(57)【要約】      （修正有）【課題】Ｘ線検出器等の被冷却物を冷却できない原因となる異常箇所を判定できる冷却装置を提供する。【解決手段】筐体４１内に配置された被冷却物３２を設定目標温度に冷却する冷却装置４０であって、被冷却物３２の熱を吸熱する吸熱部５１と、吸熱部５１が吸熱した熱を排熱する排熱部５２と、回転羽根４２ｂが回転することで排熱部５２に向かって冷却風を送るファン４２と、被冷却物３２の温度を測定する被冷却物温度センサ４４と、吸熱部５１の温度を測定する吸熱部温度センサ４５と、被冷却物温度センサ４４からの温度情報に基づいて、被冷却物３２の温度が設定目標温度となるように、吸熱部５１が吸熱する熱量を調整する制御部とを備え、制御部は、回転検知センサ４６、被冷却物温度センサ４４及び吸熱部温度センサ４５からの情報に基づいて、被冷却物３２を冷却することができない原因となる異常箇所を判定する。【選択図】図２
2012251824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断熱空間が内部に形成された筐体を備え、当該筐体内に配置された被冷却物を設定目標温度に冷却する冷却装置であって、
前記筐体内に配置され、前記被冷却物の熱を吸熱する吸熱部と、
前記筐体外に配置され、前記吸熱部が吸熱した熱を排熱する排熱部と、
前記筐体外に配置され、回転羽根が回転することで排熱部に向かって冷却風を送るファンと、
前記被冷却物の温度を測定する被冷却物温度センサと、
前記吸熱部の温度を測定する吸熱部温度センサと、
前記被冷却物温度センサからの温度情報に基づいて、前記被冷却物の温度が設定目標温度となるように、前記吸熱部が吸熱する熱量を調整する制御部とを備え、
前記ファンは、前記回転羽根と、前記回転羽根を回転させる回転駆動機構と、吸気口と排気口とを有する外枠と、回転を検知する回転検知センサと、前記吸気口に取り付けられて導入された外気に含まれる埃を除去する防塵フィルタとを有し、
前記制御部は、前記回転検知センサ、前記被冷却物温度センサ及び前記吸熱部温度センサからの情報に基づいて、前記被冷却物を冷却できない原因となる異常箇所を判定することを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記回転検知センサからの無回転情報に基づいて、前記ファンの回転駆動機構が故障したと判定することを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記被冷却物温度センサからの温度情報と設定目標温度との温度差に基づいて、前記ファンの防塵フィルタが目詰まりしたと判定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記被冷却物温度センサからの温度情報と前記吸熱部温度センサからの温度情報との温度差に基づいて、断熱破れが起こっていると判定することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項５】
前記被冷却物は、蛍光Ｘ線のエネルギーと強度とを検出するＸ線検出器であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被冷却物を設定目標温度に冷却する冷却装置に関し、特に蛍光Ｘ線分析装置に用いられるＸ線検出器を冷却する冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、一般的なエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置の構成を示す図である。エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置１００は、一次Ｘ線を出射するＸ線管１０と、試料Ｓが配置される試料台２０と、蛍光Ｘ線のエネルギーと強度とを検出するＸ線検出器３２を内部に有する検出部１３０と、蛍光Ｘ線分析装置１００全体を制御する制御部１９０とを備える（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
Ｘ線管１０は、陽極であるターゲット１１と陰極であるフィラメント（図示せず）とを内部に有する円筒形状の内側筐体１３と、内側筐体１３を内部に有する円筒形状の外側筐体１４とを有する。内側筐体１３の側壁には、円形状の開口１３ａが形成されており、開口１３ａと対向する位置にターゲット１１の端面が配置されるとともに、ターゲット１１の端面と対向する位置にフィラメントの先端が配置されている。そして、ターゲット１１は、高圧電源（図示せず）と接続されるとともに、フィラメントは、低圧電源（図示せず）と接続されている。
