(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料カップに試料を収容し、試料を収容した試料カップの開口部をＸ線透過シートで密封し、Ｘ線透過シートを間に挟んで試料カップに外枠を嵌合することによって蛍光Ｘ線分析用の試料セルを組み立てる際に使用する試料セル組立具において、
試料カップを載置するための台であり、
開口部を上側にした試料カップを載置する際に該試料カップの位置決めをする位置決め部と、
載置した試料カップに上側から外枠を嵌合する際に、試料カップの下側になる平坦な端面を押し上げて試料カップの内側に向けて凸に変形させる突起部と
を有する試料カップ載置台を含むこと
を特徴とする試料セル組立具。
【請求項２】
試料カップの前記端面側には円筒状の内枠が嵌め込まれ、該内枠の端部は前記端面よりも突出しており、
前記位置決め部は、平面上に隆起した円柱であり、
前記円柱の外径は前記内枠に内嵌する大きさであり、
前記円柱の高さは前記内枠の端部から前記端面までの距離よりも小さく、
前記突起部は、前記円柱の上面の中央で突出した突起であること
を特徴とする請求項１に記載の試料セル組立具。
【請求項３】
前記試料カップ載置台とは別体であり、
筒状をなし、
両端面が平行で軸に直交しており、
内径が前記試料セルの外径よりも大きく、
前記試料カップ載置台上に載置したときの高さが試料カップよりも高く、
前記試料カップ載置台上に、試料カップを囲繞するように載置され、その上にＸ線透過シートを載置するために使用するシート載置具を更に含むこと
を特徴とする請求項１又は２に記載の試料セル組立具。
【請求項４】
前記試料カップ載置台及び前記シート載置具とは別体であり、
筒状をなし、
内径は前記外枠を内嵌させる大きさであり、
外径は前記シート載置具の内径よりも小さく、
高さは前記外枠よりも高く、
前記シート載置具上に載置されたＸ線透過シートの上側から、内嵌した前記外枠を試料カップに向かってそれで押し込むことにより、試料カップに前記外枠を嵌合させるために使用する外枠嵌合具を更に含むこと
を特徴とする請求項３に記載の試料セル組立具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光Ｘ線分析用の試料を収容するための試料セルを組み立てる器具に関し、より詳しくは、揮発性の試料を密閉状態で収容するための試料セルを組み立てる試料セル組立具に関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光Ｘ線分析は、一次Ｘ線を試料に照射し、試料から発生する蛍光Ｘ線を検出し、蛍光Ｘ線のスペクトルから試料に含有される元素の定性分析又は定量分析を行う分析手法である。蛍光Ｘ線分析では、一次Ｘ線を試料へ照射し、一次Ｘ線を照射された試料から発生する蛍光Ｘ線をＸ線検出器で検出し、検出した蛍光Ｘ線のスペクトルを分析器で分析する。このような蛍光Ｘ線分析は、液体試料の元素分析に利用することができる。例えば、軽油等の液体燃料に含まれる有害成分を低減することを目的として、蛍光Ｘ線分析を利用した液体燃料の元素分析が行われる。特許文献１には、液体試料の蛍光Ｘ線分析を行う蛍光Ｘ線分析装置が記載されている。液体燃料等の揮発性の液体試料を分析する際には、揮発による試料の減少及び変質等を防止するために、密封した試料セル内に試料を収容しておく。
【０００３】
特許文献２には、液体試料を収容する試料セルが開示されている。この試料セルは、試料カップと、Ｘ線を透過させることができるＸ線透過シートと、試料カップに外嵌する外枠とを含んで構成されている。試料セルの組立時には、上面を開口部にした試料カップに液体試料を注入し、試料カップの上面にＸ線透過シートを置き、Ｘ線透過シートを間に挟みこんで試料カップに外枠が外嵌するように、試料カップの上側から外枠を嵌め込む。Ｘ線透過シートは、外枠を嵌め込む際に中心から周囲の方向に向けて引張られ、周囲部分が試料カップの外周と外枠との間で挟み込まれることにより、試料カップの開口部を密封するように張設される。蛍光Ｘ線分析を行う際には、Ｘ線透過シートを試料セルの底面とし、Ｘ線透過シートを通して一次Ｘ線を試料セル内の試料に照射し、Ｘ線透過性シートを透過して放出される蛍光Ｘ線を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１２７０２８号公報
【特許文献２】特開平９−２５７６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
