(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低い管電圧および高い管電圧でＸ線管から発せられた一次Ｘ線が測定試料に照射され、当該測定試料から発せられる蛍光Ｘ線を検出器で検出し、その信号を信号処理手段を経てエネルギースペクトルとして読み取ることで当該測定試料に含まれている軽元素および重元素を、それぞれ当該低い管電圧および高い管電圧で測定する複数条件蛍光Ｘ線分析における測定時間設定方法であって、設定された初期測定時間での測定により定性された各元素の標準偏差を計算し、これら各元素の標準偏差の時間微分値が求められる精度を満たす条件になるまで前記初期測定時間より短い微小時間だけ延長して前記一次Ｘ線を照射して高い管電圧又は低い管電圧での測定を行うことを繰り返し、条件が満たされたとき当該測定を終了し、低い管電圧又は高い管電圧での測定に切替え前記同様に前記標準偏差の時間微分値が求められる精度を満たす条件になるまで前記初期測定時間より短い微小時間だけ延長して前記一次Ｘ線を照射して測定を行うことを繰り返し、条件が満たされたとき当該測定を終了することを特徴とする複数条件蛍光Ｘ線分析における測定時間設定方法。
【請求項２】
低い管電圧および高い管電圧でＸ線管から発せられた一次Ｘ線が測定試料に照射され、当該測定試料から発せられる蛍光Ｘ線を検出器の検出信号を信号処理してエネルギースペクトルとして読み取ることで当該測定試料に含まれている軽元素および重元素を、それぞれ当該低い管電圧および高い管電圧で測定する蛍光Ｘ線分析装置であって、設定された初期測定時間での測定により定性された各元素の標準偏差を計算する手段と、これら各元素の標準偏差の時間微分値が求められる精度を満たす条件になるまで前記初期測定時間より短い微小時間だけ延長して前記一次Ｘ線を照射して高い管電圧又は低い管電圧での測定を行うことを繰り返し、条件が満たされたとき当該測定を終了し、低い管電圧又は高い管電圧での測定に切替える手段と、この低い管電圧又は高い管電圧での測定において前記同様に前記標準偏差の時間微分値が求められる精度を満たす条件になるまで前記初期測定時間より短い微小時間だけ延長して前記一次Ｘ線を照射して測定を行うことを繰り返し、条件が満たされたとき当該測定を終了する手段とを有していることを特徴とする蛍光Ｘ線分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数条件蛍光Ｘ線分析における測定時間設定方法及び蛍光Ｘ線分析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、蛍光Ｘ線分析装置では、図４、図５に示すように、ターゲット部Ｔのターゲット材料としてロジウム（Ｒｈ）やモリブデン（Ｍｏ）等を用いたＸ線管１で発生した一次Ｘ線２を測定試料３に照射すると、一次Ｘ線２の一部は測定試料３中の原子を励起して蛍光Ｘ線４を発生させ、残りの一次Ｘ線２のほとんどは測定試料３で散乱される。そして、測定試料３に含まれている各元素ごとに、発生する蛍光Ｘ線４のエネルギー値は決まっているため、このスペクトルデータは測定試料３に含まれる元素に応じたエネルギー位置にピークを有する。このピークの位置より測定試料３に含まれる元素を特定することが可能である。図４において、測定試料３からでた蛍光Ｘ線４および散乱Ｘ線５は、検出器（半導体検出器）６に入り電気信号に変えられる。その後、増幅器６ａを通ってマルチチャンネルアナライザ７に入り、エネルギースペクトルが得られる。なお、図５のＸ線管１において、一次Ｘ線２は、Ｒｈのターゲット部Ｔに印加される管電圧ＥによりフィラメントＦから加速された電子ｅ- がターゲット部Ｔに入射することで発生する。
【０００３】
このようにＸ線管１から発せられた一次Ｘ線２が測定試料３に照射され、当該測定試料３から発せられる蛍光Ｘ線４を検出器６で検出し、その信号を信号処理手段６ａ，７を経てエネルギースペクトルとして読み取ることで当該測定試料３に含まれている元素の検出を行うにあたり、原子番号が、例えば、１１，１２，１３，１４，１５，１６および１７をそれぞれ有するＮａ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐ，ＳおよびＣｌ等の相対的に原子番号の小さい軽元素と、原子番号が、例えば、３８，３９，４０，４１，４２，４６，４７，４９，５０，５１，７４，７８，７９および８２をそれぞれ有するＳｒ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎb，Ｍｏ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｗ，Ｐｔ，ＡｕおよびＰｂ等の相対的に原子番号の大きい重元素とを、Ｘ線管１の管電圧Ｅを低い管電圧（以下、単に低電圧という）および高い管電圧（以下、単に高電圧という）の２条件を用いることで検出することが行われている。
【０００４】
