(57)【要約】【課題】雰囲気調整用のガスとして複数種類のガスを利用可能な蛍光Ｘ線分析装置及び蛍光Ｘ線分析方法を提供する。【解決手段】蛍光Ｘ線分析装置は、Ｘ線管（Ｘ線照射部）５１からの一次Ｘ線とＸ線検出器（検出部）５２が検出する蛍光Ｘ線とが通過する測定室（内部空間）３１内を特定のガスの雰囲気にした上で蛍光Ｘ線分析を行う。測定室３１へガスを供給する配管１の途中に、ヘリウム用圧力調整器２１と窒素用圧力調整器２２とを並列に備え、各圧力調整器は、ガスの種類に応じた圧力に調整してあり、ガスを測定室３１へ供給する際には、ガスの経路を、ガスの種類に対応する圧力調整器を通過するように切換弁（経路切換手段）２６で切り換える。配管１の殆どの部分を共通に使用しながら、雰囲気調整用のガスとして複数種類のガスを使用することができる。【選択図】図１
2011013028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次Ｘ線を試料に照射するＸ線照射部と、一次Ｘ線の照射によって試料から発生する蛍光Ｘ線を検出する検出部と、前記Ｘ線照射部から発生した一次Ｘ線が試料へ照射されるまでに通過する空間、及び試料から発生した蛍光Ｘ線が前記検出部へ入射するまでに通過する空間を少なくとも含む内部空間を、特定のガスの雰囲気にした上で蛍光Ｘ線分析を行う蛍光Ｘ線分析装置において、
前記内部空間へガスを供給するための配管と、
該配管の途中に並列に設けてある複数の圧力調整器と、
該複数の圧力調整器を通過する経路の中から、前記内部空間へ供給するガスの経路を択一的に切り換える経路切換手段とを備え、
前記複数の圧力調整器の夫々は、前記内部空間へ供給するガスの圧力を、複数種類のガスの夫々に応じた圧力に調整するように構成してあること
を特徴とする蛍光Ｘ線分析装置。
【請求項２】
前記複数の圧力調整器の夫々は、前記配管を通して前記内部空間へ供給するガスの単位時間当たり流量が、ガスの種類によらない予め定められた共通の流量になるように構成してあること
を特徴とする請求項１に記載の蛍光Ｘ線分析装置。
【請求項３】
前記内部空間へ供給するガスの単位時間当たり流量を、予め定められた二通りの流量のいずれかに調節する流量調節手段を更に備えること
を特徴とする請求項２に記載の蛍光Ｘ線分析装置。
【請求項４】
前記配管は、流れるガスの単位時間当たり流量が互いに異なる二通りの分岐管に分岐しており、
該二通りの分岐管は共に前記内部空間に繋がっており、
前記流量調節手段は、前記二通りの分岐管の内でガスの単位時間当たり流量が相対的に大流量である分岐管の閉鎖及び開放を行う開閉弁であること
を特徴とする請求項３に記載の蛍光Ｘ線分析装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の蛍光Ｘ線分析装置を用いて試料の蛍光Ｘ線分析を行う方法において、
前記経路切換手段に、前記内部空間へ供給するガスの種類に対応する圧力調整器をガスが通過するように、ガスの経路を切り換えさせ、
前記流量調節手段に、前記内部空間へ供給するガスの単位時間当たり流量を、前記二通りの流量の内で大流量の方の流量に調節させ、
前記内部空間へのガスの供給を所定時間継続した後に、前記流量調節手段に、前記内部空間へ供給するガスの単位時間当たり流量を、前記二段階の流量の内で小流量の方の流量に調節させ、
前記内部空間へ供給するガスの単位時間当たり流量を、前記二段階の流量の内で小流量の方の流量に調節した後に、蛍光Ｘ線分析を開始すること
を特徴とする蛍光Ｘ線分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光Ｘ線分析装置に関し、より詳しくはヘリウム等の特定のガスの雰囲気中で測定を行う蛍光Ｘ線分析装置及び蛍光Ｘ線分析方法に関する。
【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線分析を行う蛍光Ｘ線分析装置は、一次Ｘ線を発生させるＸ線管、半導体検出素子又は比例計数管等を用いたＸ線検出器、Ｘ線検出器が検出したＸ線の波長分布又はエネルギー分布を分析する分析器等から構成される。蛍光Ｘ線分析を行う際は、Ｘ線管が発生した一次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。特許文献１には、液体又は粉末の試料の蛍光Ｘ線分析を行う蛍光Ｘ線分析装置が記載されている。
【０００３】
