JPS6211130A - 液状導電性材料の現場分析 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液状導電性材料の構成元素を測定するための方
法および装置に関する。より詳細には、本発明は溶融合
金の構成元素の測定に関する。

合金の物理的特性、たとえば強度、硬度、靭性および耐
食性は、一部は金属組成に依存する。特にこれらの特性
は構成する合金元素の量に依存する。

合金の組成を測定するためには、一般に溶融合金から液
体試料を取出し、固化させ、次いで化学的手段または分
光測定手段により分析する。分析によって正確な組成が
示されると、溶融物を注型して目的の製品を得る。効果
的な生産には、迅速かつ正確な分析が要求される。溶融
物中で継続している化学的過程によって、試料を取出す
時点と分析される時点との間で組成が変化する可能性が
あるからである。時間の隔りが大きすぎると、分析は溶
融物の真の組成を表わさないかも仰れない。

溶融合金の正確な“実時間（ｒｅａｌ　ｔ　ｉｍｅ　）
　”分析を行うだめの試みが行われている。米国特許第
３．６５９．９４４号（１９７２年５月２日にエム・ポ
ジツクに交付）は、溶融金属の直接連続分光測定のだめ
の装置を開示する。米国特許第３．６４５゜６２８号（
１９７２年２月２９日にエム・ポジツクらに交付ンは溶
融金属の直接分光分析のための装置を提供し、これは使
い捨て延長管を備えた元伝達管を含む。米国特許第３．
６７２．７７４号（１９７２年６月２７日にポジツクら
に交付）は、溶融金属の直接分光測定試験のための装置
を提供する。

米国特許第３，６６９，５４６号（１９７２年６月１３
日にジエイ・エム・フィルロジェットに交付）は、電極
と溶融金属の表面との間のスパークにより生じる光を受
信する特殊な光透過装置を開示する。この装置は元を最
小限の変化において分光写真手段へ透過する。

しかしこの先行技術のスパーク発光測定装置は多くの欠
点をもつ。スパークは放射線の多くを吸収するので、ス
パークは効果的な発光を生じるものではない。その結果
、生じる発光の直線的な動的範囲はむしろ短かい。スパ
ーク発光分析法の他の欠点は、サンプリングした溶融物
の表面がスラグを含まず、材料本体を代表するものでな
ければならない点である。重要なパラメーターは溶融物
表面の幾何学性状およびカウンター電極（Ｃｏｘｎ−１
ａｒ　ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）　　である。特にカウンタ
ー電極と溶融物表面とのギャップ距離、すなわち間隔は
常に実質的に一定でなければならない。ギャップ距離の
動的変化は分析の正確度および結果の精度を減じる可能
性がある。また、電極から浸食された材料が励起された
試料からの発光を妨害するので、スパーク発光法はマト
リックス効果をも生じる。放出された元は分光計に導か
れなければならないので、元は介在する大気中の分子に
より、また光学システムに用いられる透過ミラーおよび
レンズにより散乱、収束する。このためには分光計を溶
融金属の近くに設置し、また光を導くために特殊な複雑
な光学素子を使用しなければならない。

一般に先行技術の装置は溶融金属をサンブリング地点に
までポンプ送りするか、あるいは試料を溶融物表面付近
（この場会スラグが分析を妨害する可能性がある）から
採取する。このような方法は正確な現場分析を行うのに
は役立たない。スパーク発光装置も後続の試料および分
析を妨害する可能性のある残留蒸気を生成し、またこれ
らの装置は溶融物の均質性を確認するために溶融組成物
上の種々の位置および溶融物内の種々の深さにおいてデ
ータを得ることができない。

米国特許第３．６０６，５４０号（１９７１年９月２０
日にアール・ブイ・ウィリアムスらに交付）は溶融金属
を微粒化するためにガス流を用いる。

霧状の溶融液滴はガス流によって導管を経てプラズマ分
光計へ導かれる。分光計によって液滴が分析される。導
管内に形成された特殊なガスバリヤ−は液滴を管壁から
離しておくためのものである。

しかしウィリアムスらのアトマイザ−型の装置は必ずし
も十分に満足すべきものではない。このガスアトマイザ
−による液滴は一般に流動ガスによって効果的に輸送す
るためには太きすぎる。液滴がなお輸送管壁で固化し、
管を目詰りさせる可能性がある。また先きの試料の残渣
が後続試料の分析を妨害する可能性もある。

米国特許第３．６０２．５９５号（了−ル・エル・ダー
ルキスト）は電源の陽極と試料採取すべき材料との間に
アークを生じる装置を開示する。このアークが、材料の
液滴を含むエーロゾルを生成させ、このエーロゾルがガ
ス流によって分光分析のために運ばれる。米国特許第３
．６８５．９１１号（１９７２年８月２２日にアール・
エル・グールキストらに交付）は毛管内に安定なアーク
プラズマ乞発生させる装置を提供する。プラズマ中へ尋
人された材料は励起されて発光し、これらの発光光線が
分光計によって分析される。

しかしダールキストにより教示される装置は溶融した材
料の信頼すべき、または−貫して再現性のある分析値を
与えろことができなかった。液状溶融物の表面は波立ち
、移動するので、スパークＱこよって分析に十分な量の
エーロゾルを一貫して生成するのに必要なスパークギャ
ップを維持するのが困難になる。

従って一般の装置、たとえば前記のものは、溶融金属に
つき正確な信頼できる実時間分析を効果的に行うことが
できなかった。スパーク装置は分″ｙｆ：、測定のため
の発光を生じるのには不十分であり、またこれらのスパ
ークシステムは元を分析のために分光計へ伝達するのに
複雑な光学素子を必要とした。微粒化システムは輸送管
の目詰りを生じやすく、新たな試料がしばしば先きの試
料により残された残渣によって汚染された。しかし後続
の公党分析のためにエーロゾルχ生成するスパーク装置
は、正確な分析のために十分な濃度の粒子を含むエーロ
ゾルを溶融試料から信頼性をもって生成することができ
なかった。アークは時に分析信号を与えずに液体の移動
および排除を生じることがあった。分析信号がある場合
、その強度は経時的に大幅に変動し、この変動のため分
析の精度が許容できないほど低下した。さらに、試料採
取される液体からの材料がスペーク電極を汚染し、その
後の分析を妨げる可能性があった。

本発明は、液状導電性材料の構成元素を迅速に、効果的
に、かつ正確に測定するための方法および装置を提供す
る。

一般にこの装置は、非反応性ガスを内包すべく構成され
た試料採取チェンバーを定めるプローブハウジング、お
よび液状材料のアリコートを試料採取チェンバーに導入
するための入口手段を含む。

内側ハウジングがプローブハウジング内に位置し、これ
に対し縦方向に移動可能である。ハウジング調整手段が
内側ハウジング乞ブロープハウジングに対し縦方向に選
択的に配置する。スパーク電極が内側ハウジング内に配
置され、試料採取チェンバーと連絡している。この電極
は内側ハウジングに対し縦方向に移動可能であり、スパ
ーク電極と上記液体アリコートの自由表面の間でアーク
放電し、これにより上記ガスおよび上記了りコートの材
料の粒子からなるエーロゾル試料を生成すべく構成され
ている。スパーク電極調整手段が、スパーク電極を内側
ハウジングに対し縦方向に選択的に配置して、スパーク
電極の放電部を内側ハウジングの試料採取用末端部から
よりも上記液体自由表面から離れて位置させる。ガス入
口手段が、選ばれた圧力の非反応性雰囲気を試料採取チ
ェンバー内に与え、内側ハウジングを貫流し、アーク領
域を頁流し、そして試料採取チェンバーを貫流するガス
の流れを与える。出口手段が上記のガスおよびエーロゾ
ル試料の流れを試料採取室から排出する方向に向ける。

