JP2823584B2 - 原子吸収分光計用電磁石 - Google Patents
原子吸収分光計用電磁石Info
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、原子化された試料の配置箇所に磁界を形成
するための原子吸収分光計用電磁石であつて、該分光計
ではゼーマン効果に基づく磁界によつて試料内の探査元
素の原子の吸収ラインが、該元素の放出ランインに対し
相対的に、原子化した試料を通過する測光束内でずらさ
れるものであり、さらに、 （ａ） その間に空隙の設けられた磁極片対と、 （ｂ） 磁極片を連絡する磁気帰路部材と、 （ｃ） 磁極片、空隙および磁気帰路部材を介して磁束
を発生するための磁気コイルとを有し、ここで原子化装
置が試料を前記空隙内で原子化するものである原子吸収
分光計用電磁石に関する。
するための原子吸収分光計用電磁石であつて、該分光計
ではゼーマン効果に基づく磁界によつて試料内の探査元
素の原子の吸収ラインが、該元素の放出ランインに対し
相対的に、原子化した試料を通過する測光束内でずらさ
れるものであり、さらに、 （ａ） その間に空隙の設けられた磁極片対と、 （ｂ） 磁極片を連絡する磁気帰路部材と、 （ｃ） 磁極片、空隙および磁気帰路部材を介して磁束
を発生するための磁気コイルとを有し、ここで原子化装
置が試料を前記空隙内で原子化するものである原子吸収
分光計用電磁石に関する。
従来の技術 原子吸収分光計は、試料内の探査元素の量または濃度
を測定するのに用いられる。この目的のためにラインを
放出する光源、例えば中空カソードランプから測光束が
光電検出器に導かれる。この測光束のビーム路に原子化
装置が配置されている。この原子化装置内で探査元素が
原子化され、その元素の構成成分は原子状態で存在す
る。測光束は探査元素の共振ラインを含む。測光束のこ
の共振ラインは、探査元素の原子により原子雲内で吸収
される。一方理想例では、試料に含まれる他の元素は測
光束に影響を与えない。従つて測光束は減衰を受け、こ
の減衰が探査元素の、測光束路中に存在する原子数に対
する尺度となる。その結果、適用される原子化方法に応
じ、試料中の探査元素の濃度または量に対する尺度が得
られる。しかし測光束の受ける吸収は探査元素の原子に
よつて生じるものだけではない。例えば分子による光の
吸収に基づく“バツクグランド吸収”がある。このバツ
クグランド吸収は特に高感度測定の場合補償しなければ
ならない。
を測定するのに用いられる。この目的のためにラインを
放出する光源、例えば中空カソードランプから測光束が
光電検出器に導かれる。この測光束のビーム路に原子化
装置が配置されている。この原子化装置内で探査元素が
原子化され、その元素の構成成分は原子状態で存在す
る。測光束は探査元素の共振ラインを含む。測光束のこ
の共振ラインは、探査元素の原子により原子雲内で吸収
される。一方理想例では、試料に含まれる他の元素は測
光束に影響を与えない。従つて測光束は減衰を受け、こ
の減衰が探査元素の、測光束路中に存在する原子数に対
する尺度となる。その結果、適用される原子化方法に応
じ、試料中の探査元素の濃度または量に対する尺度が得
られる。しかし測光束の受ける吸収は探査元素の原子に
よつて生じるものだけではない。例えば分子による光の
吸収に基づく“バツクグランド吸収”がある。このバツ
クグランド吸収は特に高感度測定の場合補償しなければ
ならない。
原子化装置として炎を用いることができる。この炎に
試料を溶解液として噴霧する。しかし高感度測定に対し
ては電熱式の原子化が有利である。この場合、試料を電
流の導入流通によつて高温に加熱された炉に入れる。そ
れにより炉内の試料はまず乾燥し、次に灰になつて最後
に原子化する。
試料を溶解液として噴霧する。しかし高感度測定に対し
ては電熱式の原子化が有利である。この場合、試料を電
流の導入流通によつて高温に加熱された炉に入れる。そ
れにより炉内の試料はまず乾燥し、次に灰になつて最後
に原子化する。
炉内では“原子雲”が形成され、この原子雲内では探
査元素が原子状態で存在する。測光束はこの炉を通過す
る。この炉は種々異なる形状にすることができる。また
通常はグラフアイトから製造される。
査元素が原子状態で存在する。測光束はこの炉を通過す
る。この炉は種々異なる形状にすることができる。また
通常はグラフアイトから製造される。
バツクグランド補償を行うために“ゼーマン効果”を
利用する。原子化された試料内の吸収する原子に磁界を
加えると、この原子の共振ラインに***とずれが生じ
る。従つて原子の共振ラインに測光束のスペクトルライ
ンには重ならなくなり、限界状態では原子吸収がもはや
生じなくなる。それにより、磁界を加えた場合に生じ
る、原子によらないバツクグランド吸収と、磁界を加え
ない場合にはバツクグランド吸収に重畳されている真の
原子吸収とが区別される。
利用する。原子化された試料内の吸収する原子に磁界を
加えると、この原子の共振ラインに***とずれが生じ
る。従つて原子の共振ラインに測光束のスペクトルライ
ンには重ならなくなり、限界状態では原子吸収がもはや
生じなくなる。それにより、磁界を加えた場合に生じ
る、原子によらないバツクグランド吸収と、磁界を加え
ない場合にはバツクグランド吸収に重畳されている真の
原子吸収とが区別される。
本発明は原子吸収分光計において、試料の配置箇所に
おいて、バツクグランド吸収を測定するためのゼーマン
効果を惹起する電磁石に関するものである。
おいて、バツクグランド吸収を測定するためのゼーマン
効果を惹起する電磁石に関するものである。
***国特許出願公告第1964469号公報により次の原子
吸収分光計が公知である。すなわち、ビームがライン放
射器として構成されている唯一のビーム源から放射さ
れ、試料を通るこのビーム源のビームが縦方向のゼーマ
ン効果を利用して周波数変調される原子吸収分光計が公