蛍光Ｘ線分析において試料中の軽元素の分析を行おうとする場合、軽元素からの蛍光Ｘ線が空気中で吸収され易く、また軽元素の蛍光Ｘ線スペクトルに空気中の元素からの蛍光Ｘ線のスペクトルが重畳するので、精度良く分析を行うことが困難である。そこで、従来の蛍光Ｘ線分析装置では、軽元素の蛍光Ｘ線分析を行うために、Ｘ線管及びＸ線検出器等が設けられた測定室内の空気をヘリウムガスで置換し、ヘリウムガスの雰囲気中で一次Ｘ線の試料への照射及び蛍光Ｘ線の検出が行われていた。ヘリウムガスの雰囲気中ではＸ線の吸収が少なく、また軽元素の蛍光Ｘ線スペクトルに重畳するＸ線スペクトルが発生し難いので、ヘリウムガスの雰囲気中で一次Ｘ線の照射及び蛍光Ｘ線の検出を行うことにより、軽元素の蛍光Ｘ線分析を精度良く行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１２７０２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述のように、軽元素の蛍光Ｘ線分析を行う場合は、ヘリウムガスの雰囲気中で一次Ｘ線の照射及び蛍光Ｘ線の検出を行うことが一般的である。但し、ヘリウムガスは高価であり、またヘリウムガスを供給するための設備は限られているので、より安価で供給が容易なガスを用いることで、より手軽に軽元素の蛍光Ｘ線分析を行いたいというニーズがある。例えば、窒素ガスはヘリウムガスよりも安価であり、また窒素ガスを供給する設備は広範に普及しているので、ヘリウムガスに替えて窒素ガスを用いることにより、より手軽に軽元素の蛍光Ｘ線分析を行うことができる。実際、窒素ガスの雰囲気中で一次Ｘ線の照射及び蛍光Ｘ線の検出を行った場合は、ヘリウムガスを用いた場合に比べて劣るものの、十分な精度で軽元素の蛍光Ｘ線分析を行うことができる。
【０００６】
しかしながら、ヘリウムガスと窒素ガス等の他のガスとでは、粘度が異なるので、同一の条件でガスを供給したとしても、ガスの単位時間当たり流量が異なる。例えば、窒素ガスはヘリウムガスよりも粘度が大きいので、同一の口径の配管を用いて同一の圧力で供給した場合は、窒素ガスの単位時間当たり流量はより少なくなる。ガスの単位時間当たり流量が少ない場合、空気を十分に置換することができないので、精度良く蛍光Ｘ線分析を行うことはできない。従って、蛍光Ｘ線分析装置の測定室内へガスを供給するための配管等のガス供給機構を一旦設けてしまうと、設けたガス供給機構に対応した特定のガスのみが利用可能となる。このため、従来の蛍光Ｘ線分析装置では、雰囲気調整用のガスとして、複数のガスを用いることができないという問題があった。例えば、試料又は必要な精度に応じてガスを使い分けることができない。ヘリウムガス供給用のガス供給機構と窒素ガス供給用のガス供給機構とを個別に設ける等、複数のガス供給機構を蛍光Ｘ線分析装置に設けた場合は、複数のガスを用いることができるものの、蛍光Ｘ線分析装置の構成が複雑となってコストが上昇するという問題がある。
【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、簡易な構成で、雰囲気調整用のガスとして複数種類のガスを利用可能な蛍光Ｘ線分析装置及び蛍光Ｘ線分析方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る蛍光Ｘ線分析装置は、一次Ｘ線を試料に照射するＸ線照射部と、一次Ｘ線の照射によって試料から発生する蛍光Ｘ線を検出する検出部と、前記Ｘ線照射部から発生した一次Ｘ線が試料へ照射されるまでに通過する空間、及び試料から発生した蛍光Ｘ線が前記検出部へ入射するまでに通過する空間を少なくとも含む内部空間を、特定のガスの雰囲気にした上で蛍光Ｘ線分析を行う蛍光Ｘ線分析装置において、前記内部空間へガスを供給するための配管と、該配管の途中に並列に設けてある複数の圧力調整器と、該複数の圧力調整器を通過する経路の中から、前記内部空間へ供給するガスの経路を択一的に切り換える経路切換手段とを備え、前記複数の圧力調整器の夫々は、前記内部空間へ供給するガスの圧力を、複数種類のガスの夫々に応じた圧力に調整するように構成してあることを特徴とする。
【０００９】
本発明においては、一次Ｘ線及び蛍光Ｘ線が通過する空間を含む内部空間を特定のガスの雰囲気にして蛍光Ｘ線分析を行う蛍光Ｘ線分析装置は、内部空間へガスを供給する配管の途中に、複数の圧力調整器を並列に備え、各圧力調整器は、ガスの圧力を、複数種類のガスの夫々に応じた圧力に調整してあり、ガスの経路がいずれの圧力調整器を通過するのかを切り換えることができる。ガスの種類に応じて、ガスが通過する圧力調整器を切り換えることにより、ガスの種類に応じた圧力でガスを内部空間へ供給することが可能となる。
【００１０】
本発明に係る蛍光Ｘ線分析装置は、前記複数の圧力調整器の夫々は、前記配管を通して前記内部空間へ供給するガスの単位時間当たり流量が、ガスの種類によらない予め定められた共通の流量になるように構成してあることを特徴とする。
【００１１】