本発明はさらに液状導電性材料を試料採取するための手
段を提供する。この方法は内側ハウジングをプローブハ
ウジング内の選ばれた縦位置に配置する工程を含む。ス
パーク電極が内側ハウジング内の収縮した位置に配置さ
れ、これによりスパーク電極の放電部が内側ハウジング
の試料採取用不端部から内側へ第１の選ばれた距離だけ
間隔を置いて配置される。液状材料のアリコート試料が
、プローブハウジングにより定められかつ内側ハウジン
グ試料採取部およびスパーク電極と流体連絡をもつ試料
採取チェンバー中へ導入される。選ばれた圧力の非反応
性ガス雰囲気が試料採取チェンバー内に４見られ、基準
液面が検出される。基準液面において、上記アリコート
の液体自由表面の位置は内側ハウジング試料採取用不端
部の位置と実質約０こ同じである。液体自由表面と内側
ハウジング試料採取用末端部の間の相対距離乞変化させ
、内側ハウジング試料採取部が液体自由表面から移動し
て選ばれた分離ギャップだけ間隔装置いて配置された分
離位置乞確立する。スパーク電極が内側ハウジング内に
おいて内側ハウジング試料採取用末端部から内側へ選ば
れた作動距離だけ間隔な置いた作動位置に配置される。

スパーク電極と液体アリコート自由表面の間でアーク放
電し、これにより上記ガス中の上記材料の粒子からなる
エーロゾル試料を生成させる。試料採取チェンバーを貫
流し、そしてアーク領域を貫流する前記非反応性ガスの
流れが与えられる。この非反応性ガスおよびエーロゾル
試料の流れが試料採取チェンバーから排出する方向に向
けられる。

縦方向に移動可能な内側ハウジングにより、内側ハウジ
ングをブロープハウジング末端から内側へ、特定の液体
の試料採取に最適な距離を置いた位置に有利に設定しつ
る。縦方向に移動可能なスパーク電極により、電極が収
縮した位置に配置され、これによりプローブが液状材料
中へ挿入される際に電極の汚染が最小限に抑えられる。

さらに、移動可能なスパーク電極によって、電極をス／
で一りギャップ距離に配置することができ、これは試料
採取される個々の液状材料につき最適なものにすること
ができる。

離れた位置にある分析手段と流体連絡をもつエーロゾル
発生プローブという配置は、溶融金属または腐食性液体
などの材料中における構成元素の実時間定量分析に特に
有利である。これらの材料７用いる製造過程は、分光計
およびコンピューターの高感度の電子工学および機械工
学にとって著しく不都合な環境で行われる場合が多い。

たとえば、鋼炉付近に位置するコンピューターに必要と
される空調７行５ことは実際的でない。さらに分光計お
よび／または元搬送用光学素子は一般に清浄な九学衣面
乞袈求する。溶融金属はこれらの表面に凝縮してそれら
の性能を低下させる粒子を生じる可能性がある。しかし
本発明の装置は、分析手段を分析用に定められた一定容
積の液体から１００フイート（約３０７ＦＬ）以上の位
置に置くことができる。

一般の電気発光分析システムにおいては、単一の発光放
電が試料から原子を浸食しくまたは他の形で試料材料を
取出す）、分散させ、脱浴媒相し、微粒化し、イオン化
し、特に励起することが求められる。本発明は有利には
別個の試料採取工程および励起工程を備えて２９、従っ
て妨害するマトリックス効果乞最小限に抑えることがで
きる。さらに試料採取工程および励起工程の独立した制
御によって、各工程を最適なものにすることができる。

誘導カップリングしたプラズマにより生じる放射発光の
強度の直線的な動的範囲はスパークにより生じる発光の
直線的な動的範囲よりも著しく大きいので、本発明は濃
度を測定しうる有効範囲がより大きい。また本発明によ
れば代りにエーロゾル試料を生成し、次いでこれを離れ
た位置にある励起手段へ輸送することによって、光を離
れた位置にある分光計へ伝達するために複雑な光学素子
を使用することが避けられる。エーロゾル試料は輸送管
を目詰りさせることなく数百フィートの距離を輸送する
ことができ、新たな試料が先きの試料により汚染される
ことは実質上ない。

さらに本発明は試料採取される液体とスパーク電極の間
に選ばれたスパークギャップ距離を与え、これを維持す
ることができ、かつアーク領域に制御された流量および
流速を与えることができる。

これらの要素によジ、分光分析器により分析した際に一
貫した高い強度の信号７与えることができるエーロゾル
試料７ａ１′侶頼性をもって生成するという本発明の可
能性が改善される。

本発明は有利には溶融物内の選ばれた深さの位置に配置
しつる操作可能な試料採取用プローブ７含み、これによ
り上層のスラグを避けて正確な現場測定値が得られ、溶
融物の組成および均質性を測定することができる。付随
する分光計は光学カップリングを生じることなく離れた
位置に配置することができるので、これをより簡便に設
置し、操作できる。

従って一般のスパーク発光型およびガスアトマイザ−型
の装置と比較して本発明は導電性液体（たとえば溶融合
金）の現場試料をより効果的にかつより正確に分析する
。種々の位置から採取した試料は液体の組成および均質
性についての実時間情報を与え、これによってこれらの
因子をより厳密に制御することができる。

本発明は、自動合金添加を達成するのに適したハードウ
ェア、温度測定のための光学的高温計、ならびにこれら
の個々の過程を制御するためのコンピューターハードウ
ェアおよびソフトウェアと組合せた場合、金属製造過程
全体を完全に自動化することができる。本発明により得
られる組成測定値ケ用いて、冶金学的添加成分の性質お
よび量を判定することができる。たとえば鋼の製造に際
して、温度および組成の組合せ測定により、ＢＯＦ（Ｂ
ａｓｉｃ　Ｏｘｙｇｅｎ　Ｆｘｒｎａｃｅ　、　　基礎
酸素炉）溶融物中へ酸素を導入する速度および様式を判
定することができる。この方法の潜在的利点にはエネル
ギー、材料および労務費の低減が含まれ、一方では同時
に製品の品質の改良が保証される。

