JP2020098209A - X-ray analyzer, analysis method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、粒子状物質から発生する二次Ｘ線を用いて、当該粒子状物質を分析するＸ線分析装置、分析方法、及び、当該分析方法をコンピュータシステムに実行させるプログラムに関する。 The present invention relates to an X-ray analysis apparatus for analyzing a particulate matter using secondary X-rays generated from the particulate matter, an analysis method, and a program for causing a computer system to execute the analysis method.
物質にＸ線を照射すると、その物質に特有のＸ線（二次Ｘ線と呼ばれる）が発生することが知られている。物質にＸ線を照射することにより発生する主な二次Ｘ線としては、物質に含まれる元素に由来する蛍光Ｘ線、入射したＸ線が物質により散乱されることで発生する散乱Ｘ線がある。 It is known that when a substance is irradiated with X-rays, X-rays peculiar to the substance (called secondary X-rays) are generated. Main secondary X-rays generated by irradiating a substance with X-rays include fluorescent X-rays derived from the elements contained in the substance and scattered X-rays generated by scattering the incident X-rays by the substance. is there.
また、上記の物質から発生する二次Ｘ線を検出し、検出した二次Ｘ線のうち蛍光Ｘ線を用いて、当該物質に含まれる元素の分析を行うことが知られている（例えば、特許文献１を参照）。 Further, it is known that secondary X-rays generated from the above substances are detected and the fluorescent X-rays of the detected secondary X-rays are used to analyze the elements contained in the substance (for example, See Patent Document 1).
近年、排気ガスなどの気体中に存在する粒子状物質に含まれる元素を分析する手法についての要求が高まっている。粒子状物質に含まれる元素を分析する手法として、上記の蛍光Ｘ線を用いる方法が考えられる。なぜなら、蛍光Ｘ線を用いる元素の分析方法においては、物質に含まれる元素を数ｐｐｍオーダーのレベルで精度よく測定できるからである。 In recent years, there has been an increasing demand for a method for analyzing elements contained in particulate matter existing in a gas such as exhaust gas. As a method for analyzing the elements contained in the particulate matter, a method using the above fluorescent X-rays can be considered. This is because, in the element analysis method using fluorescent X-rays, the elements contained in the substance can be accurately measured at the level of several ppm.
その一方で、粒子状物質から発生する蛍光Ｘ線の強度は、その粒子状物質に含まれる元素量だけでなく、測定領域に存在する粒子状物質の量、及び、測定領域における粒子状物質の状態にも依存する。そのため、蛍光Ｘ線を用いて粒子状物質に含まれる元素の含有量を精度よく測定するためには、測定領域に存在する粒子状物質の量が適切であるか否か、及び、粒子状物質が測定領域においてどのような状態で存在しているかを把握する必要がある。 On the other hand, the intensity of the fluorescent X-ray generated from the particulate matter is not only the amount of elements contained in the particulate matter, but also the amount of the particulate matter present in the measurement region and the amount of the particulate matter in the measurement region. It also depends on the state. Therefore, in order to accurately measure the content of the element contained in the particulate matter using fluorescent X-rays, it is determined whether or not the amount of the particulate matter present in the measurement region is appropriate, and the particulate matter. It is necessary to understand in what state there exists in the measurement area.
本発明の目的は、二次Ｘ線を用いた粒子状物質の分析において、粒子状物質の測定領域における状態を簡単な方法により把握することにある。 An object of the present invention is to grasp the state of a measurement area of particulate matter by a simple method in the analysis of particulate matter using secondary X-rays.
以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。
本発明に一見地にかかるＸ線分析装置は、粒子状物質から発生する蛍光Ｘ線を用いて粒子状物質の分析を行う装置である。Ｘ線分析装置は、試料台と、Ｘ線源と、検出器と、演算部と、を備える。
試料台には、粒子状物質が載置される。Ｘ線源は、試料台に載置された粒子状物質にＸ線を照射する。検出器は、粒子状物質にＸ線を照射することにより発生した二次Ｘ線を検出する。演算部は、検出器により検出された二次Ｘ線の強度に基づいて、粒子状物質の試料台における状態に関する状態情報を取得する。また、演算部は、粒子状物質から発生する二次Ｘ線に基づいて、粒子状物質に含まれる元素を分析する。
これにより、本発明に係るＸ線分析装置は、粒子状物質から発生する二次Ｘ線を用いて、試料台における粒子状物質の状態（状態情報）を簡単に把握することができる。また、この状態情報を用いて、測定対象試料である粒子状物質が蛍光Ｘ線分析を行うために適切か否かを判断できる。
Hereinafter, a plurality of modes will be described as means for solving the problems. These aspects can be arbitrarily combined as needed.
An X-ray analysis apparatus according to a first aspect of the present invention is an apparatus for analyzing particulate matter using fluorescent X-rays generated from the particulate matter. The X-ray analysis apparatus includes a sample stage, an X-ray source, a detector, and a calculation unit.
Particulate matter is placed on the sample table. The X-ray source irradiates the particulate matter placed on the sample table with X-rays. The detector detects secondary X-rays generated by irradiating the particulate matter with X-rays. The calculation unit acquires state information regarding the state of the particulate matter on the sample stage based on the intensity of the secondary X-ray detected by the detector. Further, the calculation unit analyzes the element contained in the particulate matter based on the secondary X-ray generated from the particulate matter.
Thereby, the X-ray analysis apparatus according to the present invention can easily grasp the state (state information) of the particulate matter on the sample stage by using the secondary X-ray generated from the particulate matter. Further, using this state information, it is possible to determine whether or not the particulate matter which is the sample to be measured is appropriate for performing the fluorescent X-ray analysis.
演算部は、二次Ｘ線のうち、第１エネルギー以下のエネルギーを有する低エネルギー二次Ｘ線の強度に基づいて、試料台に載置された粒子状物質の表面状態に関する情報を取得してもよい。
これにより、低エネルギーを有する二次Ｘ線が物質の表面において発生するとの特性を用いて、試料台に載置された粒子状物質の表面状態を把握できる。
The calculation unit obtains information about the surface state of the particulate matter placed on the sample table based on the intensity of the low-energy secondary X-ray having the energy of the first energy or less among the secondary X-rays. Good.
Thereby, the surface state of the particulate matter placed on the sample stage can be grasped by using the characteristic that the secondary X-rays having low energy are generated on the surface of the substance.
演算部は、低エネルギー二次Ｘ線の強度に基づいて、試料台に載置された粒子状物質の表面積に関する情報を取得してもよい。
これにより、低エネルギーを有する二次Ｘ線が物質の表面において発生するとの特性を用いて、試料台に載置された粒子状物質の表面積を把握できる。
The calculation unit may acquire information about the surface area of the particulate matter placed on the sample table based on the intensity of the low energy secondary X-rays.
Thereby, the surface area of the particulate matter placed on the sample stage can be grasped by using the characteristic that the secondary X-ray having low energy is generated on the surface of the matter.
演算部は、低エネルギー二次Ｘ線の強度に基づいて、試料台に載置された粒子状物質の粒子径に関する情報を取得してもよい。
これにより、低エネルギーを有する二次Ｘ線が物質の表面において発生するとの特性を用いて、粒子状物質の粒子径を把握できる。
The calculation unit may acquire the information regarding the particle diameter of the particulate matter placed on the sample table, based on the intensity of the low energy secondary X-rays.
Thereby, the particle size of the particulate matter can be grasped by using the characteristic that the secondary X-ray having low energy is generated on the surface of the matter.
演算部は、二次Ｘ線のうち、第１エネルギーより大きいエネルギーを有する高エネルギー二次Ｘ線の強度に基づいて、試料台に載置された粒子状物質の厚みに関する情報を取得してもよい。
これにより、高エネルギーを有する二次Ｘ線が物質の内部からも発生するとの特性を用いて、試料台に載置された粒子状物質の厚みを把握できる。
The calculation unit obtains the information about the thickness of the particulate matter placed on the sample table based on the intensity of the high-energy secondary X-ray having an energy higher than the first energy among the secondary X-rays. Good.
Thereby, the thickness of the particulate matter placed on the sample stage can be grasped by using the characteristic that the secondary X-rays having high energy are also generated from the inside of the substance.
演算部は、二次Ｘ線のうち、粒子状物質から発生する散乱Ｘ線の強度に基づいて、状態情報を取得してもよい。
これにより、粒子状物質に含まれる元素によらず、試料台に載置された粒子状物質の状態を把握できる。
The calculation unit may acquire the state information based on the intensity of scattered X-rays generated from the particulate matter in the secondary X-rays.
Thereby, the state of the particulate matter placed on the sample table can be grasped regardless of the elements contained in the particulate matter.
演算部は、二次Ｘ線のうち、粒子状物質に含まれる元素に由来する蛍光Ｘ線の強度に基づいて、状態情報を取得してもよい。
これにより、試料台に載置された粒子状物質の状態を、より正確に把握できる。
The calculation unit may acquire the state information based on the intensity of the fluorescent X-rays derived from the element contained in the particulate matter in the secondary X-rays.
Thereby, the state of the particulate matter placed on the sample table can be grasped more accurately.
上記のＸ線分析装置は、校正用試料と、開口部材と、切換部と、をさらに備えてもよい。校正用試料は、検出器にて検出されるＸ線を校正するために用いられる。開口部材には、Ｘ線源から発生するＸ線を通過させる開口が設けられる。切換部は、校正用試料又は開口部材の開口を、Ｘ線源と試料台との間に切り換えて配置する。
切換部により校正用試料または開口部材のいずれをＸ線源と試料台との間に配置するかを切り換えることで、Ｘ線分析装置の校正と、試料台に載置された粒子状物質の分析とを容易に切り換えて実行できる。
The above X-ray analysis apparatus may further include a calibration sample, an opening member, and a switching unit. The calibration sample is used to calibrate the X-ray detected by the detector. The opening member is provided with an opening through which the X-ray generated from the X-ray source passes. The switching unit switches and arranges the calibration sample or the opening of the opening member between the X-ray source and the sample stage.
Calibration of the X-ray analyzer and analysis of the particulate matter placed on the sample table can be performed by switching whether the calibration sample or the opening member is arranged between the X-ray source and the sample table by the switching unit. And can be easily switched and executed.
