(57)【要約】【課題】  エックス線分析装置を用いて測定対象の組成物質を測定する場合に、不用意にエックス線が発せらると作業者が被曝するおそれがあることに鑑みて、作業中における被曝の機会を極力減じるエックス線分析装置を提供する。【解決手段】  測定対象物Ｏの被測定位置が、発生装置２の照射方向と検出装置３の検出方向の交点Ｃに位置した状態にあることを、基準位置から被測定位置までとの距離を測距装置30で検出し、この距離が基準位置から該交点Ｃまでの距離と一致した場合、すなわち測定準備が完了した場合に、発生装置２の作動を許可することにより発生する。これにより、測定準備作業中に不用意に発生装置２からエックス線が発せられることを防止して、作業者の被曝を防止する。【選択図】        図１
2008111781.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象の被測定位置に対して白色エックス線を照射するエックス線発生手段と、前記被測定位置から放出されたエックス線のエネルギーと強度を検出するエックス線検出手段とを有し、照射角度と検出角度を所定の関係に保って前記エックス線発生手段とエックス線検出手段とをそれぞれ移動させ、前記エックス線検出手段により取得されたエックス線のエネルギーと強度とに基づいて回折エックス線分析と蛍光エックス線分析を行うエックス線分析装置において、
前記エックス線発生手段から発せられたエックス線の入射位置と、前記エックス線検出手段による検出位置とが、前記被測定位置に一致した状態で、前記エックス線発生手段の作動を許可することを特徴とするエックス線分析装置。
【請求項２】
測定対象の被測定位置に対して白色エックス線を照射するエックス線発生手段と、前記被測定位置から放出されたエックス線のエネルギーと強度を検出するエックス線検出手段とを有し、照射角度と検出角度を所定の関係に保って前記エックス線発生手段とエックス線検出手段とをそれぞれ移動させ、前記エックス線検出手段により取得されたエックス線のエネルギーと強度とに基づいて回折エックス線分析と蛍光エックス線分析を行うエックス線分析装置において、
測定対象における被測定位置と基準位置との間の距離を測定する測距手段を備え、
前記測距手段により求めた測定距離が、基準位置から前記エックス線発生手段による入射方向と前記エックス線検出手段による検出方向との交点までの距離に一致した状態で、前記エックス線発生手段の作動を許可することを特徴とするエックス線分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エックス線を用いて試料を分析するエックス線分析装置に関し、特に、試料に対するエックス線の照射を、測定準備の完了後に確実に行うようにしたエックス線分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
白色エックス線を試料に照射し、その照射位置における回折線と蛍光エックス線とを同時に検出することにより試料を分析するエネルギー分散型エックス線回折・分光装置を、本願出願人は既に提案している（特許文献１参照）。このエックス線回折・分光装置は、白色エックス線発生手段とエックス線検出手段とをそれぞれ離散した異なる第１の位置と第２の位置とに移動させ、それぞれの位置における前記エックス線検出手段により各エネルギー毎のエックス線強度を得て、得られたデータに所定の処理を施して、回折エックス線に関するデータと蛍光エックス線のデータを得るようにしたものである。
【０００３】
このエックス線回折・分光装置では、エックス線発生手段とエックス線検出手段とを、第１の位置と第２の位置とに移動させて測定を行うことができるため、可搬性に優れた装置とすることができるものである。良好な可搬性を備えているため、測定対象が設置されている場所に携行して測定を行うことができる利点を備えている。
【０００４】
【特許文献１】国際公開  ＷＯ  ２００５／００５９６９  Ａ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、特許文献１に開示されているエックス線分析装置により、測定対象の設置場所までこのエックス線分析装置を搬入させて測定を行えることにより、汎用性の高いエックス線分析装置となるものである。
【０００６】
測定対象が設置されている現場は、測定室のように機能的に整理されておらず、現場によっては作業者の測定準備のための作業範囲が制限されるほどに狭小な場合があり、準備作業が繁雑となると共に、作業者の作業位置がエックス線発生手段の照射範囲となるおそれがある。このような状況で、準備作業中にエックス線が不用意に発せられた場合には、準備作業に携わっている作業者がエックス線に被曝するおそれが生じる。特に、可搬性に優れたエックス線分析装置であるから、史跡や遺跡等が現場となる場合が考えられ、測定時間等の測定条件に制限がある現場では、測定の準備作業を迅速に行う必要があり、不用意にエックス線を発してしまうおそれがある。