本発明の好ましい実施態様に関する下記の詳細な記述お
よび添付の図面を参照すると本発明はより十分に理解さ
れ、他の利点も明らかになるであろう。

第１図は公党分析システムの略図ケ示す。

第２図は本発明の装置の略図を示す。

第３図は本発明の現場用プローブの略図ケ示す。

第４図は本発明のプローブの縦断面略図を示す。

第５図は他のプローブの断面略図？示す。

第６図はスパークギャップの調節が不適切である状態に
関する、時間の関数としての分析器出力信号強度の代表
的プロットを示す。

第７図はスズ（Ｓｎ）を含有する溶融物試料に関する、
時間の関数としての分析器信号強度（波長３０３．２８
１Ｌｍ）の代表的プロット７示す。

第８図は金ＣＡｕ）を含有する浴融物に関する、時間の
関数としての信号強度（波長２６７．６０ｎｍのの代表
的プロットである。

第９図は銅（Ｃｕ　）暑含有する溶融物に関する、時間
の関数としてのイぎ号強度（波長３２４．７５ｎ　ｍの
）の代表的プロットである。

第１ＯＡ−１０Ｄは浴融はんだに含有される４種の元素
に関する、肩効損度の関数としての測定濃度の代表的プ
ロットケ示す。

第１１図はエーロゾル生成スパークに供給された電力の
関数としての分析器の信号強度の代表例を示すグラフで
ある。

第１２図は調節可能な内側ハウジングおよび調節可能な
スパーク電極を備えた本発明のプローブ形状の縦断面図
を示す。

本発明の好ましい実施態様を溶融合金の分析に関して記
述するが、本発明を用いていかなる導電性液体をも分析
できろことは明らかである。たとえば、めっき浴を連続
的に監視し、浴中の材料の適切な＠度を維持するための
添加を行うことができる。またフッ化ナトリウム？用い
てボーキサイトを精練してアルミニウムを製造する際に
も、ナトリウムとアルミニウムの最適比率暑維持するた
めにスラリーを監視することができる。

図面の第１図Ｏこついては、一般に試料採取手段１およ
び分析手段からなる先行技術の分析装置の略図が示され
ている。分析手段には励起手段２および検出手段３が含
まれる。検出手段３には分光計４およびコンピューター
データ処理装置３０が含まれる。

試料採取手段１は操作可能な状態でスパーク電極に接続
したスパーク発生手段７を備えている。

非反応性ガス、たとえばアルゴンガスが加圧されたガス
の供給源１２から適切な導管９ケ経て試料５へ導かれ、
適切な雰囲気を与える。次いでスパーク発生器７が試料
５（導電性材料）と電極４６の間でスパーク放電する。

スパーク８によって少量の粒子が試料から浸食されて、
アルゴンガス中のエーロゾル試料を生成する。このエー
ロゾル試料は各元素を試料５内に認められる濃度で含有
するであろう。加圧されたアルゴンガスが次いで励起手
段２による励起および分光計４による測定のために、導
管ｌＯを経てエーロゾル試料を分析手段へ輸送する。

第２図は本発明の装置の略図を示す。本発明の各構成要
素は先行技術の分析装置のものに類似するが、ただし本
発明の場合スパーク電極４６がプローブ７１の内側に入
れられ、試料５の代わりに導電性液体からなる試料アリ
コート５０を用いる。

プローブ手段７１を導を性液状材料（たとえば浴融金属
３６）に挿入して、そのアリコート容積５０をプローブ
内に定めることができる。非反応性ガス（たとえばアル
ゴンまたはヘリウム〕が加圧されたガス供給源１２から
導管９′（！ｌ−経て供給され、アリコート試料上に非
反応性ガスの雰囲気を与える。調節器９０が導管９乞通
るガスの圧力および流量を制御し、モニター８８がプロ
ーブ７１に与えられる圧力寂よび流速を監視する。任意
の調節器６３は導管１０を通るガスの圧力および流速ン
制御することができ、任意のモニター８９はプローブ７
１と励磁器２の間に与えられる圧力および流速を監視す
ることができる。本発明の好ましい観点においては、調
節器９０により選ばれる操作圧力を決定するために、溶
融物のｆｆｆおよび試料採取の深さが採用される。励磁
器２の流速はこのシステムのオリフィスを制限すること
によって、たとえば導管９、プローブ７１または導管１
０１こめるオリフィスを制限することによって定められ
る。

試料採取手段６は融食、浸食その他の様式で非反応性ガ
ス中におけるきわめて微細な粒子のエーロゾル乞生成す
る。加圧されたガス流によりエーロゾルが流体導管１０
を経て、離れた位置にある励起手段２および検出手段３
からなる分析手段へ輸送される。励起手段はエーロゾル
粒子中の材料を励起して特徴的な発光スペクトルを生じ
、これが分光計４およびコンピューター３０からなる検
出手段３により分析される。

試料採取手段６は、スパーク発生装置７およびこれに付
随するプローブ内？ｉ極４６からなるものが好ましい。

しかし他の手段、たとえばレーザー、イオンビーム、高
周波ビーム、マイクロ波ビーム、または超音波装置など
をプローブ７１と共に用いて、アリコート５０中に認め
られる＠夏の元素からなる目的のエーロゾル粒子乞発生
させつることは明らかである。

励起手段２はたとえば加熱によす粒子乞励起し、粒子か
らこれに含まれる構成元素に特徴的な原子発光スペクト
ルを放射させる。放出される放射線（発光スペクトル）
の特徴的な周波数により構成元素が確認され、放射線の
強度はその量を示す。

図示された実施態様においては、エーロゾル試料はプロ
ーブ７１から導管１０および任意のチェンバー１４を経
て、高周波発生装置１７により小動される誘導カップリ
ングされたプラズマトーチ１６中へ向けられる。プラズ
マトーチはニー゛ロゾル試料中の原子乞励起して特徴的
な発光スペクトル１８を放射し、次いでこれが検出手段
３によって検出される。

検出手段３は励起手段２と共に離れた位置にあり、分光
計４およびコンピューターデータ処理手段３０からなる
。図示された実施態様においては、放射線が分光計４の
入口スリット２０から入り、反射型回折格子２２（第１
図）により各種スペクトル周波数に分離され、分散され
る。分離された各周波数の放射線は出口スリット２４か
ら出て増幅装置（たとえば光電子増倍管２６、入射スペ
・クトルによジ生じる各種信号を増幅する〕に入る。

増幅された出力信号は積分手段２８で積分され、コンピ
ューター３０でデータ処理されて、溶融物３６中の構成
元素およびその量の読みを与える。

好ましくはコンピューター３０は試料採取手段ｌのスパ
ーク強度を制御するためのフィードバック手段１９暑も
含む。

溶融合金を調製する際には、浴融物の組成を迅速かつ正
確に監視することが重要である。浴融物の組成が固体金
属の物理的特性、たとえば強度、硬度、靭性、耐食性お
よび耐疲労性Ｚ実質的に決定するからである。原料乞溶
融物に導入するのに伴って、正確な量の合金元素および
接種物（１ｎｎｏｃｕｌａｎｔ　）　を添加して、目的
とする溶融物組成を維持しなければならない。従って、
必要な合金元素および接種物の添加量を決定するために
は、溶融物の正確な分析が必要である。本発明の現場試
料採取用プローブは材料の試料を溶融物中の種々の位置
から迅速かつ効果的に取出すのに符に好適である。この
プローブは選ばれた位置および深さに移動させて一定容
積の溶融金属試料を迅速に採取することができる。

第３図および第４図は本発明の試料採取用プローブ（一
般に７０）乞よジ詳細に示すものであり、この場会、長
いプローブハウジング３２が試料採取チェンバー３４を
定める。導管６２、環６６、開口６８およびノズル５４
からなるガス供給手段がチェンバー３４内に非反応性ガ
スの雰囲気を与える。オリフィス４０および場合により
弁３８からなる入口手段が導電性材料を試料採取チェン
バーへ導入する。ギャップ調整手段、たとえは液面セン
サー／検出器４２および操作部９２が、液体の自由表面
５５とスパーク電極４６の間の選ばれたスパークギャッ
プ距離を副足し、選択的に調整する。を極４６はカウン
ター電極とも呼ばれる。