試料台の少なくとも粒子状物質が載置される表面は、導電性を有してもよい。
これにより、試料台から粒子状物質を除去する際に、静電気により粒子状物質が試料台に残留することを抑制できる。
At least the surface of the sample table on which the particulate matter is placed may have conductivity.
This can prevent the particulate matter from remaining on the sample table due to static electricity when removing the particulate matter from the sample table.
試料台の表面は、導電性を有する材料にてコーティングされてもよい。これにより、導電性を有さない試料台の表面に導電性を持たせることができる。 The surface of the sample table may be coated with a material having conductivity. As a result, the surface of the sample table having no conductivity can be made conductive.
試料台の表面にコーティングされる材料は、導電性を有する金属、又は、ダイヤモンドライクカーボンであってもよい。これにより、試料台の表面に対してコーティングにより容易に導電性を持たせることができる。 The material coated on the surface of the sample table may be a conductive metal or diamond-like carbon. As a result, the surface of the sample table can be easily made conductive by coating.
試料台は、導電性を有する金属、又は、グラファイトにて構成されてもよい。これにより、試料台全体に導電性を持たせることができる。 The sample stage may be made of conductive metal or graphite. As a result, the entire sample table can be made conductive.
本発明の他の見地に係る分析方法は、試料台を備えるＸ線分析装置を用いた粒子状物質の分析方法である。分析方法は、以下のステップを含む。
◎試料台に載置された粒子状物質にＸ線を照射するステップ。
◎粒子状物質にＸ線を照射することにより発生した二次Ｘ線を検出するステップ。
◎検出された二次Ｘ線の強度に基づいて、粒子状物質の試料台における状態に関する状態情報を取得するステップ。
◎粒子状物質から発生する二次Ｘ線に基づいて、粒子状物質に含まれる元素を分析するステップ。
これにより、粒子状物質から発生する二次Ｘ線を用いて、試料台における粒子状物質の状態情報を簡単に把握することができる。また、この状態情報を用いて、測定対象試料である粒子状物質が蛍光Ｘ線分析を行うために適切か否かを判断できる。
An analysis method according to another aspect of the present invention is an analysis method for particulate matter using an X-ray analysis apparatus equipped with a sample stage. The analysis method includes the following steps.
◎The step of irradiating the particulate matter placed on the sample table with X-rays.
A step of detecting secondary X-rays generated by irradiating the particulate matter with X-rays.
A step of acquiring state information regarding the state of the particulate matter on the sample stage based on the detected intensity of the secondary X-ray.
◎A step of analyzing the elements contained in the particulate matter based on the secondary X-rays generated from the particulate matter.
This makes it possible to easily grasp the state information of the particulate matter on the sample stage by using the secondary X-ray generated from the particulate matter. Further, using this state information, it is possible to determine whether or not the particulate matter which is the sample to be measured is appropriate for performing the fluorescent X-ray analysis.
本発明のさらなる他の見地に係るプログラムは、以下のステップをコンピュータに実行させるプログラムである。
◎試料台に載置された粒子状物質にＸ線を照射するステップ。
◎粒子状物質にＸ線を照射することにより発生した二次Ｘ線を検出するステップ。
◎検出された二次Ｘ線の強度に基づいて、粒子状物質の試料台における状態に関する状態情報を取得するステップ。
◎粒子状物質から発生する二次Ｘ線に基づいて、粒子状物質に含まれる元素を分析するステップ。
これにより、粒子状物質から発生する二次Ｘ線を用いて、試料台における粒子状物質の状態情報を簡単に把握することができる。また、この状態情報を用いて、測定対象試料である粒子状物質が蛍光Ｘ線分析を行うために適切か否かを判断できる。
A program according to still another aspect of the present invention is a program that causes a computer to execute the following steps.
◎The step of irradiating the particulate matter placed on the sample table with X-rays.
A step of detecting secondary X-rays generated by irradiating the particulate matter with X-rays.
A step of acquiring state information regarding the state of the particulate matter on the sample stage based on the detected intensity of the secondary X-ray.
◎A step of analyzing the elements contained in the particulate matter based on the secondary X-rays generated from the particulate matter.
This makes it possible to easily grasp the state information of the particulate matter on the sample stage by using the secondary X-ray generated from the particulate matter. Further, using this state information, it is possible to determine whether or not the particulate matter which is the sample to be measured is appropriate for performing the fluorescent X-ray analysis.
粒子状物質から発生する二次Ｘ線の性質を用いて、粒子状物質の試料台における状態を簡単な方法により把握できる。 By using the property of the secondary X-ray generated from the particulate matter, the state of the particulate matter on the sample stage can be grasped by a simple method.
１．第１実施形態
（１）Ｘ線分析装置
以下、第１実施形態に係るＸ線分析装置１００を説明する。Ｘ線分析装置１００は、Ｘ線を粒子状物質Ｐへ照射して発生する蛍光Ｘ線を検出し、蛍光Ｘ線スペクトルの測定又は試料に含有される元素を分析する蛍光Ｘ線分析を行うための装置である。なお、以下において、「元素分析」又は「分析」との用語は、元素の「定性」と「定量」とを含む意味で用いられる。
Ｘ線分析装置１００は、例えば、測定対象の粒子状物質Ｐの発生源またはその近傍に配置され、発生源にて発生した粒子状物質Ｐに含まれる元素の特定とその含有量を、その場観察にて測定（インライン測定）できる。
インライン測定を実行するＸ線分析装置１００は、例えば、焼却炉、各種工場から排出される排ガスの煙道に配置され、当該排ガスに含まれる粒子状物質Ｐ（例えば、重金属を含有する粒子など）を分析できる。
1. First Embodiment (1) X-ray Analysis Apparatus Hereinafter, an
The
The
Ｘ線分析装置１００は、排ガスに含まれる粒子状物質以外にも、例えば、化粧品の粉末、小麦、コーンスターチ、片栗粉などの食料粉末、塩などの結晶粉末など、一般的な粒子状物質Ｐの分析も可能である。
In addition to the particulate matter contained in the exhaust gas, the
以下、図１を用いて、上記のＸ線分析装置１００の具体的構成を説明する。図１は、Ｘ線分析装置の構成を示す図である。Ｘ線分析装置１００は、試料支持部１と、Ｘ線源２と、検出器３と、開口部材４と、遮蔽体５と、演算部６と、を主に備える。
Hereinafter, the specific configuration of the
（２）試料支持部
試料支持部１は、水平板状であり、測定対象である粒子状物質Ｐが載置されることによって、当該粒子状物質Ｐを支持する。試料支持部１は、基部１３と、基部１３に対して着脱が可能な着脱部１２とを有している。基部１３及び着脱部１２は、共に貫通孔１１が形成され、ほぼ平板状になっている。貫通孔１１を塞ぐようにＸ線透過膜１４が張られており、Ｘ線透過膜１４は基部１３と着脱部１２とで挟まれて固定されている。着脱部１２を外した状態で、基部１３の貫通孔１１にＸ線透過膜１４を張り、着脱部１２を基部１３に装着することで、Ｘ線透過膜１４が固定される。
(2) Sample support part The sample support part 1 is a horizontal plate shape, and supports the said particulate matter P by mounting the particulate matter P which is a measurement object. The sample support part 1 has a base part 13 and an attachment/detachment part 12 that can be attached to and detached from the base part 13. The base portion 13 and the attachment/detachment portion 12 each have a through hole 11 formed therein and are substantially flat. An X-ray transmissive film 14 is stretched so as to close the through hole 11, and the X-ray transmissive film 14 is sandwiched and fixed by the base portion 13 and the attachment/detachment portion 12. The X-ray transmissive film 14 is fixed by attaching the X-ray transparent film 14 to the through hole 11 of the base 13 and attaching the removable part 12 to the base 13 with the removable part 12 removed.
上記貫通孔１１のＸ線透過膜１４が張られた側とは反対側に、試料台１５が設けられている。測定対象である粒子状物質Ｐは、試料台１５に載置される。試料台１５は、粒子状物質ＰがＸ線分析装置１００の光学系（Ｘ線源２、検出器３など）に侵入することを防止する。
試料台１５は、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネートなどの、炭素元素を含む樹脂又はプラスチックで構成された板状部材である。試料台１５の少なくとも粒子状物質Ｐが載置される表面（上面）には、導電性の材料がコーティングされている。なお、導電性材料は、試料台１５の全体にコーティングされていてもよい。
A sample table 15 is provided on the side of the through hole 11 opposite to the side on which the X-ray transparent film 14 is stretched. The particulate matter P to be measured is placed on the sample table 15. The sample table 15 prevents the particulate matter P from entering the optical system (X-ray
The sample table 15 is a plate-shaped member made of a resin containing a carbon element such as acrylic resin or polycarbonate, or plastic. At least the surface (upper surface) of the sample table 15 on which the particulate matter P is placed is coated with a conductive material. The conductive material may be coated on the entire sample table 15.
試料台１５への導電性コーティングは、例えば、金などの導電性を有する金属を、蒸着により試料台１５の表面にコーティングすることにより実現できる。また、導電性コーティングが試料台１５から剥離することを防止するため、導電性コーティングの前に、試料台１５の表面に他の金属などをコーティングしておいてもよい。
また、導電性コーティングに用いる材料は、Ｘ線を照射したときに、測定対象となる元素からの蛍光Ｘ線と同一かそれに近いエネルギーを有する蛍光Ｘ線を発生させないものとすることが好ましい。
The conductive coating on the sample table 15 can be realized by coating a conductive metal such as gold on the surface of the sample table 15 by vapor deposition. Further, in order to prevent the conductive coating from peeling off from the sample table 15, another metal or the like may be coated on the surface of the sample table 15 before the conductive coating.
Further, it is preferable that the material used for the conductive coating does not generate fluorescent X-rays having energy equal to or close to the fluorescent X-rays from the element to be measured when the X-rays are irradiated.
他の実施形態において、導電性を有する金属のコーティングは、例えば、ニッケルペーストなどの金属粉末を高濃度にて含有するペースト状の液体を試料台１５に塗布して乾燥させることにより、実現することもできる。 In another embodiment, the coating of a metal having conductivity is realized by, for example, applying a paste-like liquid containing a metal powder such as a nickel paste in a high concentration to the sample table 15 and drying it. You can also
さらなる他の実施形態において、例えば、ダイヤモンドライクカーボンを試料台１５の表面にコーティングすることもできる。ダイヤモンドライクカーボンのコーティング膜は平坦性が高いため、粒子状物質Ｐを試料台１５から容易に除去することができる。 In still another embodiment, for example, the surface of the sample table 15 can be coated with diamond-like carbon. Since the diamond-like carbon coating film has high flatness, the particulate matter P can be easily removed from the sample table 15.