知である。この公知の原子吸収分光計では、中空カソー
ドランプが電磁石の磁極片の間に装着されている。磁極
片の１つは、孔部を有し、この孔部を測光束が通過す
る。次に測光束は原子化装置として用いる炎およびモノ
クロメータを通り、光電検出器に入射する。電磁石はオ
ン・オフ可能であり、その際電磁石が投入接続されてい
る場合と遮断されている場合との信号の差から、バツク
グラウンド吸収に関して補償された、試料原子の原子吸
収を測定することができる。ここでは電磁石の巻線は磁
極片に装着されている。
吸収分光計が公知である。すなわち、ビームがライン放
射器として構成されている唯一のビーム源から放射さ
れ、試料を通るこのビーム源のビームが縦方向のゼーマ
ン効果を利用して周波数変調される原子吸収分光計が公
知である。この公知の原子吸収分光計では、中空カソー
ドランプが電磁石の磁極片の間に装着されている。磁極
片の１つは、孔部を有し、この孔部を測光束が通過す
る。次に測光束は原子化装置として用いる炎およびモノ
クロメータを通り、光電検出器に入射する。電磁石はオ
ン・オフ可能であり、その際電磁石が投入接続されてい
る場合と遮断されている場合との信号の差から、バツク
グラウンド吸収に関して補償された、試料原子の原子吸
収を測定することができる。ここでは電磁石の巻線は磁
極片に装着されている。
この公知の原子吸収分光計において、ラインを放出す
る光源の放出ラインはゼーマン効果によつて周期的にず
らされ、それにより放出されたラインは周波数変調され
る。しかし試料の吸収ラインは周波数変調されない。光
源として中空カソードランプを使用すると、問題の生じ
ることがある。なぜなら、中空カソードランプの放電は
磁界によつて影響を受けるからである。この点について
は既に***国特許出願公告第1964469号公報にも指摘さ
れている。
る光源の放出ラインはゼーマン効果によつて周期的にず
らされ、それにより放出されたラインは周波数変調され
る。しかし試料の吸収ラインは周波数変調されない。光
源として中空カソードランプを使用すると、問題の生じ
ることがある。なぜなら、中空カソードランプの放電は
磁界によつて影響を受けるからである。この点について
は既に***国特許出願公告第1964469号公報にも指摘さ
れている。
***国特許第2165106号明細書によつて、オン・オフ
可能な電磁石の磁界を光源にではなく、原子化装置に加
えることが公知である。すなわち原子化された試料に加
えることが公知である。その際、原子化装置は炎であ
る。磁界は測光束の走行方向に対して垂直に加えられ
る。ここで“横方向の”ゼーマン効果により吸収ライン
の分割が生じる。ここによつてこの場合も、測光束の放
出ラインと試料の吸収ラインとの間に相対的なずれが生
じる。磁界のオン・オフによつてこの場合も、探査元素
の原子による原子吸収と非特定のバツクグラウンド吸収
とを区別することができる。
可能な電磁石の磁界を光源にではなく、原子化装置に加
えることが公知である。すなわち原子化された試料に加
えることが公知である。その際、原子化装置は炎であ
る。磁界は測光束の走行方向に対して垂直に加えられ
る。ここで“横方向の”ゼーマン効果により吸収ライン
の分割が生じる。ここによつてこの場合も、測光束の放
出ラインと試料の吸収ラインとの間に相対的なずれが生
じる。磁界のオン・オフによつてこの場合も、探査元素
の原子による原子吸収と非特定のバツクグラウンド吸収
とを区別することができる。
横方向のゼーマン効果を使用する場合、スペクトルラ
インは、中央ラインと、これに対して高い方と低い方の
波長にずらされた２つのサイドラインに分割される。こ
こで中央ラインの波長は磁界が遮断されている場合の当
該ラインのずらされていない波長に相応する。中央ライ
ンおよびサイドラインは異なつて偏光されている。従つ
て中央ラインの影響を偏光子によつて除去することがで
きる。
インは、中央ラインと、これに対して高い方と低い方の
波長にずらされた２つのサイドラインに分割される。こ
こで中央ラインの波長は磁界が遮断されている場合の当
該ラインのずらされていない波長に相応する。中央ライ
ンおよびサイドラインは異なつて偏光されている。従つ
て中央ラインの影響を偏光子によつて除去することがで
きる。
原子化装置として試料を電熱式に原子化するための炉
が公知である。このような原子化装置として例えばグラ
フアイト管が用いられる。このグラフアイト管はリング
状の接点の間に保持されており、この管を通つて測光束
が長手方向に走行する。リング状の接点を介して強い電
流がグラフアイト管を通して導かれる。これによりグラ
フアイト管に収容された試料は原子化され、グラフアイ
ト管内に“原子雲”を形成する。この原子雲内では、探
査元素が原子状態で存在する。グラフアイト管によつて
動作するこのような原子化装置例えば、***国特許第23
14207号明細書および***国特許第2148783号明細書から
公知である。
が公知である。このような原子化装置として例えばグラ
フアイト管が用いられる。このグラフアイト管はリング
状の接点の間に保持されており、この管を通つて測光束
が長手方向に走行する。リング状の接点を介して強い電
流がグラフアイト管を通して導かれる。これによりグラ
フアイト管に収容された試料は原子化され、グラフアイ
ト管内に“原子雲”を形成する。この原子雲内では、探
査元素が原子状態で存在する。グラフアイト管によつて
動作するこのような原子化装置例えば、***国特許第23
14207号明細書および***国特許第2148783号明細書から
公知である。
長手方向に電流が導通するグラフアイト管によつて動
作するこの種の電子化装置においてゼーマン効果を利用
してバツクグラウンド吸収の補償を行うことも公知であ
る。この目的のために電磁石によつて、測光束の走行方
向に対し横方向の交番磁界がグラフアイト管に加えられ
る。