圧力調整手段、たとえば弁３１は非反応性ガスの圧力を
調整して、スパーク′屯極４６と液体自由表面５５の間
に実質的に一定のスパークギャップ距離７６を維持する
。スパーク電極４６および外側電極４８は、スパーク電
極４６とここに導入された容積の導電性材料の自由表面
５５の間で了−り放電すべく構成および配置されている
。このスパークによジ、ガス中における上記材料のエー
ロゾル試料が生成する。−次いで加圧手段４１が、二−
ロゾル粒子乞液体アリコート５０から掃去するのに十分
な流速でアーク５２領域のガス乞移動させ、流動させる
。次いでこの流動ガスがエーロゾル試料をチェンバー３
４から分析手段の励起手段２へ輸送する。次いで分析手
段がエーロゾル試料乞分析して、液状導電性材料の構成
元素乞測定する。

プローブハウジング３２は、分析される個々の液体の温
度および腐食作用に抵抗性の材料から構成される。溶融
金属用プローブの場合、ハウジング３２は好ましくは非
腐食性の高融点金属（たとえばステンレス／ｓ４）まγ
こは耐熱材料たとえばアルミナ（Ａ　ｔ２０　ｓ　）　
　またはセラミックスから構成される。

電力リード線４４がハウジング３２内へ伸びてスパーク
電極４６と接続しており、スパーク電極はチェンバー３
４１７３の操作可能な位置にある。リード線４４は電気
絶縁体５６によってブロープハウジングから遮断され、
外側電極４８はそこに含まれる液体と操作可能な電気接
点を形成すべく調整されている。そして電極４６と４８
が操作可能な状態で適切なリード線によってスパーク発
生装置７に接続する。

加圧された非反応性ガス、たとえばアルゴン、ヘリウム
またはネオンが導管６２を経てハウジング３２（こ入り
、環６６を通過し、次いで開口６８およびノズル５４を
経てチェンバー３４に入り、チェンバー３４内に非反応
性の雰囲気ヶ与える。

ガス出口開口６１の大きさを調整することにより、また
適切な制御手段（たとえば弁３１）によってガスの圧力
乞制御することによジ、不活性ガスはチェンバー３４内
の歌曲を調節することもできる。

不活性ガスはチェンバー３４からオリフィス６１および
導管６０乞経て流出し、次いで弁６３によって選択的に
方向づけられ、導管５８７貫流してこのシステム乞パー
ジするか、あるいは導管１０を貫流する。導管６０およ
び１０を経る方向に向けられるガス流はエーロゾル試料
をチェンバー３４から励起手段２へ移動させるための輸
送手段の一例となる。場合により存在する弁３８は溶融
金鴇がオリフィス４０を経てチェンバー３４へ入るのン
制御し、チェンバー３４内に配置されたレベル検出器は
この中の液面乞検出する。しかし好ましくは、液体貫流
オリフィス４０はチェンバー３４内の不活性ガスの圧力
によって制御される。

溶融金属中での試料採取操作に際しては、加圧された非
反応性の、または不活性のガスがノズル５４ン経てチェ
ンバー３４中へ流入し、オリフィス４０および開口６１
の双方ケ経てチェンバーから排出される。最初の高圧ガ
ス流の一撃〔約２０ｔ／分および圧力４０　ｐｓｉ　（
約２．８ｋ１１１／ｃｒ！Ｌ２〕が弁６３によって導管
５８を経る方向に向けられ、分析を妨害する可能性のあ
る残留材料ンこのシステムからパージする。パージのの
ち、ガス流は減少し、弁６３によって導管６４を経る方
向に向けられる。プローブ７０は頂部のスラグ層３７ン
通過して浴融合金３６中へ挿入され、適切な位置調整手
段によりＩ６融物中の希望する深さおよび位置に選択的
に配置される。この位置調整中はガスの圧力は溶融物の
金属静圧ヘッド７越えるに調節され、これによＶ金属ま
たはスラグがチェンバー３４に入るのが阻止される。プ
ローブ７０が目的に従つて配置されると、チェンバー３
４中のガスの圧力乞低下させ、これによＶ液面下の一定
答槓の成体金属がオリフィス４０ｉ経てチェンバー３４
に入る。これにより材料のアリコート５０がチェンバー
内に供給される。レベル検出器４２からなるギャップ指
示手段が、スパーク電極４６と敵面５５の間のギャップ
距離を定める液面を検出する。適宜なスパーク開始液面
に達した時点でスパーク発生装置７が約１２〜１７ＫＶ
の高い電圧？電極４６と４８の間に与え、電極４６と液
体底面５５の間にアーク５２χ発生させる（すなわち放
電する）。アーク５２は材料乞その表面５５から浸食し
、これにより不活性ガス中における金属のエーロゾル試
料を生成する。不活性ガス流によりこのエーロゾルがオ
リフィス６１を経て輸送され、導管６０および１０がエ
ーロゾルを励起手段２中のプラズマへ導く。エーロゾル
が長距離にわたってガス流により効果的に輸送されるた
めには、エーロゾル粒子の寸法は約０．１μｍ以下でな
ければならない。本発明の方法および装置は、直径約４
〜１１００ｙＬのエーロゾル粒子７肩利に生成する。

特定の励起手段２の要件に調相した注入速度７得るため
に特定のガス流速７選ぶ。たとえば励磁器および分光計
がヤレル・アッシュ社（マサチュセツツ州ウェルタム）
により製造されるモデル８６−６３２からなる場合、好
ましいガス流速は約帆６〜ｌｔ１分である。

励起された材料試料からの輻射発光スペクトルは分光計
４およびコンピューター３０にょジデータ処理され、試
料の構成元素およびその量が測定される。分析の読みは
約６０秒以内に得られる。

好−ＩＬ（＆！、コンピューター３０はチェンバー３４
内のスパーク発生装置およびスパーク開始液面を制御す
るフィードバック信号を与えるべく操作可能な状態に接
続されている。このフィードバックにより電極４６と表
面５５の間のスパークギャップ距離を調節して、スパー
ク５２０強度ン最適なものにする。

蒸発および化学反応の結果、金）ｆ４製造過程Ｑこおけ
る溶融物の組成は動的である。従って、時間が経過する
とチェンバー３４内のアリコート５０はもはや溶融物の
試料３６を代表しなくなる。試料の狭わすものが適正で
あることを保証するために、頻繁に溶融物試料３６から
追加のアリコートを採取すべきである。新たなアリコー
ト５０は、古いアリコート乞チェ／バー３４から溶融物
本体３６中へ押し戻すのに十分な程度にプローブ７１内
の圧力７高め、次いでプローブ７１内にもとのガス圧力
を回復させることによって得られる。これにより新たな
アリコート５０がチェンバー３４中へ入り、ギャップ７
６を再確立する。これは先きに設定されたスパークギャ
ップと実質的に変わらない。