アクリル樹脂、ポリカーボネートなどの透明な物質にて構成された試料台１５をコーティングする場合には、コーティング膜を薄くして、試料台１５が光を透過できるようにしておいてもよい。
これにより、試料台１５に載置された粒子状物質Ｐの状態を、後述する撮像素子９により撮影できる。また、試料台１５から電荷を逃がすことができる程度の導電性があればよいので、導電性コーティング膜は薄くできる。
When coating the sample table 15 made of a transparent material such as acrylic resin or polycarbonate, the coating film may be thin so that the sample table 15 can transmit light.
As a result, the state of the particulate matter P placed on the sample table 15 can be photographed by the image sensor 9 described later. Further, since it is sufficient that the sample has a conductivity that allows charges to escape from the sample table 15, the conductive coating film can be thin.
または、導電性を有する透明な膜を試料台１５にコーティングすることによっても、試料台１５の帯電を防止すると共に、撮像素子９による粒子状物質Ｐの撮影が可能となる。 Alternatively, by coating the sample table 15 with a transparent film having conductivity, it is possible to prevent the sample table 15 from being charged and to image the particulate matter P by the image sensor 9.
さらなる他の実施形態において、試料台１５自体を、例えば、グラファイト、金などの導電性を有する金属により構成してもよい。これにより、試料台１５全体に導電性を持たせることができる。 In still another embodiment, the sample table 15 itself may be made of a conductive metal such as graphite or gold. As a result, the entire sample table 15 can be made conductive.
本実施形態において、試料台１５は、グラウンド電位に接続されている。これにより、試料台１５から粒子状物質Ｐを除去する際に、静電気により粒子状物質Ｐが試料台１５に残留することを抑制できる。
他の実施形態において、試料台１５は、所定の電位を印加するための電圧発生装置に接続されていてもよい。電圧発生装置は、粒子状物質Ｐが帯びる電位の極性（正電位、負電位）と同一の極性を有する電位を、試料台１５に印加する。これにより、試料台１５と粒子状物質Ｐとの間に反発力が働いて、静電気により粒子状物質Ｐが試料台１５に残留することを抑制できる。
In the present embodiment, the sample table 15 is connected to the ground potential. Thereby, when the particulate matter P is removed from the sample table 15, it is possible to suppress the particulate matter P from remaining on the sample table 15 due to static electricity.
In another embodiment, the
（３）Ｘ線源
Ｘ線源２は、試料台１５上に載置された粒子状物質Ｐの下面に対して斜め下側からＸ線を照射する位置に配置されている。Ｘ線源２は、Ｘ線管を用いて構成されており、Ｘ線の出射端を試料支持部１の貫通孔１１へ向けて配置されている。
後述するように、本実施形態では、散乱Ｘ線を用いて、試料台１５上に載置された粒子状物質Ｐの状態に関する情報（状態情報）を取得する。従って、粒子状物質Ｐから散乱Ｘ線を発生させるために、Ｘ線源２から出力されるＸ線は、１０ｋｅＶ以下のエネルギーを有することが好ましい。このようなＸ線源２としては、例えば、パラジウムをターゲットとしたＸ線源、又は、ロジウムをターゲットとしたＸ線源を使用できる。
(3) X-ray Source The
As will be described later, in the present embodiment, the scattered X-rays are used to acquire information (state information) regarding the state of the particulate matter P placed on the sample table 15. Therefore, in order to generate scattered X-rays from the particulate matter P, it is preferable that the X-rays output from the
（４）検出器
検出器３は、試料台１５上に載置された粒子状物質Ｐの下面から斜め下方向へ放射された二次Ｘ線を検出することができる位置に配置されている。検出器３は、例えば、Ｓｉ素子等のＸ線検出素子（例えば、シリコンドリフト検出器（ＳＤＤ））を用いて構成されており、二次Ｘ線の入射端を試料支持部１の貫通孔１１へ向けて配置されている。
(4) Detector The
Ｘ線源２及び検出器３を上記のように配置することにより、Ｘ線源２から試料台１５上の粒子状物質ＰへＸ線が照射され、粒子状物質Ｐでは二次Ｘ線が発生する。この二次Ｘ線は、検出器３により検出される。図１には、Ｘ線源２から試料台１５へ向けて照射されるＸ線、及び試料台１５から検出器３に入射する二次Ｘ線を破線で示している。
By arranging the
（５）開口部材
開口部材４は、試料支持部１の直下、Ｘ線源２から試料支持部１までのＸ線の経路上に配置されている。開口部材４は、Ｘ線源２から出力されたＸ線が通過する開口を有する部材である。以下、図２を用いて、開口部材４の具体的構成を説明する。図２は、開口部材の構成を示す図である。
開口部材４は、例えばタンタル製の板状部材であり、Ｘ線が通過する径が異なる複数の開口４１、４２、４３が形成されている。なお、開口の数は３個に限定されるものではなく、２個であってもよく４個以上であってもよい。複数の開口４１、４２、４３は、水平面内で、Ｘ線源２及び検出器３が並んだ方向とは交差する方向に沿って並んでいる。
(5) Opening Member The opening
The opening
また、開口部材４には、窓部４５が設けられている。窓部４５は、例えば、アクリル板等の透明部材を用いて構成されている。窓部４５は、開口４１、４２、４３が並んだ方向に沿った位置に設けられている。
A
さらに、開口部材４には、校正用試料４４が設けられている。校正用試料４４は、検出器３にて検出されるＸ線の校正を行うための試料である。校正用試料４４は、例えば、開口４１、４２、４３が並んだ方向に沿った位置の窓部４５とは反対側に設けられる。
Further, the opening
ここで、Ｘ線分析装置１００において実行される校正について説明する。
二次Ｘ線を用いるＸ線分析装置１００において実行される校正には、粒子状物質Ｐから発生する蛍光Ｘ線のピーク位置が正しいエネルギー位置となるように装置を校正するエネルギー校正と、Ｘ線の強度を校正する強度校正と、がある。
Here, the calibration executed in the
The calibration executed in the
上記のうち、エネルギー校正は、測定対象の粒子状物質Ｐに含まれる元素が既知であれば、試料台１５に載置された粒子状物質Ｐから発生する蛍光Ｘ線を用いて実行できる。
その一方、強度校正は、試料台１５に載置された粒子状物質Ｐから発生する二次Ｘ線を用いては実行できない。なぜなら、検出器３にて検出される二次Ｘ線の強度は、試料台１５に載置される粒子状物質Ｐにより変動するからである。
Of the above, the energy calibration can be performed by using fluorescent X-rays generated from the particulate matter P placed on the sample table 15 if the element contained in the particulate matter P to be measured is known.
On the other hand, the intensity calibration cannot be performed using the secondary X-ray generated from the particulate matter P placed on the sample table 15. This is because the intensity of the secondary X-ray detected by the
従って、本実施形態においては、開口部材４に設けられる校正用試料４４は、強度校正用の試料である。強度校正用の試料としては、例えば、銅（Ｃｕ）の板状部材を使用できる。
Therefore, in the present embodiment, the
なお、測定対象の粒子状物質Ｐに含まれる元素が不明である場合などには、校正用試料４４として、エネルギー補正用の試料が設けられていてもよい。エネルギー補正用の試料としては、例えば、ＮＩＳＴ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）にて規定された標準物質などの、所定の元素が予め決められた量だけ含まれる物質を使用できる。
If the element contained in the particulate matter P to be measured is unknown, a sample for energy correction may be provided as the
図２に示すように、開口部材４は、シャフト７１を介して、切換部７に接続されている。切換部７は、開口部材４の開口４１、４２、４３のいずれか、校正用試料４４、又は、窓部４５を、Ｘ線源２と試料台１５との間に切り換えて配置する。切換部７は、例えば、長さ方向の一端が開口部材４に接続されたシャフト７１を、その長さ方向に移動させる公知の機構により構成できる。
As shown in FIG. 2, the opening
以下、図３Ａ及び図３Ｂを用いて、開口４１、４２、４３又は校正用試料４４が、Ｘ線源２と試料台１５との間に切り換えて配置された場合のＸ線の経路について説明する。図３Ａは、Ｘ線源と試料台との間に開口が配置された場合のＸ線の経路を示す図である。図３Ｂは、Ｘ線源と試料台との間に校正用試料が配置された場合のＸ線の経路を示す図である。
Ｘ線源２と試料台１５との間に開口４１、４２、４３のいずれかが配置された場合、Ｘ線源２から発生したＸ線は、図３Ａに示すように、Ｘ線源２と試料台１５の間に配置された開口４１、４２、４３のいずれかを通過する。これにより、Ｘ線源２から出力されたＸ線は、開口４１、４２、４３の径に応じてビーム径（強度）が調整されて、試料台１５に載置された粒子状物質Ｐに到達する。
The X-ray path when the
When any of the
一方、Ｘ線源２と試料台１５との間に校正用試料４４が配置された場合、Ｘ線源２から発生したＸ線は、図３Ｂに示すように、校正用試料４４において散乱等されて、遮蔽体５に設けられた開口５１を通過する。当該開口を通過したＸ線が、検出器３にて検出される。
On the other hand, when the
また、Ｘ線源２と試料台１５との間に窓部４５が配置された場合には、貫通孔１１の直下に配置された撮像素子９（例えば、ＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサなど）（図１）により、試料台１５に載置された粒子状物質Ｐを撮影できる。
Further, when the
切換部７により、校正用試料４４又は開口部材４の開口４１、４２、４３のいずれをＸ線源２と試料台１５との間に配置するかを切り換えることで、Ｘ線分析装置１００の校正と、試料台１５に載置された粒子状物質Ｐの分析とを、容易かつ自動的に切り換えて実行できる。
Calibration of the
（６）遮蔽体
遮蔽体５は、例えば、アルミニウム及び／又は銅にて構成された部材である。遮蔽体５は、Ｘ線源２と検出器３との中間の位置に配置される。
また、遮蔽体５は、開口部材４に結合している。従って、遮蔽体５は、開口部材４と共に移動するようになっている。さらに、開口部材４の校正用試料４４が設けられた位置に対応する遮蔽体５の部分には、開口５１（図３Ｂ）が設けられる。
(6) Shield The
Moreover, the
上記の位置に遮蔽体５が配置され、かつ、遮蔽体５に上記の開口５１が設けられることにより、粒子状物質Ｐの分析時には、Ｘ線源２の出射口２１と検出器３の入射口３１とを結んだ経路を通るＸ線が遮蔽され、Ｘ線源２から検出器３へＸ線が直接に入射することが防止される。
一方、Ｘ線分析装置１００の校正時には、Ｘ線源２の出射口２１から出力されたＸ線は、校正用試料４４にて散乱等され、上記の開口５１を通過して検出器３に到達する。
By disposing the
On the other hand, during calibration of the
（７）演算部
演算部６は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｉｌｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｉｓｋ）などの記憶装置と、表示部と、各種インターフェースと、などを有するコンピュータシステムである。
以下に説明する演算部６の各機能の一部又は全部は、上記のコンピュータシステムの記憶装置に記憶されたプログラムにより実現されていてもよい。また、演算部６の各構成要素の機能の一部又は全部の機能は、カスタムＩＣなどの半導体装置により実現されていてもよい。
(7) Arithmetic Unit The arithmetic unit 6 is a computer system including a CPU (Central Processing Unit), a storage device such as a RAM, a ROM, a hard disk, and an SSD (Sold State Disk), a display unit, and various interfaces. is there.