本発明においては、蛍光Ｘ線分析装置の各圧力調整器は、ガスの種類に応じて、内部空間へ供給するガスの単位時間当たり流量がガスの種類によらない共通の流量になるように圧力を設定してある。これにより、いずれのガスを使用した場合でも、同一の単位時間当たり流量で内部空間へガスが供給されることになる。
【００１２】
本発明に係る蛍光Ｘ線分析装置は、前記内部空間へ供給するガスの単位時間当たり流量を、予め定められた二通りの流量のいずれかに調節する流量調節手段を更に備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る蛍光Ｘ線分析装置は、前記配管は、流れるガスの単位時間当たり流量が互いに異なる二通りの分岐管に分岐しており、該二通りの分岐管は共に前記内部空間に繋がっており、前記流量調節手段は、前記二通りの分岐管の内でガスの単位時間当たり流量が相対的に大流量である分岐管の閉鎖及び開放を行う開閉弁であることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る蛍光Ｘ線分析方法は、本発明に係る蛍光Ｘ線分析装置を用いて試料の蛍光Ｘ線分析を行う方法において、前記経路切換手段に、前記内部空間へ供給するガスの種類に対応する圧力調整器をガスが通過するように、ガスの経路を切り換えさせ、前記流量調節手段に、前記内部空間へ供給するガスの単位時間当たり流量を、前記二通りの流量の内で大流量の方の流量に調節させ、前記内部空間へのガスの供給を所定時間継続した後に、前記流量調節手段に、前記内部空間へ供給するガスの単位時間当たり流量を、前記二段階の流量の内で小流量の方の流量に調節させ、前記内部空間へ供給するガスの単位時間当たり流量を、前記二段階の流量の内で小流量の方の流量に調節した後に、蛍光Ｘ線分析を開始することを特徴とする。
【００１５】
本発明においては、蛍光Ｘ線分析装置の内部空間へガスを供給する配管は、単位時間当たり流量が異なる二通りの分岐管に分岐し、分岐管は共に内部空間に繋がっており、流量がより大流量である方の分岐管を開閉弁で開閉することにより、内部空間へ供給するガスの単位時間当たり流量を二段階に調節する。蛍光Ｘ線分析を実行する際には、大流量でガスを内部空間へ供給し、ガスの流量を小流量に調節した後で、蛍光Ｘ線分析を開始する。最初に大流量でガスを内部空間へ供給することにより、迅速にまた確実に内部空間内の空気がガスで置換される。空気がガスで置換された後は、ガスの単位時間当たり流量を小さくしたとしても、ガスの雰囲気は保たれる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明においては、粘性が互いに異なるので供給のために必要な圧力が互いに異なる複数種類のガスを、同一の配管を用いて蛍光Ｘ線分析装置の内部空間へ供給することが可能となる。従って、内部空間の雰囲気を調整するためのガスとして複数種類のガスを使用することが可能となり、試料又は必要な精度に応じてガスを使い分けることが可能となる。また複数種類のガスのいずれを使用した場合でも、圧力調整器を除いて配管の殆どの部分を共通に使用することができるので、蛍光Ｘ線分析装置のコストの上昇を最小限に抑制することができる。
【００１７】
また本発明にあっては、いずれのガスを使用した場合でも、同一の単位時間当たり流量で蛍光Ｘ線分析装置の内部空間へガスが供給されるので、雰囲気調整用のガスの種類を変更したとしてもガスの流量が変動することはなく、いずれのガスを使用する場合でも安定して蛍光Ｘ線分析を実行することが可能となる。
【００１８】
また本発明にあっては、最初に大流量でガスを内部空間へ供給することにより、確実に内部空間内の空気がガスで置換され、またガスの流量を小流量に調節してから蛍光Ｘ線分析を実行することにより、蛍光Ｘ線分析の精度を向上させると共に、雰囲気調整用のガスの消費量を抑制することができる等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る蛍光Ｘ線分析装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の蛍光Ｘ線分析方法の手順を示すフローチャートである。
【図３】蛍光Ｘ線分析を行う際のヘリウムガスの流れを示す模式図である。
【図４】蛍光Ｘ線分析を行う際の窒素ガスの流れを示す模式図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る蛍光Ｘ線分析装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る蛍光Ｘ線分析装置の構成を示すブロック図である。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３を備え、筐体３の内部には、空洞状の測定室３１が形成されている。筐体３の上面の一部には、測定室３１に繋がる貫通孔３４が形成されており、また蛍光Ｘ線分析装置は、貫通孔３４を含む筐体３上面の少なくとも一部を覆う蓋部４３を備えている。蓋部４３と筐体３の上面との間には、試料を保持する試料セル４１を配置するための空間である試料室４４が形成されている。また蓋部４３は、試料セル４１を試料室４４へ出し入れするために、筐体３に対して開閉可能な構成となっている。