試料セルの組立時に試料セル内を液体試料で満杯にしようとすると、液体試料が試料セルからあふれることになるので、満杯にはできず、試料セル内には液体試料と若干の空気が封入されることになる。液体試料が燃料等の揮発性の高い液体である場合、時間の経過に伴って液体試料が試料セル内で揮発し、試料セル内の圧力が上昇することになる。試料セル内の圧力が上昇した場合、試料セルを密封しているＸ線透過シートが膨張する。試料からの蛍光Ｘ線が透過するＸ線透過シートが膨張した場合、試料と蛍光Ｘ線を検出する検出器との距離が変動し、検出器で検出する蛍光Ｘ線の強度が変動し、高精度な元素分析ができないという問題がある。
【０００６】
また従来では、試料セルの組立時に、液体試料を注入した後の試料カップの開口部にＸ線透過シートを置き、その上で外枠を嵌め込んでいるので、試料セルの組立が完了する前に液体試料がＸ線透過シートに付着することがある。Ｘ線透過シートの液体試料が付着した部分は、試料カップの縁に接触したときにすべりが悪くなり、Ｘ線透過シートを張設するときにしわが発生する原因となる。Ｘ線透過シートは蛍光Ｘ線分析を行う際に試料セルの底面となるので、しわが発生した場合は、液体試料が漏出する虞があり、また試料と検出器との距離が変動して高精度な元素分析ができないという問題がある。また、外枠を嵌め込む際には、Ｘ線透過シートを周囲の方向に引張る張力が不均一になり易く、張力が不均一であることは、Ｘ線透過シートにしわが発生する原因となる。
【０００７】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、試料セル内の圧力の上昇を吸収できるようにＸ線透過シート以外の部分を変形可能に試料セルを組み立てることにより、蛍光Ｘ線分析時のＸ線透過シートの膨張を防止することができるように試料セルを組み立てる試料セル組立具を提供することにある。
【０００８】
また本発明の他の目的とするところは、試料セルの組立時にＸ線透過シートにしわが発生することを防止することができる試料セル組立具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る試料セル組立具は、試料カップに試料を収容し、試料を収容した試料カップの開口部をＸ線透過シートで密封し、Ｘ線透過シートを間に挟んで試料カップに外枠を嵌合することによって蛍光Ｘ線分析用の試料セルを組み立てる際に使用する試料セル組立具において、試料カップを載置するための台であり、開口部を上側にした試料カップを載置する際に該試料カップの位置決めをする位置決め部と、載置した試料カップに上側から外枠を嵌合する際に、試料カップの下側になる平坦な端面を押し上げて試料カップの内側に向けて凸に変形させる突起部とを有する試料カップ載置台を含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る試料セル組立具は、試料カップの前記端面側には円筒状の内枠が嵌め込まれ、該内枠の端部は前記端面よりも突出しており、前記位置決め部は、平面上に隆起した円柱であり、前記円柱の外径は前記内枠に内嵌する大きさであり、前記円柱の高さは前記内枠の端部から前記端面までの距離よりも小さく、前記突起部は、前記円柱の上面の中央で突出した突起であることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る試料セル組立具は、前記試料カップ載置台とは別体であり、筒状をなし、両端面が平行で軸に直交しており、内径が前記試料セルの外径よりも大きく、前記試料カップ載置台上に載置したときの高さが試料カップよりも高く、前記試料カップ載置台上に、試料カップを囲繞するように載置され、その上にＸ線透過シートを載置するために使用するシート載置具を更に含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る試料セル組立具は、前記試料カップ載置台及び前記シート載置具とは別体であり、筒状をなし、内径は前記外枠を内嵌させる大きさであり、外径は前記シート載置具の内径よりも小さく、高さは前記外枠よりも高く、前記シート載置具上に載置されたＸ線透過シートの上側から、内嵌した前記外枠を試料カップに向かってそれで押し込むことにより、試料カップに前記外枠を嵌合させるために使用する外枠嵌合具を更に含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明においては、試料カップの開口部を上側にしてＸ線透過シートで開口部を密封する作業を行う際に、突起部を有する試料カップ載置台に試料カップを載置することにより、試料カップの端面が内側に向けて凸に変形する。
【００１４】
また本発明においては、試料を収容した試料カップの上にＸ線透過シートを配置する際、試料カップ載置台上の試料カップを囲繞し、しかも試料カップよりも背が高いシート載置具に、Ｘ線透過シートを載置することにより、試料に接触せずにＸ線透過シートを試料カップの上に配置することができる。
【００１５】
