JPS6217644A - グロ−放電発光分光分析方法及び装置 - Google Patents

グロ−放電発光分光分析方法及び装置

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JPS6217644A
JPS6217644A JP15763185A JP15763185A JPS6217644A JP S6217644 A JPS6217644 A JP S6217644A JP 15763185 A JP15763185 A JP 15763185A JP 15763185 A JP15763185 A JP 15763185A JP S6217644 A JPS6217644 A JP S6217644A
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JP
Japan
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analysis
glow discharge
gas
vacuum
discharge tube
Prior art date
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Pending
Application number
JP15763185A
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English (en)
Inventor
Yoshiro Matsumoto
松本 義朗
Masakatsu Fujino
藤野 允克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、低濃度のP、  Sを含有する金属材の各元
素を高精度で分析し得るグロー放電発光分光分析力法及
び装置に関する。
〔従来技術〕
グロー放電発光分光分析力法は、異當グロー放電のスパ
ッタリング現象を利用して分析対象の金属材を原子化し
、その原子数を計数して分析する方法であり、そのグロ
ー放電の放電状態がスパーク放電のそれと比較して安定
しており、また分析元素の濃度が同じであってもそれが
含まれているマトリックス(母体)によって蛍光X線強
度が異なるという所謂マトリックス効果が少ないという
特徴を有している。
この分析力法は、鋼の一般的な含有元素であるC、 S
t、 Mn、  P、  S、 Cr、 Ni、 No
等の分析に通用されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながらP、  Sの含有量が少ない鋼をグロー放
電発光分光分析力法にて分析した場合には、分析精度に
問題があった。これを詳述すると、前述のグロー放電を
起こさせるための放電ガスとしては、グロー放電に伴う
スパッタリング量の測定に一部使用されるネオンガス、
クリプトンガス。
キセノンガスを除いてグロー放電発光分光分析を目的と
する場合にはアルゴンガスが用いられており、アルゴン
ガスを用いた分析ではPの分析線である波長1782.
9人付近及びSの分析線である波長1807.3人付近
にアルゴンガスにより生じるスペクトル線が現れる。こ
のため第6図(横軸に波長(人)をとり縦軸にPの光強
度をとる)にそのプロフィールを示す如く、1782.
9人のところで84度が440pp−と高い場合のPの
光強度(実線)とP濃度が2 ppmと低い場合のそれ
(破線)との差が小さく、また第7TI!Jにそのプロ
フィールを示す如< 、1807.3人のとごろで34
度カ35oppI11ト高イ場合のPの光強度(実線)
とS濃度が2 ppmと低い場合のそれ(破線)との差
が小さくなり、アルゴンガスによるバックグラウンドの
影響を強く受けてS/Nが悪くなるので、P、sが低濃
度の鋼のP。
Sを分析した場合には分析精度が悪いという問題点があ
った。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は斯かる問題点を解決すべくなされたものであり
、アルゴンガスのスペクトル線のようにその波長がP、
Sの分析波長と車ならない他の分析用気体を用いるごと
により、例えば鋼中のP。
Sが低濃度であってもそれを精度よく分析できるグロー
放電発光分光分析力法及び装置を提供することを目的と
する。