第５図は特に有利なプローブ形状の断面略図の代表例を
示す。これは本発明の他の観点である。

プローブ７１は外側プローブハウジング３２馨含む。こ
れは試料採取チェンバー３４を定め、好ましくは管状、
円筒形の形状暑もつ。チェンバー３４はこれと連絡して
配置され１こスパーク（カウンター）電極４６をもち、
非反応性ガスを内包する構造ンもつ。ハウジング３２の
一端に配置された開口４０は導電注液体３６のアリコー
ト３２乞チエンバー３４中へ導入する入ロ手段′ｊｊｒ
：提供する。

スパーク電極４６は試料採取チェンバー３４と連絡をも
ち、電極４６と液体了りコート５０の自由狭面５５の間
でアークを発生させる（すなわち放電する）べく配置さ
れている。アークは非反応性ガス中における導電性材料
粒子からなるエーロゾル試料を生成する。

内側ハウジング７８はプローブハウジング３２内に堅固
に固定配置され、プローブハウジング３２およびスパー
ク電極４６と実質的に同軸に位置する。管状の内側ハウ
ジングは電極４６の周囲に位置し、開放した不調部分９
４Ｙもち、これが試料採取チェンバー３４と連絡する。

電気絶縁体５６が電極４６をハウジング７８から遮断し
、この電極を内側ハウジングに対して固定された関係に
保持する。内側ハウジング７８は下方へ電極４６よりも
一定距離７２だけアリコート５０に近接して伸びる。

ガス入口手段は、環状領域８６と連絡する導管５８から
なる。ガス入口手段は選ばれた圧力の非反応性ガス雰囲
気を試料採取チェンバー３４内に与え、内側ハウジング
７８を貫流し、アーク領域８４ビ貫流して試料採取チェ
ンバー３４に入るガスの流れを生じる。

電極４６および内側ハウジング７８の特定の配置により
、電極４６と液体了りコートの自由表面５５の間の基準
ギヤツブ距＠７２４検出するための正確な指示手段が与
えられる。操作に際しては、ガスが内環８６に入り、内
側ハウジング７８および試料採取チェンバー３４内に選
ばれた圧力を与え、プローブ７１が溶融物３６中へ挿入
される。

溶融物中の一定の深さ番こおいて、液面５５が上昇して
内側ハウジング末端部分９４に接触し、内側ハウジング
７８からのガス流を遮断するであろう。

ガス流の最初の停止は、電極４６と表面５５の間のギャ
ップが゛不履行（ｄｅｆａｕｌｔ）ギャップ”距離７２
に等しいこと乞示す。ガスの流れが停止する正確な深さ
は、環８６内の圧力および溶融物３６の密度の関数であ
る。一定の浴ｐＢ’＄　（ｇ体〕組成については、ガス
流の遮断が起こる深さは当業者が容易に計算でき、流入
ガス圧を調節器９゜で調節することにま！ｌｌ変化さぜ
うる。

基準キャップが検出されると、ギャップ設定手段９２が
電極４６と表面５５の距離を基準となる“不履行”ギャ
ップから、選ばれたスパークギャップ距離７６へ選択的
に変化させろ。ギャップ設定手段９２は、たとえばプロ
ーブ７１を矢印方向に選択的に上下に移動させる操作機
構からなる。

ギャップを付加距離７４だけ増大させてスパークギャッ
プ７６となすために必要な上向きの運動量も、内側ハウ
ジング７８内の圧力および溶融物３６の密度の関数であ
る。しかし必要な運動量は当業者が容易に計算できる。

プローブ７１の垂直並進運動は、目的とするスパークギ
ャップを設定するのに必要な厳密なガス圧を検量せずに
、有利にスパークギャップ７６を設定する。本発明の好
ましい実施態様においては、スパークギャップ７６は約
３〜５ｍｍである。いずれにしろ、プラズマ励磁器によ
り最も安定な、利用可能な１ぎ号強度乞与える最適なス
パークギャップ設定は、採取される液体の個々の組成に
依存するであろう。

アーク領域８４のガス流を制御するための流動制御手段
は、環８６に与えられる調節されたガス圧、分離ギャッ
プ距離７４、ハウジング７８中へのガス入口手段の形状
、および出口導管６０から排出される際の調節された流
速からなる。これらの要素が一体となって、エーロゾル
粒子を表面５５および液体了りコート５０から集めて掃
去するのに十分な流速８２ヶ与える。

輸送および出口手段は、外環８７を経てチェンバー３４
と連絡する出口導管６０からなる。この輸送手段はガス
流およびエーロゾル試料を試料採取チェンバー３４から
排出させる方向へ向ける。

導管１０を経由するガス流は、エーロゾルを移動させ、
分析手段へ導く。

本発明の他の観点は、内側ハウジング７８およびアーク
領域８４を通過するガス乱流を生じるプローブ形状であ
る。特に入口導管５８が半径方向に内側ハウジング７８
の一力側へ偏り、内側ハウジング中へ接線力向のガス流
成分を与えるべく選択的な角度をなす。その結果、流入
ガス流はハウジング７８に対して渦状の周速成分を生じ
る。この渦流ガスは縦方向にハウジング７８を貫流し、
アーク領域８４を貫流して、スパークにより生じたエー
ロゾル粒子を効果的に集め、これらをアリコート５０か
ら出口管６０の力へ掃去する。ガス流の操作は、末端部
分から出る（およびこの周辺の）流速８２が少なくとも
約１０ｃｒｎ／秒である場合に特に効果的である。

本発明のさらに他の観点においては、試料採取チェンバ
ー３４内のガス圧がプローブ７１を溶融物中へ挿入する
際に選択的に制御される。試料採取チェンバー内の圧力
は、プローブ７１が移動して基準ギャップ位置を確立す
る間は、チェンバーを貫流するガス流を減少させるべく
調整される。

試料採取チェンバーのガス圧を低下させると溶融物中へ
のガスの吹込みが有利に減少し、試料採取チェンバー３
４内における液体材料の動揺および飛散が少なくなり、
プローブをより正確に基準ギャップ位置に設定すること
ができる。長期間のスパーク発生および試料採取ののち
には、スパーク陽極が汚染し、異常な量のエーロゾル試
料を生成し始める。従って、分光計による分析信号の強
度も異常になる。陽極の汚染を除去し、信号強度におけ
る望ましい安定性を回復するためには、プローブ７１を
スパークギャップ設定位置からこれよりも大きな他の設
定位置へ移動させ、陽極からスパークを発生させる。こ
の処置で汚染を効果的に除去することができる。このの
ち、プローブ７１を目的とするスパークギャップに８設
定し、試料採取を再開する。他の方法の場合、プローブ
に与えられる電力の極性を逆転させ、この変更した電力
によりプローブ内でスパークを生じさせることによって
、スパーク陽陽から汚染を除（ことができる。この場合
、生じろ逆方向の電流により汚染が除かれる。

第１２図は本発明の他の形態の断面略図を示す。

試料採取用プローブ７１は、その底部遠位末端部１３０
において試料採取チェンバー３４を定める外側プローブ
ハウジング３２を含む。開口４０かうなる入口手段が液
状材料３６のアリコートを試料採取チェンバー３４に導
入する。内側ハウジング７８がプローブハウジング３２
の内側に位置し、これに対し縦方向に移動可能である。