Some or all of the functions of the calculation unit 6 described below may be realized by a program stored in the storage device of the computer system. Further, some or all of the functions of the respective constituent elements of the arithmetic unit 6 may be realized by a semiconductor device such as a custom IC.
演算部６は、Ｘ線分析装置１００の各構成要素（Ｘ線源２、検出器３、切換部７）を制御する機能を実現する。また、検出器３にて検出された二次Ｘ線（散乱Ｘ線、蛍光Ｘ線）の強度に基づいて、粒子状物質Ｐの試料台１５における状態に関する情報（以下、状態情報と呼ぶ）を取得する機能を実現する。
The calculation unit 6 realizes a function of controlling each component (X-ray
さらに、演算部６は、粒子状物質Ｐの分析のための信号処理を実行する。具体的には、演算部６は、検出器３が検出したＸ線、すなわち、粒子状物質Ｐから発生する二次Ｘ線のエネルギーとカウント数との関係、即ち二次Ｘ線のスペクトルを取得する処理を行う。
Further, the calculation unit 6 executes signal processing for analyzing the particulate matter P. Specifically, the calculation unit 6 acquires the relationship between the X-ray detected by the
演算部６は、さらに、二次Ｘ線に含まれる蛍光Ｘ線を用いて、粒子状物質Ｐに含有される元素の定性分析又は定量分析を行う機能を実現する。具体的には、蛍光Ｘ線のピーク位置から粒子状物質Ｐに含まれる元素を特定し、蛍光Ｘ線のピーク強度から当該元素の含有量を算出できる。 The calculation unit 6 further realizes a function of performing a qualitative analysis or a quantitative analysis of the element contained in the particulate matter P by using the fluorescent X-ray included in the secondary X-ray. Specifically, the element contained in the particulate matter P can be specified from the peak position of the fluorescent X-ray, and the content of the element can be calculated from the peak intensity of the fluorescent X-ray.
図１に示すように、演算部６には、表示部８が接続されている。表示部８は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなどのディスプレイである。
演算部６は、分析時には、例えば、検出器３にて検出した二次Ｘ線のスペクトル、粒子状物質Ｐに含まれる測定対象元素の含有量（含有量の時間的な推移、現在の含有量）などを、表示部８に表示する。
また、演算部６は、例えば、測定対象とする粒子状物質Ｐの種類、測定対象とする元素等を、表示部８にリスト表示する。
As shown in FIG. 1, a
At the time of analysis, the calculation unit 6 determines, for example, the spectrum of the secondary X-ray detected by the
Further, the calculation unit 6 displays, for example, the type of the particulate matter P to be measured, the element to be measured, and the like on the
さらに、Ｘ線分析装置１００は、試料台１５に載置された粒子状物質Ｐの状態を測定するための装置を備えていてもよい。例えば、超音波、レーザなどを粒子状物質Ｐに照射して、粒子状物質Ｐの堆積厚み等を測定する装置を備えていてもよい。
この場合、演算部６は、上記の超音波及び／又はレーザの強度等に基づいて、粒子状物質Ｐの体積厚み等を算出してもよい。
Further, the
In this case, the calculation unit 6 may calculate the volume thickness or the like of the particulate matter P based on the intensity of the ultrasonic wave and/or the laser or the like.
（８）Ｘ線分析装置の動作
（８−１）全体動作
以下、図４を用いて、検出器３にて検出した二次Ｘ線により、粒子状物質Ｐを分析するまでの全体動作を説明する。図４は、Ｘ線分析装置の全体動作を示すフローチャートである。
Ｘ線分析装置１００が動作を開始すると、まず、演算部６は、ステップＳ１において、Ｘ線源２に対してＸ線を出力するよう指令する。これにより、Ｘ線源２から出力されたＸ線が、試料台１５に載置されている粒子状物質Ｐに照射される。
(8) Operation of X-ray analysis apparatus (8-1) Overall operation Hereinafter, the overall operation until the particulate matter P is analyzed by the secondary X-ray detected by the
When the
粒子状物質ＰにＸ線を照射中に、ステップＳ２において、粒子状物質Ｐから発生する二次Ｘ線のスペクトルが取得される。具体的には、まず、検出器３が、検出した二次Ｘ線のカウント数を演算部６に出力する。その後、演算部６が、入力した二次Ｘ線のカウント数から、当該二次Ｘ線のスペクトルを取得する。
While the particulate matter P is being irradiated with X-rays, a spectrum of secondary X-rays generated from the particulate matter P is acquired in step S2. Specifically, first, the
二次Ｘ線のスペクトルを取得後、ステップＳ３において、演算部６が、ステップＳ２にて取得二次Ｘ線の強度に基づいて、状態情報を取得する。ステップＳ３における状態情報の取得処理については、後ほど詳しく説明する。 After acquiring the spectrum of the secondary X-rays, in step S3, the calculation unit 6 acquires the state information based on the intensity of the secondary X-rays acquired in step S2. The acquisition process of the state information in step S3 will be described later in detail.
状態情報を取得後、演算部６は、ステップＳ４において、当該状態情報に基づいて、試料台１５における粒子状物質Ｐの状態を判断し、粒子状物質Ｐの元素分析を実行するか否かを決定する。
状態情報に基づいて、例えば、試料台１５に十分な量の粒子状物質Ｐが載置されており、かつ、試料台１５から粒子状物質Ｐの一部が浮いた状態でないと判断されたら（ステップＳ４で「Ｙｅｓ」）すなわち、粒子状物質Ｐの状態が元素分析にとって適切であると判断されたら、演算部６は、ステップＳ５において、粒子状物質Ｐの元素分析を実行する。
After acquiring the state information, the calculation unit 6 determines, in step S4, the state of the particulate matter P on the sample table 15 based on the state information, and determines whether to perform the elemental analysis of the particulate matter P. decide.
Based on the state information, for example, if it is determined that a sufficient amount of the particulate matter P is placed on the sample table 15 and that part of the particulate matter P is not floating from the sample table 15 ( If “Yes” in step S4), that is, if the state of the particulate matter P is appropriate for elemental analysis, the calculation unit 6 executes elemental analysis of the particulate matter P in step S5.
なお、ステップＳ５において、演算部６は、ステップＳ２にて取得された二次Ｘ線のスペクトルを用いて元素分析を実行してもよいし、ステップＳ５において新たに二次Ｘ線のスペクトルを取得し元素分析を実行してもよい。 In addition, in step S5, the calculating part 6 may perform elemental analysis using the secondary X-ray spectrum acquired in step S2, or newly acquires the secondary X-ray spectrum in step S5. Then, elemental analysis may be performed.
一方、状態情報に基づいて、例えば、試料台１５に十分な量の粒子状物質Ｐが載置されていないか、又は、試料台１５から粒子状物質Ｐの一部が浮いた状態であると判断されたら（ステップＳ４で「Ｎｏ」）、すなわち、粒子状物質Ｐの状態が元素分析にとって不適切であると判断されたら、演算部６は、ステップＳ６において、粒子状物質Ｐの状態が元素分析にとって適切となるような処理を実行する。例えば、より多くの粒子状物質Ｐを試料台１５に載置するか、又は、試料台１５に振動を加えるなどして、粒子状物質Ｐと試料台１５との間の隙間を充填させる。
その後、演算部６は、ステップＳ６の実行により粒子状物質Ｐの状態が元素分析にとって適切となったか否かを確認するために、上記のステップＳ１〜Ｓ４の処理を実行する。
他の実施形態において、演算部６は、ステップＳ６において、粒子状物質Ｐの分析を実行しないと決定してもよい。
On the other hand, based on the state information, for example, a sufficient amount of the particulate matter P is not placed on the sample table 15, or a part of the particulate matter P is floating from the sample table 15. If it is determined (“No” in step S4), that is, if the state of the particulate matter P is inappropriate for elemental analysis, the calculation unit 6 determines in step S6 that the state of the particulate matter P is elemental. Perform the processing that is appropriate for your analysis. For example, a larger amount of the particulate matter P is placed on the sample table 15 or vibration is applied to the sample table 15 to fill the gap between the particulate matter P and the sample table 15.
After that, the calculation unit 6 executes the above-described steps S1 to S4 in order to confirm whether or not the state of the particulate matter P is appropriate for the elemental analysis by executing step S6.
In another embodiment, the calculation unit 6 may determine not to analyze the particulate matter P in step S6.
（８−２）状態情報の取得
（８−２−１）二次Ｘ線から得られる状態情報（概略）
以下、ステップＳ３において実行される状態情報の取得について説明する。まず、二次Ｘ線のスペクトルから得られる状態情報について、詳細に説明する。以下の説明では、図５に示すような二次Ｘ線のスペクトルが、ある特定の測定時に取得されたとする。図５は、二次Ｘ線のスペクトルの一例を示す図である。
図５では、粒子状物質Ｐから発生した二次Ｘ線のスペクトルを実線にて表し、粒子状物質Ｐが載置されていないときに検出されるＸ線（すなわち、Ｘ線源２から出力されるＸ線）のスペクトルを点線にて表している。
(8-2) Acquisition of status information (8-2-1) Status information obtained from secondary X-ray (outline)
The acquisition of the state information executed in step S3 will be described below. First, the state information obtained from the secondary X-ray spectrum will be described in detail. In the following description, it is assumed that the secondary X-ray spectrum as shown in FIG. 5 is acquired at a specific measurement. FIG. 5 is a diagram showing an example of a spectrum of secondary X-rays.