また本発明においては、Ｘ線透過シートを固定するために試料カップに外枠を嵌合する際に、外枠に外嵌する筒状の外枠嵌合具を用いて、シート載置具上に載置されたＸ線透過シートの上から外枠を差し込むことにより外枠を嵌合するので、外枠嵌合具はシート載置具の内壁にガイドされて外枠をほぼ垂直に差し込み、Ｘ線透過シートが均一に広がる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にあっては、本発明の試料セル組立具を用いて組み立てた試料セルは、内部で流体試料が揮発して内部圧力が上昇した場合であっても、予め内側に向けて凸に変形させてあった試料カップの端面が外側に向けて変形し、一次Ｘ線及び蛍光Ｘ線が透過するＸ線透過シートが膨張することは無い。従って、流体試料内の元素分布以外の要因で蛍光Ｘ線の強度が変化することがなくなるので、蛍光Ｘ線分析により流体試料の元素分析を高精度に行うことが可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】蛍光Ｘ線分析装置の構成を示す模式図である。
【図２】試料セル及びセルホルダの構成を示す断面図である。
【図３】試料セルの構成を示す分解斜視図である。
【図４】セルホルダの構成を示す分解斜視図である。
【図５】本発明の試料セル組立具の構成を示す斜視図である。
【図６】試料セルの組立方法を正面視で説明する説明図である。
【図７】試料セルの組立方法を正面視で説明する説明図である。
【図８】試料セルの組立方法を正面視で説明する説明図である。
【図９】試料セルの組立方法を正面視で説明する説明図である。
【図１０】試料セルの組立方法を正面視で説明する説明図である。
【図１１】セル支持部材を裏返しにした斜視図である。
【図１２】セルホルダを組み立てるためのセルホルダ組立具を示す斜視図である。
【図１３】セルホルダ組立具の軸に沿った断面図である。
【図１４】セルホルダ組立具を用いたセルホルダの組立方法を説明する模式的断面図である。
【図１５】組み立てられたセルホルダを示す断面図である。
【図１６】セルホルダ上に載置した試料セルを示す断面図である。
【図１７】カップ端面が圧力の上昇に伴って変形した後の試料セルを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
図１は、蛍光Ｘ線分析装置の構成を示す模式図である。蛍光Ｘ線分析装置は、Ｘ線を遮蔽する材料で箱状に形成された筐体５を備え、筐体５の上部は平面に構成されている。筐体５の上部平面の中央には開口部が形成されており、この開口部に内嵌させる態様でセルホルダ２が装着されている。そして、分析対象の試料が収容された試料セル（蛍光Ｘ線分析用試料セル）１がセルホルダ２上に載置される。また蛍光Ｘ線分析装置は、筐体５の上面の内、開口部を含む部分を覆うカバー６を設けており、セルホルダ２とセルホルダ２上に載置された試料セル１は、カバー６で覆われる。試料セル１は、粉末又は液体燃料等の流体試料を収容するためのセルであり、カップ状の形状に形成されている。セルホルダ２にはＸ線を透過させることができるＸ線透過シート２２が設けられており、また試料セル１の下面はＸ線透過シート１２で構成されている。
【００１９】
筐体５の内部には、空洞状の測定室５１が形成されており、また筐体５には、測定室５１内へ一次Ｘ線を放射するＸ線管３とＸ線検出器４とを備えている。Ｘ線管３は、筐体５の開口部へ向けて一次Ｘ線を照射する位置に配置されている。蛍光Ｘ線分析を行う際には、筐体５の開口部の位置にはセルホルダ２及び試料セル１が配置されているので、Ｘ線管３から発生した一次Ｘ線は、セルホルダ２のＸ線透過シート２２及び試料セル１のＸ線透過シート１２を通過して、試料セル１内の試料に照射される。一次Ｘ線を照射された試料セル１内の試料は、蛍光Ｘ線を発生させ、蛍光Ｘ線はＸ線透過シート１２及びセルホルダ２のＸ線透過シート２２を透過して測定室５１内に放射される。Ｘ線検出器４は、試料セル１内の試料から発生した蛍光Ｘ線を検出できる位置に配置されている。Ｘ線管３が照射する一次Ｘ線及びＸ線検出器４が検出する蛍光Ｘ線が通過する経路は、図１中に破線矢印で示している。
【００２０】
Ｘ線管３の一次Ｘ線を放射する放射口には、図示しない開閉可能なシャッターが設けられている。Ｘ線管３は、一次Ｘ線の出力を安定させるために、常時Ｘ線を発生させる構成となっており、シャッターが開放されることにより、Ｘ線管３は一次Ｘ線を放射する。Ｘ線検出器４は、検出素子として比例計数管を用いた構成となっており、比例計数管に入射した蛍光Ｘ線のエネルギーに比例した電気信号を出力する。なお、Ｘ線検出器４は、検出素子として、半導体検出素子等の比例計数管以外の検出素子を用いた形態であってもよい。Ｘ線検出器４には、マイコン等を用いて構成された図示しない信号分析部が接続されている。信号分析部は、Ｘ線検出器４が出力した電気信号を受け付け、蛍光Ｘ線のエネルギーに対応する各電気信号の強度及びその数をカウントし、蛍光Ｘ線のエネルギーとカウント数との関係、即ち蛍光Ｘ線のスペクトルを取得する処理を行う。なお、信号分析部は、取得した蛍光Ｘ線のスペクトルに基づいて、蛍光Ｘ線を発生した元素の定性分析又は定量分析を更に行う形態であってもよい。