【０００７】
そこで、この発明は、測定準備が完了するまでエックス線を発することができないようにして、作業者が被曝するおそれを極力減じることことができるエックス線分析装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するための技術的手段としてこの発明に係るエックス線分析装置の測定処理方法は、測定対象の被測定位置に対して白色エックス線を照射するエックス線発生手段と、前記被測定位置から放出されたエックス線のエネルギーと強度を検出するエックス線検出手段とを有し、照射角度と検出角度を所定の関係に保って前記エックス線発生手段とエックス線検出手段とをそれぞれ移動させ、前記エックス線検出手段により取得されたエックス線のエネルギーと強度とに基づいて回折エックス線分析と蛍光エックス線分析を行うエックス線分析装置において、前記エックス線発生手段から発せられたエックス線の入射位置と、前記エックス線検出手段による検出位置とが、前記被測定位置に一致した状態で、前記エックス線発生手段の作動を許可することを特徴としている。
【０００９】
測定対象に対する組成物質の検出は、前記エックス線発生手段から発生されたエックス線が測定対象に対する入射位置と前記エックス線検出手段による検出位置とが一致しなければならない。これらを一致させる作業はエックス線分析装置の調整作業において、エックス線の照射方向と検出方向とが交差するようにすることで完了し、この交点に測定対象が位置した状態で測定可能となる。測定対象がこの交点に位置するには、測定対象に対してエックス線分析装置の位置を調整する準備作業を要する。この準備作業が完了した時点で、測定が可能となるものであるから、作業準備の完了を待ってエックス線発生手段の作動を可能とするようにしたものである。
【００１０】
また、請求項２の発明に係るエックス線分析装置は、測定対象の被測定位置に対して白色エックス線を照射するエックス線発生手段と、前記被測定位置から放出されたエックス線のエネルギーと強度を検出するエックス線検出手段とを有し、照射角度と検出角度を所定の関係に保って前記エックス線発生手段とエックス線検出手段とをそれぞれ移動させ、前記エックス線検出手段により取得されたエックス線のエネルギーと強度とに基づいて回折エックス線分析と蛍光エックス線分析を行うエックス線分析装置において、測定対象における被測定位置と基準位置との間の距離を測定する測距手段を備え、前記測距手段により求めた測定距離が、基準位置から前記エックス線発生手段による入射方向と前記エックス線検出手段による検出方向との交点までの距離に一致した状態で、前記エックス線発生手段の作動を許可することを特徴としている。
【００１１】
測定対象が前記交点に位置したか否かを機械的に確認できるようにしたものであり、基準位置から測定対象までの距離を測定し、この距離が基準位置から前記交点までの距離と等しいと判断された場合に、準備作業が完了したとするものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明に係るエックス線分析装置によれば、準備作業が完了した後でなければエックス線発生手段を作動させることができないから、準備作業の途中でエックス線が発せられることがなく、作業者等が被曝することを防止できる。
【００１３】
また、請求項２の発明に係るエックス線分析装置によれば、測定対象が測定に供される位置に位置したことを人手によらずに前記測距手段により確実に検知できるから、準備作業の完了後に確実にエックス線発生手段の作動を許可することができる。このため、作業者等が被曝することを確実に防止できる。なお、測距手段による検出信号に基づいて、測定対象が測定に供される位置に位置したことを標示灯などを点灯させ、あるいは警報等を吹鳴させて作業者等に準備作業の完了を通知するようにすることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図示した好ましい実施の形態に基づいて、この発明に係るエックス線分析装置を具体的に説明する。
【００１５】