従来では、図３において、ステップ３０１で測定を開始し、ステップ３０２で予め一定の測定時間Ｔa （秒）をオペレータが設定した後、ステップ３０３で高電圧にてＴa ／２（秒）の測定を行い、続いて、ステップ３０４で低電圧にてＴa ／２（秒）の測定を行い、これらの結果を組み合わせて当該測定試料３に含まれている多元素を同時に定性する（ステップ３０５参照）とともに、それらの定量計算を行い（ステップ３０６参照）、オペレータの判断により定量精度が満足いくものであれば（ステップ３０７参照）、測定を終了していた（ステップ３０８参照）。しかし、ステップ３０７において、定量精度が満足いくものでなければ、オペレータが、新たに測定時間をＴb （秒）と設定し直し、ステップ３０３に戻って高電圧測定から測定を開始していた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、一定の測定時間Ｔa の中で、低電圧測定時間と高電圧測定時間の比が１：１に固定されていたから、高電圧測定で主に検出される重元素は軽元素に比べて検出効率が良いにもかかわらず、主に軽元素を検出する低電圧測定と同じ時間を高電圧測定にかけるため、検出効率の良くない微量の軽元素を検出するには、高電圧で必要以上の時間をかけてしまうことになる。すなわち、低電圧で検出する軽元素の定量精度を上げるためには、高電圧の測定時間も延ばす必要がある。
【０００６】
また、上記のように測定時間をＴa 秒に設定し、この測定時間の中で低電圧測定にかける時間と高電圧測定にかける時間の割合を同じにした場合に、仮に、測定結果の定量値の標準偏差σ（一次Ｘ線カウント数の平方根）が大きくでてこれを小さくしたい場合は、新たに測定時間を設定し直す必要があった。
【０００７】
この発明は、軽元素および重元素の定量値を低電圧および高電圧の２条件を用いることで検出する複数条件蛍光Ｘ線分析において検出効率のよい測定結果を短時間で得ることができるとともに、測定結果の定量値の標準偏差を小さくできる適正な測定時間を設定できる複数条件蛍光Ｘ線分析における測定時間設定方法及び蛍光Ｘ線分析装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、この発明の複数条件蛍光Ｘ線分析における測定時間設定方法は、低い管電圧および高い管電圧でＸ線管から発せられた一次Ｘ線が測定試料に照射され、当該測定試料から発せられる蛍光Ｘ線を検出器で検出し、その信号を信号処理手段を経てエネルギースペクトルとして読み取ることで当該測定試料に含まれている軽元素および重元素を、それぞれ当該低い管電圧および高い管電圧で測定する複数条件蛍光Ｘ線分析における測定時間設定方法であって、設定された初期測定時間での測定により定性された各元素の標準偏差を計算し、これら各元素の標準偏差の時間微分値が求められる精度を満たす条件になるまで前記初期測定時間より短い微小時間だけ延長して前記一次Ｘ線を照射して高い管電圧又は低い管電圧での測定を行うことを繰り返し、条件が満たされたとき当該測定を終了し、低い管電圧又は高い管電圧での測定に切替え前記同様に前記標準偏差の時間微分値が求められる精度を満たす条件になるまで前記初期測定時間より短い微小時間だけ延長して前記一次Ｘ線を照射して測定を行うことを繰り返し、条件が満たされたとき当該測定を終了することを特徴とする。
また、この発明の蛍光Ｘ線分析装置は、低い管電圧および高い管電圧でＸ線管から発せられた一次Ｘ線が測定試料に照射され、当該測定試料から発せられる蛍光Ｘ線を検出器の検出信号を信号処理してエネルギースペクトルとして読み取ることで当該測定試料に含まれている軽元素および重元素を、それぞれ当該低い管電圧および高い管電圧で測定する蛍光Ｘ線分析装置であって、設定された初期測定時間での測定により定性された各元素の標準偏差を計算する手段と、これら各元素の標準偏差の時間微分値が求められる精度を満たす条件になるまで前記初期測定時間より短い微小時間だけ延長して前記一次Ｘ線を照射して高い管電圧又は低い管電圧での測定を行うことを繰り返し、条件が満たされたとき当該測定を終了し、低い管電圧又は高い管電圧での測定に切替える手段と、この低い管電圧又は高い管電圧での測定において前記同様に前記標準偏差の時間微分値が求められる精度を満たす条件になるまで前記初期測定時間より短い微小時間だけ延長して前記一次Ｘ線を照射して測定を行うことを繰り返し、条件が満たされたとき当該測定を終了する手段とを有していることを特徴とする。
【０００９】
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したようにこの発明では、高電圧・低電圧の２条件を用いて測定を行い、これらの結果を組み合わせて測定試料に含まれている軽元素および重元素の定性・定量を行うにあたり、高電圧・低電圧の測定時間の比を１：１に固定するのではなく、設定された初期測定時間での測定なより定性された各元素の標準偏素を計算し、この計算された各元素の標準偏差の経時変化を高い管電圧および低い管電圧で検出することにより、求められる精度を満たすような最適な測定時間の設定を自動で行える。また、従来やり直しで行っていた高電圧測定に要した余分な時間を短縮できるとともに、電圧条件の設定のために要した時間をも短縮できる。これによって、総合的に検出効率の良い結果を短時間で得ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