【００２１】
試料セル４１は、粉末又は液体等の流動状の試料を保持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。またカップ状に形成された試料セル４１の開口部の口径は、筐体３に形成された貫通孔３４の径以上の大きさに形成されている。蛍光Ｘ線分析の対象となる試料はカップ状の試料セル４１内に充填され、更に試料セル４１の開口部は、Ｘ線を透過させるポリエステルシート等のＸ線透過膜４２で封止される。試料セル４１は、Ｘ線透過膜４２で封止された開口部を下側にして、筐体３の上面の内で貫通孔３４が形成された位置に配置される。試料セル４１が配置されることにより、貫通孔３４は塞がれることになる。
【００２２】
また蛍光Ｘ線分析装置は、測定室３１内に、一次Ｘ線を放射するＸ線管（Ｘ線照射部）５１とＸ線検出器（検出部）５２とを備えている。Ｘ線管５１は、貫通孔３４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、貫通孔３４の位置には試料セル４１が配置されているので、Ｘ線管５１から発生した一次Ｘ線はＸ線透過膜４２を透過して試料セル４１内の試料に照射される。一次Ｘ線を照射された試料セル４１内の試料は、蛍光Ｘ線を発生させ、蛍光Ｘ線はＸ線透過膜４２を透過して測定室３１内に放射される。Ｘ線検出器５２は、試料セル４１内の試料から発生した蛍光Ｘ線を検出する位置に配置されている。Ｘ線管５１が照射する一次Ｘ線及びＸ線検出器５２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。図１中に示すように、Ｘ線管５１から一次Ｘ線が試料へ照射されるまでに通過する空間、及び試料から発生した蛍光Ｘ線がＸ線検出器５２へ入射するまでに通過する空間は、測定室３１に含まれる。従って、測定室３１は、本発明における内部空間に対応する。
【００２３】
Ｘ線管５１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５１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５１は一次Ｘ線を測定室３１内へ放射する。Ｘ線検出器５２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５２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５２には、出力した電気信号を分析する分析部５３が接続されている。分析部５３は、Ｘ線検出器５２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、分析部５３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。Ｘ線管５１及び分析部５３には、Ｘ線管５１及び分析部５３の動作を制御する制御部５４が接続されている。また制御部５４には、使用者の操作により各種の指示を入力されるキーボード又はタッチパネル等の入力部５５と、分析結果を出力するディスプレイ又はプリンタ等の出力部５６とが接続されている。
【００２４】
本発明の蛍光Ｘ線分析装置は、測定室３１内の空気を２種類のガスで置換することができる構成となっている。本実施の形態においては、ヘリウムガスと窒素ガスとを雰囲気調整用のガスとして使用する形態を示す。筐体３には、ヘリウムガス又は窒素ガスであるガスを測定室３１へ供給するための供給口３２が形成されており、また筐体３の蓋部４３に覆われる部分には、測定室３１から試料室４４へガスを流入させるための流入口３３が形成されている。筐体３外から供給口３２を通ってガスが測定室３１へ供給され、また流入口３３を通ってガスが測定室３１から試料室４４へ流入することにより、測定室３１及び試料室４４内の空気はガスで置換され、ガスの雰囲気となる。筐体３及び蓋部４３には、空気が流出するための図示しない流出口が形成されている。なお、筐体３及び蓋部４３は、空気が流出することができる隙間を有する構成とすることにより、特段の流出口を設けていない形態であってもよい。
【００２５】