In FIG. 5, the spectrum of the secondary X-ray generated from the particulate matter P is represented by a solid line, and the X-ray detected when the particulate matter P is not placed (that is, output from the X-ray source 2). X-ray) spectrum is indicated by a dotted line.
図５において、エネルギー値Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の現れているピークは、Ｘ線源２のターゲット由来のピークであるとする。一方、エネルギー値Ｅ４、Ｅ５に現れているピークは、粒子状物質Ｐに含まれる元素の蛍光Ｘ線によるピークあるとする（同一元素からの蛍光Ｘ線のピークであってもよいし、異なる元素からの蛍光Ｘ線のピークであってもよい）。
In FIG. 5, the peaks in which the energy values E1, E2, and E3 appear are assumed to be peaks derived from the target of the
（８−２−２）高エネルギー二次Ｘ線から得られる状態情報
今回、試料台１５に同一の粒子状物質Ｐを載置して二次Ｘ線のスペクトルを複数回取得したところ、図６に示すように、所定の閾値（第１エネルギーＥｔと呼ぶ）より大きいエネルギー範囲の二次Ｘ線（高エネルギー二次Ｘ線と呼ぶ）の強度がより大きく変動する場合が見られた。図６は、高エネルギー二次Ｘ線の強度が変化する場合の例を示す図である。
第１エネルギーＥｔの値は、例えば、３ｋｅＶであった。
(8-2-2) State information obtained from high-energy secondary X-rays This time, the same particulate matter P was placed on the
The value of the first energy Et was, for example, 3 keV.
検討の結果、上記の高エネルギー二次Ｘ線の強度の変動と、試料台１５に載置された粒子状物質Ｐの高さ（厚み）との間には相関があることが判明した。この相関は、Ｘ線源２から出力される高エネルギー側のＸ線が、粒子状物質Ｐのより深い位置（厚みの大きい位置）まで伝搬し、粒子状物質Ｐの深い位置から高エネルギー二次Ｘ線を発生できることに由来していることが判明した。
以下、図７を用いて、上記の考察を模式的に説明する。図７は、高エネルギー二次Ｘ線の強度と粒子状物質の厚みとの関係を模式的に示す図である。
As a result of the examination, it was found that there is a correlation between the variation in the intensity of the high energy secondary X-rays and the height (thickness) of the particulate matter P placed on the sample table 15. In this correlation, the X-rays on the high energy side output from the
The above consideration will be schematically described below with reference to FIG. 7. FIG. 7 is a diagram schematically showing the relationship between the intensity of high-energy secondary X-rays and the thickness of particulate matter.
すなわち、図７の（Ａ）に示す場合を基準とすると、図７の（Ｂ）に示すように試料台１５における粒子状物質Ｐの厚みが大きい場合には、高エネルギー側のＸ線が粒子状物質Ｐの深くまで伝搬できるので、当該高エネルギー側のＸ線の大部分が粒子状物質Ｐから高エネルギー二次Ｘ線を発生させるために使用される。その結果、粒子状物質Ｐの厚みが大きい場合に取得される高エネルギー二次Ｘ線の強度は、図７の（Ａ）の場合に取得される高エネルギー二次Ｘ線の強度よりも大きくなる。
That is, based on the case shown in FIG. 7A, when the thickness of the particulate matter P on the
その一方、図７の（Ｃ）に示すように試料台１５における粒子状物質Ｐの厚みが小さい場合には、高エネルギー側のＸ線の大部分が粒子状物質Ｐを通過するので、高エネルギー側のＸ線のごく一部のみが、粒子状物質Ｐから高エネルギー二次Ｘ線を発生させるために使用される。その結果、粒子状物質Ｐの厚みが小さい場合に取得される高エネルギー二次Ｘ線の強度は、図７の（Ａ）の場合に取得される高エネルギー二次Ｘ線の強度よりも小さくなる。 On the other hand, as shown in FIG. 7C, when the thickness of the particulate matter P on the sample table 15 is small, most of the X-rays on the high energy side pass through the particulate matter P, so that the high energy is high. Only a small portion of the side X-rays are used to generate high energy secondary X-rays from the particulate matter P. As a result, the intensity of the high energy secondary X-rays obtained when the thickness of the particulate matter P is small is smaller than the intensity of the high energy secondary X-rays obtained in the case of FIG. ..
上記の原理により、演算部６は、高エネルギー二次Ｘ線が物質の内部からも発生するとの特性を用いて、高エネルギー二次Ｘ線の強度に基づいて、試料台１５に載置された粒子状物質Ｐの厚みに関する情報を、状態情報として取得できる。 Based on the above principle, the calculation unit 6 is placed on the sample table 15 based on the intensity of the high-energy secondary X-rays using the characteristic that the high-energy secondary X-rays are also generated from the inside of the substance. Information about the thickness of the particulate matter P can be acquired as state information.
例えば、演算部６は、高エネルギー二次Ｘ線の強度が所定の閾値よりも小さい場合には、試料台１５に載置された粒子状物質Ｐの厚み（載置量）が適切な分析を行うには不十分であると決定できる。
上記の「所定の閾値」は、例えば、試料台１５に粒子状物質Ｐを適切量載置したときに得られる高エネルギー二次Ｘ線の強度の実測値であってもよいし、理論計算により算出された理論値であってもよい。当該「所定の閾値」は、演算部６の記憶装置に記憶されている。
For example, when the intensity of the high-energy secondary X-ray is smaller than a predetermined threshold value, the calculation unit 6 performs an analysis in which the thickness (mounting amount) of the particulate matter P placed on the sample table 15 is appropriate. You can decide that it is not enough to do.
The above “predetermined threshold value” may be, for example, a measured value of the intensity of the high-energy secondary X-ray obtained when an appropriate amount of the particulate matter P is placed on the sample table 15, or by theoretical calculation. It may be a calculated theoretical value. The “predetermined threshold value” is stored in the storage device of the calculation unit 6.
また、演算部６は、高エネルギー二次Ｘ線のうちの特定のエネルギー値における二次Ｘ線の強度に基づいて状態情報を取得してもよいし、高エネルギー二次Ｘ線のエネルギー範囲で強度を積分した積分強度を用いて状態情報を取得してもよい。 Moreover, the calculation unit 6 may acquire the state information based on the intensity of the secondary X-ray at a specific energy value of the high-energy secondary X-rays, or in the energy range of the high-energy secondary X-rays. The state information may be acquired using the integrated intensity obtained by integrating the intensity.
この場合、演算部６は、例えば、表示部８などに、粒子状物質Ｐの厚み（載置量）が不十分である旨の警告を表示してもよい。これにより、例えば、粒子状物質Ｐの載置量が十分な量となってから、粒子状物質Ｐの分析を開始できる。
あるいは、演算部６は、粒子状物質Ｐの分析と状態情報の取得とを同時に実行し、当該状態情報から把握した粒子状物質Ｐの厚みが十分であるか否かの情報に基づいて、対応する粒子状物質Ｐの分析が適切であるか否かを判断してもよい。
In this case, the calculation unit 6 may display, for example, a warning on the
Alternatively, the calculation unit 6 simultaneously executes the analysis of the particulate matter P and the acquisition of the state information, and responds based on the information ascertained from the state information as to whether or not the thickness of the particulate matter P is sufficient. It may be determined whether the analysis of the particulate matter P to be performed is appropriate.
他の実施形態において、演算部６は、試料台１５に載置された粒子状物質Ｐの厚みに関する情報に基づいて、検出器３にて検出される二次Ｘ線の強度（特に、高エネルギー二次Ｘ線の強度）を補正してもよい。 In another embodiment, the calculation unit 6 uses the intensity of the secondary X-ray detected by the detector 3 (especially high energy) based on the information about the thickness of the particulate matter P placed on the sample table 15. The intensity of the secondary X-ray) may be corrected.
（８−２−３）低エネルギー二次Ｘ線から得られる状態情報
また、試料台１５に同一の粒子状物質Ｐを載置して二次Ｘ線のスペクトルを複数回取得したところ、図８に示すように、第１エネルギーＥｔ以下のエネルギー範囲の二次Ｘ線（低エネルギー二次Ｘ線と呼ぶ）の強度がより大きく変動する場合があることも判明した。図８は、低エネルギー二次Ｘ線の強度が変化する場合の例を示す図である。
(8-2-3) State information obtained from low-energy secondary X-rays Further, when the same particulate matter P is placed on the sample table 15 and secondary X-ray spectra are acquired multiple times, FIG. It was also found that the intensity of the secondary X-rays (referred to as low-energy secondary X-rays) in the energy range equal to or lower than the first energy Et may fluctuate more significantly as shown in FIG. FIG. 8: is a figure which shows the example in case the intensity|strength of a low energy secondary X-ray changes.
検討の結果、上記の低エネルギー二次Ｘ線の強度の変動と、試料台１５に載置された粒子状物質Ｐの試料台１５の近傍における状態との間に相関があることが判明した。この相関は、Ｘ線源２から出力される低エネルギー側のＸ線が、試料台１５の近傍までしか伝搬せず、試料台１５の近傍に存在する粒子状物質Ｐからしか低エネルギー二次Ｘ線を発生できないことに由来していることが判明した。
以下、図９を用いて、上記の考察を模式的に説明する。図９は、低エネルギー二次Ｘ線の強度と粒子状物質の試料台の近傍における状態との関係を模式的に示す図である。
As a result of the examination, it has been found that there is a correlation between the fluctuation of the intensity of the low energy secondary X-rays and the state of the particulate matter P placed on the sample table 15 in the vicinity of the sample table 15. In this correlation, the X-rays on the low energy side output from the
Hereinafter, the above consideration will be schematically described with reference to FIG. 9. FIG. 9 is a diagram schematically showing the relationship between the intensity of low-energy secondary X-rays and the state of particulate matter in the vicinity of the sample stage.