図１にこの実施形態に係るエックス線分析装置１の正面からの斜視図を、図２に測定のための動作を説明する一部を想像線で示す平面図を、図３に構造を説明する平面図を、図４に正面図をそれぞれ示してある。このエックス線分析装置１は、白色エックス線を発生するエックス線発生手段である発生装置２と、この発生装置２で発生された白色エックス線が測定対象となる測定対象物Ｏを照射した位置（被測定位置）で反射したエックス線を捕捉して、当該位置におけるエックス線のエネルギーと強度とを検出するエックス線検出手段である検出装置３と、これら発生装置２と検出装置３の移動を案内するガイドレール４等により構成されている。前記発生手段２から発生した白色エックス線はこの発生手段２の先端から照射方向に伸長させたキャピラリー12を通して射出され、前記検出手段３の先端から検出方向に伸長させたキャピラリー13を通して捕捉される。
【００１６】
前記発生装置２と検出装置３は、それぞれ摺動プレート21、31に取り付けられて保持されており、これら摺動プレート21、31は保持プレート22、32に対して、それぞれ照射方向と検出方向に摺動可能とされている。これら摺動プレート21、31の摺動は、図４に示すように、摺動プレート21、31と保持プレート22、32との間に介在させた直動ガイド装置Ｇ12によって案内されるようにしてある。また、この摺動プレート21、31には、発生装置２と検出装置３の側方に張り出させて、図２及び図３に示すように、係合ブラケット23a、33aが設けられている。他方、保持プレート22、32のそれぞれには、照射方向側の両端部と検出方向側の両端部とのそれぞれに設けられた支持ブラケット24a、24b、34a、34bに回動自在に駆動スクリュー23b、33bが掛け渡されており、これら駆動スクリュー23b、33bのそれぞれに前記係合ブラケット23a、33aに形成されたナット部が螺合させてある。これら駆動スクリュー23b、33bは、発生装置２の反出射側すなわち背部側の支持ブラケット24aと、検出装置３の反入射側すなわち背部側の支持ブラケット34aよりもさらに背部側に突出させてあり、この突出させた部分に操作つまみ25、35が嵌着されており、操作者がこの操作つまみ25、35を摘んで回転させると駆動スクリュー23b、33bがそれぞれ回動する。また、保持プレート22、32の表面であって前記駆動スクリュー23b、33bに沿った部分には、前記係合ブラケット23a、33aの位置を把握できるよう、目盛26、36が刻設されている。これら保持プレート22、32は前記ガイドレール４に連繋して、このガイドレール４に案内されて移動可能とされている。
【００１７】
前記ガイドレール４は、図１〜図３に示すように、円弧状に形成されている。このガイドレール４の円弧の中心は、図２及び図３に示すように、発生装置２の照射方向Ｄoと検出装置３の検出方向Ｄiとの交点Ｃとしてあり、この交点Ｃが測定予定位置となり、測定対象物Ｏの組成物質を測定する位置となる被測定位置をこの測定予定位置に一致させた状態で測定が行われる。
【００１８】
ガイドレール４は図４に示すように、断面鳩尾形状に形成されており、保持プレート22、32にこの断面形状と合致する形状の連繋溝22a、32aが形成され、この連繋溝22a、32aの長手方向をガイドレール４の曲率と等しい曲率で円弧状に湾曲させてあり、この連繋溝22a、32aを介して保持プレート22、32がガイドレール４と連繋させてある。したがって、前記発生装置２の照射方向と、検出装置３の検出方向とを、前記交点Ｃ即ち測定予定位置を指向させた状態に維持しながら移動させることができる。また、このガイドレール４は、分割して形成されている。この実施形態では３分割で形成されており、各別にベースプレート５に止めネジ4aによって固定されている。他方、ベースプレート５には、このガイドレール４が取り付けられる位置に、図４に示すように、収容溝4bが形成されており、ガイドレール４の下端部がこの収容溝4bに収容されて、ガイドレール４の円弧の形状が維持されるようにしてある。さらに、図１〜図３に示すように、ベースプレート５には、ガイドレール４の内側に位置させて、該ガイドレール４の内側の円弧に合致する形状の維持面を有する維持板5aが取り付けられている。すなわち、ガイドレール４を前記収容溝4bに収容させて拘束すると共に、前記維持板5aを、維持面がガイドレール４の内側面に押圧した状態でベースプレート５に固定することにより、ガイドレール４が歪むことを防止している。これは、ガイドレール４が、前述したように、発生装置２と検出装置３の移動を案内する場合に、これら発生装置２と検出装置３の停止時における位置関係には高い精度が要求されるためであり、ガイドレール４に歪みが生じては精度を維持できなくなるおそれがあるためである。
【００１９】