プローブハウジング支持簀子１１２およびＣ−保持装置
座金１０２が内側ハウジング７８をプローブハウジング
３２の軸方向長さに対し縦方向に選択的に配置する。ス
パーク電極４６が内側ハウジング７８の内側に配置され
、試料採取チェンバー３４と連絡している。電極４６は
内側ハウジング７８に対し縦方向に移動可能であり、ス
パーク電極放電部１２０と液体アリコート自由表面の間
でアーク放電すべく構成されている。これにより、チェ
ンバー３４に含まれる非反応性ガス中の上記材料の粒子
からなるエーロゾル試料が生成する。スパーク電極調整
手段、たとえばマイクロメーター型調整装置１０６がス
パーク電極４６を内側ハウジング７８の軸方向長さに沿
って縦方向に選択的に配置して、電極４６の放電部１２
０を内側ハウジング７８の試料採取用末端部１１８から
よりも液体自由表面から離れた位置に選択的に配置する
。ガス入口手段、たとえば導管５８が選ばれた圧力の非
反応性ガス雰囲気を試料採取チェンバー３４内に与える
。ガス入口手段がさらに、内側ハウジング７８を貫流し
、アーク領域を貫流し、そして試料採取チェンバー３４
を貫流するガスの流れを与える。出口手段、たとえば導
管６０がガスおよびエーロゾル試料の流れをチェンバー
３４から排出する方向に向ける。

本発明の好ましい形態においては、プローブハウジング
３２および内側ハウジング７８は中空円筒の形状をもつ
。さらに、内側ハウジング７８はプローブハウジング３
２およびスパーク電極４６と実質的に同軸に位置する。

プローブハウジング８２はその軸末端部に強固に付着し
たプローブハウジング支持簀子１１２を含む。支持簀子
１１２はプローブキャリヤー１１４に増付けられる。構
造をもつ。保持装置ばね機構１１６が支持簀子１１２を
実質的にキャリヤー１１４内に固定した状態に保つ。ハ
ウジング支持簀子１１２およびキャリヤー簀子１１４は
適切な材料、たとえば黄銅またはステンレス鋼から構成
される。管状金属コイル１１０がハウジング支持簀子１
１２にらせん状に巻きつき、冷却液、たとえば水を導通
すべく構成されている。冷却コイル１１０はプローブ７
１内の過度の温度上昇を最小限に抑える。

内側ハウジング７８は外側プローブハウジング３２に対
し縦方向に滑動可能であり、頂部支持部１３２を含む。

これはプローブハウジング支持簀子１１２の末端１０４
を通過して伸長しうる。頂部１０４はそこに形成された
複数の実質的に平行な円周溝１００をもつ。クランプ手
段、たとえばＣ−保持装置クリップ１０２がブローブハ
ウジノグ支持簀子と溝１００のうち少なくとも１個を選
択的にはめ合わせて、内側ハウジングをプローブハウジ
ング３２に対して選ばれた実質的に一定の位置に保持す
る。

電極調整手段はねじ駆動機構、たとえばマイクロメータ
ー１０６を含み、これは電極４６をスパークさせるべく
接続され、内側ノ・ウジ／グア８の軸力向長さに対して
縦方向に滑動すべく構成されている。測定手段、たとえ
ばディジタル型表示器１０８がスパーク電＄Ｊｉ、４６
と内側ハウジング７８の間の相対的な縦方向位置を表示
する。より詳細には、測定手段は電極スパーク放電部１
２０と内側−・ウジング７８の試料採取部の間の相対的
な縦方向分離ギャップを表示する。

多孔質の、または穿孔をもつ簀子１２２はガスを通過さ
せることができ、スパーク電極４６を内側ハウジノグア
８の中心に保持するのを補助する。

本発明の特定の実施態様においては、内側ハウジング７
８が最上（最も内側）位置にあると、末端部１１８がプ
ローブハウジング３２の開放端４０から内側へ約２イン
チ（約５ｔＭ）に位置する。さらにスパーク電極４６が
最上位置にあると、電極４６のスパーク放電部が内側ハ
ウジング７８の開放端１１８かも内側へ約０．７５イン
チ（約２　ｃｍ　）に位置する。

本発明の他の観点においては、プローブハウジング３２
が４電性の炭化ケイ素系耐熱材から構成される。適切な
材料はカンタル・ファーネス・プロダクツ（コネチカッ
ト州ペセル）から得られる。

ブロープハウジングが炭化ケイ素から構成される場合、
別個の外側′電極４８を省略できる。炭化ケイ素製プロ
ープハウジング３２がスパーク発生装置７により与えら
れる電源に適切に接続しているならば、これが外側電極
として機能しうる。

有利には、本発明の装置は溶融金属の組成を溶融物中の
種々の位置および深さにおいて迅速かつ効果的に分析す
ることができる。これを行うためには、ガス圧を高めて
溶融物の金属静圧ヘッドを越えさせ、チェンバー３４か
らオリフィス４０を経て先きの金属試料をパージする。

この高められたガス圧およびガス流により、残存エーロ
ゾルもこのシステムから導管６２を経てパージされる。

次いでプローブ７０を目的位置に移動させ、チェンバー
３４内のガス圧を本発明に従って調整して、新たな溶融
金属試料をチェ／バー３４中へ導入する。次いでこの新
たな試料を前記の様式で分析する。この操作を所望によ
り反復して、溶融物の均質性に関するデータを求め、ま
た時間の関数としてのその組成を監視することができる
。

以下の例は本発明をより十分に理解するために提示され
る。本発明の詳細な説明するために示された特定の技術
、条件、材料、割合、および報告されたデータは例示で
あって、本発明の範囲を限定するものと解すべきではな
い。

例　　　１ 鉄基合金をるつぼで溶融し、成分元素を現場用プローブ
で測定した。プローブは中空円筒状の外側ハウジング、
およびこれと同軸に配置された管状の内側ハウジングか
ら成っていた。スパーク′醒極は内側ハウジングと同軸
に固定配置され、内側ハウジングの下端を過ぎて下方へ
伸びていた。外側ハウジングはスパーク電極の末端を過
ぎて下方へ伸びていた。この形状は、スパーク電極の末
端と外側ハウジング内へ導入された４電性溶融液の表面
との間のスパークギャップを厳密に設定する手段を提供
しなかった。加圧された気流は内側ハウジングを貫流し
、スパーク電極の末端を通過する方向に向かった。加圧
されたガス流は次いで内側ハウジングと外側ハウジング
の間の環を経て移動し、出口から排出され、これにより
スパーク電極と外側ハウジングの溶融金属の自由表面と
の間で放電したスパークによって発生したエーロゾル粒
子を輸送した。プローブを鉄基合金溶融物中へ下降させ
、外側ハウジングの末端の周囲にガスを泡立たせること
によりパージした。次いで、泡立ちが停止するまでガス
圧を低下させると、溶融金属のアリコートが外側ハウジ
ング内へ、ス、Ｎ６−り電極の末端よりも若干低い水準
にまで流入した。

アリコートと電極の間のスパーク放電により粒子のエー
ロゾルが生成し、これは加圧されたガスの流れにより、
誘導カップリングしたアルコ゛ンプラズマの方へ掃去さ
れた。プラズマはエーロゾル粒子を励起して、鉄元素に
特徴的な波長３７５　ｎｍにおける発光を生じた。