作するこの種の電子化装置においてゼーマン効果を利用
してバツクグラウンド吸収の補償を行うことも公知であ
る。この目的のために電磁石によつて、測光束の走行方
向に対し横方向の交番磁界がグラフアイト管に加えられ
る。
原子吸収分光計における試料の電熱式原子化のための
炉が公知である。この炉では、電流がグラフアイト管を
通つて長手方向ではなくて、周囲方向に導通される。こ
の例としては、米国特許第4407582号明細書および***
国特許公開第3534417号公報並びに実質的に内容の等し
い刊行物“Analytical Chemistry"58（1986）,1973があ
る。
炉が公知である。この炉では、電流がグラフアイト管を
通つて長手方向ではなくて、周囲方向に導通される。こ
の例としては、米国特許第4407582号明細書および***
国特許公開第3534417号公報並びに実質的に内容の等し
い刊行物“Analytical Chemistry"58（1986）,1973があ
る。
発明が解決しようとする課題 本発明の課題は冒頭に述べた電磁石を次のように構成
することである。すなわち、試料の配置箇所では可能な
限り磁界が強力であり、かつ可能な限り漂遊磁界が小さ
く、電磁石の寸法も小さいように構成することである。
することである。すなわち、試料の配置箇所では可能な
限り磁界が強力であり、かつ可能な限り漂遊磁界が小さ
く、電磁石の寸法も小さいように構成することである。
課題を解決するための手段 上記の課題は次のように構成して解決される。
すなわち、磁気コイルは磁極片上で、空隙の直ぐ近傍
に配置されており、 磁気コイルの巻線は管によって構成され、該管を冷却
流体が通過可能であり、 磁極片に測光束を通過させるため、一列を成す孔部が
設けられており、 磁極片上に接点支持体が配置されており、該接点支持
体には横方向で加熱される炉を保持し、かつ該炉に電流
を供給するための接点部材が支持されており、 該接点部材の軸線は測光束の軸線に対して垂直に経過
し、 また前記炉は電磁石の空隙内で試料を電熱式に原子化
する、ように構成して解決される。
に配置されており、 磁気コイルの巻線は管によって構成され、該管を冷却
流体が通過可能であり、 磁極片に測光束を通過させるため、一列を成す孔部が
設けられており、 磁極片上に接点支持体が配置されており、該接点支持
体には横方向で加熱される炉を保持し、かつ該炉に電流
を供給するための接点部材が支持されており、 該接点部材の軸線は測光束の軸線に対して垂直に経過
し、 また前記炉は電磁石の空隙内で試料を電熱式に原子化
する、ように構成して解決される。
磁気コイルは磁極片上に配置される。それにより漂遊
磁界が減少する。従つて、所定の電力で比較的強い磁界
が空隙で形成される。漂遊磁界が強いという欠点が回避
される。磁極片を原子化装置に密に接近させることがで
きる。このときに原子化装置の熱、例えば試料を電熱式
に原子化するための炉熱によつて、励磁電流によつて既
に熱負荷の加わつている電磁コイルが許容されない程加
熱されることはない。反対に、冷却流体が熱を放出す
る。磁極片を原子化装置に接近させることは同様に、磁
界の均一化と所望電力の減少に作用する。電磁石の寸法
を比較的小さく保持することができる。
磁界が減少する。従つて、所定の電力で比較的強い磁界
が空隙で形成される。漂遊磁界が強いという欠点が回避
される。磁極片を原子化装置に密に接近させることがで
きる。このときに原子化装置の熱、例えば試料を電熱式
に原子化するための炉熱によつて、励磁電流によつて既
に熱負荷の加わつている電磁コイルが許容されない程加
熱されることはない。反対に、冷却流体が熱を放出す
る。磁極片を原子化装置に接近させることは同様に、磁
界の均一化と所望電力の減少に作用する。電磁石の寸法
を比較的小さく保持することができる。
本発明の別の実施例はその他の従属請求項に記載され
ている。
ている。
実施例 次に本発明を図示の実施例につき図面を用いて詳細に
説明する。
説明する。
第１図には、原子吸収分光計全体が略示されている。
原子吸収分光計はケーシング10を有し、その中にラン
プ、光学系および光電検出器が収容されている。ケーシ
ング10は試料室12を形成する。試料室12には原子化装置
14が配置されている。
プ、光学系および光電検出器が収容されている。ケーシ
ング10は試料室12を形成する。試料室12には原子化装置
14が配置されている。
原子吸収分光計は光源16として中空カソードランプ16
を有している。光源16はランインスペクトルを放出す
る。このラインスペクトルは探査元素の共振ラインに相
応する。光源16から測光束18が放射される。測光束18は
平面鏡20によつて方向変換され、凹面鏡22によつてケー
シング10の開口部24を通つて試料室の中央に集光され
る。それから測光束は開口部24と一列を成す、ケーシン
グ10の開口部26を通り、第２の凹面鏡28に入射する。こ
の第２の凹面鏡28から測光束18は平面鏡30を介してモノ
クロメータ34の入口スリツト32にフオーカシングされ
る。モノクロメータ34の出口スリツト36の後方に光電検
出器38が配設されている。光電検出器38の信号は信号処
理回路40に印加される。
を有している。光源16はランインスペクトルを放出す
る。このラインスペクトルは探査元素の共振ラインに相
応する。光源16から測光束18が放射される。測光束18は
平面鏡20によつて方向変換され、凹面鏡22によつてケー
シング10の開口部24を通つて試料室の中央に集光され
る。それから測光束は開口部24と一列を成す、ケーシン
グ10の開口部26を通り、第２の凹面鏡28に入射する。こ
の第２の凹面鏡28から測光束18は平面鏡30を介してモノ
クロメータ34の入口スリツト32にフオーカシングされ
る。モノクロメータ34の出口スリツト36の後方に光電検
出器38が配設されている。光電検出器38の信号は信号処
理回路40に印加される。