これにより、高圧電源によってターゲット１１に高電圧を印加するとともに、低圧電源によってフィラメントに低電圧を印加することで、フィラメントから放射された熱電子をターゲット１１の端面に衝突させて、ターゲット１１の端面で発生した一次Ｘ線を開口１３ａから出射する。
【０００４】
試料台２０には、円形状の開口２１が形成されており、Ｘ線管１０から出射する一次Ｘ線が開口２１に入射するように構成されている。これにより、試料Ｓの分析面が開口２１を塞ぐように当接されることで、試料Ｓの分析面が一次Ｘ線に照射されることになる。試料Ｓの分析面が一次Ｘ線に照射されると、試料Ｓの分析面で蛍光Ｘ線が発生する。
検出部１３０は、導入窓３１が形成されており、試料Ｓの分析面で発生する蛍光Ｘ線が導入窓３１に入射するように構成されている。これにより、Ｘ線検出器３２は、導入窓３１から入射した蛍光Ｘ線のエネルギーと強度とを検出する。
【０００５】
制御部１９０は、ＣＰＵ１６０とメモリ１７０とを備え、メモリ１７０は、蛍光Ｘ線のエネルギーと強度とを記憶していく蛍光Ｘ線記憶領域７２を有している（図５参照）。さらにモニタ画面等を有する表示装置８１と、キーボードやマウス等を有する入力装置８２とが連結されている。そして、入力装置８２から入力される入力信号に基づいて、Ｘ線管１０と検出部１３０とを制御して、検出部１３０で検出された蛍光Ｘ線のエネルギーと強度とを取得することにより、試料Ｓの定性、定量分析を行うようになっている。
【０００６】
ところで、蛍光Ｘ線のエネルギーと強度とを検出する検出部１３０のＸ線検出器３２は、設定目標温度（例えば、−１３０℃）に冷却する必要がある。そのため、検出部１３０には、Ｘ線検出器３２を冷却するための冷却装置１４０が配置されている。
ここで、検出部１３０について説明する。図５は、図４に示す検出部１３０を示す断面図である。検出部１３０は、蛍光Ｘ線のエネルギーと強度とを検出するＸ線検出器（被冷却物）３２と、Ｘ線検出器３２を設定目標温度に冷却する冷却装置１４０とを備える。
【０００７】
冷却装置１４０は、断熱性を有する器壁からなる筐体４１と、吸熱部５１と排熱部５２とを有する冷却装置本体部５０と、冷却風を送るファン４２とを備える。
筐体４１は、直方体形状をしており、その内部に断熱真空空間が形成されており、筐体４１内にＸ線検出器３２が配置されている。また、筐体４１には、導入窓３１が形成されており、試料Ｓの分析面で発生する蛍光Ｘ線は、点線で示したように導入窓３１からＸ線検出器３２に入射するように構成されている。
【０００８】
筐体４１の内部には、Ｘ線検出器３１の熱を吸熱する吸熱部５１と、吸熱部５１とＸ線検出器３２とを熱的に連結する熱伝導物４３と、Ｘ線検出器３２の温度を測定する被冷却物温度センサ４４とが配置されている。なお、被冷却物温度センサ４４からの温度情報ＴＳは、ＣＰＵ１６０の被冷却物温度情報取得部６３に所定の時間間隔（例えば、１秒間隔）で送信されるようになっている。
一方、筐体４１の外部には、吸熱部５１が吸熱した熱を排熱する排熱部５２と、排熱部５２に向かって冷却風を送るファン４２とが配置されている。
【０００９】
ファン４２は、回転羽根４２ｂと、回転羽根４２ｂを回転させる回転駆動機構４２ｄと、吸気口と排気口とを有する外枠４２ａと、吸気口に取り付けられた防塵フィルタ４２ｃとを有する。これにより、回転駆動機構４２ｄによって回転羽根４２ｂが回転することにより、吸気口から外気を導入して排気口から排熱部５２に向かって冷却風を送るようになっている。このとき、吸気口に取り付けられた防塵フィルタ４２ｃが外気に含まれる埃を除去することになる。
【００１０】