【００２１】
筐体５の開口部にセルホルダ２が装着された状態では、セルホルダ２によって筐体５内の測定室５１は密閉空間となる。筐体５には、測定室５１に繋がっており、測定室５１内へガスを供給するための供給口５２が形成されている。供給口５２には、ガスを供給する図示しないガス配管が連結されている。蛍光Ｘ線分析を行う際は、供給口５２から測定室５１内へヘリウムガス又は窒素ガス等のガスが供給され、測定室５１内の空気がガスによって置換される。図１中には、供給されたガスを実線矢印で示す。Ｘ線管３は、測定室５１内の空気と置換されたガスに直接触れないように、シール用の金属箔３１を介して筺体５に取り付けられている。分析対象の試料によっては、蛍光Ｘ線の各スペクトルのバックグラウンドを低減させるために一次フィルタを用い、Ｘ線管３からの一次Ｘ線を一次フィルタを通してから照射する場合がある。この場合、シール用の金属箔３１の代わりに一次フィルタを用いてもよい。
【００２２】
また、セルホルダ２に試料セル１が載置された状態では、セルホルダ２のＸ線透過シート２２と試料セル１のＸ線透過シート１２との間に空間が生じる。蛍光Ｘ線分析装置は、Ｘ線透過シート２２とＸ線透過シート１２との間の空間にガスを供給するための図示しない供給機構を備えている。この供給機構の働きにより、Ｘ線透過シート２２とＸ線透過シート１２との間の空間内の空気もヘリウムガス又は窒素ガス等のガスで置換される。
【００２３】
図２は、試料セル１及びセルホルダ２の構成を示す断面図であり、図３は、試料セル１の構成を示す分解斜視図である。試料セル１は、セル内枠１０、試料カップ１１、セル外枠１３及びＸ線透過シート１２にて構成されている。セル内枠１０は、円筒状をなしており、ポリエチレンなどのプラスチック又は金属等にて成形されている。セル内枠１０の上端部には、外周面の一周に亘って鍔部１０ａが設けられている。またセル内枠１０の外周面には、軸方向における中央位置に、一周に亘って溝部１０ｂが形成されており、セル内枠１０の内周面には、一周に亘って環状の突部１０ｃが突設されている。
【００２４】
試料カップ１１は、軟質のプラスチックフィルム等のシートを折り曲げて成形したものである。試料カップ１１は、一端がカップ端面１１１となっており、他端に開口部を有する円筒状の試料収容部１１２と、試料収容部１１２の開口部に連設され、試料収容部１１２の外周面から所定間隔を隔てて試料収容部１１２の外周面を囲むように設けられた円筒状の囲い部１１３と、囲い部１１３の端部に外周面の一周に亘って設けられた鍔部１１４とを有している。また、後述するように、カップ端面１１１は、試料セル１の内部に向かって変形することが可能である。
【００２５】
試料収容部１１２の外径はセル内枠１０の内径より小さく、囲い部１１３の内径はセル内枠１０の外径と略等しい。また、セル内枠１０の鍔部１０ａを除いた高さ（上下方向の長さ）は、試料収容部１１２及び囲い部１１３の間の空間の高さよりも若干短い。よって、試料収容部１１２及び囲い部１１３の間の空間には、セル内枠１０の鍔部１０ａが試料カップ１１の鍔部１１４に当接するまで、セル内枠１０を上側から挿入することができる。試料カップ１１にセル内枠１０を挿入した場合、セル内枠１０は試料カップ１１の囲い部１１３に内嵌し、セル内枠１０の内周面と試料カップ１１の試料収容部１１２の外周面との間には隙間が生じる。
【００２６】
Ｘ線透過シート１２は、試料カップ１１の外径より十分に大きな直径を有する略円形の薄いシートであり、液体燃料等の流体試料は通さず、しかもＸ線を透過させる物質で形成されている。Ｘ線透過シート１２は、例えば、ポリエステルのシートにより製造される。Ｘ線透過シート１２は、試料が収容された試料カップ１１の開口部を覆うことによって試料カップ１１内を密閉し、試料カップ１１の（即ち、試料セル１の）底面をなす。
【００２７】
セル外枠１３は、円筒状をなし、ポリエチレンなどのプラスチック又は金属等にて成形されている。セル外枠１３の内径は、試料カップ１１の外径より若干大きく、セル外枠１３には、試料収容部１１２及び囲い部１１３の間にセル内枠１０が挿入された状態の試料カップ１１を、開口部側から挿入して嵌合させることができる。このときに、試料カップ１１の開口部をＸ線透過シート１２で覆った状態でセル外枠１３内に嵌合させることで、Ｘ線透過シート１２の外縁側の部分が試料カップ１１の外周面とセル外枠１３の内周面との間に挟み込まれる。よって、試料カップ１１内の流体試料が開口部からこぼれ出ることがないようにＸ線透過シート１２が試料セル１の底面として強固に固定される。