原子化装置14は、電熱式の原子化のための炉、および
試料の配置箇所に磁界を発生するためオン・オフ可能な
電磁石44を有している。第１図には本来の炉体42しか図
示されていない。電磁石44は２つの整列した磁極片46お
よび48を有しており、両磁極片の間に炉体42が配置され
ている。磁極片46および48には一列を成している孔部50
および52が設けられている。孔部50および52は炉体42の
長手孔部54と一列を成している。測光束18は孔部50、52
および炉体42の長手孔部54を通過している。磁極片50お
よび52にコイル保持体56ないし58が装着されている。こ
のコイル保持体56および58に、電磁石44の電磁コイル60
ないし62が巻き付けられている。64は、炉体42を流れる
電流を制御する電源部である。図からわかるように、電
流は測光束18の走行方向に対し横方向に供給され、管状
の炉体42を周囲方向で導通する。電磁石44は磁石制御部
66によつて、磁界が交互にオン・オフされるように制御
される。電磁石44の磁界は炉体内の試料の配置箇所を測
光束18の走行方向で通過する。従つて磁界が投入されて
いるときは、試料原子に縦方向のゼーマン効果が発生さ
れる。すなわち、試料原子の吸収ラインはそれぞれ２つ
のラインに分割される。このラインは障害を受けていな
い本来の吸収ラインに対してずれている。本来の吸収ラ
インの波長においてもはや試料での原子吸収が生じな
い。従つて、探査元素の原子も測光束18をもはや吸収し
ない。なぜなら、この測光束は元素を特徴付ける、ずれ
ていない共振ラインしか含んでいないからである。つま
り磁界が投入されているときにはバツクグラウンド吸収
のみが測定される。磁界の投入時および遮断時の測定か
ら、バツクグラウンド吸収に関して補正された真の原子
吸収の成分を検出することができる。このために電磁石
44をオン・オフするクロツクが、線68によつて図示され
ているように、信号評価回路40に供給される。
試料の配置箇所に磁界を発生するためオン・オフ可能な
電磁石44を有している。第１図には本来の炉体42しか図
示されていない。電磁石44は２つの整列した磁極片46お
よび48を有しており、両磁極片の間に炉体42が配置され
ている。磁極片46および48には一列を成している孔部50
および52が設けられている。孔部50および52は炉体42の
長手孔部54と一列を成している。測光束18は孔部50、52
および炉体42の長手孔部54を通過している。磁極片50お
よび52にコイル保持体56ないし58が装着されている。こ
のコイル保持体56および58に、電磁石44の電磁コイル60
ないし62が巻き付けられている。64は、炉体42を流れる
電流を制御する電源部である。図からわかるように、電
流は測光束18の走行方向に対し横方向に供給され、管状
の炉体42を周囲方向で導通する。電磁石44は磁石制御部
66によつて、磁界が交互にオン・オフされるように制御
される。電磁石44の磁界は炉体内の試料の配置箇所を測
光束18の走行方向で通過する。従つて磁界が投入されて
いるときは、試料原子に縦方向のゼーマン効果が発生さ
れる。すなわち、試料原子の吸収ラインはそれぞれ２つ
のラインに分割される。このラインは障害を受けていな
い本来の吸収ラインに対してずれている。本来の吸収ラ
インの波長においてもはや試料での原子吸収が生じな
い。従つて、探査元素の原子も測光束18をもはや吸収し
ない。なぜなら、この測光束は元素を特徴付ける、ずれ
ていない共振ラインしか含んでいないからである。つま
り磁界が投入されているときにはバツクグラウンド吸収
のみが測定される。磁界の投入時および遮断時の測定か
ら、バツクグラウンド吸収に関して補正された真の原子
吸収の成分を検出することができる。このために電磁石
44をオン・オフするクロツクが、線68によつて図示され
ているように、信号評価回路40に供給される。
電磁石44および炉を有する原子化装置の構造は第２図
および第３図に詳細に図示されている。
および第３図に詳細に図示されている。
電磁石44は、成層鉄心から成るｕ字形の磁気帰路部材
76および一列を成す磁極片46,48を有している。磁極片4
6および48は円筒形であり、相互に向き合う端面にて円
錐台形状に先細になつている。
76および一列を成す磁極片46,48を有している。磁極片4
6および48は円筒形であり、相互に向き合う端面にて円
錐台形状に先細になつている。
磁極片は、接着された金属粉、複合材料から製造され
る。この材料は有利な磁気特性を有し、容易に加工する
ことができる。磁極片46、48の円錐台形状断面の表面線
は磁極片の軸線と63゜の角をなす。相互に対向する磁極
面47ないし49は、磁極面の領域に飽和磁気誘導度の生じ
るように構成されている。それにより磁界の理想手な集
束が生じる。磁極片傾斜の角度は、磁界ができるだけ均
一に留まるように選択される。
る。この材料は有利な磁気特性を有し、容易に加工する
ことができる。磁極片46、48の円錐台形状断面の表面線
は磁極片の軸線と63゜の角をなす。相互に対向する磁極
面47ないし49は、磁極面の領域に飽和磁気誘導度の生じ
るように構成されている。それにより磁界の理想手な集
束が生じる。磁極片傾斜の角度は、磁界ができるだけ均
一に留まるように選択される。
磁極片46と48は、同様に一列を成す端部材78ないし80
に装着される。これら端部材はｕ字形の磁気帰路部材76
の脚部から中へ突出している。磁極片46、48および端部
材78、80を通つて一列を成す孔部50ないし52が延在す
る。磁極片46および48内で孔部50ないし52はテーパ状の
内壁面を有し、それにより測光束の炉体42中央へのフォ
ーカシングが容易になるが、鉄からは最小限しか離間し
ない。端部材78と80の領域では孔部50ないし52が肩82を
形成している。孔部50と52へ密に窓フレーム84ないし86