すなわち、図９の（Ａ）に示す場合を基準とすると、図９の（Ｂ）に示すように、試料台１５の近傍に粒子状物質Ｐが存在しない大きな空間が存在する場合には、図９の（Ａ）の場合と比較して、粒子状物質Ｐの試料台１５に近い側の表面と検出器３との間の距離が大きくなる。
低エネルギー側のＸ線は粒子状物質Ｐの内部まで伝搬しにくいとの性質があるため、
粒子状物質Ｐのごく表面にのみ低エネルギー側のＸ線が到達する。その結果、粒子状物質Ｐのごく表面からしか低エネルギー二次Ｘ線が発生しない。粒子状物質Ｐの試料台１５に近い側の表面と検出器３との間の距離が大きいので、この場合に検出器３にて取得される低エネルギー二次Ｘ線の強度は、図９の（Ａ）の場合に取得される低エネルギー二次Ｘ線の強度よりも小さくなる。
That is, when the case shown in FIG. 9A is taken as a reference, as shown in FIG. 9B, when a large space in which the particulate matter P does not exist is present in the vicinity of the sample table 15, The distance between the surface of the particulate matter P on the side closer to the sample table 15 and the
Since the X-rays on the low energy side have the property that they do not easily propagate to the inside of the particulate matter P,
The X-rays on the low energy side reach only the very surface of the particulate matter P. As a result, low energy secondary X-rays are generated only from the very surface of the particulate matter P. Since the distance between the surface of the particulate matter P on the side close to the
この傾向は、試料台１５近傍における粒子状物質Ｐの載置状態が「粗」である場合、すなわち、粒子状物質Ｐの密度が試料台１５の近傍において低い場合にも見られる。なぜなら、この場合、低エネルギー側のＸ線が到達できる範囲に存在する粒子状物質Ｐの量が少ないからである。 This tendency is also observed when the mounted state of the particulate matter P in the vicinity of the sample table 15 is “rough”, that is, when the density of the particulate matter P is low in the vicinity of the sample table 15. This is because, in this case, the amount of the particulate matter P existing in the range where the X-rays on the low energy side can reach is small.
その一方、図９の（Ｃ）に示すように、粒子状物質Ｐが存在しない空間が（ほとんど）存在しない場合には、図９の（Ａ）の場合と比較して、粒子状物質Ｐの試料台１５に近い側の表面と検出器３との間の距離が小さくなる。
上記のように低エネルギー二次Ｘ線は粒子状物質Ｐのごく表面からしか発生せず、かつ、粒子状物質Ｐの試料台１５に近い側の表面と検出器３との間の距離が小さいので、この場合に検出器３にて取得される低エネルギー二次Ｘ線の強度は、図９の（Ａ）の場合に取得される低エネルギー二次Ｘ線の強度よりも大きくなる。
On the other hand, as shown in (C) of FIG. 9, when the space where the particulate matter P does not exist (almost) does not exist, the amount of the particulate matter P is smaller than that in the case of (A) of FIG. The distance between the surface close to the sample table 15 and the
As described above, the low-energy secondary X-rays are generated only from the very surface of the particulate matter P, and the distance between the surface of the particulate matter P close to the sample table 15 and the
この傾向は、試料台１５近傍における粒子状物質Ｐの載置状態が「密」である場合、すなわち、粒子状物質Ｐの密度が試料台１５の近傍において高い場合にも見られる。なぜなら、この場合、低エネルギー側のＸ線が到達できる範囲に存在する粒子状物質Ｐの量が多いからである。 This tendency is also observed when the mounted state of the particulate matter P in the vicinity of the sample table 15 is “dense”, that is, when the density of the particulate matter P is high near the sample table 15. This is because, in this case, the amount of the particulate matter P existing in the range where the X-rays on the low energy side can reach is large.
上記の原理により、演算部６は、低エネルギー二次Ｘ線が物質の表面において発生するとの特性を用いて、低エネルギー二次Ｘ線の強度に基づいて、試料台１５に載置された粒子状物質Ｐの試料台１５の近傍における表面状態に関する情報を、状態情報として取得できる。
Based on the above principle, the calculation unit 6 uses the characteristic that low-energy secondary X-rays are generated on the surface of the substance, and based on the intensity of the low-energy secondary X-rays, the particles placed on the
例えば、演算部６は、低エネルギー二次Ｘ線の強度が所定の閾値よりも小さい場合には、粒子状物質Ｐの試料台１５近傍における載置状態が不適切で、適切な分析を実行できないと決定できる。
上記の「所定の閾値」は、例えば、試料台１５に粒子状物質Ｐを密に載置したときに得られる低エネルギー二次Ｘ線の強度の実測値であってもよいし、理論計算により算出された理論値であってもよい。当該「所定の閾値」は、演算部６の記憶装置に記憶されている。
For example, when the intensity of the low-energy secondary X-rays is smaller than a predetermined threshold, the calculation unit 6 cannot properly perform the analysis because the mounting state of the particulate matter P in the vicinity of the sample table 15 is inappropriate. Can be determined.
The above “predetermined threshold value” may be, for example, an actually measured value of the intensity of the low energy secondary X-ray obtained when the particulate matter P is densely placed on the sample table 15, or by theoretical calculation. It may be a calculated theoretical value. The “predetermined threshold value” is stored in the storage device of the calculation unit 6.
また、演算部６は、低エネルギー二次Ｘ線のうちの特定のエネルギー値における二次Ｘ線の強度に基づいて状態情報を取得してもよいし、低エネルギー二次Ｘ線のエネルギー範囲で強度を積分した積分強度を用いて状態情報を取得してもよい。 In addition, the calculation unit 6 may acquire the state information based on the intensity of the secondary X-ray at a specific energy value of the low energy secondary X-rays, or in the energy range of the low energy secondary X-rays. The state information may be acquired using the integrated intensity obtained by integrating the intensity.
この場合、演算部６は、例えば、表示部８などに、粒子状物質Ｐの試料台１５近傍における載置状態が不適切である旨の警告を表示してもよい。これにより、例えば、試料台１５を振動させるなどして、試料台１５近傍における粒子状物質Ｐの載置状態を改善できる。
In this case, the calculation unit 6 may display, on the
他の実施形態において、演算部６は、演算部６が取得した試料台１５に載置された粒子状物質Ｐの試料台１５近傍における載置状態に関する情報に基づいて、検出器３にて検出される二次Ｘ線の強度（特に、低エネルギー二次Ｘ線の強度）を補正してもよい。
In another embodiment, the calculation unit 6 detects with the
（８−３）まとめ
上記のように、第１実施形態に係るＸ線分析装置１００は、試料台１５に載置された粒子状物質Ｐから発生する二次Ｘ線のスペクトルを用いて、試料台１５に載置された粒子状物質Ｐの厚みに関する情報、試料台１５の近傍における粒子状物質Ｐの載置状態に関する情報を、容易に取得できる。すなわち、第１実施形態に係るＸ線分析装置１００においては、試料台１５における粒子状物質Ｐの厚みや載置状態を簡単に把握できる。
また、この状態情報を用いて、測定対象試料である粒子状物質Ｐが蛍光Ｘ線分析を行うために適切か否かを判断できる。
(8-3) Summary As described above, the
Further, using this state information, it is possible to determine whether or not the particulate matter P that is the sample to be measured is appropriate for performing the fluorescent X-ray analysis.
さらに、粒子状物質Ｐから発生する二次Ｘ線のスペクトルを用いて状態情報を取得することにより、演算部６は、試料台１５に載置された粒子状物質Ｐの厚みに関する情報と、試料台１５の近傍における粒子状物質Ｐの載置状態に関する情報とを、同時に取得できる。 Furthermore, by acquiring the state information using the spectrum of the secondary X-rays generated from the particulate matter P, the calculation unit 6 causes the calculation unit 6 to obtain information regarding the thickness of the particulate matter P placed on the sample table 15 and the sample. Information about the placement state of the particulate matter P in the vicinity of the table 15 can be acquired at the same time.
なお、測定対象である粒子状物質Ｐに含まれる元素とその含有量が既知である場合には、演算部６は、当該粒子状物質Ｐに含まれる元素に由来する蛍光Ｘ線の強度に基づいて、状態情報を取得することが好ましい。図５などに示す例においては、粒子状物質Ｐに含まれる元素に由来する蛍光Ｘ線のエネルギー値は、エネルギー値Ｅ４、Ｅ５である。
なぜなら、蛍光Ｘ線の強度は他の二次Ｘ線（散乱Ｘ線）の強度よりも大きいので、粒子状物質Ｐのより正確な状態情報を短時間に取得できるからである。
When the element contained in the particulate matter P to be measured and its content are known, the calculation unit 6 is based on the intensity of the fluorescent X-ray derived from the element contained in the particulate matter P. Therefore, it is preferable to acquire the state information. In the example shown in FIG. 5 and the like, the energy values of the fluorescent X-rays derived from the elements contained in the particulate matter P are energy values E4 and E5.
This is because the intensity of the fluorescent X-rays is higher than the intensity of other secondary X-rays (scattered X-rays), and more accurate state information of the particulate matter P can be acquired in a short time.
また、Ｘ線源２のターゲット由来の蛍光Ｘ線は比較的強度が大きいので、ターゲット由来の蛍光Ｘ線のエネルギー値を有する二次Ｘ線を、状態情報を取得するために使用できる。
図５などに示す例においては、ターゲット由来の蛍光Ｘ線のエネルギー値は、エネルギー値Ｅ１〜Ｅ３である。
Further, since the fluorescent X-rays derived from the target of the
In the example shown in FIG. 5 and the like, the energy values of the target-derived fluorescent X-rays are energy values E1 to E3.
その一方、粒子状物質Ｐに含まれる元素又はその含有量が不明である場合には、演算部６は、当該粒子状物質Ｐから発生する散乱Ｘ線の強度に基づいて、状態情報を取得できる。
なぜなら、散乱Ｘ線は粒子状物質Ｐに含まれる元素によらず発生するものであるので、粒子状物質Ｐに関する情報が少ない場合であっても、当該粒子状物質Ｐについての状態情報を取得できるからである。
On the other hand, when the element contained in the particulate matter P or the content thereof is unknown, the calculation unit 6 can acquire the state information based on the intensity of the scattered X-ray generated from the particulate matter P. ..