このような検出部１３０によれば、試料Ｓの定性、定量分析を行う際には、入力装置８２を用いて設定目標温度が入力されると、ＣＰＵ１６０の分析部６５は、回転羽根４２ｂを回転させて排熱部５２に向かって冷却風を送るとともに、被冷却物温度センサ４４からの温度情報ＴＳを所定の時間間隔で取得していくことにより、Ｘ線検出器３２の温度が設定目標温度となるように、吸熱部５１が吸熱する熱量を調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−００３２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、上述したエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置１００を用いて試料Ｓの定性、定量分析を長い間行っていると、Ｘ線検出器３２の温度が設定目標温度とならなくなることがあった。そしてその際、分析者は検出部１３０のどこかに異常があることは判断できるものの、検出部１３０のどこに異常があるかをなかなか具体的に把握することができなかった。そのため、検出部１３０を修理することができなかったり、修理に時間がかかったりしていた。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そこで、本件発明者は、上記課題を解決するために、Ｘ線検出器等の被冷却物を冷却できない原因となる異常箇所を判定する異常箇所判定方法について検討を行った。その結果、ファンとして、回転を検知する回転検知センサを有するものを用いることにより、回転検知センサから無回転情報を取得することで、ファンの回転駆動機構が故障したと判定することにした。さらに、回転検知センサから回転情報を取得した上で、被冷却物温度センサからの温度情報と設定目標温度との温度差を算出することで、ファンの防塵フィルタが目詰まりしたと判定できることがわかった。そして、被冷却物の温度情報と吸熱部の温度情報との温度差を算出することで、断熱破れが起こっていると判定できることがわかった。よって、冷却装置に、ファンとして、回転を検知する回転検知センサを有するものを用いるとともに、吸熱部の温度を測定する吸熱部温度センサを設置することを見出した。
【００１４】
すなわち、本発明の冷却装置は、断熱空間が内部に形成された筐体を備え、当該筐体内に配置された被冷却物を設定目標温度に冷却する冷却装置であって、前記筐体内に配置され、前記被冷却物の熱を吸熱する吸熱部と、前記筐体外に配置され、前記吸熱部が吸熱した熱を排熱する排熱部と、前記筐体外に配置され、回転羽根が回転することで排熱部に向かって冷却風を送るファンと、前記被冷却物の温度を測定する被冷却物温度センサと、前記吸熱部の温度を測定する吸熱部温度センサと、前記被冷却物温度センサからの温度情報に基づいて、前記被冷却物の温度が設定目標温度となるように、前記吸熱部が吸熱する熱量を調整する制御部とを備え、前記ファンは、前記回転羽根と、前記回転羽根を回転させる回転駆動機構と、吸気口と排気口とを有する外枠と、回転を検知する回転検知センサと、前記吸気口に取り付けられて導入された外気に含まれる埃を除去する防塵フィルタとを有し、前記制御部は、前記回転検知センサ、前記被冷却物温度センサ及び前記吸熱部温度センサからの情報に基づいて、前記被冷却物を冷却することができない原因となる異常箇所を判定するようにしている。
【００１５】
ここで、「設定目標温度」とは、被冷却物を冷却するために分析者等によって設定される温度のことをいい、制御部に予め記憶されていてもよく、入力装置等を用いてその都度設定されてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明の冷却装置によれば、制御部は、回転検知センサと被冷却物温度センサと吸熱部温度センサとからの情報に基づいて、被冷却物を冷却できない原因となる異常箇所を自動的に判定するので、異常箇所を容易に把握することができる。
【００１７】
（他の課題を解決するための手段および効果）
また、上記の発明において、前記制御部は、前記回転検知センサからの無回転情報に基づいて、前記ファンの回転駆動機構が故障したと判定するようにしてもよい。
また、上記の発明において、前記制御部は、前記被冷却物温度センサからの温度情報と設定目標温度との温度差に基づいて、前記ファンの防塵フィルタが目詰まりしたと判定するようにしてもよい。
【００１８】
そして、上記の発明において、前記制御部は、前記被冷却物温度センサからの温度情報と前記吸熱部温度センサからの温度情報との温度差に基づいて、断熱破れが起こっていると判定するようにしてもよい。
ここで、「断熱破れ」とは、筐体の内部に形成された断熱空間が、筐体の機密性が充分でないため、断熱空間に外気が侵入できるようになった状態等のことをいう。
さらに、上記の発明において、前記被冷却物は、蛍光Ｘ線のエネルギーと強度とを検出するＸ線検出器であるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置の一例を示す概略構成図。