供給口３２には、ヘリウムガス又は窒素ガスのガス供給源６に繋がった配管１が連結されている。ガス供給源６は、ガスボンベ、ガスの発生器又はガスの供給管等である。配管１を介して、ヘリウムガス又は窒素ガスが測定室３１へ供給される。配管１の途中には、開閉弁２５が設けられており、開閉弁２５は、開閉することでガス供給源６からのガスの供給の開始及び停止を行う。開閉弁２５の下流側で、配管１は分岐管１１及び分岐管１２に分岐している。分岐管１１の途中には、ヘリウム用圧力調整器２１が設けられており、分岐管１２の途中には、窒素用圧力調整器２２が設けられている。
【００２６】
分岐管１１は、雰囲気調整用のガスとしてヘリウムガスを使用する場合にヘリウムガスを通過させる管であり、分岐管１２は、雰囲気調整用のガスとして窒素ガスを使用する場合に窒素ガスを通過させる管である。ヘリウム用圧力調整器２１は、ヘリウムガスに対して予め定められた特定の圧力にヘリウムガスの圧力を調整するように設定されており、また窒素用圧力調整器２２は、窒素ガスに対して予め定められた特定の圧力に窒素ガスの圧力を調整するように予め設定されている。具体的には、ヘリウム用圧力調整器２１及び窒素用圧力調整器２２は、測定室３１及び試料室４４へ供給するヘリウムガス及び窒素ガスの単位時間当たり流量が同一になるように設定されている。窒素ガスはヘリウムガスよりも粘性が大きいので、ヘリウムガス及び窒素ガスの単位時間当たり流量を同一にするためには、窒素ガスの圧力をより大きくする必要がある。例えば、ヘリウム用圧力調整器２１は圧力を２０ｋＰａに設定してあり、窒素用圧力調整器２２は圧力を８０ｋＰａに設定してある。
【００２７】
分岐管１１及び分岐管１２は、切換弁２６を介して合流している。切換弁２６は、分岐管１１及び分岐管１２のいずれか一方を閉鎖し、他方を開放する機能を有し、分岐管１１及び分岐管１２のいずれを開放するのかを切り換えることが可能である。雰囲気調整用のガスとしてヘリウムガスを使用する場合は、切換弁２６は分岐管１１を開放して分岐管１２を閉鎖し、雰囲気調整用のガスとして窒素ガスを使用する場合は、切換弁２６は分岐管１２を開放して分岐管１１を閉鎖する。このようにして、切換弁２６は、本発明における経路切換手段として機能する。
【００２８】
また切換弁２６の下流側で、配管１は分岐管１３及び分岐管１４に分岐している。分岐管１３の途中には、流量調節用開閉弁２７及び大流量用キャピラリ２３が設けられており、分岐管１４の途中には、小流量用キャピラリ２４が設けられている。大流量用キャピラリ２３及び小流量用キャピラリ２４は、一定の圧力のガスが一定の単位時間当たり流量で通過するように寸法及び形状が調整されている管であり、分岐管１３及び分岐管１４を通過するガスの単位時間当たり流量を規定する。大流量用キャピラリ２３は、小流量用キャピラリ２４よりも大きい単位時間当たり流量でガスが流れるように形成されている。このため、分岐管１３を流れるガスの流量は分岐管１４よりも大流量となる。ヘリウム用圧力調整器２１及び窒素用圧力調整器２２は、大流量用キャピラリ２３及び小流量用キャピラリ２４の寸法及び形状に応じて、ヘリウムガス及び窒素ガスのいずれが流れる場合でも、大流量用キャピラリ２３及び小流量用キャピラリ２４を流れるガスの単位時間当たり流量が同一になるように、ガスの圧力が予め設定されている。例えば、大流量用キャピラリ２３はガスの単位時間当たり流量が０．９Ｌ／分になるように形成され、小流量用キャピラリ２４はガスの単位時間当たり流量が０．１Ｌ／分になるように形成されている。実際には、大流量用キャピラリ２３及び小流量用キャピラリ２４での単位時間当たり流量が特定の値になるように、ヘリウム用圧力調整器２１及び窒素用圧力調整器２２での圧力設定が調節される。
【００２９】
流量調節用開閉弁２７は、開閉することで分岐管１３の開放及び閉鎖を行う。分岐管１３及び分岐管１４は合流し、分岐管１３及び分岐管１４が合流した配管１が供給口３２に連結している。流量調節用開閉弁２７が分岐管１３を開放した場合は、ガスは分岐管１３及び分岐管１４の両方を通過して供給口３２から測定室３１へ供給される。この場合、測定室３１へ供給されるガスの単位時間当たり流量は、大流量用キャピラリ２３及び小流量用キャピラリ２４により規定される単位時間当たり流量の合計となる。流量調節用開閉弁２７が分岐管１３を閉鎖した場合は、ガスは分岐管１４のみを通過して測定室３１へ供給される。この場合、測定室３１へ供給されるガスの単位時間当たり流量は、小流量用キャピラリ２４により規定される単位時間当たり流量となり、流量調節用開閉弁２７が分岐管１３を開放した場合に比べて小流量となる。このようにして、流量調節用開閉弁２７は、開閉によってガスの単位時間当たり流量を二通りの流量のいずれかに調節することができ、本発明における流量調節手段として機能する。
【００３０】