【００２８】
セル外枠１３の上端部には、外周面の一周に亘って鍔部１３ａが設けられており、鍔部１３ａは、嵌合されたセル内枠１０及び試料カップ１１をそれぞれの鍔部１０ａ及び１１４にて支持する。またセル外枠１３の内周面には、セル内枠１０の外周面に設けられた溝１０ｂに対応する位置に、一周に亘って突部１３ｂが設けられており、この突部１３ｂは、セル外枠１３に内嵌されたセル内枠１０の溝部１０ｂに、試料カップ１１の囲い部１１３及びＸ線透過シート１２を挟んだ状態で係合する。これにより、セル内枠１０及びセル外枠１３の間に、試料カップ１１及びＸ線透過シート１２が強固に挟持される。
【００２９】
図４は、セルホルダ２の構成を示す分解斜視図である。セルホルダ２は、セル支持部材２１及びＸ線透過シート２２から構成されている。セル支持部材２１は、銅又はアルミニウム等の金属製であり、周壁部２１２を有する円筒の一端に、中央に開口部２１６が形成された円板状の底板部２１３が設けられ、他端に鍔部２１１が設けられた形状となっている。周壁部２１３の内径は、試料セル１のセル外枠１３の円筒部分の外径より大きく、周壁部２１３の高さは、試料セル１の軸方向の高さより十分に低い。
【００３０】
またセル支持部材２１は、底板部２１３の内縁部分（開口部２１６の周縁部分）に、開口部２１６の一周に亘って、開口部２１６の内側へ向けて斜め上方に突設された支持部２１４を有している。即ち、支持部２１４は上側に縮径する円筒状（略円錐台形）をなしており、支持部２１４の突端部（上端部）は、円環状の水平で滑らかな支持平面２１５が形成されている。支持平面２１５の外径は、試料セル１の試料カップ１１の開口部の直径より小さい。なお、図示の支持部２１４は上側に縮径する筒状としたが、これに限るものではなく、支持部２１４は略垂直に形成されていてもよい。
【００３１】
Ｘ線透過シート２２は、セル支持部材２１の外径より大きな直径を有する略円形の薄いシート状をなし、試料セル１のＸ線透過シート１２と同様のものである。Ｘ線透過シート２２は、後述する方法で、セル支持部材２１の底面にあてがわれ、オーリング等の環状弾性部材によって外側から固定されることにより、セル支持部材２１に装着される。セル支持部材２１に装着されたＸ線透過シート２２は、開口部２１６を覆って閉塞する。セル支持部材２１にＸ線透過シート２２を装着することによって、セルホルダ２が組み立てられる。組み立てたセルホルダ２をボルト等を用いて筐体５の開口部に取り付けることにより、蛍光Ｘ線分析装置の測定室５１が密閉される。
【００３２】
次に、試料セル１を組み立てるための本発明の試料セル組立具を説明する。図５は、本発明の試料セル組立具の構成を示す斜視図である。試料セル組立具は、試料セル１の組立時に試料カップ１１を支持する試料カップ載置台７１と、Ｘ線透過シート１２を支持するシート載置具７２と、セル外枠１３を試料カップ１１に嵌合するために使用する外枠嵌合具７３とを含んでいる。試料カップ載置台７１、シート載置具７２及び外枠嵌合具７３は、いずれも真鍮又はアルミニウム等の金属で形成されている。なお、シート載置具７２は樹脂で形成されていてもよい。
【００３３】
試料カップ載置台７１は、平板状に形成された平板部７１１の上面に、円柱部（位置決め部）７１２が設けられ、円柱部７１２の頂面上に突起部（押し上げ部）７１３が形成された構成となっている。平板部７１１の広さは、試料セル１及びシート載置具７２を載置するために十分な広さとなっている。円柱部７１２の外径は、セル内枠１０の鍔部１０ａの内径よりも若干小さく、セル内枠１０を嵌合した試料カップ１１を開口部を上にして試料カップ載置台７１に載置したときに、セル内枠１０の鍔部１０ａが円柱部７１２に外嵌して試料カップ１１の位置決めができる大きさとなっている。円柱部７１２の高さは、セル内枠１０の鍔部１０ａの高さよりも低く形成されている。突起部７１３は、円柱部７１２の頂面の略中央に設けられている。突起部７１３の高さは、円柱部７１２と合わせた高さがセル内枠１０の鍔部１０ａの高さよりも若干高く、セル内枠１０を嵌合した試料カップ１１を開口部を上にして試料カップ載置台７１に載置したときに、試料カップ１のカップ端面１１１が突起部７１３に押されて変形する高さとなっている。なお、試料カップ載置台７１は、試料カップ１１の位置決めのために、円柱部７１２ではなく、セル内枠１０の鍔部１０ａの形状に合わせた溝を形成した形状であってもよい。
【００３４】