本発明に係るグロー放電発光分光分析ツノ法は、グロー
放電管内に不活性ガスを供給してグロー放電発光分光分
析を行うh法において、 i;1記不活性ガスとしてク
リプI・ンガスを使用することを特徴とする。
(実hb例〕 以下本発明を図面に基づき具体的に説明する。
第1図は本発明の実施状態を示す模式図であり、図中1
は分析試料を示す0分析試料lは分析対象物たる鋼材か
ら切り出された例えばi径が所定の円盤状のものであり
、グロー放電管1oに備った円筒状の陰極11の一端に
分析試料Iが同心状に図示しない取付具にて取付けられ
るようになっている。
陰極11の他端には、それよりも内径が小さい環状の絶
縁体12を介して段付円筒状の銅製の陽極13がその小
1■部を陰極11内へ遊挿して設けられており、陰極1
1と陽極13との間には図示しない直流電源回路により
1200 Vの電位差が与えられる。
陽極13の小径部の長さは陰極11の長さよりも少し短
かく、陰極11及び絶縁体12の内面と陽極13の小径
部外面及び段部13d外面との間には隙間が形成されて
おり、陽極13の大径部にはその外面から隙間へ通じる
孔13cが開設されている。この孔13cには配管25
aが連結されており、その端末の真空ポンプ25にて排
出(真空引き)可能になっており、その配管25aの中
途には開閉バルブ27が介装されている。
陽極13の大径部には2つの孔13a、 13bが開設
されてあり、一方の孔13aにはアルゴンガスボンベ2
1からのアルゴンガスが圧力調整器22.開閉バルブ2
3を介して、またクリプトンガスボンベ31がらのクリ
プトンガスが圧力調整器32.開閉バルブ33を介して
夫々供給可能になっている。また、他の孔13bからは
陽極13.陰極it内の気体を配管24cを介して真空
ポンプ24にて排出(真空引き)可能になっており、そ
の配管24cの中途には開閉バルブ2Gが取付けられて
いる。
陽極13の大径部には真空計39がその先端を陽極13
内に入れて取付けられており、真空計39の出力信号は
計算器4へ与えられる。
計算器4は、真空ポンプ24.25の作動1停止用の制
御器40,41 、開閉バルブ23.33.2G、 2
7の開閉用の制御器24.34.28.29及び電源回
路(図示せず)へ制御指令信号を出力するものであり、
その制御指令信号の出力は後に説明するように操作磐5
による入力設定及び真空計39からの入力信号によりな
される。
陽極13の分析試料lと反対側の端面には縁部が厚肉の
円盤状の石英製の窓工4が取付けられており、分析試料
1.陰極ii、絶縁体12.陽極13.窓14により囲
まれた内部、即ぢグロー放電管lo内は開閉バルブ23
.33.26.27を閉とすることにより気密状態とな
る。従って計算rjI4の制御指令信号により開閉バル
ブ26.27を開にして真空ポンプ24.25を作動さ
せた場合は、グロー放電管IO内を真空にでき、また真
空状態で開閉ノ<ルブ23又は33を開にしアルゴンガ
ス又はクリプトンガスをグロー放電管10内へ導入して
電源回路(図示せず)をオンとした場合には陽極13の
陰極11側先端内部でこれらのガス雰囲気でのグロー放
電が発生し、そのグロー放電に伴う光は窓14を通過す
る。
窓14には分光器2が受光可詣に設けられており、窓1
4を透過した光はこの分光器2へ専かれる。分光″a2
は受光した光をそれを構成する元素別の光に分光するも
のであり、分光するための分光結晶を備えていて、この
分光結晶の回折現象を利用している。
分光された各光は真空に保持された雰囲気中を経て定量
演算器3へ与えられ、ここで所定時間、各尤の強度が足
口的に測定され、定量演算器3の出力は計算器4へ与え
られてこれに設けられた表示盤に表示される。
このように構成された本発明に係るグロー放電発光分光
分析装置による分析り法について説明する0分析に先立
ち操作盤5にて計算器4へ次のように設定しておく、開
閉バルブ23.33を閉にし、グロー放′市管■0内を
真空とずべく真空ポンプ24゜25を作動させて開閉バ
ルブ26.27を開にし、真空引きを行って真空度が0
.05Torrとなった時点で真空引きを停止し、開閉
バルブ23を開にしてグロー放電管10内へアルゴンガ
スを供給して真空度を2Torrとし、然る後電源回路
をオンするように操作15にて計算器4へ設定する。つ
まり分析用ガスとしてアルゴンガスを使用し、C,Si
、 Mn、  P。
S等の分析を行うように設定する。