開閉弁２５、切換弁２６及び流量調節用開閉弁２７は、電磁弁であり、制御部５４によって動作を制御される構成となっている。また配管１には、図示しないリリーフバルブ、流量計及び圧力計が適宜設けられている。
【００３１】
次に、以上の構成でなる蛍光Ｘ線分析装置を用いた本発明の蛍光Ｘ線分析方法を説明する。図２は、本発明の蛍光Ｘ線分析方法の手順を示すフローチャートである。図３は蛍光Ｘ線分析を行う際のヘリウムガスの流れを示す模式図であり、図３中には、ガスの流れを太線の矢印で示す。蛍光Ｘ線分析を行う際には、まず、使用者は、試料セル４１に試料を充填し、試料セル４１の開口部をＸ線透過膜４２で封止する。使用者は、次に、蓋部４３を開け、筐体３の貫通孔３４の位置に、Ｘ線透過膜４２で封止した開口部を下側にして試料セル４１を載置し、蓋部４３を閉じる。蛍光Ｘ線分析装置は、蓋部４３が閉じたか否かを検出する図示しないセンサを備えており、蓋部４３が閉じていない状態では、Ｘ線管５１の放射口のシャッターを閉鎖することにより、蛍光Ｘ線分析の開始を禁止する構成となっている。蓋部４３を閉じた状態では、シャッターが開放され、Ｘ線管５１からの一次Ｘ線が測定室３１内に放射される。
【００３２】
試料セル４１が載置されて蓋部４３が閉じられた蛍光Ｘ線分析装置は、使用者が入力部５５を操作することにより、測定室３１及び試料室４４内の雰囲気を調整するために使用するガスの種類の設定を入力部５５で受け付ける（Ｓ１）。制御部５４は、次に、受け付けたガスの種類の設定に応じて、ガスの種類に対応する圧力調整器が設けられた分岐管を開放するように切換弁２６を切り換える（Ｓ２）。例えば、ガスの種類としてヘリウムガスの設定を受け付け、制御部５４は、分岐管１１を開放して分岐管１２を閉鎖するように切換弁２６を切り換える。図３（ａ）は、ヘリウムガスを使用する場合におけるステップＳ２での状態を示す。切換弁２６は、分岐管１１を開放して分岐管１２を閉鎖しており、またこの段階では、開閉弁２５は閉鎖されている。なお、予めガスの種類に合わせて切換弁２６が切り換えられている場合は、ステップＳ１及びＳ２は省略してもよい。
【００３３】
蛍光Ｘ線分析装置は、次に、使用者が入力部５５を操作することにより、分析開始の指示を入力部５５で受け付け（Ｓ３）、制御部５４は、開閉弁２５及び流量調節用開閉弁２７を開放させる（Ｓ４）。なお、流量調節用開閉弁２７は、分析開始前に予め開放してあってもよい。図３（ｂ）は、ステップＳ４を実行した時点での状態を示す。開閉弁２５が開放されることにより、ヘリウムガスがガス供給源６から配管１を通って測定室３１へ供給される。切換弁２６によって分岐管１２が閉鎖されて分岐管１１が開放されているので、ヘリウムガスは分岐管１１を通過する。ヘリウムガスが分岐管１１を通る際に、ヘリウムガスの圧力は、ヘリウム用圧力調整器２１によって予め定められた圧力に調整される。また流量調節用開閉弁２７が開放されているので、ヘリウムガスは分岐管１３及び分岐管１４の両方を通過する。ヘリウムガスは、大流量用キャピラリ２３及び小流量用キャピラリ２４の両方を通るので、大流量用キャピラリ２３及び小流量用キャピラリ２４によって規定される流量を合計した単位時間当たり流量で測定室３１へ供給される。大流量のヘリウムガスが測定室３１内へ供給され、更に試料室４４内へ供給されるので、測定室３１及び試料室４４内の空気は速やかにヘリウムガスで置換され、測定室３１はヘリウムガスの雰囲気となる。
【００３４】
制御部５４は、開閉弁２５を開放してから、予め定めてある５秒等の所定時間が経過したか否かを判定する（Ｓ５）。所定時間がまだ経過していない場合は（Ｓ５：ＮＯ）、制御部５４は、判定を続行する。開閉弁２５を開放してから所定時間が経過した場合は（ＳＳ５：ＹＥＳ）、制御部５４は、流量調節用開閉弁２７を閉鎖する（Ｓ６）。図３（ｃ）は、ステップＳ６を実行した時点での状態を示す。流量調節用開閉弁２７を閉鎖することにより、ヘリウムガスは、分岐管１３を通過できずに、分岐管１４を通って測定室３１へ供給される。ヘリウムガスは、大流量用キャピラリ２３及び小流量用キャピラリ２４の内で小流量用キャピラリ２４のみを通るので、小流量用キャピラリ２４によって規定される小流量の単位時間当たり流量で測定室３１へ供給される。
【００３５】
制御部５４は、前述のステップＳ６で流量調節用開閉弁２７を閉鎖することによりガスの単位時間当たり流量を小流量に調節した後に、Ｘ線検出器５２での蛍光Ｘ線の検出及び分析部５３での分析を開始することにより、蛍光Ｘ線分析を開始する（Ｓ７）。ヘリウムガスの雰囲気中で、Ｘ線管５１は一次Ｘ線を試料に照射し、Ｘ線検出器５２は試料からの蛍光Ｘ線を検出する。また分析部５３は検出結果の分析を行う。制御部５４は、次に、使用者の操作により分析終了の指示を入力部５５で受け付けるか、又は予め定められた分析時間が経過する等による、蛍光Ｘ線分析を終了するためのタイミングを待ち受ける（Ｓ８）。終了のタイミングがまだこない場合は（Ｓ８：ＮＯ）、制御部５４は、蛍光Ｘ線分析を続行する。終了のタイミングが来た場合は（Ｓ８：ＹＥＳ）、制御部５４は、検出した蛍光Ｘ線のスペクトル等の分析結果を出力部５６に出力させ（Ｓ９）、開閉弁２５を閉鎖し（Ｓ１０）、蛍光Ｘ線分析の処理を終了する。