前記ガイドレール４の外方には、このガイドレール４が沿っている円弧と同心の円弧に沿わせて外側に歯6aが形成されている円弧状のラック６が配設されている。他方、前記保持プレート22、32のそれぞれには、前記駆動スクリュー23b、33bを挟んで発生装置２と検出装置３の反対側に、これら発生装置２と検出装置３を移動させるための駆動モータ27、37がそれぞれ取り付けられている。この駆動モータ27、37にステッピングモータを用いることが、発生装置２と検出装置３の移動を高精度に制御できるので好ましい。この駆動モータ27、37の出力軸には前記ラック６と噛合するピニオン27a、37aが嵌着させてある。これらピニオン27a、37aは、２枚の同一形状の歯車を軸方向に重ねると共に、これら２枚の歯車の歯の位置を周方向に僅かにずらして前記出力軸に嵌着させてある。この歯の位置のずれによって、ラック６の歯との間に生じるバックラッシュが除去されるようにしてある。なお、図２及び図３においては、これらラック６とピニオン27a、37aとをピッチ円で示してある。
【００２０】
前記ベースプレート５は、前記ガイドレール４とラック６とが敷設され、前記維持板5aを取り付けるのに十分なほぼ円弧状をした架台部5bと、この架台部5bの背部に伸長させた台板部5cとが一体とされている。この台板部5cにはコントロールボックス７が取り付けられており、前記駆動モータ27、37の駆動回路がこのコントロールボックス７に収容されている。なお、この駆動回路に対して駆動信号等の制御信号を出力する制御回路は、このエックス線分析装置１による測定場所から適宜距離を離隔した位置に配された図示しないメインボックス内に配されている。
【００２１】
前記ベースプレート５の下方には支持プレート８が配されて、これらベースプレート５と支持プレート８とは、ベースプレート５を支持プレート８に対して図２及び図３においてガイドレール４の径方向となるＹ方向に移動自在に、直動ガイド装置Ｇ58を介して連繋させてある。さらに、前記支持プレート８は架台プレート９の上方に配されており、支持プレート８と架台プレート９とは、支持プレート８が架台プレート９に対して図２及び図３においてガイドレール４の径方向と直交する径直角方向となるＸ方向に移動自在に、直動ガイド装置Ｇ89を介して連繋させてある。前記ベースプレート５の支持プレート８に対する移動は径方向駆動モータ51の作動により行われ、支持プレート８の架台プレート９に対する移動は径直角方向駆動モータ81により行われる。なお、この移動機構は、これら駆動モータ51、81の出力回転で駆動スクリューを回動させ、この駆動スクリューと螺合させたナット部を、ベースプレート５と支持プレート８のそれぞれに設けた構造等とすることができる。
【００２２】
前記ベースプレート５は前述したように、少なくとも円弧状に形成する必要から架台部5bを有する形状とされているが、前記支持プレート８と架台プレート９は、前記X方向の移動とＹ方向の移動を行わせる機構を組み込めるものであれば任意の形状とすることができる。一方、このエックス線分析装置１の小型軽量化は、良好な可搬性を確保するために好ましい。また、ベースプレート５が円弧状とされていれば、測定対象物Ｏが立体的で、測定位置がこの立体の凹んだ部分となる場合には、測定位置よりも前方にある部分を円弧状の内側部分に位置させることができるので、測定を支障なく行うことができて好ましい。このため、ベースプレート５を円弧状に形成し、支持プレート８と架台プレート９とは、この円弧状の内側に突出する部分がない形状とすることが好ましい。そこで、この実施形態では、架台プレート９はベースプレート５と支持プレート８とを支持するために、ベースプレート５の架台部5bとほぼ等しい形状の円弧状に形成し、支持プレート８は、架台プレート９に対してＸ方向へ移動することが可能であり、ベースプレート５がＹ方向へ移動することを案内するのに十分となる大きさの矩形に形成されている。支持プレート８が矩形とされているため、ベースプレート５の測定対象物Ｏ側、すなわち前部側の端部が支持プレート８から外れた位置となる。他方、前記発生装置２と検出装置３とはベースプレート５の端部まで移動するが、端部まで移動した場合には、これら発生装置２と検出装置３との重量によってベースプレート５が撓んでしまうおそれがある。これを防止するために、図５に示すように、ベースプレート５が、測定対象物Ｏから最も離隔した位置にある端部の下方に、架台プレート９に固定した支持ブラケット10が配されている。この支持ブラケット10は、架台プレート９に固定された台座部10aに支持部10bが昇降可能に支持されて、高さ調整が自在となるように設けられ、この支持部10bの上面に転動可能に支持球10cが保持されている。ベースプレート５は、下面がこの支持球10cに接した状態で支持されるようにしてある。なお、支持部10bの昇降は、支持部10bの下部にネジ部10dを設け、台座部10aにこのネジ部10dと螺合するナット部を設けて、ネジ部10dを回動させることにより行わせることができる。