【００１２】
以下にこの発明の実施の形態について説明する。なお、この発明はそれによって限定されるものではない。
【００１３】
図１は、測定結果の定量値の標準偏差の経時変化をモニタリングすることにより、適正な測定時間を設定し、高精度な複数条件蛍光Ｘ線分析ができるように構成したこの発明の第１の実施形態を示す。
【００１４】
【００１５】
而して、ステップ２０１で測定を開始し、ステップ２０２で予め一定の測定時間Ｔa （秒）をオペレータが設定する。
【００１６】
【００１７】
続いて、ステップ２０３で従来と同様、高電圧にてＴa ／２（秒）の測定を行い、続いて、ステップ２０４で従来と同様、低電圧にてＴa ／２（秒）の測定を行い、これらの結果を組み合わせて当該測定試料３に含まれている多元素を同時に定性する（ステップ２０５参照）。
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
すなわち、ここまでは従来と同様、任意の初期測定時間Ｔa を設定し、測定後自動定性を行う。
【００２２】
続いて、定性した元素のうち、はじめに重元素についての標準偏差σを計算し（ステップ２０６参照）、重元素についての標準偏差σの経時変化をモニタリング（検出）する。すなわち、ステップ２０７において、Δσ／Δｔ（各重元素についての標準偏差σの時間微分）の値が任意定数Ｓよりも小さくなる時点で重元素の測定を終了する。ステップ２０７において、Δσ／Δｔ値が任意定数Ｓよりも大きい場合は、重元素についての標準偏差σの再計算のために、Ｔa ／２（秒）よりも遙に短い微小時間Δｔ（秒）だけ延長して高電圧測定（ステップ２０８参照）を行いステップ２０６に戻る。
【００２３】
重元素についての標準偏差σの経時変化をモニタリングした後、低電圧測定に自動で切替わり、軽元素についての標準偏差σを計算し（ステップ２０９参照）、軽元素についての標準偏差σの経時変化をモニタリング（検出）する。すなわち、ステップ２１０において、Δσ／Δｔ（各軽元素についての標準偏差σの時間微分）の値が任意定数Ｓよりも小さくなる時点で軽元素の測定を終了する。ステップ２１０において、Δσ／Δｔ値が任意定数Ｓよりも大きい場合は、軽元素についての標準偏差σの再計算のために、Ｔa ／２（秒）よりも遙に短い微小時間Δｔ（秒）だけ延長して低電圧測定（ステップ２１１参照）を行いステップ２０９に戻る。
【００２４】
このように、定性元素の標準偏差σの経時変化をモニタリングし、Δσ／Δｔ値が任意定数Ｓよりも小さくなる時点で測定を終了させる。はじめに高電圧で測定し、Δσ／Δｔ＜Ｓの条件を満たせば低電圧に切替え、高電圧の場合と同様にΔσ／Δｔ＜Ｓの条件を満たすまで測定を行う。
【００２５】
最後に、ステップ２１２で元素の定量を行い、測定が終了する（ステップ２１３参照）。
【００２６】
この実施形態では、従来のように、新たに測定時間を設定し直す必要はなくなる。すなわち、高電圧測定のやり直しが無くなり、従来やり直しで行っていた高電圧測定に要した余分な時間および電圧条件の設定のために要した時間を短縮できる。
【００２７】
また、求められる精度を満たすよう最適な測定時間の設定を自動で行える。すなわち、Δσ／Δｔ＜Ｓの条件を満たすまで微小時間Δｔ（秒）だけ延長して高電圧測定および／または低電圧測定を行える。
【００２８】
なお、上記第１の実施形態では、高電圧での初期測定時間及び低電圧での初期測定時間をオペレータが設定した一定の測定時間Ｔａ（秒）の２分の１、即ち、Ｔａ／２（秒）にして測定し自動定性する場合について説明したが、図２に示すように、ステップ２０１で測定を開始し、ステップ２０２で予めオペレータが設定した一定の測定時間Ｔａを、メモリ１０に予め記憶されている軽元素及び重元素の検出効率に基づいて高電圧測定にかける時間ＴH （秒）と低電圧測定にかける時間ＴL （秒）の比率を計算し（ステップ２１４）、その比率計算で求めて自動設定した高電圧測定時間ＴH （秒）及び低電圧測定時間ＴL （秒）で測定した後（ステップ２０３，２０４）、自動定性を行い、その後は第１の実施形態と同様なステップ２０６〜２１２を経て元素の定量を行い、測定を終了（ステップ２１３）してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の第１の実施形態を示すフローチャートである。
【図２】この発明の第２の実施形態を示すフローチャートである。
【図３】従来例を示すフローチャートである。
【図４】蛍光Ｘ線分析装置を示すブロック図である。
【図５】前記蛍光Ｘ線分析装置の要部構成説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
１    Ｘ線管
２    一次Ｘ線
３    測定試料
４    蛍光Ｘ線
６    検出器
７    マルチチャンネルアナライザ
Ｔa   初期測定時間
σ    標準偏差  
Ｅ    管電圧
【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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