(57)【要約】【課題】  試料と検出器との位置関係の変化を防止するとともに、装置筐体が振動の影響を受けないようにした蛍光Ｘ線分析装置を提供する。【解決手段】  試料Ｓが内部に配置される分析チャンバ２０と、分析チャンバ２０に取り付けられるとともに装置筐体５０内部に配置され、試料Ｓに一次Ｘ線を出射するＸ線管１０と、分析チャンバ２０に取り付けられるとともに装置筐体５０内部に配置され、試料Ｓからの蛍光Ｘ線の強度を検出する検出器３０と、装置筐体５０内部に配置された冷凍機６０と、一端部が検出器３０に接続されるとともに、他端部が冷凍機６０に接続される伝熱部材４０とを備える蛍光Ｘ線分析装置１であって、冷凍機６０は、冷媒ガスと冷媒ガスを圧縮・膨張させる機構とを備え、分析チャンバ２０と装置筐体５０とは防振部材６１を介して取り付けられるようにする。【選択図】図１
2013164337.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置筐体と、
前記装置筐体の上方に配置され、試料が内部に配置される分析チャンバと、
前記分析チャンバに取り付けられるとともに装置筐体内部に配置され、前記試料に一次Ｘ線を出射するＸ線管と、
前記分析チャンバに取り付けられるとともに装置筐体内部に配置され、前記試料からの蛍光Ｘ線の強度を検出する検出器と、
前記装置筐体内部に配置された冷凍機と、
一端部が前記検出器に接続されるとともに、他端部が前記冷凍機に接続される伝熱部材とを備える蛍光Ｘ線分析装置であって、
前記冷凍機は、冷媒ガスと当該冷媒ガスを圧縮・膨張させる機構とを備え、
前記冷凍機は分析チャンバに取り付けられるとともに、前記分析チャンバと前記装置筐体とは防振部材を介して取り付けられていることを特徴とする蛍光Ｘ線分析装置。
【請求項２】
前記防振部材は、防振ゴムで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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料中に含まれる元素の濃度を算出する蛍光Ｘ線分析装置に関し、特にエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２は、従来の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概略構成図である。エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置１０１は、試料Ｓが内部に配置される分析チャンバ２０と、Ｘ線管１０と検出器３０とが内部に配置される装置筐体１５０と、液体窒素が充填された液体窒素タンク１６０と、検出器３０と液体窒素タンク１６０とを接続する棒状の伝熱部材４０とを備える。
【０００３】
分析チャンバ２０は、四角形状の試料ベース２３と、四角形状の上面と当該上面の周縁部に下方に立設された四角筒形状の側壁とを有する上部チャンバ２１と、Ｖ字形状の筐体を有する下部チャンバ２２とを有する。試料ベース２３の中央部には、円形状の開口２３ａが形成されている。上部チャンバ２１の一つの側壁の下面と試料ベース２３の上面側の一辺とが軸となるように、上部チャンバ２１は試料ベース２３に対して回転可能に取り付けられている。下部チャンバ２２は、開口２３ａを塞ぐように試料ベース２３の下面側に取り付けられている。そして、上部チャンバ２１と下部チャンバ２２との内部は、真空ポンプ（図示せず）と接続されており、真空ポンプによって高真空に排気されるようになっている。このような分析チャンバ２０によれば、上部チャンバ２１を開くことにより、試料Ｓの分析面が開口２３ａを塞ぐように試料Ｓを配置することができ、試料Ｓを配置した後、上部チャンバ２１を閉めて、上部チャンバ２１と下部チャンバ２２との内部を高真空に排気することができる。
【０００４】
装置筐体１５０は、四角形状の下面と、四角形状の下面の周縁部に上方に立設された四角筒形状の側壁とを有し、四角筒形状の側壁の上面に試料ベース２３の下面側の周縁部が取り付けられている。
【０００５】
Ｘ線管１０は、横に向いた円筒形状の筐体を有し、筐体の内部に陽極であるターゲット（図示せず）と陰極であるフィラメント（図示せず）とが配置されている。これにより、ターゲットに高電圧を印加するとともに、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の端面に衝突させることで、ターゲットの端面で発生した一次Ｘ線を出射するようになっている。このようなＸ線管１０は、装置筐体１５０内部に配置され、下部チャンバ２２の左側面に固定されて取り付けられており、Ｘ線管１０から出射する一次Ｘ線が円形状の開口２３ａに入射するように構成されている。よって、試料Ｓの分析面が開口２１ａ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。