【００２３】
前記発生装置２から出射される照射エックス線はキャピラリー12に測定位置を照射するよう案内され、測定位置で反射した検出エックス線はキャピラリー13によって案内されて検出装置３に入射するようにしてある。これらキャピラリー12、13は、発生装置２と検出装置３とのそれぞれに被せられたカバー14、15を介して取り付けられている。キャピラリー12、13は中空円筒で形成されており、いずれのキャピラリー12、13も同一形状であれば発生装置２と検出装置３との間の互換性があって好ましい。前記カバー14、15にはキャピラリーホルダ16が取り付けられており、このキャピラリーホルダ16にキャピラリー12、13が保持される。なお、キャピラリー12、13が同一形状である場合には、キャピラリーホルダ16は発生装置２と検出装置３とに共通の形状とすることが好ましい。
【００２４】
図６は、キャピラリーホルダ16にキャピラリー12が保持された状態を示す断面図である。キャピラリーホルダ16の先端部の開口にはキャピラリーチャック16aが挿入されており、このキャピラリーチャック16aの先端部開口からキャピラリー12が挿入される。このキャピラリーチャック16aは、中間部に先端部よりも拡径された拡径部16dが形成されており、前記キャピラリーホルダ16の先端開口部にはこの拡径部16dよりも内径を小径とした環状の係止環16eが止着されている。また、キャピラリーチャック16aの先端部の外径はこの係止環16eの内径よりも小さくしてある。このため、キャピラリーチャック16aはキャピラリーホルダ16の基端部側から挿入して、前記拡径部16dの段部が前記係止環16eに当接した状態で配されるようにしてある。他方、キャピラリー12にはロックナット16bが遊嵌され、このロックナット16bはキャピラリーチャック16aの先端部の外周面に形成された雄ネジと螺合する。キャピラリーチャック16aの先端部は、外側に僅かに拡開されており、ロックナット16bが締め付けられると、この先端部が内側に撓むようにしてある。また、キャピラリーチャック16aの内周面には、キャピラリー12に接触するよう縮径されたスロート部16cが形成されており、ロックナット16bの締め付けによる前記先端部の撓みによって、このスロート部16cがさらに縮径されてキャピラリー12を適宜な力で保持するようにしてある。他方、キャピラリーホルダ16の先端部近傍には、調整ネジ17が螺合されている。この調整ネジ17は周方向にほぼ等間隔で４カ所に設けられており、先端を前記キャピラリーチャック16aに当接させるようにしてある。この調整ネジ17をそれぞれ適宜に締め付けることにより、キャピラリー12の指向方向を調整できると共に、キャピラリーチャック16aがキャピラリーホルダ16に保持される。
【００２５】
前記発生装置２には前記カバー14が取り付けられて、このカバー14の先端部に前記キャピラリーホルダ16が取り付けられている。エックス線が出射される発生装置２の先端部は円錐台形に形成されており、前記カバー14はこの円錐台形の部分に被せられる。この円錐台形の基部に円柱形の胴部2aが連続しており、この胴部2aに環状の保持フレーム18が嵌着され、この保持フレーム18に前記カバー14が固定されている。カバー14と保持フレーム18との結合は、図４に示すように、保持フレーム18の前面に形成された凹所にカバー14を嵌合させて、いわゆるインロウ形式によって行われている。また、保持フレーム18の背面に形成された凹所に、発生装置２の胴部2aの基部に形成されたフランジ部2bを嵌合させて、いわゆるインロウ形式よって結合させてあり、このフランジ部2bの背面側から固定板18aを当接させ、この固定板18aを保持フレーム18にネジ止めすることにより、このフランジ部2bを保持フレーム18と固定板18aとにより挟持させて、発生装置２が保持フレーム18に固定されている。そして、この保持フレーム18が前記摺動プレート21の止着されて、発生装置２が摺動プレート21に取り付けられた状態としてある。
【００２６】
他方、検出装置３には保持フレーム19が嵌着され、この保持フレーム19に前記カバー15が固定されて取り付けられている。また、この保持フレーム19が前記摺動プレート31に止着されて、検出装置３が摺動プレート31に取り付けられた状態としてある。
【００２７】
前記カバー14、15には管継ぎ手20aが取り付けられており、この管継ぎ手20aを介して、カバー14の内外部が連通させてあり、内部側ではキャピラリー12、13の内部に連通させてある。そして、図１に示すようにチューブ20が管継ぎ手20aに接続されている。このチューブ20には、図示しないヘリウムガスの供給装置が接続されており、ヘリウムガスがカバー14の内部からキャピラリー12、13の内部にシールガスとして供給されるようにしてある。なお、シールガスは、チューブ20の途中に流量計等を介在させて、キャピラリー12、13への供給量を調整することができるようにしてある。