【図２】図１に示す検出部を示す断面図。
【図３】異常箇所判定方法について説明するためのフローチャート。
【図４】従来のエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置の一例を示す概略構成図。
【図５】図４に示す検出部を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれることはいうまでもない。
【００２１】
図１は、本発明のエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置の一例を示す概略構成図であり、図２は、図１に示す検出部を示す断面図である。なお、前述したエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置１００と同様のものについては、同じ符号を付している。
エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置１は、一次Ｘ線を出射するＸ線管１０と、試料Ｓが配置される試料台２０と、蛍光Ｘ線のエネルギーと強度とを検出するＸ線検出器３２を有する検出部３０と、蛍光Ｘ線分析装置１全体を制御する制御部９０とを備える。
【００２２】
検出部３０は、蛍光Ｘ線のエネルギーと強度とを検出するＸ線検出器（被冷却物）３２と、Ｘ線検出器３２を設定目標温度に冷却する冷却装置４０とを備える。
冷却装置４０は、断熱性を有する器壁からなる筐体４１と、吸熱部５１と排熱部５２とを有する冷却装置本体部５０と、冷却風を送るファン４２とを備える。
【００２３】
筐体４１の内部には、Ｘ線検出器３２の熱を吸熱する吸熱部５１と、吸熱部５１とＸ線検出器３２とを熱的に連結する熱伝導物４３と、Ｘ線検出器３２の温度を測定する被冷却物温度センサ４４と、吸熱部５１の温度を測定する吸熱部温度センサ４５とが配置されている。つまり、実施形態に係るエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置１では、吸熱部温度センサ４５が設置されている。なお、吸熱部温度センサ４５からの温度情報ＴＡは、制御部９０に所定の時間間隔（例えば、１秒間隔）で送信されるようになっている。
【００２４】
ファン４２は、回転羽根４２ｂと、回転羽根４２ｂを回転させる回転駆動機構４２ｄと、吸気口と排気口とを有する外枠４２ａと、吸気口に取り付けられた防塵フィルタ４２ｃと、回転を検知する回転検知センサ４６とを有する。つまり、実施形態に係るエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置１では、回転検知センサ４６が設置されている。なお、回転検知センサ４６からの情報（回転を示す情報又は無回転を示す情報）Ｒは、制御部９０に所定の時間間隔（例えば、１秒間隔）で送信されるようになっている。
【００２５】
制御部９０は、ＣＰＵ６０とメモリ７０とを備え、さらにモニタ画面等を有する表示装置８１と、キーボードやマウス等を有する入力装置８２とが連結されている。
また、ＣＰＵ６０が処理する機能をブロック化して説明すると、被冷却物温度センサ４４からの温度情報ＴＳを所定の時間間隔（例えば、１秒間隔）で取得する被冷却物温度情報取得部６３と、吸熱部温度センサ４５からの温度情報ＴＡを所定の時間間隔（例えば、１秒間隔）で取得する吸熱部温度情報取得部６２と、回転検知センサ４６からの情報Ｒを所定の時間間隔（例えば、１秒間隔）で取得する回転情報取得部６１と、異常箇所を判定する判定部６４と、Ｘ線管１０と検出部３０とを制御して検出部３０で検出された蛍光Ｘ線のエネルギーと強度とを取得することにより、試料Ｓの定性、定量分析を行う分析部６５とを有する。
さらに、メモリ７０は、防塵フィルタ４２ｃが目詰まりしたと判定するための制御安定温度となる温度差閾値Ｔ１（例えば、１０℃）と断熱破れが起こっていると判定するための定常偏差温度となる温度差閾値Ｔ２（例えば、１０℃）とを予め記憶する温度差閾値情報記憶領域７１と、蛍光Ｘ線のエネルギーと強度とを記憶していく蛍光Ｘ線記憶領域７２とを有する。
【００２６】
ここで、蛍光Ｘ線分析装置１で異常箇所を判定する異常箇所判定方法について説明する。図３は、異常箇所判定方法について説明するためのフローチャートである。