が装着され、Ｏリング88により密閉される。窓フレーム
84と86には窓90が設けられ、窓は反射を避けるために斜
めに配置されており、密閉リング92により保持される。
に装着される。これら端部材はｕ字形の磁気帰路部材76
の脚部から中へ突出している。磁極片46、48および端部
材78、80を通つて一列を成す孔部50ないし52が延在す
る。磁極片46および48内で孔部50ないし52はテーパ状の
内壁面を有し、それにより測光束の炉体42中央へのフォ
ーカシングが容易になるが、鉄からは最小限しか離間し
ない。端部材78と80の領域では孔部50ないし52が肩82を
形成している。孔部50と52へ密に窓フレーム84ないし86
が装着され、Ｏリング88により密閉される。窓フレーム
84と86には窓90が設けられ、窓は反射を避けるために斜
めに配置されており、密閉リング92により保持される。
磁極片46および48に、アルミニウムのような非磁性材
料から成る統合ユニツト94が設けられている。このユニ
ツトは一方で、磁気コイル60ないし62が巻き付けられて
いるコイル保持体56および58を形成し、他方でその間に
炉を保持する接点部材のうち１つを支持する接点支持体
96を形成する。
料から成る統合ユニツト94が設けられている。このユニ
ツトは一方で、磁気コイル60ないし62が巻き付けられて
いるコイル保持体56および58を形成し、他方でその間に
炉を保持する接点部材のうち１つを支持する接点支持体
96を形成する。
コイル保持体56および58は、２つのフランジ98および
100ないし102および104およびボス部106ないし108を有
するコイル形状の部材によつて形成されている。ボス部
106および108は磁極片46ないし48の形状に適合されてい
る。従つて、空隙に続く円錐台形状の断面107ないし109
を有する。２つのコイル保持体56、58の相互に向き合つ
ているフランジ100および102の間に、孔部112を有する
ブロツク110が装着されている。孔部112において、その
外面にｕ字形の溝116を有する挿入体114がその外面に装
着されており、その際溝は孔部112の内面とともに冷却
通路を形成している。この冷却通路は冷却流体に対する
入口118および出口120に接続されている。挿入体は、保
護ガス用入口124の設けられているヘツド部122を有して
いる。挿入体114を通つて中央の軸線孔部126が延在して
いる。この孔部は第３図では左側の端部で閉鎖されてい
る。この軸線孔部に接点128が装着されており、この接
点部材によつて電熱式の原子化のための炉130が一方の
側で保持され、かつ接点部材を介して炉130に対する電
流供給も行われる。
100ないし102および104およびボス部106ないし108を有
するコイル形状の部材によつて形成されている。ボス部
106および108は磁極片46ないし48の形状に適合されてい
る。従つて、空隙に続く円錐台形状の断面107ないし109
を有する。２つのコイル保持体56、58の相互に向き合つ
ているフランジ100および102の間に、孔部112を有する
ブロツク110が装着されている。孔部112において、その
外面にｕ字形の溝116を有する挿入体114がその外面に装
着されており、その際溝は孔部112の内面とともに冷却
通路を形成している。この冷却通路は冷却流体に対する
入口118および出口120に接続されている。挿入体は、保
護ガス用入口124の設けられているヘツド部122を有して
いる。挿入体114を通つて中央の軸線孔部126が延在して
いる。この孔部は第３図では左側の端部で閉鎖されてい
る。この軸線孔部に接点128が装着されており、この接
点部材によつて電熱式の原子化のための炉130が一方の
側で保持され、かつ接点部材を介して炉130に対する電
流供給も行われる。
接点部材128はシヤフト132とヘツド部134を有する。
このシヤフト132は軸線孔部126に装着されている。ヘツ
ド部134はその端面において切欠部136を有している。こ
の切欠部136は端面に接しているところで、まず横断面1
38では円筒形であり、それから横断面140では円錐形に
先細になつていく。シヤフト132には中央の軸線孔部142
が延在している。この軸線孔部142は切欠部136の底部で
開口する。円筒形状の横断面138において第３図の上側
のヘツド部134に、半径方向の供給用開口部144が形成さ
れている。この開口部144により炉に試料を供給するこ
とができる。
このシヤフト132は軸線孔部126に装着されている。ヘツ
ド部134はその端面において切欠部136を有している。こ
の切欠部136は端面に接しているところで、まず横断面1
38では円筒形であり、それから横断面140では円錐形に
先細になつていく。シヤフト132には中央の軸線孔部142
が延在している。この軸線孔部142は切欠部136の底部で
開口する。円筒形状の横断面138において第３図の上側
のヘツド部134に、半径方向の供給用開口部144が形成さ
れている。この開口部144により炉に試料を供給するこ
とができる。
電磁石44の磁気帰路部材76は、横断面がｕ字形の薄板
部材146によつて取り囲まれている。この薄板部材内に
支承部材148がボルト150によつて保持されている。支承
部材のピン152にて、旋回アーム154が軸受ブツシユ156
を介して旋回可能に支承されている。旋回アーム154に
可動のブロツク158が装着されている。このブロツク158
はブロツク110と同様に孔部160を有している。この孔部
160には挿入体114と同様の挿入体162が装着されてい
る。この挿入体162はその外面にｕ字形の溝164を有す
る。この溝は孔部160の内面とともに冷却通路を形成す
る。この冷却通路はその端部にて冷却流体に対する入口
接続部166および出口接続部168に連結されている。挿入
体162はヘツド部170を有している。中央の軸線孔部172