【００２８】
前記ガイドレール４は、図１〜図３に示すように、前記交点Ｃを中心とした円弧に沿ってベースプレート５に設けられている。このベースプレート５のガイドレール４の交点Ｃ側に測距手段としての測距装置30が設けられている。この測距装置30は、レーザー光線を発するレーザー光源31と、発せられたレーザー光線が測定対象で反射してその反射光線を受け入れる受光部32とを備えている。また、レーザー光線は、その進行方向が前記交点Ｃを通過するようにしてあり、極力小さい径のものとすることが好ましい。また、この測距装置30で測定する範囲は、前記交点Ｃを含む径方向にある位置であって、交点Ｃの前後に数mm程度の範囲でよく、特に交点Ｃまでの距離を正確に測定できるものであれば好ましい。この測距装置30の駆動回路と検出された距離情報の処理回路等も前記コントロールボックス７に収容されている。
【００２９】
図７はこのエックス線分析装置により分析を行うシステムの構成を示す図で、エックス線分析装置１の前記発生手段２はエックス線制御器101によりエックス線の発生が制御されている。他方、前記検出装置３の検出信号は増幅器102とマルチチャンネルアナライザ103を介してコンピュータ104に送出されている。また、このコンピュータ104から送出される出力信号が前記ベースプレート５や架台プレート８の駆動信号として前記コントロールボックス７内の駆動回路等を経由して前記径方向駆動モータ51や径直角方向駆動モータ81に送出されている。
【００３０】
前記コンピュータ104の記憶装置には、単体の物質毎に、当該物質の回折エックス線の回折する角度や強度のデータを備えたいわゆるICDDのPDFデータがデータベースとして格納されており、コンピュータ104に入力された前記検出装置３の前記検出信号による測定データのエックス線強度と比較照合することにより測定対象の組成物質が同定される。図８は測定対象から得られたエックス線強度のデータのパターンと前記データベースが備えているパターンを、コンピュータ104の表示装置104a上で比較している状態を例示しており、これら測定データに関するエックス線強度のパターンとデータベースに備えられているパターンとがほぼ一致することを視認して、測定対象の組成に含まれる物質を同定する。すなわち、図８において、連続した波形で測定対象から得られたデータを示し、棒線でICDDのPDFデータを示しており、同図に示すように、測定対象のデータとICDDのデータのピークが一致することにより、測定対象の物質組成がICDDのデータベースから読み出された物質のデータパターンと一致することを表示装置104a上にて視認することによって物質の同定を行う。
【００３１】
以上により構成されたこの発明の実施形態に係るエックス線分析装置１の作用を、以下に説明する。
【００３２】
このエックス線分析装置１では、発生装置２から測定対象物Ｏに向けて白色エックス線を照射し、測定対象物Ｏで反射したエックス線を検出装置３で捕捉し、そのエックス線強度を測定して測定対象物Ｏの組成物質を測定する。この測定に際しては、発生装置２と検出装置３とを移動させ、測定対象物Ｏにおける被測定位置に対する角度を、例えば、図３に示す広角位置と図２において想像線で示す狭角位置にある場合のそれぞれについて行うものである。このため、発生装置２から発せられたエックス線を被測定位置に確実に照射させ、被測定位置で反射したエックス線を検出装置３で確実に捕捉する必要があると共に、発生装置２と検出装置３の移動の前後において、被測定位置が同一とならなければないらない。まず、この被測定位置に発生装置２の照射位置と検出装置３の検出位置とを一致される操作を説明する。
【００３３】
発生装置２と検出装置３のキャピラリー12、13の指向方向を前記交点Ｃで交差するように調整する。キャピラリー12、13は、予めキャピラリーホルダ16に挿入され、先端部に前記ロックナット16bが螺合させてあるキャピラリチャック16aにロックナット16b側から挿入する。このとき、ロックナット16bは締め付けを緩めておくことにより、キャピラリー12、13が円滑に挿入できるようにしておく。他方、キャピラリーホルダ16に螺合させて調整ネジ17を適宜に締め付けて、キャピラリーホルダ16にキャピラリーチャック16aを保持させた状態としておく。キャピラリー12、13がキャピラリチャック16aに挿入された状態でロックナット16bを締め付ける。