そして、この分析が終了してP又はSの分析値が、その
設定値例えば20ppm以下の場合にはそのP又はSに
ついてのみ再度分析を行うように設定しておく、その設
定内容は、開閉バルブ23.33を閉にし、グロー放電
管10内を真空とすべく真空ポンプ24.25を作動さ
せて開閉バルブ26.27を開にし、真空引きを行って
アルゴンガスを排出し、真空度が0.05Torrとな
った時点で真空引きを停止し、開閉バルブ33を開にし
てグロー放電管lO内へクリプトンガスを供給して真空
度をl 、 5Torrとし、然る後゛電源回路をオン
するようにしている。
従って、分析試料を取付けた後に、操作盤5により分析
開始が指示されると分析は自動的に行われる。
分tl′i′試料lが例えばP =440ppm、  
S =350pp−の場合にはP及びSの分析結果が2
0pp+m以上であるので゛〆ルゴンガスによる分析が
行われた時点で分析が完了となる。
このときの分析精度については、予備放電を30秒、積
分時間を30秒とした場合、グロー放電により発’tし
たスペクトルのプロフィールはMj記の第6図、第7図
の実線となり、共にP分析線の波長1782.9人のと
ころ、S分析線の波長1807.3人のところではアル
ゴンガスによりバンクグラウンドの影響を受けてもP、
  S夫々の光強度が高く、分析精度は良好であった。
分析試料lが例えばP=2ppm、S−2ρppmの場
合にはP、Sの分析結果が202pg以下であるのでア
ルゴンガスによりC2S++ Mn等の分析が行われた
e、p、sについてのみクリプトンガスによる分析が行
われる。
このときの分析精度については、アルゴンガスを使用し
て予備放電時間を30秒、積分時間を30秒とした場合
、グロー放電により発生したスペクトルのプロフィール
はP、Sに関して夫々第6図。
第7図の破線となり、−カフリブトンガスを使用して予
備放電時間を30秒、lN分時間を30秒とした場合、
グロー放電により発生したスペクトルのプロフィールは
P、Sに関して第2図、第3図の破線となる。Pに関す
る第6図、第2図の間、Sに関する第7図、第3図の間
には夫々クリプトンガスを使用した力がP、 S夫々の
光強度は低くなっている。
なお、第2図、第3図にはクリプトンガスを使用してP
 =440ppm、 S −350ppmの分析試料を
分析したときのスペクトルのプロフィールを実線にて示
している。このためアルゴンガスを使用して分析した場
合のP、S濃度差に対応する夫々の光強度の差よりもク
リプトンガスによる場合の夫々の光強度の差の力が大き
くなり、つまりバックグラランドによるF、51’が小
さくな、す、分析16度が向上している。
従って、低濃度のP、  Sのときにはそれをクリプト
ンガスにて分析する本発明による場合は、P。
Sがin、i度であるときは言うに及ばず、P、Sが低
濃度であっても分析精度が高く、鋼中の各元素C,Si
、 Mn、  P、  S等をその1度の高低に拘わら
ず正確に定量分析できる。
第4図、第5図は本発明による分析の場合の効果を示1
グラフであり、夫々クリプトンガスを使用する場合の検
量線(黒丸印)、アルゴンガスを使用する場合の検量線
(白丸印)を示している。
この図より理解される如く、クリプトンガスを使用する
場合の検量線の方がアルゴンガスの場合のそれ、1こり
も傾きが大きく、分析条件の適正さの指標の1つとして
用いられているBEC(BackgroundEqui
valent Concentration ) 、つ
まりS/Nが1となるときの組成%であり、この値が小
さい程分析条件は適正であることを表わす指標、はクリ
プトンガスによる場合のP、Sについてのそれ18.4
ρρ+w 、 46.6ppmよりもアルゴンガスによ
る場合のP、  Sについてのそれ94.6ppeA、
 98.3ρpn+よりも小さく・クリプトンガスを使
用した場合の方が分析精度が高く、分析に有利である。
なお、上記実h&!例では低濃度のP、sについてはク
リプトンガスを使用し、高1度のP、Sについてはアル
ゴンガスを使用するようにしているが、本発明はP、S
濃度の高低に拘わらずクリプトンガスを使用してもよい
ことは勿論である。上記実施例のように分析したのは、
クリプトンガスがアルゴンガスと比べて極めて高価であ
るため、特別な場合を除き一般的に分析精度が比較的ル
ーズでもよい高濃度の分析には安価なアルゴンガスを使
