   実用新案登録請求の範囲第（１）項に記載の分光分析装
   置。
6. （６）二つのパッドを持つ支持体を介して測定ブロック
   が案内レールに押し付けられていることを特徴とする実
   用新案登録請求の範囲第（１）項に記載の分光分析装置
   。
7. （７）支持体から吊れ下っているブロックによって案内
   が行なわれることを特徴とする実用新案登録請求の範囲
   第（６）項に記載の分光分析装置。
8. （８）支持体に沿って配置された二つの位置の一方又は
   他方に測定ブロックを取りつけて、案内レールに設けら
   れた２本の案内路の一方又は他方と共働させる手段が設
   けられていることを特徴とする実用新案登録請求の範囲
   第（７）項に記載の分光分析装置。
9. （９）移動装置の一部分である動きの遅いモータがブラ
   ケットの剛直な壁部と係合するカムを介して測定ブロッ
   クの駆動ブラケットに作用するよう構成したことを特徴
   とする実用新案登録請求の範囲第（３）項に記載の分光
   分析装置。 （１α 剛直な壁部が、一端部が測定ブロックの入れ子
   部材と嵌合し他端部が伸縮自在のアームから吊れ下って
   いる支持部と嵌合している変形自在の平行六面体の一部
   分を構成していることを特徴とする実用新案登録請求の
   範囲第（９）項に記載の分光分析装置。