シート載置具７２は、両端が開口した円筒状に構成されている。シート載置具７２の内径は、セル外枠１３の鍔部１３ａの外径及び試料カップ１１の鍔部１１４の外径よりも大きく、Ｘ線透過シート１２の外径よりも小さく形成されている。シート載置具７２の外径は、Ｘ線透過シート１２をシート載置具７２の上面に載置できるだけの大きさとなっている。なお、シート載置具７２の外径は、多角形等の円以外の形状であってもよい。シート載置具７２の高さは、セル内枠１０を嵌合した試料カップ１１よりも高く形成されている。即ち、セル内枠１０を嵌合した試料カップ１１を試料カップ載置台７１に載置し、更にシート載置具７２を載置したときには、試料カップ載置台７１は試料カップ１１を囲繞し、高さもより高い。また、試料カップ載置台７１上に載置したシート載置具７２の上にＸ線透過シート１２を載置できるように、シート載置具７２の両端面は平行で軸に直交している。なお、試料カップ載置台７１は、シート載置具７２を載置したときにシート載置具７２を位置決めするための円柱部又は溝を更に形成した形状であってもよい。
【００３５】
外枠嵌合具７３は、両端が開口した円筒状に構成されている。外枠嵌合具７３の内径は、セル外枠１３の鍔部１３ａの外径よりも小さく、セル外枠１３の他の部分の外径よりも若干大きく、鍔部１３ａとは逆側からセル外枠１３を差し込んでセル外枠１３を内嵌させることができる大きさに形成されている。外枠嵌合具７３の外径は、シート載置具７２の内径よりも小さく、シート載置具７２内に差し込むことができる大きさに形成されている。また外枠嵌合具７３の高さは、セル外枠１３よりも高くなっている。なお、外枠嵌合具７３は、所持し易いように鍔部を有する形状であってもよく、また、セル外枠１３を試料カップ１１に嵌合した後でセル外枠１３を外し易いように一部にスリットを形成してあってもよい。
【００３６】
次に、本発明の試料セル組立具を用いた試料セル１の組立方法を説明する。図６〜図１０は、試料セル１の組立方法を正面視で説明する説明図である。まず、図６（ａ）に示すように、鍔部１０ａを下側としたセル内枠１０に上側から試料カップ１１を被せる。この状態では、カップ端面１１１が下側となっており、セル内枠１０は試料カップ１１に嵌合している。次に、図６（ｂ）に示すように、セル内枠１０を嵌合した試料カップ１１を、カップ端面１１１が下側となった状態で、試料カップ載置台７１の円柱部７１２の上に載置する。
【００３７】
図７（ａ）は、試料カップ載置台７１に載置した試料カップ１１の断面図を示す。試料カップ載置台７１の円柱部７１２は、セル内枠１０に内嵌し、試料カップ１１は位置決めされている。また試料カップ１１のカップ端面１１１は、突起部７１３によって押され、試料カップ１１の内側に向けて凸に変形している。次に、図７（ａ）に示すように、試料カップ１１の内側に液体試料Ｓを注入する。図７（ｂ）は、液体試料Ｓを注入した後の試料カップ１１の断面図を示す。液体試料Ｓは、試料カップ１１から溢れ出ることを防止するために、試料カップ１１の上端よりも若干低い位置にまで注入される。
【００３８】
液体試料Ｓを注入した後、図８（ａ）に示すように、試料カップ１１の上側から被せるようにシート載置具７２を試料カップ載置台７１上に載置する。図８（ａ）には、シート載置具７２の内面を破線で示す。シート載置具７２を試料カップ載置台７１上に載置した状態では、試料カップ１１はシート載置具７２によって囲繞され、図８（ｂ）に示すように、正面視では、試料カップ１１はシート載置具７２に覆い隠される。図８（ｂ）には、シート載置具７２の内面と、試料カップ載置台７１に隠された試料カップ１１及びセル内枠１０とを破線で示す。なお、シート載置具７２を試料カップ載置台７１上に載置した後で液体試料Ｓを試料カップ１１に注入してもよい。次に、図８（ｂ）に示すように、Ｘ線透過シート１２をシート載置具７２の上に載置する。この状態では、Ｘ線透過シート１２は、試料カップ１１よりも高いシート載置具７２に載置されているので、試料カップ１１内の液体試料Ｓには接触しない。
【００３９】
更に、図９（ａ）に示すように、鍔部１３ａを下側としたセル外枠１３に上側から外枠嵌合具７３を被せる。この状態では、セル外枠１３は外枠嵌合具７３に内嵌している。次に、図９（ｂ）に示すように、セル外枠１３が内嵌した外枠嵌合具７３を、Ｘ線透過シート１２を載置したシート載置具７２の上から押し込む。セル外枠１３は、シート載置具７２の内壁によってガイドされながら、外枠嵌合具７３によって押し込まれる。Ｘ線透過シート１２はセル外枠１３に押されて試料カップ１１の開口部の縁に接触する。セル外枠１３は、試料カップ１１との間にＸ線透過シート１２を挟みながら降下し、突部１３ｂがセル内枠１０の溝部１０ｂに係合した時点で停止する。
【００４０】