は挿入体162およびヘツド部170を通つて延在する。軸線
孔部172は第３図の右側において窓によつて閉鎖されて
いる。この軸線孔部172へ保護ガス接続部174が開口す
る。軸線孔部172には接点176が装着されている。接点17
6は円筒形のシヤフト178および偏平なヘツド部180を有
している。ヘツド部180の端面においてテーパ状のくぼ
み182が形成されている。このくぼみ182はくぼみ140に
ほぼ相応する。接点176のシヤフト178に、孔部142に類
似する中央の軸線孔部184が延在している。
部材146によつて取り囲まれている。この薄板部材内に
支承部材148がボルト150によつて保持されている。支承
部材のピン152にて、旋回アーム154が軸受ブツシユ156
を介して旋回可能に支承されている。旋回アーム154に
可動のブロツク158が装着されている。このブロツク158
はブロツク110と同様に孔部160を有している。この孔部
160には挿入体114と同様の挿入体162が装着されてい
る。この挿入体162はその外面にｕ字形の溝164を有す
る。この溝は孔部160の内面とともに冷却通路を形成す
る。この冷却通路はその端部にて冷却流体に対する入口
接続部166および出口接続部168に連結されている。挿入
体162はヘツド部170を有している。中央の軸線孔部172
は挿入体162およびヘツド部170を通つて延在する。軸線
孔部172は第３図の右側において窓によつて閉鎖されて
いる。この軸線孔部172へ保護ガス接続部174が開口す
る。軸線孔部172には接点176が装着されている。接点17
6は円筒形のシヤフト178および偏平なヘツド部180を有
している。ヘツド部180の端面においてテーパ状のくぼ
み182が形成されている。このくぼみ182はくぼみ140に
ほぼ相応する。接点176のシヤフト178に、孔部142に類
似する中央の軸線孔部184が延在している。
第３図に図示されているように、旋回アーム154の動
作箇所において、炉130は円錐形の接触面186および188
によつて接点128と176との間に保持される。その際接点
128および176の軸線は一列を成している。また、ブロツ
ク110、158、挿入体114、162および接点128、176を介し
て電流が炉130に導通される。そのためにブロツク110お
よび挿入体162、高電流ケーブルに対する差し込み接続
部190ないし192を備えている。
作箇所において、炉130は円錐形の接触面186および188
によつて接点128と176との間に保持される。その際接点
128および176の軸線は一列を成している。また、ブロツ
ク110、158、挿入体114、162および接点128、176を介し
て電流が炉130に導通される。そのためにブロツク110お
よび挿入体162、高電流ケーブルに対する差し込み接続
部190ないし192を備えている。
炉130は、第２図にもつとも良く示された本来の炉体4
2を有する。炉体42に沿つて、（第３図からわかるよう
に）正反対に対向する接点リブ194および196が延在して
いる。これら接点リブ194および196に、実質的に円筒形
の接点部材198および200が接続されている。これら接点
部材は、円錐形の接触面186および188が接点128および1
76の間で保持されている。従つてこれら接点部材198お
よび200の軸線は、第３の平面において接点128および17
6の軸線と一線を成しており、かつ炉体42の軸線に対し
て垂直方向に位置している。炉体の軸線は測光束18と一
列を成す。第２図および第３図の上側にあるこれら２つ
の軸線に対して垂直に炉体42中に供給用開口部144が設
けられている。この開口部により試料を炉130に供給す
ることができる。
2を有する。炉体42に沿つて、（第３図からわかるよう
に）正反対に対向する接点リブ194および196が延在して
いる。これら接点リブ194および196に、実質的に円筒形
の接点部材198および200が接続されている。これら接点
部材は、円錐形の接触面186および188が接点128および1
76の間で保持されている。従つてこれら接点部材198お
よび200の軸線は、第３の平面において接点128および17
6の軸線と一線を成しており、かつ炉体42の軸線に対し
て垂直方向に位置している。炉体の軸線は測光束18と一
列を成す。第２図および第３図の上側にあるこれら２つ
の軸線に対して垂直に炉体42中に供給用開口部144が設
けられている。この開口部により試料を炉130に供給す
ることができる。
接点128および176はそれらのくぼみ136および168で、
炉130を収容する中空室を形成している。その際、接点1
28および176は比較的狭い分離スリツト202によつてのみ
相互に分離されている。（図示されていない）気力学的
旋回装置によつて旋回アーム154は、第３図において時
計回りに旋回することができる。これは第３図には矢印
によつて示されている。これにより挿入体162および接
点176を有するブロツク158が戻り方向に旋回され、炉13
0を操作することができる。このようにして炉130の交換
を行うことができる。保護ガス接続部124および174を介
して保護ガスが供給される。この保護ガスは孔部126、1
72および軸線孔部142、184を介して炉130の接点部材19
8、200に導通する。次いで、保護ガスは後で説明する通
路を介して炉130内で分配される。接点128、176および
炉130はグラフアイトから製造される。保護ガスは、炉1
30の加熱時に、つまり炉の燃焼の際に炉130に空気中の
酸素が入り込むことを阻止する。
炉130を収容する中空室を形成している。その際、接点1
28および176は比較的狭い分離スリツト202によつてのみ
相互に分離されている。（図示されていない）気力学的
旋回装置によつて旋回アーム154は、第３図において時
計回りに旋回することができる。これは第３図には矢印