用し、分析ネn度をシビアに管理する必要のある低濃度
の分析にはクリプトンガスを使用するためである。
例えば化学分析による分析値がP=lpp11+、S=
ippm(7)試料■、P −2ppm、  S −3
ρpraの試料口、P = 5ppa+ 、  S −
9ppmの試料■及びP−30ppm、  S5−50
ppの試料■の4つの試料を、クリプトンガス、アルゴ
ンガス夫々により分析した場合は、その分析結果を示す
下記第1表より理解される如く、クリブI・ンガスのh
が全試料で分析精度が高く、分析に適するのであるが、
試料■の高濃度の場合にはアルゴンガスによってもその
分析値の誤差が化学分析値の6%以内であり、一般的な
分析には安価なアルゴンガスでも十分である。
試料1.n、IのようにP、Sが低濃度の場合、特に試
料Iの場合には分析誤差が119mであっても本来の金
白9がt ppmと少ないため分析精度が著しく劣り、
このため高価であるが分析精度に優れるクリプトンガス
にて分析するのが好ましい。
第   1   表 また、1記実施例では鋼中の各元素について分析を行っ
ているが、本発明は金属材一般に金白される各元素の分
析に使用でき、特に低濃度のP。
Sについての分析には有効である。
〔効果〕
以上訂述した如く本発明はクリプトンガスを使用して分
析することが可能であるので、P、  Sが低濃度であ
っても分析精度が高く、また本発明装置は分析すべき元
素、濃度の程度に対してアルゴンガスとクリプトンガス
との使い分けが可能であり、精度よ(また効率的に分析
できる等優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の実h&!状態を示す模式図、第2図、
第3図はクリプトンガスにより分析する際のP分析波長
付近及びS分析波長付近におけるスペクトルのプロフィ
ールを示すグラフ、第4図、第5図は本発明の分析に使
用するPの検2線及びSの検量線を示すグラフ、第6図
、第7図はアルゴンガスにより分析する際のP分析波長
付近及びS分析波Be付近におけるスペクトルのプロフ
ィールを示すグラフである。 l・・・分析試料 10・・・グロー放電管 21・・
、アルゴンガス 31・・・クリプトンガス 特許  出願人  住友金属工業株式会社代理人 弁理
士  河  野  登  夫1782.5    17
83.0    1783.S波長(ス) ′f4G  区 18070   1807.5   1808.Oll
長 (^) 幕 7B 波−k(A> 養 2 図 +804.o      1807.5    180
8.0彼条(^) 享 3 図 02040      ω p(1’pW+) 蔦 4 図 S  (FFII+)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、グロー放電管内に不活性ガスを供給してグロー放電
    発光分光分析を行う方法において、前記不活性ガスとし
    てクリプトンガスを使 用することを特徴とするグロー放電発光分光分析力法。 2、グロー放電管内に不活性ガスを供給してグロー放電
    発光分光分析を行う装置において、前記グロー放電管内
    へ2種類の不活性ガス を各別に供給する供給路を備えていることを特徴とする
    グロー放電発光分光分析装置。
JP15763185A 1985-07-16 1985-07-16 グロ−放電発光分光分析方法及び装置 Pending JPS6217644A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6319138A (ja) * 1986-07-14 1988-01-26 株式会社日立製作所 核磁気共鳴を用いた検査装置
JPH04212045A (ja) * 1990-03-19 1992-08-03 Kawasaki Steel Corp グロー放電発光分光分析方法及びその装置
JP2013250210A (ja) * 2012-06-01 2013-12-12 Rikkyo Gakuin K−Ar年代測定装置及び方法
CN105675585A (zh) * 2016-03-21 2016-06-15 重庆邮电大学 一种可用于野外勘测的便携式元素分析仪及其检测方法

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