【０００６】
検出器３０は、導入窓３１が上面に形成された略円錐形状の筐体を有し、筐体の内部に蛍光Ｘ線の強度を検出するＸ線検出素子（半導体素子）３２が配置されている。このような検出器３０は、装置筐体１５０内部に配置され、下部チャンバ２２の右側面にボルト３３により固定されて取り付けられており、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。よって、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線が発生して、Ｘ線検出素子３２は蛍光Ｘ線の強度（検出信号）を検出することになる。
【０００７】
ところで、Ｘ線検出素子３２は、検出信号への熱雑音の混入を抑える目的で極低温に冷却される必要がある。そのため、液体窒素タンク１６０が装置筐体１５０外部に配置されている。そして、伝熱部材４０が、伝熱部材配管４１の内部に配置され、一端部がＸ線検出素子３２に接続されるとともに、他端部が液体窒素タンク１６０に接続されている。これにより、伝熱部材４０の他端部は液体窒素によって極低温に冷却される。伝熱部材４０の他端部における冷熱は伝熱部材４０を介してＸ線検出素子３２に伝えられ、その結果、Ｘ線検出素子３２は冷却される。
【０００８】
しかし、このようなエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置１０１では、定期的に液体窒素タンク１６０を交換する必要があり、液体窒素タンク１６０の保管や入手を行わなければならず、利用者にとって非常に煩わしいものであった。
【０００９】
そこで、液体窒素タンク１６０の保管や入手に関わる手間を回避するため、冷凍機を用いてＸ線検出素子３２を冷却するエネルギー分散型Ｘ線分析装置が開示されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。図３は、このようなエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置を示す概略構成図である。エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置２０１は、試料Ｓが内部に配置される分析チャンバ２０と、Ｘ線管１０と検出器３０と冷凍機６０とが内部に配置される装置筐体１５０と、検出器３０と冷凍機６０とを接続する棒状の伝熱部材４０とを備える。
【００１０】
冷凍機６０は、冷媒ガス（例えば、ヘリウムガス）と、冷媒ガスを圧縮・膨張させる機構（摺動部）とを備える。このような冷凍機６０は、摺動部を往復運動させる必要があるので、機械的な振動や音響的な振動が生じる。よって、冷凍機６０の振動が分析チャンバ２０や装置筐体１５０に伝わり、分析チャンバ２０や装置筐体１５０を振動させることになる。そこで、冷凍機６０は、装置筐体１５０内部に防振ゴム２６１を介して取り付けられるとともに、伝熱部材配管４１が下部チャンバ２２の右側面にベローズ２６２を介して取り付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平５−１５９７３３号公報
【特許文献２】特開２００６−２４２６６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述したようなエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置２０１では、装置筐体１５０の傾きや、大気／真空分析の切替による荷重条件の変化によって、防振ゴム２６１やベローズ２６２が矢印方向に変形することがあるため、試料ＳとＸ線検出素子３２との位置関係にズレが発生して、分析結果に悪影響を及ぼすことがあった。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そこで、出願人は、防振部材を取り付ける位置について検討した。試料ＳとＸ線検出素子３２との位置関係がズレないように、冷凍機６０を装置筐体１５０内部に防振ゴム２６１を介して取り付けるとともに、伝熱部材配管４１を下部チャンバ２２の右側面にベローズ２６２を介して取り付けるのではなく、冷凍機６０を分析チャンバ２０に取り付けるとともに、分析チャンバ２０と装置筐体１５０とを防振部材を介して取り付けるようにした。その結果、試料ＳとＸ線検出素子３２との位置関係の変化を防止するとともに、装置筐体１５０は振動の影響を受けることがなくなることを見出した。