第６図は、時間の関数として任意単位（α、Ｕ、）で測
定された相対信号強度のプロットの代表例を示す。−貫
した安定な信号強度は維持されな力）つた。

例　　　２ ６３．７４重量％　Ｓｎ、−８５，８３Ｐｂ　−０，２
１９７Ｓｂ−０，，０９２９Ｃｕ−０，０００８Ｚｎ−
０，００４７Ｆｅからなるはんだをるつぼ内で溶融した
。第５図に代表例を示す形状をもつプローブを用いてエ
ーロゾル試料を生成させ、このエーロゾル試料をガス流
により、誘導カップリングしたアルゴンプラズマへ輸送
した。プラズマがエーロゾル粒子を励起して、はんだの
構成元素に特徴的な発光スペクトルを生じた。本発明の
方法および装置を用いることにより正確なスパークギャ
ップが設定され、維持された。

第７図は、スズ元素に特徴的な波長８０８．２　Ｓｎｍ
における発光に関する、時間の関数としての信号強度の
プロットの代表例を示す。曲線の１開始″部分はスパー
クにより溶融はんだからエーロゾルが発生し始めるのに
伴って信号強度が増大するのを示す。プロットの”定常
状態″部分は、試験分析期間中、信号強度が維持された
ことを示す。

プロットの０停止”部分は、エーロゾルの発生が停止し
た時点で信号強度が低下したことを示す。

本発明の方法および装置は安定な、実質的に一定の信号
強度を維持することができ、これは容易に分析できた。

例　　　３および４ 第８図シま、全元素に特徴的な波長２６７．６０ｎｍに
おける発光に関する、信号強度対時間のプロットの代表
例を示す。第９図は、銅元素に特徴的な波長３２４．７
５　ｎｍにおける発光に関する、信号強度対時間のプロ
ットの代表例を示す。数分間という長期間にわたる多重
トレースが第９図の定常状態部分に認められた。これら
のプロットは本発明の方法および装置を用いて得られた
。これらのプロットから本発明の方法および装置がはん
だ合金の金および銅成分に特徴的な波長において安定な
定常状態の信号強度を生じうることが明らかで。

ある。

例　　　５〜８ 第１０Ａ〜１０Ｄ図は鉛（Ｐｂ　）、銅（Ｃ’ｕ）、ア
ンチ七ン（Ｓｂ）およびスズ（Ｓｎ）の元素に関して、
有効濃度（％）の関数としての測定された濃度＠）のグ
ラフの代表例を示す。

これらの実験中に例２に記載したはんだの個々の元素成
分は下記の範囲内で変化した。

Ｓｎ　　６．９．７４　　−　７４．１４　　　重量％
Ｐｂ　　３５．８３　　−　２４．２０　　　劃ＩＣｕ
　　　Ｏ，２１９７−１，４９重量％Ｃｕ　　Ｏ，０９
２９−０，０６２９重量％測定された濃度（→は、内部
基準に対する比率を求めることにより定められた。これ
らの例においては、比率はスズが発する２４０．８２ｎ
ｍの波長に関して求められた。内部基準に対する比率を
求める方法は、励起された被分析体試料から発生する総
信号強度における変動を補償する。この方法は当技術分
野で周知である。

垂直な・・ツシュマークは、測定された濃度のシグマ標
準偏差１裡を示す。垂直）・ツシュマーク上の点は、標
準偏差内の中心点を示す。測定されたデータが対角線に
近接することは、本発明の方法および装置を用いて得た
分析値がきわめて正確であることを示す。標準偏差の値
が小さいことは、濃度測定値が再現性をもつことを示す
。

例　　　９ 第１１図はスパーク力の関数としての信号強度のグラフ
を示す。溶融はんだ合金の試料中に認めラレる銅、ビス
マス、金、スズおよび鉄元素につき信号強度を示す。本
発明の方法および装置は、信号強度とスパーク力の間で
ほぼ直線関係を示す点で有オリである。直線関係はスパ
ーフカ４０〜８０チにおいて特に明瞭である。

以上、本発明をかなり十分に詳述したが、これらの詳述
に固執する必要はなく、各種の変更および修正が当業者
には自明であり、これらがすべて特許請求の範囲に定め
られた本発明の範囲に含まれることは理解されるであろ
う。

【図面の簡単な説明】

第１図は分光分析システムの略図を示す。 第２図は本発明の装置の略図を示す。 第３図は本発明の現場用プローブの略図を示す。 第４図は本発明のプローブの縦断面略図を示す。 第５図は他のプローブの断面略図を示す。 第６図はスパークギャップの調節が不適切である状態に
関する、時間の関数としての分析器出力信号強度の代表
的プロットを示す。 第７図はスズ（Ｓｎ）を含有する溶融物試料に関する、
時間の関数としての分析器信号強度（波長３０３．２８
　ｎｍの）代表的プロットを示す。 第８図は金（Ａｕ　）を含有する溶融物に関する、時間
の関数としての信号強度（波長２６７．６０　ｎｍの）
の代表的プロットである。 第９図は銅（Ｃ１Ｌ）を含有する溶融物に関する、時間
の関数としての信号強度（波長３２４．７５ｎｍの）の
代表的プロットである。 第１ＯＡ−１０Ｄは溶融はんだに含有される４種の元素
に関する、有効濃度の関数としての測定−反の代表的プ
ロットを示す。 第１１図はエーロゾル生成スパークに供給された電力の
関数としての分析器の信号強度の代表例を示すグラフで
ある。 １：試料採取手段；　　　２：励起手段；３：検出手段
；　　　　　４：分光計；５：試料；　　　　　　　６
：試料採取手段；７：スパーク発生手段；　　８ニスパ
ーク；９．１０：導管；　　　　１２：ガス供給源；１
４：チェンバー；　　　１６：プラズマトーチ；１７：
高周波発生装置；　　１８：発光スペクトル；１９：フ
ィードバック手段；２０：入口スリット（分光計）；２
２：反射型回折格子；　　　２４：出口スリット（分恕
慢；２６：光電子増倍肯；　　２８：積分手段；３０：
コ／ピユータ−；　　　３１　：弁；３２　：　７’ロ
ーフハウジング；　　　　３４　：　試料ＷＪ＆チェン
バー；３６：浴融吻；　　　　　　３７：スラグ・智；
３８：弁；　　　　　　　４０ニオリフイス；４１：　
　　　　　　　　　　４２ニレベル、恢出器；４４：リ
ード隙；　　　　　４６：スパーク成極；４８：外１１
１１１　ｍ−隊；　　　　　　５０：試料アリコート；
５２：アーク；　　　　　　５４：ノズル；５５：孜体
目由表面；　　５６：電気化縁体；５ｓ：４’ｌ；　　
　　　　　　６０：碍管；６１：ガス出口開口；　　　
６２：尋自；６３：弁；　　　　　　６６：環。 ６８：開口；　　　　　　７０ニゲローブ；７１ニブロ
ーブ；　　　　　７２：基準ギヤツブ距朧；７４：付加
距凍；　　　　　７６：ヌノ倶ヴキャップ距離７８：内
側ハウジングｙ　　ａ　２　：　流速（ガス）；８４：
アーク領域；　　　８６：内環；８７：外環；　　　　
　　８８：モニター；８９：モニター；　　　　　９０
：ガス調節器；９２：操作部（ギャップ設定手段）； ９４：内側ハウジング末端； １００：溝；　　　　　　　　１０２：保持装置座金；
１０４：頂部；　　　　　　　　　　１０６：マイクロ
メーター；１０８：デイジタル型表示器； １１０：冷却コイル； １１２ニブロープハウジング支持員子；１１４ニブロー
ブキャリヤー；　　１１６：ばね機構；１１８：試料採
取用末端部；　　　１２０：放′框部；１２２：多孔質
（穿孔）簀子； １３０ニブローブ末端；　　　１８２：頂部支持部。 （外５名） ４膚（１遁ａυ、） ＠〕せ１弓％　ノ！（（１，ｊ７．）　　　　０相ｔ！
ｒ強膚（ａ、ｕ、） 手続補正書（方式） 昭和６１年８月Ｚ日 特許庁長官　　黒　１）明　雄　　殿 １、事件の表示　　　　　　　　　　回昭和６１年特許
　願第５６０１６　号 ３、補正をする者 事件との関係　　　出　願　人 住所 名　称　　アライド・コーポレーション４、代理人 ５、補正命令の日付　　昭和６１年　７月２９日（発送
日）１、明細書第５２頁第７〜９行に「第１０Ａ・・・
・・・・・・示す。」とあるのを、次の通りに訂正する
。 「第１０Ａ図乃至第１０Ｄ図は溶融はんだに含有される
４種の元素に関する、有効濃度の関数としての測定濃度
の代表的プロットを示す。」２、同第５２頁第１２行と
第１６行との間に下記を挿入する。 「第１２図は調節できる内側ハウジングと調節できるス
パーク電極を有する本発明のプローブの構造を長さ方向
に切断したときの断面図で示した図である。」 以　　上