図１０（ａ）は、セル外枠１３を押し込んだ状態での断面図を示す。セル外枠１３は、試料カップ１１及びＸ線透過シート１２を間に挟んでセル内枠１０に外嵌し、試料カップ１１及びＸ線透過シート１２はセル内枠１０及びセル外枠１３の間に挟持される。またセル外枠１３によって押されて降下したＸ線透過シート１２は、試料カップ１１の開口部を覆って閉塞させる。セル外枠１３を押し込む際にはＸ線透過シート１２が周囲の方向に引張られ、セル外枠１３はシート載置具７２の内壁及び外枠嵌合具７３によってガイドされてほぼ垂直に押し込まれるので、Ｘ線透過シート１２を周囲の方向に引張る張力は均一となる。従って、Ｘ線透過シート１２にはしわが発生し難く、Ｘ線透過シート１２は、試料カップ１１を密封するように張設される。またＸ線透過シート１２は、張設される直前まで、液体試料Ｓにも試料カップ１１の開口部の縁にも接触しないので、試料セル１の組立が完了する前に液体試料ＳがＸ線透過シート１２に付着することが原因でＸ線透過シート１２を張設するときにしわが発生することが無くなる。またセル外枠１３を押し込む際に試料セル１全体が下方へ押し込まれ、試料カップ載置台７１の突起部７１３によるカップ端面１１１の変形が確実に行われる。外枠嵌合具７３の高さはセル外枠１３よりも高いので、セル外枠１３が試料カップ１１に嵌合した状態でも、外枠嵌合具７３の上端はシート載置具７２の上端よりも突出しており、外枠嵌合具７３を上から押すことにより確実にセル外枠１３を押し込むことができる。
【００４１】
次に、外枠嵌合具７３及びシート載置具７２が取り去られ、試料セル１を試料カップ載置台７１から取り外すことにより、図１０（ｂ）の断面図で示す如き試料セル１の組立が終了する。外枠嵌合具７３の上端はシート載置具７２の上端よりも突出しているので、外枠嵌合具７３を取り外すことは容易である。組み立てられた試料セル１は、内部に液体試料Ｓを密封しており、カップ端面１１１は内側に向かって凸に変形している。
【００４２】
次に、セルホルダ２を組み立てるためのセルホルダ組立具、及びセルホルダ組立具を用いたセルホルダ２の組立方法を説明する。セルホルダ２は、セル支持部材２１を裏返しにした上でＸ線透過シート２２を装着することによって組み立てられる。図１１は、セル支持部材２１を裏返しにした斜視図である。セル支持部材２１は、底板部２１３の裏面にあたる環状の底面２１７を有し、周壁部２１２の壁面には、開口部２１６の周囲を一周する周回溝２１８が形成されている。セルホルダ２を組み立てるには、開口部２１６を閉塞するようにＸ線透過シート２２を調節し、オーリング等の環状弾性部材を周回溝２１８に嵌め込むことによりＸ線透過シート２２を固定すればよい。しかしながら、オーリング等の環状弾性部材でＸ線透過シート２２を固定する際にＸ線透過シート２２にしわが発生し易いので、しわの発生を防止しながらＸ線透過シート２２をセル支持部材２１に装着することができるセルホルダ組立具が必要となる。
【００４３】
図１２は、セルホルダ２を組み立てるためのセルホルダ組立具を示す斜視図である。セルホルダ組立具８は、金属又は樹脂等の材料で、全体として円筒状に形成されている。また、セルホルダ組立具８は、軸方向の途中から頂面側に向けて外径が単調に減少するようにテーパ状に形成されており、更に、軸方向の途中から底面側に向けて外径が単調に減少するようにテーパ状に形成されている。即ち、セルホルダ組立具８の外径は、頂面側から底面側にかけて、徐々に大きくなり、一端最大になった後、途中から徐々に小さくなる。図１３は、セルホルダ組立具８の軸に沿った断面図である。セルホルダ組立具８の底面８１の周縁部には、底面８１に直交する方向に突出した環状突出部８２が形成されている。環状突出部８２の内径は、セル支持部材２１の周壁部２１２に外嵌する大きさとなっている。また環状突出部８２の高さは、セル支持部材２１の底面２１７から周回溝２１８までの距離よりも小さくなっている。
【００４４】
図１４は、セルホルダ組立具８を用いたセルホルダ２の組立方法を説明する模式的断面図である。図１４（ａ）に示すように、まず、底面２１７を上側にしたセル支持部材２１に対し、底面２１７上にＸ線透過シート２２を載置し、更にその上からセルホルダ組立具８を載置する。セルホルダ組立具８を載置した状態では、セルホルダ組立具８の底面８１は、Ｘ線透過シート２２をはさんでセル支持部材２１の底面２１７に当接する。また環状突出部８２は、Ｘ線透過シート２２をはさんでセル支持部材２１の周壁部２１２に外嵌する。
【００４５】