これにより、キャピラリーチャック16aの先端部が内側に撓み、前記スロート部16cがキャピラリー12、13を押圧するから、キャピラリー12、13がキャピラリーチャック16aに保持された状態となる。そして、前記調整ネジ17を締め付け、あるいは緩めることによりキャピラリーチャック16aのキャピラリーホルダ16に対する姿勢を変更する。すなわち、調整ネジ17は、周方向にほぼ等間隔で４カ所に設けられているから、対向した位置にある一対の調整ネジ17のうち一方を締め付け、他方を緩めることにより、キャピラリーチャック16aは締め付けられた調整ネジ17の押圧力の方向に応じて傾くことになる。したがって、４本の調整ネジ17の締め付け状態に応じて、キャピラリーチャック16aの姿勢を変更させることができ、該キャピラリーチャック16aに保持されているキャピラリー12、13の指向方向を変更することができる。このそれぞれの調整ネジ17の締め付け状態を調整して、キャピラリー12、13の指向方向が交点Ｃを通過するように調整する。
【００３４】
そして、試料である測定対象物Ｏにおける測定すべき被測定位置が前記交点Ｃと一致するように設置する。この状態で、前記測距装置30によって被測定位置に対する距離を測定すれば、この被測定位置が交点Ｃ上にあるか否かを判別できる。被測定位置が交点Ｃと一致していない場合には、前記径方向駆動モータ51と径直角方向駆動モータ81とを必要に応じて作動させる。すなわち、径直角方向駆動モータ81を作動させると、前記支持プレート８が直動ガイド装置Ｇ89に案内されて架台プレート９に対してガイドレール４の径方向と直交するＸ方向に移動するので、測距装置30から発せられたレーザー光線が測定対象Ｏに入射するように調整する。また、測距装置30により得られた距離が、ベースプレート５上に設定された図示しない基準点と交点Ｃとの間の距離と異なっている場合には前記径方向駆動モータ51を作動させ、ベースプレート５を支持プレート８に対してＹ方向に移動させる。これにより、図示しない前記基準点から交点Ｃまでの距離と、同じく測定対象Ｏの被測定位置までの距離とを等しくすることができる。これらの調整によって、被測定位置が交点Ｃに位置した状態となるから、前記発生装置２から白色エックス線を発生させ、前記検出装置３により被測定位置におけるエックス線のエネルギーと強度を検出する。前記発生装置２からの白色エックス線の発生は、被測定位置が交点Ｃに位置した状態となったことを、前記測距装置30が確認しなければ行えないようにしてある。例えば、測距装置30の出力信号を前記エックス線制御器101に送出し、この出力信号が、被測定位置と交点Ｃとが一致した状態、すなわち測距装置30により得られた距離情報が所定の距離となった状態を示したことにより発生装置２の作動を許可するようにする。これは、被測定位置を所定の位置に位置させる作業中には、作業者は測定対象物Ｏの周囲にあって作業を行う必要がある場合があり、この作業中にエックス線を発生させてしまうとその照射方向が不定であるため作業者が被曝するおそれがあるためで、測定可能な状態とならなければ発生装置２の作動を行えないようにしておくようにしたものである。
【００３５】
発生装置２から発せられたエックス線は、一部はキャピラリー12に導かれて被測定位置を照射することになるが、キャピラリー12に進入しない部分が生じる。エックス線のうちのキャピラリー12に進入しない部分は、カバー14内で反射する。このカバー14は保持フレーム18に止着され、保持フレーム18は固定板18aに連繋した状態で発生装置２に取り付けられているから、反射したエックス線はカバー14内から周囲に漏洩することがない。特に、この実施形態のように、カバー14と保持フレーム18との結合と、保持フレーム18と発生装置２のフランジ部2bとの結合をそれぞれインロウ形式によって行わせることにより、カバー14や保持フレーム18、固定板18aの間や、これらカバー14等と発生装置２との間に形成される隙間が迷路状に形成されるので、エックス線の漏洩を確実に防止することができる。
【００３６】
一方、前記発生装置２のキャピラリー12と検出装置３のキャピラリー13とにはヘリウムガスがシールガスとして供給されているから、これらキャピラリー12、13の先端からヘリウムガスが噴出される。発生装置２から出射されたエックス線はキャピラリー12に案内されて被測定位置に集中して照射され、被測定位置で反射したエックス線の一部はキャピラリー13に案内されて検出装置３に入射する。このため、これらエックス線は、ヘリウムガスの雰囲気中を進行することとなり、大気中を進行する場合に比べて減衰することが極力防止される。しかも、ヘリウムガスは被測定位置まで達するから、エックス線は大気と全く接触することなく、測定対象物Ｏを照射し、検出装置３で捕捉される。