Because the scattered X-rays are generated regardless of the elements contained in the particulate matter P, the state information about the particulate matter P can be acquired even when there is little information about the particulate matter P. Because.
他の実施形態において、演算部６は、粒子状物質Ｐから発生した二次Ｘ線の強度に基づいて取得した状態情報と、二次Ｘ線以外の測定量に基づいて取得した粒子状物質Ｐの状態と、を組み合わせて、粒子状物質Ｐの状態を最終的に判断してもよい。
例えば、撮像素子９により取得した粒子状物質Ｐの画像と、状態情報と、を用いて粒子状物質Ｐの状態を判断できる。また、粒子状物質Ｐの画像から、測定対象の粒子状物質Ｐ以外の不純物が含まれているか否かを判断できる。
また、二次Ｘ線に基づいた粒子状物質Ｐの厚みに関する情報と、他の方法（超音波、レーザ等）により測定した厚みと、を組み合わせて、粒子状物質Ｐの厚みを正確に判断できる。
In another embodiment, the calculation unit 6 acquires the state information acquired based on the intensity of the secondary X-ray generated from the particulate matter P and the particulate matter P acquired based on the measured amount other than the secondary X-ray. The state of the particulate matter P may be finally determined by combining with the state of.
For example, the state of the particulate matter P can be determined using the image of the particulate matter P acquired by the image sensor 9 and the state information. Further, it is possible to determine from the image of the particulate matter P whether or not impurities other than the particulate matter P to be measured are included.
Further, the thickness of the particulate matter P can be accurately determined by combining the information about the thickness of the particulate matter P based on the secondary X-rays and the thickness measured by another method (ultrasonic wave, laser, etc.). ..
さらなる他の実施形態において、状態情報の取得は、所定の時間毎（例えば、１時間毎）に実行するのが好ましい。これにより、Ｘ線源２からＸ線を常時出力することを回避できる。その一方、Ｘ線源２からＸ線を常時出力してもよい場合には、状態情報の取得を常時実行してもよい。
In still another embodiment, it is preferable that the acquisition of the state information is performed every predetermined time (for example, every one hour). Thereby, it is possible to avoid constantly outputting X-rays from the
２．第２実施形態
上記の第１実施形態においては、粒子状物質Ｐから発生した二次Ｘ線に基づいて得られた状態情報を、粒子状物質Ｐの分析が適切に実行させるか否かの警告、及び、検出器３にて検出される二次Ｘ線の強度の補正に使用するかのいずれかであった。
上記のように、状態情報は、二次Ｘ線の発生箇所に関連して得られる情報であるので、試料台１５に載置された粒子状物質Ｐの特性を測定する目的にも使用できる。
2. Second Embodiment In the above-described first embodiment, a warning as to whether or not the analysis of the particulate matter P appropriately executes the state information obtained based on the secondary X-rays generated from the particulate matter P , And used to correct the intensity of the secondary X-ray detected by the
As described above, since the state information is the information obtained in relation to the place where the secondary X-ray is generated, it can be used also for the purpose of measuring the characteristics of the particulate matter P placed on the sample table 15.
第１実施形態において説明したように、低エネルギー二次Ｘ線は、試料台１５の近傍に存在する粒子状物質Ｐ、すなわち、粒子状物質Ｐの試料台１５に載置された側の表面から発生するものである。よって、低エネルギー二次Ｘ線を、粒子状物質Ｐの表面状態を測定する目的に使用できる。 As described in the first embodiment, the low-energy secondary X-rays are emitted from the particulate matter P existing in the vicinity of the sample table 15, that is, the surface of the particulate matter P on the side on which the sample table 15 is placed. It occurs. Therefore, the low energy secondary X-ray can be used for the purpose of measuring the surface state of the particulate matter P.
低エネルギー二次Ｘ線が粒子状物質Ｐの表面から発生するものであるとすると、粒子状物質Ｐの試料台１５に載置された側の表面積に応じて、低エネルギー二次Ｘ線の大きさも変化する。
この原理を用いて、演算部６は、低エネルギー二次Ｘ線の強度に基づいて、試料台１５に載置された粒子状物質Ｐの表面積に関する情報を取得できる。具体的には、低エネルギー二次Ｘ線の強度が大きい場合には表面積が大きいとの情報を取得でき、小さい場合には表面積が小さいとの情報を取得できる。
If the low-energy secondary X-rays are generated from the surface of the particulate matter P, the size of the low-energy secondary X-rays depends on the surface area of the particulate matter P on the side on which the sample table 15 is placed. Also changes.
Using this principle, the calculation unit 6 can acquire information about the surface area of the particulate matter P placed on the sample table 15 based on the intensity of the low energy secondary X-rays. Specifically, when the intensity of the low-energy secondary X-ray is large, the information that the surface area is large can be acquired, and when the intensity is low, the information that the surface area is small can be acquired.
また、演算部６は、表面積と低エネルギー二次Ｘ線の強度との関係を表す検量線と、検出器３にて取得した低エネルギー二次Ｘ線の強度とから、粒子状物質Ｐの試料台１５側における表面積を算出できる。
上記の表面積と低エネルギー二次Ｘ線の強度との関係を表す検量線は、予め決められた複数の表面積にて試料台１５に粒子状物質Ｐを載置して複数の二次Ｘ線のスペクトルを取得し、取得した二次Ｘ線のうちの低エネルギー二次Ｘ線の強度と、そのときの表面積の値と、を関連付けて作成できる。
Further, the calculation unit 6 uses the calibration curve showing the relationship between the surface area and the intensity of the low energy secondary X-rays and the intensity of the low energy secondary X-rays acquired by the
The calibration curve representing the relationship between the surface area and the intensity of the low-energy secondary X-rays is a plurality of secondary X-rays obtained by placing the particulate matter P on the sample table 15 with a plurality of predetermined surface areas. The spectrum can be acquired, and the intensity of the low energy secondary X-ray of the acquired secondary X-rays and the value of the surface area at that time can be associated and created.
演算部６は、低エネルギー二次Ｘ線の強度に基づいて、試料台１５に載置された粒子状物質Ｐの粒子径に関する情報を取得できる。
例えば、粒子状物質Ｐの粒子径がある程度揃っているとすると、試料台１５の一定面積に載置される粒子状物質Ｐの充填率は、図１０に示すように、その粒子径により変化する。
具体的には、粒子径が大きい場合には一定面積中の充填率が小さくなり（図１０の（Ａ））、粒子径が小さい場合には一定面積中の充填率が大きくなる（図１０の（Ｂ））。
図１０は、粒子状物質の粒子径と充填率との関係を模式的に示す図である。
The calculation unit 6 can acquire the information regarding the particle diameter of the particulate matter P placed on the sample table 15 based on the intensity of the low energy secondary X-rays.
For example, if the particle diameters of the particulate matter P are uniform to some extent, the packing rate of the particulate matter P placed on a fixed area of the sample table 15 changes depending on the particle diameter, as shown in FIG. ..
Specifically, when the particle size is large, the packing rate in a certain area is small ((A) in FIG. 10), and when the particle size is small, the packing rate in a certain area is large (in FIG. 10). (B)).
FIG. 10 is a diagram schematically showing the relationship between the particle size of the particulate matter and the filling rate.
そして、大きな粒子径の粒子状物質Ｐが小さい充填率にて試料台１５上に充填された場合には、試料台１５の一定面積に載置された粒子状物質Ｐの表面積は小さくなる。
その一方、小さな粒子径の粒子状物質Ｐが大きい充填率にて試料台１５上に充填された場合には、試料台１５の一定面積における粒子状物質Ｐの表面積は大きくなる。
When the particulate matter P having a large particle size is filled on the sample table 15 at a small filling rate, the surface area of the particulate matter P placed on a fixed area of the sample table 15 becomes small.
On the other hand, when the particulate matter P having a small particle size is filled on the sample table 15 at a large filling rate, the surface area of the particulate matter P in a certain area of the sample table 15 becomes large.
上記の原理を利用して、図１１に示すように、演算部６は、低エネルギー二次Ｘ線の強度が大きければ、試料台１５に載置された粒子状物質Ｐの粒子径が小さいとの情報を取得できる。また、低エネルギー二次Ｘ線の強度が小さければ、試料台１５に載置された粒子状物質Ｐの粒子径が大きいとの情報を取得できる。
図１１は、粒子状物質の粒子径と低エネルギー二次Ｘ線の強度との関係を示す図である。
Using the above principle, as shown in FIG. 11, if the intensity of the low energy secondary X-rays is high, the calculation unit 6 determines that the particle size of the particulate matter P placed on the sample table 15 is small. Information can be obtained. Further, if the intensity of the low-energy secondary X-rays is small, it is possible to acquire information that the particle diameter of the particulate matter P placed on the sample table 15 is large.
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the particle size of the particulate matter and the intensity of low-energy secondary X-rays.
また、演算部６は、粒子径と低エネルギー二次Ｘ線の強度との関係を表す検量線と、検出器３にて取得した低エネルギー二次Ｘ線の強度とから、粒子状物質Ｐの粒子径を算出できる。
上記の粒子径と低エネルギー二次Ｘ線の強度との関係を表す検量線は、予め決められた異なる粒子径の粒子状物質Ｐを試料台１５に載置して複数の二次Ｘ線のスペクトルを取得し、取得した二次Ｘ線のうちの低エネルギー二次Ｘ線の強度と、そのときの粒子状物質Ｐの粒子径と、を関連付けて作成できる。
In addition, the calculation unit 6 calculates the particulate matter P from the calibration curve showing the relationship between the particle size and the intensity of the low energy secondary X-rays and the intensity of the low energy secondary X-rays acquired by the
The calibration curve representing the relationship between the particle size and the intensity of the low-energy secondary X-rays is a plurality of secondary X-rays obtained by placing the particulate matter P having a different predetermined particle size on the sample table 15. The spectrum can be acquired, and the intensity of the low energy secondary X-ray of the acquired secondary X-rays and the particle diameter of the particulate matter P at that time can be associated and created.
低エネルギー二次Ｘ線を用いることにより、数十μｍオーダーから数ｍｍオーダー程度の範囲の粒子径を測定できる。 By using the low-energy secondary X-ray, the particle size in the range of several tens of μm to several mm can be measured.