によつて示されている。これにより挿入体162および接
点176を有するブロツク158が戻り方向に旋回され、炉13
0を操作することができる。このようにして炉130の交換
を行うことができる。保護ガス接続部124および174を介
して保護ガスが供給される。この保護ガスは孔部126、1
72および軸線孔部142、184を介して炉130の接点部材19
8、200に導通する。次いで、保護ガスは後で説明する通
路を介して炉130内で分配される。接点128、176および
炉130はグラフアイトから製造される。保護ガスは、炉1
30の加熱時に、つまり炉の燃焼の際に炉130に空気中の
酸素が入り込むことを阻止する。
第２図からわかるように、接点128磁極片48の端面と
の間に、測光束18に対する中央貫通孔部を有する遮蔽板
204が装着されている。遮蔽板204は、その平面において
高い熱伝導率を有し、かつこの平面に対して垂直方向に
おいて低い熱伝導率を有する熱分解性の炭素から成る。
このようにして磁極片48は炉130および接点128の高い温
度に対して遮蔽される。
の間に、測光束18に対する中央貫通孔部を有する遮蔽板
204が装着されている。遮蔽板204は、その平面において
高い熱伝導率を有し、かつこの平面に対して垂直方向に
おいて低い熱伝導率を有する熱分解性の炭素から成る。
このようにして磁極片48は炉130および接点128の高い温
度に対して遮蔽される。
挿入体162および接点176における軸線孔部172、184な
らびに接点部材200および接点条片196内の保護ガス通路
206は同時に、パイロメータ光路208を収容するために用
いられる。この光路においてビーム検出器210により結
像系212を用いて炉体42の壁の一部が観察される。ビー
ム検出器210の信号は、炉体42の温度に対する尺度であ
り、それにより炉温度の調整を行うことできる。
らびに接点部材200および接点条片196内の保護ガス通路
206は同時に、パイロメータ光路208を収容するために用
いられる。この光路においてビーム検出器210により結
像系212を用いて炉体42の壁の一部が観察される。ビー
ム検出器210の信号は、炉体42の温度に対する尺度であ
り、それにより炉温度の調整を行うことできる。
第２図から良くわかるように、磁気コイル60、62の巻
き線は、縦方向管路216を有する銅管214と絶縁体218か
ら成る。銅管214は電流に対し比較的に大きな横断面を
有する。従つて、比較的に僅かな巻き線でも強い電流が
磁界を形成するために流れる。縦方向管路216を冷却流
体が流れる。冷却流体は、磁気コイル60および62で電流
により発生されたジユール熱、および炉130から磁気コ
イルに伝導された熱を放出する。それにより磁極片46、
48上の磁気コイル60および62が、炉130に密に接近する
ことができるようになる。空隙は実質的に、炉体42の長
さを収容するのにちようど必要な大きさである。
き線は、縦方向管路216を有する銅管214と絶縁体218か
ら成る。銅管214は電流に対し比較的に大きな横断面を
有する。従つて、比較的に僅かな巻き線でも強い電流が
磁界を形成するために流れる。縦方向管路216を冷却流
体が流れる。冷却流体は、磁気コイル60および62で電流
により発生されたジユール熱、および炉130から磁気コ
イルに伝導された熱を放出する。それにより磁極片46、
48上の磁気コイル60および62が、炉130に密に接近する
ことができるようになる。空隙は実質的に、炉体42の長
さを収容するのにちようど必要な大きさである。
磁気コイル60と62の巻き線は、磁極片46、48の円錐台
形状の先細領域およびフランジ100ないし102とボス部10
6ないし108の円錐台形状断面部との間で形成され、横断
面がｖ字形の外周くぼみ220および47ないし49に敷設さ
れる。従つて巻き線は有利には磁極片60ないし62の磁極
面47ないし49の直接近傍に敷設される。このような構成
は漂遊磁界形成に反対に作用し、形成される磁界の均一
性に有利に作用する。
形状の先細領域およびフランジ100ないし102とボス部10
6ないし108の円錐台形状断面部との間で形成され、横断
面がｖ字形の外周くぼみ220および47ないし49に敷設さ
れる。従つて巻き線は有利には磁極片60ないし62の磁極
面47ないし49の直接近傍に敷設される。このような構成
は漂遊磁界形成に反対に作用し、形成される磁界の均一
性に有利に作用する。
以上のことは巻き線を強制冷却することにより可能と
なる。磁気コイル60および62の巻き線は磁極片46ないし
48をも冷却する。すなわち、磁極片が炉に強く近接する
磁極面47ないし49の領域も冷却する。
なる。磁気コイル60および62の巻き線は磁極片46ないし
48をも冷却する。すなわち、磁極片が炉に強く近接する
磁極面47ないし49の領域も冷却する。
第１図からわかるように、冷却流体は冷却流体用入口
226から供給され、冷却流体用出口228を介して流出す
る。
226から供給され、冷却流体用出口228を介して流出す
る。
第３図からわかるように、コイル保持体56と58および
接点支持体96には半径方向のスリツト224が設けられて
いる。この部材はアルミニウムのような熱伝導率の高い
材料から製造され、良好な熱放出を保証する。しかしこ
のような熱伝導率の高い材料は通常、導電率も高い。従
つて、磁界はコイル保持体56、58および接点支持体内で
うず電流を誘導する。これを回避するために、図示のよ
うにこの部材は長手方向に溝が刻まれている。
接点支持体96には半径方向のスリツト224が設けられて
いる。この部材はアルミニウムのような熱伝導率の高い
材料から製造され、良好な熱放出を保証する。しかしこ
のような熱伝導率の高い材料は通常、導電率も高い。従
つて、磁界はコイル保持体56、58および接点支持体内で
うず電流を誘導する。これを回避するために、図示のよ