【００３６】
なお、図３に示した例では、雰囲気調整用のガスとしてヘリウムガスを使用した例を示したが、窒素ガスを使用した場合でも、同様の方法で蛍光Ｘ線分析を実行することが可能である。図４は、蛍光Ｘ線分析を行う際の窒素ガスの流れを示す模式図である。雰囲気調整用のガスとして窒素ガスを使用する場合は、ステップＳ１で入力部５５はガスの種類として窒素ガスの設定を受け付け、ステップＳ２で、制御部５４は、分岐管１２を開放して分岐管１１を閉鎖するように切換弁２６を切り換える。図４（ａ）は、ステップＳ４を実行した時点での状態を示し、図４（ｂ）は、ステップＳ６を実行した時点での状態を示す。窒素ガスは、分岐管１２を通過し、窒素用圧力調整器２２で予め定められた圧力に調整されて測定室３１へ供給される。
【００３７】
以上詳述した如く、本発明の蛍光Ｘ線分析装置は、測定室３１へガスを供給する配管１の途中に、複数の圧力調整器を並列に備え、各圧力調整器は、ガスの圧力を、複数種類のガスの夫々に応じた圧力に調整してあり、ガスの経路がいずれの圧力調整器を通過するのかを切り換えることができる。ガスの種類に応じて、ガスが通過する圧力調整器を切り換えることにより、ガスの種類に応じた圧力でガスを測定室３１へ供給することが可能となり、粘性が互いに異なるので供給のために必要な圧力が互いに異なる複数種類のガスを、同一の配管を用いて測定室３１へ供給することが可能となる。従って、本発明の蛍光Ｘ線分析装置では、測定室３１内の雰囲気を調整するためのガスとして複数種類のガスを使用することが可能となり、試料又は必要な精度に応じてガスを使い分けることが可能となる。また本発明においては、複数の圧力調整器を並列に備えることにより、簡易的な構成で複数種類のガスの使用を可能にする。複数種類のガスのいずれを使用した場合でも、圧力調整器を除いて配管１の殆どの部分を共通に使用することができるので、複数種類のガスを使用するための構成は最小限となり、蛍光Ｘ線分析装置のコストの上昇を最小限に抑制することができる。また本発明では、各圧力調整器は、配管の寸法及び形状並びにガスの種類に応じて、測定室３１へ供給するガスの単位時間当たり流量がガスの種類によらない同一の流量になるように圧力を設定してある。これにより、いずれのガスを使用した場合でも、同一の単位時間当たり流量で測定室３１へガスが供給されることになる。雰囲気調整用のガスの種類を変更したとしてもガスの流量が変動することはなく、いずれのガスを使用する場合でも安定して蛍光Ｘ線分析を実行することが可能となる。
【００３８】
また本発明においては、配管１は、大流量用キャピラリ２３を有する分岐管１３と小流量用キャピラリ２４を有する分岐管１４とに分岐し、最終的に合流して供給口３２に連結している。蛍光Ｘ線分析装置は、流量調節用開閉弁２７を用いて分岐管１３の開閉を行うことにより、測定室３１へ供給するガスの単位時間当たり流量を二段階に調節することが可能であり、蛍光Ｘ線分析を実行する際には、まず大流量でガスを測定室３１へ供給し、ガスの流量を小流量に調節した後で、蛍光Ｘ線分析を開始する。まず最初に大流量でガスを測定室３１へ供給することにより、迅速にまた確実に測定室３１内の空気がガスで置換されるので、特に軽元素の蛍光Ｘ線分析において、蛍光Ｘ線分析の精度が向上する。一旦測定室３１内の空気がガスで置換された後は、ガスの単位時間当たり流量を小さくしたとしても、ガスの雰囲気は保たれる。従って、ガスの流量を小流量の方に調節してから蛍光Ｘ線分析を開始し、小流量でガスを測定室３１へ供給しながら蛍光Ｘ線分析を実行することにより、蛍光Ｘ線分析の精度を維持しながらも、雰囲気調整用のガスの消費量を抑制することができる。
【００３９】
なお、本実施の形態においては、供給口３２を介してガスを測定室３１へ供給し、流入口３３を介して測定室３１から試料室４４へガスを供給する形態を示したが、これに限るものではなく、蛍光Ｘ線分析装置は、配管１から測定室３１及び試料室４４へ個別にガスを供給する構成であってもよい。また本実施の形態においては、大流量でガスを測定室３１へ供給する際に、大流量用キャピラリ２３及び小流量用キャピラリ２４を通過したガスを供給する形態を示したが、これに限るものではなく、蛍光Ｘ線分析装置は、大流量でガスを測定室３１へ供給する際には大流量用キャピラリ２３のみを通過したガスを供給する構成であってもよい。