【００１４】
すなわち、本発明の蛍光Ｘ線分析装置は、装置筐体と、前記装置筐体の上方に配置され、試料が内部に配置される分析チャンバと、前記分析チャンバに取り付けられるとともに装置筐体内部に配置され、前記試料に一次Ｘ線を出射するＸ線管と、前記分析チャンバに取り付けられるとともに装置筐体内部に配置され、前記試料からの蛍光Ｘ線の強度を検出する検出器と、前記装置筐体内部に配置された冷凍機と、一端部が前記検出器に接続されるとともに、他端部が前記冷凍機に接続される伝熱部材とを備える蛍光Ｘ線分析装置であって、前記冷凍機は、冷媒ガスと当該冷媒ガスを圧縮・膨張させる機構とを備え、前記冷凍機は分析チャンバに取り付けられるとともに、前記分析チャンバと前記装置筐体とは防振部材を介して取り付けられているようにしている。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明の蛍光Ｘ線分析装置によれば、検出器は分析チャンバに固定されて取り付けられているため、装置筐体の傾きや、大気／真空分析の切替による荷重条件の変化によって、試料と検出器との位置関係の変化を防止することができる。また、冷凍機が取り付けられた分析チャンバと、装置筐体とは防振部材を介して取り付けられているため、装置筐体は振動の影響を受けることがなくなる。
【００１６】
（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、前記防振部材は、防振ゴムであるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【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】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３】従来のエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置の別の一例を示す概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係る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る。なお、エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置１０１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、試料Ｓが内部に配置される分析チャンバ２０と、Ｘ線管１０と検出器３０と冷凍機６０とが内部に配置される装置筐体５０と、検出器３０と冷凍機６０とを接続する棒状の伝熱部材４０とを備える。
【００２０】
冷凍機６０は、冷媒ガス（例えば、ヘリウムガス）と、冷媒ガスを圧縮・膨張させる機構（摺動部）とを備える。このような冷凍機６０は、下部チャンバ２２の右側面に伝熱部材配管４１を介して固定されて取り付けられている。すなわち、冷凍機６０は、装置筐体５０に取り付けられていない。
【００２１】
装置筐体５０は、四角形状の下面と、四角形状の下面の周縁部に上方に立設された四角筒形状の側壁とを有する。そして、四角筒形状の側壁の上面に四角形の防振ゴム６１が取り付けられている。さらに、防振ゴム６１の上面に試料ベース２３の下面側の周縁部が取り付けられている。すなわち、分析チャンバ２０と装置筐体５０とは防振ゴム６１を介して取り付けられている。
【００２２】
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、検出器３０は分析チャンバ２０に固定されて取り付けられているため、装置筐体５０の傾きや、大気／真空分析の切替による荷重条件の変化によって、試料Ｓと検出器３０との位置関係の変化を防止することができる。また、冷凍機６０が取り付けられた分析チャンバ２０と、装置筐体５０とは防振ゴム６１を介して取り付けられているため、装置筐体５０は振動の影響を受けることがなくなる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は、試料中に含まれる元素の濃度を算出する蛍光Ｘ線分析装置等に利用することができる。
【符号の説明】
【００２４】
１  蛍光Ｘ線分析装置
１０  Ｘ線管
２０  分析チャンバ
３０  検出器
４０  伝熱部材
５０  装置筐体
６０  冷凍機
６１  防振ゴム（防振部材）
Ｓ  試料
【図１】
2013164337.tif 000003
【図２】
2013164337.tif 000004
【図３】
2013164337.tif 000005