これは、例えば、測定対象物Ｏが壁面の一部である場合には、図３に示すように、発生装置２と検出装置３との間が広角となった場合に、発生装置２または検出装置３の一部が壁面に当接してしまうおそれが生じる。このような場合には、広角の状態を維持したまま前記摺動プレート21、31を前記保持プレート22、32に対して移動させて、壁面と接触することを防止する。このとき、発生装置２と検出装置３は、被測定位置から離隔する方向に移動することとなり、キャピラリー12、13から被測定位置までの距離が大きくなる。この場合でも、ヘリウムガスがキャピラリー12、13から被測定位置に向けて噴出されるから、エックス線は確実にヘリウムガス雰囲気中を進行することになり、良好な検出効率を維持させることができる。
【００３７】
次いで、発生装置２と検出装置３とを移動させて、これらの照射角度と検出角度を変更する。これら発生装置２、３の移動は、前記駆動モータ27、37をそれぞれ作動させることにより行う。駆動モータ27、37を作動させると、これらの出力軸に嵌合させたピニオン27a、37aが回動し、これらピニオン27a、37aと前記ラック６の噛合により、これらピニオン27a、37aがラック６に沿って転動する。これにより、駆動モータ27、37を支持している保持プレート22、32がガイドレール４に案内されて移動することになり、これら保持プレート22、32に摺動プレート21、31を介して取り付けられている発生装置２と検出装置３が前記交点Ｃを中心とした円弧に沿って移動することになる。しかも、これら発生装置２と検出装置３の照射方向と検出方向はいずれも交点Ｃを指向した状態に維持される。
【００３８】
前記検出装置３により捕捉されたエックス線に関する測定データは、前記増幅器102とマルチチャンネルアナライザ103とを経由して前記コンピュータ104に入力される。入力された測定データは、コンピュータ104に格納されているデータベースにおける各物質についてのエックス線強度等のデータと比較されて、測定データに含まれるエックス線強度を示す物質が同定される。  なお、測定に先だって測定対象を組成すると思われる物質についての比較データをインデックスを作成し、コンピュータ104に格納されているデータベースからこのインデックスに対応した物質のデータを読み出して測定データと比較するようにすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
この発明に係るエックス線分析装置によれば、測定準備作業が完了しなければ測定のためのエックス線を発することができないから、準備作業中に不用意にエックス線が発せられず、作業員が誤って被曝することを防止することができる。このため、狭い空間で効率よく測定作業を行うことができ、可搬性に優れたエックス線分析装置の利点を十分に発揮させることに寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明の実施形態に係るエックス線分析装置の正面からの斜視図で、概略の構造を示している。
【図２】この発明の実施形態に係るエックス線分析装置の概略構造と測定のための動作を説明するための平面図で、一部を想像線で示してある。
【図３】この発明の実施形態に係るエックス線分析装置の構造を説明する平面図である。
【図４】この発明の実施形態に係るエックス線分析装置の正面図である。
【図５】図３に示すエックス線分析装置の左側面図である。
【図６】この発明の実施形態に係るエックス線分析装置のキャピラリーの取付構造を説明する断面図である。
【図７】この発明に係るエックス線分析装置により分析を行うシステムの構成を示す図である。
【図８】この発明に係るエックス線分析装置により物質の同定を行う処理を説明する図で、コンピュータの表示装置の表示内容を示している。
【符号の説明】
【００４１】
１  エックス線分析装置
２  発生装置（エックス線発生手段）
27  駆動モータ
３  検出装置（エックス線検出手段）
37  駆動モータ
４  ガイドレール
５  ベースプレート
51  径方向駆動モータ
６  ラック
７  コントロールボックス
８  支持プレート
81  径直角方向駆動モータ
９  架台プレート
10  支持ブラケット
12  キャピラリー
13  キャピラリー
30  測距装置
101  エックス線制御器
Ｏ  測定対象物
Ｄo  照射方向
Ｄi  検出方向
【図１】
2008111781.tif 000003
【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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