セルホルダ組立具８をセル支持部材２１上に載置した状態で、オーリング２３を頂面側からセルホルダ組立具８に嵌める。オーリング２３の直径は、セル支持部材２１の周回溝２１８に嵌合する大きさとなっている。次に、図１４（ｂ）に白矢印で示すように、オーリング２３を頂面側から底面８１の方へ徐々にずらしていく。セルホルダ組立具８の頂面は外径が最小であり、オーリング２３をずらしていくほど外径が大きくなるので、オーリング２３は均等に広がる。また、オーリング２３を更に移動させ、環状突出部８２よりも更に下側にオーリング２３を移動させる。セルホルダ組立具８の外径は途中から徐々に小さくなるので、オーリング２３は、弾性によって容易に移動する。また環状突出部８２がセル支持部材２１の周壁部２１２に外嵌しているので、オーリング２３は、位置をずらすことにより、セルホルダ組立具８からセル支持部材２１へ確実に移動する。周壁部２１２に沿って更に下側へオーリング２３を移動させることにより、オーリング２３は、セル支持部材２１の周回溝２１８に嵌まり込み、Ｘ線透過シート２２をセル支持部材２１に固定する。その後、セルホルダ組立具８を取り外すことにより、セルホルダ２の組立が終了する。
【００４６】
図１５は、組み立てられたセルホルダ２を示す断面図である。セル支持部材２１の底面２１７に載置されたＸ線透過シート２２は、周回溝２１８に嵌まり込んだオーリング２３によって固定されている。オーリング２３が周壁部２１２に沿って移動する際に、Ｘ線透過シート２２は周囲の方向に均一に引張られ、開口部２１６を塞ぐように張設される。
【００４７】
組み立てたセルホルダ２の上下を反転させ、Ｘ線透過シート２２を下側にし、ボルト等を用いてセルホルダ２を筐体５の開口部に取り付ける。セルホルダ２を取り付けることにより、蛍光Ｘ線分析装置の測定室５１が密閉される。更に、組み立てた試料セル１の上下を反転し、Ｘ線透過シート１２を底面にし、カップ端面１１１を上側にして、試料セル１がセルホルダ２上に載置される。図１６は、セルホルダ２上に載置した試料セル１を示す断面図である。試料セル１は、Ｘ線透過シート１２を底面にし、Ｘ線透過シート１２がセル支持部材２１の支持平面２１５に当接するように、セルホルダ２上に載置される。試料セル１内には、液体試料Ｓと若干の空気とが封入されている。試料セル１がセルホルダ２上に載置された状態でＸ線管３から一次Ｘ線が照射され、蛍光Ｘ線分析が行われる。Ｘ線管３からの一次Ｘ線は、図１６に示す図の下側から照射され、一次Ｘ線はＸ線透過シート２２及び１２を透過して試料セル１内の流体試料Ｓに照射され、流体試料Ｓから発生した蛍光Ｘ線は、Ｘ線透過シート１２及び２２を透過して放出される。
【００４８】
蛍光Ｘ線分析の実行中に、時間の経過に伴って流体試料Ｓが揮発し、試料セル１内の圧力が上昇した場合は、カップ端面１１１が圧力の上昇に伴って変形する。図１７は、カップ端面１１１が圧力の上昇に伴って変形した後の試料セル１を示す断面図である。予め内側に向けて凸に変形させてあったカップ端面１１１は、試料セル１内の圧力上昇に伴って、試料セル１の外側に向かって広がりながら変形し、これによって試料セル１の内部の容積が増大する。試料セル１の内部の容積が増大することによって、試料セル１内の圧力の上昇が緩和されるので、Ｘ線透過シート１２が圧力の上昇によって膨張することが防止される。
【００４９】
以上のように、本発明の試料セル組立具を用いて組み立てた試料セル１を用いた蛍光Ｘ線分析装置では、試料セル１内で流体試料Ｓが揮発して試料セル１内の圧力が上昇した場合であっても、一次Ｘ線及び蛍光Ｘ線が透過する窓部であるＸ線透過シート１２が膨張することは無い。蛍光Ｘ線を透過させるＸ線透過シート１２が膨張することが無いので、流体試料Ｓと蛍光Ｘ線を検出するＸ線検出器４との距離が変動することも無く、Ｘ線検出器４で検出する蛍光Ｘ線の強度が変動することも無い。従って、流体試料Ｓ内の元素分布以外の要因で蛍光Ｘ線の強度が変化することがなくなるので、蛍光Ｘ線分析により流体試料Ｓの元素分析を高精度に行うことが可能となる。
【００５０】
また本発明では、試料セル１の組立が完了する前に液体試料ＳがＸ線透過シート１２に付着することが原因でＸ線透過シート１２にしわが発生すること、及びセル外枠１３を嵌め込む際にＸ線透過シート１２を引張る張力が不均一になることが原因でＸ線透過シート１２にしわが発生することが防止される。従って、Ｘ線透過シート１２にしわが発生することが原因で液体試料Ｓが試料セル１から漏出することが無い。またＸ線透過シート１２のしわが原因で液体試料ＳとＸ線検出器４との距離が変動することが無いので、蛍光Ｘ線分析により流体試料Ｓの元素分析を高精度に行うことが可能となる。
【符号の説明】
【００５１】
１  試料セル
１０  セル内枠
１１  試料カップ
１１１  カップ端面
１２  Ｘ線透過シート
１３  セル外枠
２  セルホルダ
２１  セル支持部材
２２  Ｘ線透過シート
２３  オーリング
３  Ｘ線管
４  Ｘ線検出器
７１  試料カップ載置台
７１３  突起部
７２  シート載置具
７３  外枠嵌合具
８  セルホルダ組立具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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