まず、ステップＳ１０１の処理において、判定部６４は、蛍光Ｘ線分析装置１の電源が入れられてから所定の時間が経過したか否かを判定する。所定の時間が経過したと判定したときには、ステップＳ１０２の処理において、回転情報取得部６１は、回転検知センサ４６からの情報Ｒを取得する。
【００２７】
次に、ステップＳ１０３の処理において、判定部６４は、回転検知センサ４６からの情報Ｒが回転を示す情報であるか否かを判定する。無回転を示す情報であると判定したときには、判定部６４は、ファン４２の回転駆動機構４２ｄが故障したことを表示装置８１に表示する。これにより、分析者は、回転駆動機構４２ｄを修理すべきことを把握することができる。
一方、回転を示す情報であると判定したときには、ステップＳ１０４の処理において、被冷却物温度情報取得部６３は、被冷却物温度センサ４４からの温度情報ＴＳを取得する。
【００２８】
次に、ステップＳ１０５の処理において、判定部６４は、被冷却物温度センサ４４からの温度情報ＴＳと設定目標温度との温度差が、温度差閾値Ｔ１以下であるか否かを判定する。温度差閾値Ｔ１を越えると判定したときには、判定部６４は、ファン４２の防塵フィルタ４２ｃが目詰まりしたことを表示装置８１に表示する。これにより、分析者は、防塵フィルタ４２ｃを交換すべきことを把握することができる。
一方、温度差閾値Ｔ１以下であると判定したときには、ステップＳ１０６の処理において、吸熱部温度情報取得部６２は、吸熱部温度センサ４５からの温度情報ＴＡを取得する。
【００２９】
次に、ステップＳ１０７の処理において、判定部６４は、吸熱部温度センサ４５からの温度情報ＴＡと被冷却物温度センサ４４からの温度情報ＴＳとの温度差が、温度差閾値Ｔ２を越えるか否かを判定する。温度差閾値Ｔ２を越えると判定したときには、判定部６４は、断熱破れが起こっていることを表示装置８１に表示する。これにより、分析者は、筐体４１を修理すればよいことを把握することができる。
一方、温度差閾値Ｔ２以下であると判定したときには、ステップＳ１０８の処理において、判定部６４は、蛍光Ｘ線分析装置１の電源が切られたか否かを判定する。電源が切られたと判定したときには、判定部６４は、本フローチャートを終了させることになる。
一方、電源が切られていないと判定したときには、ステップＳ１０２の処理に戻る。つまり、ステップＳ１０２〜Ｓ１０８の処理を繰り返すことになる。
【００３０】
以上のように、本発明のエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置１によれば、制御部６０は、回転検知センサ４６と被冷却物温度センサ４４と吸熱部温度センサ４５とからの情報Ｒ、ＴＳ、ＴＡに基づいて、Ｘ線検出器３２を冷却できない原因となる異常箇所を自動的に判定するので、分析者は異常箇所を容易に把握することができる。
【００３１】
＜他の実施形態＞
（１）上述したエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置１では、被冷却物としてＸ線検出器３２を冷却する構成としたが、エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置１に用いる冷却装置でなく、被冷却物として交換可能な試料を冷却する冷却装置とするような構成としてもよい。
（２）上述したエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置１では、電源が入れられてから所定の時間が経過した時点で自動的に異常箇所判定動作が開始される構成としたが、被冷却部温度センサ若しくは吸熱部温度センサが所定の温度になった時点で自動的に異常箇所判定動作が開始されるような構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、蛍光Ｘ線分析装置等に利用することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１、１００  蛍光Ｘ線分析装置
３２  Ｘ線検出器（被冷却物）
４０  冷却装置
４１  筐体
４２  ファン
４２ｂ  回転羽根
４４  被冷却物温度センサ
４５  吸熱部温度センサ
４６  回転検知センサ
５１  吸熱部
５２  排熱部
９０  制御部
【図１】
2012251824.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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