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）内側ハウジングをプローブハウジング内の
   選ばれた縦位置に配置し； （ｂ）スパーク電極を内側ハウジング内の収縮した位置
   に配置し、これによりスパーク電極の放電部が内側ハウ
   ジングの試料採取用末端部から内側へ第１の選ばれた距
   離だけ間隔を置いて配置され；（ｃ）液状材料のアリコ
   ート試料を、プローブハウジングにより定められかつ内
   側ハウジング試料採取部およびスパーク電極と流体連絡
   をもつ試料採取チェンバー中へ導入し； （ｄ）選ばれた圧力の非反応性ガス雰囲気を試料採取チ
   ェンバー内に与え； （ｅ）上記アリコートの液体自由表面の位置が内側ハウ
   ジング試料採取用末端部の位置と実質的に同じである基
   準液面を検出し； （ｆ）上記液体自由表面と内側ハウジング試料採取用末
   端部の間の相対距離を変化させ、内側ハウジング試料採
   取部が液体自由表面から移動して選ばれた分離ギャップ
   距離だけ間隔を置いて配置された分離位置を確立し； （ｇ）スパーク電極を、内側ハウジング内において内側
   ハウジング試料採取用末端部から内側へ選ばれた作動距
   離だけ間隔を置いた作動位置に配置し； （ｈ）スパーク電極と液体アリコート自由表面の間でア
   ーク放電し、これにより上記ガス中の上記材料の粒子か
   らなるエーロゾル試料を生成させ；（ｉ）試料採取チェ
   ンバーを貫流し、そしてアーク領域を貫流する前記非反
   応性ガスの流れを与え；そして （ｊ）この非反応性ガスおよびエーロゾル試料の流れを
   試料採取チェンバーから排出する方向に向ける 工程からなる、液状導電性材料の試料採取法。
2. （２）検出工程（ｅ）が内側ハウジングの試料採取用末
   端部から排出されるガス流の選ばれた停止または開始を
   検出する工程からなる、特許請求の範囲第１項に記載の
   方法。
3. （３）変化させる工程（ｆ）が、プローブハウジングが
   液状物質内で位置する相対深さを減少させる工程からな
   る、特許請求の範囲第１項に記載の方法。
4. （４）変化させる工程（ｆ）が試料採取チェンバーに供
   給される非反応性ガスの圧力を高める工程からなる、特
   許請求の範囲第１項に記載の方法。
5. （５）（ａ）非反応性ガスを内包すべく構成された試料
   採取チェンバーを定めるプローブハウジング；（ｂ）液
   状材料のアリコートを試料採取チェンバー中へ導入する
   ための入口手段； （ｃ）プローブハウジング内に位置し、これに対し縦方
   向に移動可能な内側ハウジング； （ｄ）内側ハウジングをプローブハウジングに対し縦方
   向に選択的に配置するためのハウジング調整手段； （ｅ）内側ハウジング内に試料採取チェンバーと連絡し
   た状態で配置されたスパーク電極であって、内側ハウジ
   ングに対して縦方向に移動可能であり、スパーク電極と
   上記液体アリコートの自由表面の間でアーク放電し、こ
   れにより上記ガス中の上記材料の粒子からなるエーロゾ
   ル試料を生成すべく構成された電極； （ｆ）スパーク電極を内側ハウジングに対し縦方向に選
   択的に配置して、スパーク電極の放電部を内側ハウジン
   グの試料採取用末端からよりも上記液体自由表面から選
   択的に離れて位置させるためのスパーク電極調整手段； （ｇ）選ばれた圧力の上記非反応性ガスの雰囲気を試料
   採取チェンバー内に与えるためのガス入口手段；ならび
   に （ｈ）上記のガスおよびエーロゾル試料の流れを試料採
   取チェンバーから排出する方向に向けるための出口手段 からなる、液状導電性材料を試料採取するための試料採
   取用プローブ。
6. （６）内側ハウジングがプローブハウジングおよびスパ
   ーク電極と実質的に同軸に位置する、特許請求の範囲第
   ５項に記載の試料採取用プローブ。
7. （７）ハウジング調整手段が （ａ）プローブハウジングの末端を通過して伸長するこ
   とができ、実質的に平行な溝がその円周に形成された内
   側ハウジング先端部；ならびに（ｂ）プローブハウジン
   グと上記溝の少なくとも１個を選択的にはめ合わせて内
   側ハウジングをプローブハウジングに対して選ばれた実
   質的に一定の位置に保持するためのクランプ手段 からなる、特許請求の範囲第５項に記載の試料採取用プ
   ローブ。
8. （８）電極調整手段が （ａ）スパーク電極に連結され、該電極を内側ハウジン
   グに対して縦方向に移動させるべく構成されているねじ
   駆動機構；および （ｂ）スパーク電極と内側ハウジングとの相対位置を指
   示するための測定手段 からなる、特許請求の範囲第５項に記載の試料採取用プ
   ローブ。
9. （９）プローブハウジングが導電性材料から構成されて
   いる、特許請求の範囲第５項に記載の試料採取用プロー
   ブ。
10. （１０）プローブハウジングが導電性耐熱材から構成さ
    れている、特許請求の範囲第５項に記載の試料採取用プ
    ローブ。
11. （１１）プローブハウジングが炭化ケイ素系耐熱材から
    構成されている、特許請求の範囲第１０項に記載の試料
    採取用プローブ。
12. （１２）さらに、プローブハウジングの周囲に位置する
    、プローブを冷却液流で冷却するための冷却コイルを含
    む、特許請求の範囲第５項に記載の試料採取用プローブ
    。