低エネルギー二次Ｘ線を用いた粒子径の測定は一定面積内の粒子状物質Ｐの充填率に基づいているので、粒子径を測定する際には、例えば開口部材４の開口４１、４２、４３を用いて、Ｘ線源２から出力するＸ線の照射径を一定にしておくことが好ましい。
また、粒子径を適切に算出するためには、少なくとも、測定対象の粒子状物質Ｐの粒子径よりも十分に大きな領域にＸ線を照射することが好ましい。
さらに、粒子径を正確に測定するためには、試料台１５に載置された粒子状物質Ｐの広い範囲にＸ線を照射することが好ましい。
Since the measurement of the particle size using the low energy secondary X-ray is based on the filling rate of the particulate matter P within a certain area, when measuring the particle size, for example, the
Further, in order to appropriately calculate the particle size, it is preferable to irradiate at least a region sufficiently larger than the particle size of the particulate matter P to be measured with X-rays.
Further, in order to accurately measure the particle size, it is preferable to irradiate a wide range of the particulate matter P placed on the sample table 15 with X-rays.
そのため、粒子径の測定をする場合には、開口部材４に設けられた開口のうち、最大の径を有する開口（例えば、開口４３）を用いて、Ｘ線の照射径を一定とすることが好ましい。
Therefore, when measuring the particle diameter, it is possible to use the opening having the largest diameter (for example, the opening 43) among the openings provided in the opening
さらに、Ｘ線源２からのＸ線が、試料台１５に載置された粒子状物質Ｐの深い位置まで到達し、当該深い位置から二次Ｘ線が発生することを回避するために、Ｘ線源２から発生させるＸ線のエネルギーの最大値は、なるべく小さくしておくことが好ましい。
Further, in order to prevent the X-rays from the
また、演算部６は、粒子状物質Ｐの厚さと高エネルギー二次Ｘ線の強度との関係を表す検量線と、検出器３にて取得した高エネルギー二次Ｘ線の強度とから、粒子状物質Ｐの厚さを具体的に算出できる。
上記の厚さと高エネルギー二次Ｘ線の強度との関係を表す検量線は、予め決められた複数の厚みにて試料台１５に粒子状物質Ｐを載置して複数の二次Ｘ線のスペクトルを取得し、取得した二次Ｘ線のうちの高エネルギー二次Ｘ線の強度と、そのときの厚みと、を関連付けて作成できる。
Further, the calculation unit 6 calculates the particle based on the calibration curve indicating the relationship between the thickness of the particulate matter P and the intensity of the high energy secondary X-ray and the intensity of the high energy secondary X-ray acquired by the
The calibration curve showing the relationship between the thickness and the intensity of the high-energy secondary X-rays is a plurality of secondary X-rays obtained by placing the particulate matter P on the sample table 15 at a plurality of predetermined thicknesses. The spectrum can be acquired, and the intensity of the high-energy secondary X-ray of the acquired secondary X-rays and the thickness at that time can be associated and created.
３．他の実施形態
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
（Ａ）粒子状物質Ｐが載置されていない試料台１５にＸ線を照射したときに発生する二次Ｘ線を、検出器３にて検出されるＸ線の強度の校正に使用してもよい。
3. Other Embodiments A plurality of embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention. In particular, the plurality of embodiments and modifications described in the present specification can be arbitrarily combined as needed.
(A) The secondary X-ray generated when the sample table 15 on which the particulate matter P is not mounted is irradiated with X-ray is used for the calibration of the intensity of the X-ray detected by the
（Ｂ）測定対象となる元素、及び／又は、粒子状物質Ｐの主成分の元素により、Ｘ線源２から発生させるＸ線のエネルギーの最大値を変更してもよい。測定対象となる元素、及び／又は、粒子状物質Ｐの主成分の元素が重い元素である場合には、エネルギーの最大値を大きくする。軽い元素である場合には、エネルギーの最大値を小さくする。これにより、試料台１５に載置された粒子状物質ＰにＸ線が入り込む深さを調整できる。
Ｘ線源２から発生させるＸ線のエネルギーの最大値は、例えば、Ｘ線源２のターゲットに当てる電子の加速電圧を、発生させたいＸ線のエネルギーの最大値に対応する電圧とすることで変更できる。
(B) The maximum value of the energy of X-rays generated from the
The maximum value of the energy of X-rays generated from the
（Ｃ）例えば、インライン測定により大量に測定された二次Ｘ線のスペクトルと、各スペクトルを用いて取得した状態情報と、を演算部６の記憶装置にデータベースとして記憶してもよい。そして、上記二次Ｘ線のスペクトルと、対応する状態情報と、を教師データとして学習させてもよい。すなわち、上記の演算部６を、この学習により形成される学習済みモデルとしてもよい。
これにより、上記の学習済みモデルである演算部６は、得られた二次Ｘ線スペクトルから、粒子状物質Ｐについての状態情報を自動的に取得できる。
(C) For example, the spectrum of secondary X-rays measured in large quantities by in-line measurement and the state information acquired using each spectrum may be stored in the storage device of the calculation unit 6 as a database. Then, the spectrum of the secondary X-ray and the corresponding state information may be learned as teacher data. That is, the calculation unit 6 may be a learned model formed by this learning.
Thereby, the arithmetic unit 6 which is the learned model can automatically acquire the state information about the particulate matter P from the obtained secondary X-ray spectrum.
また、上記の学習の際には、他の手段（例えば、撮像素子９など）により取得した粒子状物質Ｐに関する情報を、さらに教師データとして含めてもよい。
これにより、学習済みモデルである演算部６は、得られた二次Ｘ線スペクトルと他の手段による情報とに基づいて、粒子状物質Ｐについての状態情報を自動的に取得できる。例えば、得られた二次Ｘ線スペクトルと粒子状物質Ｐの画像から、不純物が含まれているか否かを自動的に判断できる。
Further, in the above learning, information about the particulate matter P acquired by other means (for example, the image sensor 9 or the like) may be further included as teacher data.
As a result, the calculation unit 6, which is a learned model, can automatically acquire the state information regarding the particulate matter P based on the obtained secondary X-ray spectrum and information obtained by other means. For example, whether or not impurities are contained can be automatically determined from the obtained secondary X-ray spectrum and the image of the particulate matter P.
本発明は、粒子状物質から発生する二次Ｘ線を用いて当該粒子状物質を分析するＸ線分析装置、及び、粒子状物質の分析方法に広く適用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely applied to an X-ray analysis apparatus for analyzing a particulate matter using secondary X-rays generated from the particulate matter, and a method for analyzing the particulate matter.
１００ Ｘ線分析装置
１ 試料支持部
１１ 貫通孔
１２ 着脱部
１３ 基部
１４ Ｘ線透過膜
１５ 試料台
２ Ｘ線源
２１ 出射口
３ 検出器
３１ 入射口
４ 開口部材
４１〜４３ 開口
４４ 校正用試料
４５ 窓部
５ 遮蔽体
５１ 開口
６ 演算部
７ 切換部
７１ シャフト
８ 表示部
９ 撮像素子
Ｅｔ 第１エネルギー
Ｐ 粒子状物質
100 X-ray analysis apparatus 1 Sample support part 11 Through hole 12 Attachment/detachment part 13 Base part 14
Claims (14)
前記粒子状物質が載置される試料台と、
前記試料台に載置された前記粒子状物質にＸ線を照射するＸ線源と、
前記粒子状物質に前記Ｘ線を照射することにより発生した二次Ｘ線を検出する検出器と、
前記検出器により検出された前記二次Ｘ線の強度に基づいて、前記粒子状物質の前記試料台における状態に関する状態情報を取得し、前記二次Ｘ線に基づいて、前記粒子状物質に含まれる元素を分析する演算部と、
を備える、Ｘ線分析装置。 An X-ray analyzer for analyzing the particulate matter using fluorescent X-rays generated from the particulate matter, comprising:
A sample table on which the particulate matter is placed,
An X-ray source for irradiating the particulate matter placed on the sample table with X-rays;
A detector for detecting secondary X-rays generated by irradiating the particulate matter with the X-rays;
Based on the intensity of the secondary X-ray detected by the detector, state information regarding the state of the particulate matter in the sample stage is acquired, and included in the particulate matter based on the secondary X-ray. A calculation unit that analyzes the elements
An X-ray analysis apparatus comprising:
前記Ｘ線源から発生するＸ線を通過させる開口が設けられた開口部材と、
前記校正用試料又は前記開口部材の開口を、前記Ｘ線源と前記試料台との間に切り換えて配置する切換部と、
をさらに備える、請求項１〜７のいずれかに記載のＸ線分析装置。 A calibration sample for calibrating X-rays detected by the detector,
An opening member provided with an opening for passing X-rays generated from the X-ray source;
A switching unit for switching and arranging the calibration sample or the opening of the opening member between the X-ray source and the sample stage;
The X-ray analysis apparatus according to claim 1, further comprising:
前記試料台に載置された前記粒子状物質にＸ線を照射するステップと、
前記粒子状物質に前記Ｘ線を照射することにより発生した二次Ｘ線を検出するステップと、
検出された前記二次Ｘ線の強度に基づいて、前記粒子状物質の前記試料台における状態に関する状態情報を取得するステップと、
前記二次Ｘ線に基づいて、前記粒子状物質に含まれる元素を分析するステップと、
を含む、分析方法。 A method for analyzing particulate matter using an X-ray analyzer equipped with a sample stage, comprising:
Irradiating the particulate matter placed on the sample table with X-rays;
Detecting secondary X-rays generated by irradiating the particulate matter with the X-rays;
Acquiring state information regarding the state of the particulate matter in the sample stage based on the detected intensity of the secondary X-rays;
Analyzing elements contained in the particulate matter based on the secondary X-rays;
Analytical methods, including.
前記粒子状物質に前記Ｘ線を照射することにより発生した二次Ｘ線を検出するステップと、
検出された前記二次Ｘ線の強度に基づいて、前記粒子状物質の前記試料台における状態に関する状態情報を取得するステップと、
前記二次Ｘ線に基づいて、前記粒子状物質に含まれる元素を分析するステップと、
を、コンピュータに実行させるプログラム。 Irradiating the particulate matter placed on the sample table with X-rays,
Detecting secondary X-rays generated by irradiating the particulate matter with the X-rays;
Acquiring state information regarding the state of the particulate matter in the sample stage based on the detected intensity of the secondary X-rays;
Analyzing elements contained in the particulate matter based on the secondary X-rays;
Is a program that causes a computer to execute.
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