【００４０】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２に係る蛍光Ｘ線分析装置の構成を示すブロック図である。実施の形態２では、筐体３に形成された貫通孔３４は、Ｘ線透過膜３５によって封止されている。貫通孔３４をＸ線透過膜３５で封止することにより、試料セル４１から試料がこぼれた場合でも、試料が測定室３１内を汚染することを防止することができる。試料セル４１を貫通孔３４の位置に載置した状態では、貫通孔３４を封止するＸ線透過膜３５と試料セル４１の開口部を封止するＸ線透過膜４２との間に密閉空間３７が生成される。本実施の形態においては、測定室３１に加えて、この密閉空間３７も本発明における内部空間に対応する。
【００４１】
筐体３には、密閉空間３７へガスを供給するための供給路３６が形成されており、供給路３６には、配管１が連結されている。配管１の途中で分岐した分岐管１３及び分岐管１４は合流し、配管１は、分岐管１３及び分岐管１４が合流した下流で更に分岐し、分岐した配管１の夫々が供給口３２と供給路３６とに連結している。流量調節用開閉弁２７が開放している状態では、大流量用キャピラリ２３及び小流量用キャピラリ２４を通過したガスが、供給口３２を介して大流量で測定室３１へ供給されると共に、供給路３６を介して大流量で密閉空間３７へ供給される。また流量調節用開閉弁２７が閉鎖している状態では、小流量用キャピラリ２４を通過したガスのみが、供給口３２を介して小流量で測定室３１へ供給されると共に、供給路３６を介して小流量で密閉空間３７へ供給される。
【００４２】
本実施の形態においては、試料室４６内の空気をガスで置換する機能は蛍光Ｘ線分析装置にはない。蓋部４５は、試料セル４１を保護する機能、及び漏洩したＸ線を遮蔽する機能を有していれば良く、試料室４６内の雰囲気を保つ密閉性は不要である。蛍光Ｘ線分析装置のその他の構成は、実施の形態１と同様であり、対応する部分に同符号を付してその説明を省略する。
【００４３】
本実施の形態においても、実施の形態１と同様の処理を実行することにより、雰囲気調整用のガスとして複数種類のガスを使用することが可能であり、また、測定室３１及び密閉空間３７へ供給するガスの単位時間当たり流量を二段階に調節することにより、蛍光Ｘ線分析の精度を維持しながらも、雰囲気調整用のガスの消費量を抑制することができる。更に、本実施の形態においては、測定室３１及び密閉空間３７へ個別にガスを供給することにより、一次Ｘ線及び蛍光Ｘ線が通過する空間内の空気を効率的に置換し、試料室４４にもガスを供給する実施の形態１に比べて、雰囲気調整用のガスの消費量を抑制することが可能となる。
【００４４】
なお、本実施の形態においては、測定室３１及び密閉空間３７へ個別にガスを供給する形態を示したが、これに限るものではなく、蛍光Ｘ線分析装置は、一旦測定室３１へ供給したガスを、測定室３１から密閉空間３７へ供給する構成であってもよい。また以上の実施の形態１及び２においては、開閉弁２５、切換弁２６及び流量調節用開閉弁２７は、電磁弁であり、制御部５４により動作を制御される形態を示したが、これに限るものではなく、開閉弁２５、切換弁２６及び流量調節用開閉弁２７は、使用者の手動により動作する形態であってもよい。
【００４５】
また実施の形態１及び２においては、雰囲気調整用のガスとしてヘリウムガス及び窒素ガスを用いる形態を示したが、これに限るものではなく、本発明は、その他のガスを雰囲気調整用のガスとして使用する形態であってもよい。また実施の形態１及び２においては、配管１に２種類の圧力調整器を並列に設けることにより雰囲気調整用のガスとして２種類のガスを使用できる形態を示したが、これに限るものではなく、蛍光Ｘ線分析装置は、配管１に３種類以上の圧力調整器を並列に設けることにより雰囲気調整用のガスとして３種類以上のガスを使用できる形態であってもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１  配管
１１、１２、１３、１４  分岐管
２１  ヘリウム用圧力調整器
２２  窒素用圧力調整器
２３  大流量用キャピラリ
２４  小流量用キャピラリ
２５  開閉弁
２６  切換弁（経路切換手段）
２７  流量調節用開閉弁
３１  測定室（内部空間）
３５  Ｘ線透過膜
３７  密閉空間（内部空間）
４１  試料セル
４２  Ｘ線透過膜
５１  Ｘ線管（Ｘ線照射部）
５２  Ｘ線検出器（検出部）
５４  制御部
５５  入力部
【図１】
2011013028.tif 000003
【図２】
2011013028.tif 000004
【図３】
2011013028.tif 000005
【図４】
2011013028.tif 000006
【図５】
2011013028.tif 000007