うにこの部材は長手方向に溝が刻まれている。
発明の効果 本発明により、試料の配置箇所では磁界が強力であ
り、かつ漂遊磁界が少なく、寸法のちいさな電磁石が得
られる。
り、かつ漂遊磁界が少なく、寸法のちいさな電磁石が得
られる。
第１図はバツクグラウンド吸収が、縦方向のゼーマン効
果を利用して補償される原子吸収分光計の構成を示すブ
ロツク線図、第２図は縦方向のゼーマン効果が発生され
る電磁石と、その電磁石の空隙にて試料を電熱式に原子
化するための炉を一部断面にて示す側面図、第３図は第
２図の線III−IIIに沿つて切断して見た断面図である。 10……ケーシング、12……試料室、14……原子化装置、
16……光源、18……測光束、20,30……平面鏡、22,28…
…凹面鏡、24,26……開口部、32……入口スリツト、34
……モノクロメータ、36……出口スリツト、38……光電
検出器、40……信号処理回路、42……炉体、44……電磁
石、46,48……磁極片、50,52,54……孔部、56,58……コ
イル保持体、60,62……電磁コイル、64……電源部、66
……制御部、47,49……磁極面、76……磁気帰路部材
果を利用して補償される原子吸収分光計の構成を示すブ
ロツク線図、第２図は縦方向のゼーマン効果が発生され
る電磁石と、その電磁石の空隙にて試料を電熱式に原子
化するための炉を一部断面にて示す側面図、第３図は第
２図の線III−IIIに沿つて切断して見た断面図である。 10……ケーシング、12……試料室、14……原子化装置、
16……光源、18……測光束、20,30……平面鏡、22,28…
…凹面鏡、24,26……開口部、32……入口スリツト、34
……モノクロメータ、36……出口スリツト、38……光電
検出器、40……信号処理回路、42……炉体、44……電磁
石、46,48……磁極片、50,52,54……孔部、56,58……コ
イル保持体、60,62……電磁コイル、64……電源部、66
……制御部、47,49……磁極面、76……磁気帰路部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−35440（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−143683（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−202508（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−49698（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−7665（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−158059（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 21/00 - 21/01,21/17 - 21/7 4 G11B 5/00 - 5/60 H01F 1/00 - 5/08 ＪＯＩＳ
Claims (9)
- 【請求項１】原子化された試料の配置箇所に磁界を形成
するための原子吸収分光計用電磁石であって、 該分光計ではゼーマン効果に基づく磁界によって試料内
の探査元素の原子の吸収ラインが、該元素の放出ライン
に対して相対的に、原子化した試料を通過する測光束内
でずらされており、さらに、 （ａ）磁極片対（46,48）を有し、該磁極片対の間には
空隙が設けられており、 （ｂ）前記磁極片（46,48）を連絡する磁気帰路部材（7
6）を有し、 （ｃ）磁極片（46,48）、空隙および磁気帰路部材（7
6）を介して磁束を発生するための磁気コイル（60,62）
を有し、 原子化装置は試料を前記空隙内で原子化するものである
原子吸収分光計用電磁石において、 （ｄ）前記磁気コイル（60,62）は磁極片（46,48）上
で、空隙の直ぐ近傍に配置されており、 （ｅ）磁気コイル（60,62）の巻線は管（214）によって
構成され、該管を冷却流体が通過可能であり、 （ｆ）磁極片（46,48）に測光束（18）を通過させるた
め、一列を成す孔部（50,52）が設けられており、 （ｇ）磁極片（46,48）上に接点支持体が配置されてお
り、該接点支持体には横方向で加熱される炉（130）を
保持し、かつ該炉（130）に電流を供給するための接点
部材が支持されており、 該接点部材の軸線は測光束（18）の軸線に対して垂直に
経過し、 また前記炉（130）は電磁石（44）の空隙内で試料を電
熱式に原子化する、 ことを特徴とする原子吸収分光計用電磁石。 - 【請求項２】コイル保持体（56,58）を有する接点支持
体が統合ユニットを形成し、 前記コイル保持体は磁気コイル（60,62）を保持し、 前記統合ユニットはコイル保持体（56,58）と共に２つ
の磁極片（46,48）へ装着されている、請求項１記載の
電磁石。 - 【請求項３】磁石片（46,48）は相互に向き合った端部
にて円錐台形状に先細になっている、請求項１または２
記載の電磁石。 - 【請求項４】円錐台形状の先細部により構成された磁極
面（47,49）は飽和磁気誘導度に相応する、請求項３記
載の電磁石。 - 【請求項５】磁極片（46,48）の円錐台形状の先細断面
の表面線は磁極編の軸線と63゜の角を成す、請求項１か
ら４までのいずれか１項記載の電磁石。 - 【請求項６】（ａ）磁極片（46,48）にコイル保持体（5
6,58）が装着されており、該コイル保持体は磁極片（4
6,48）の形状に適合したボス部（106,108）と保持体端
部にて半径方向に突出するフランジ（98,100;102,104）
とから成り、 （ｂ）磁気コイル（60,62）の巻線は先細の断面領域で
磁極面（47,49）に密に接近して巻き付けられている、
請求項３から５までのいずれか１項記載の電磁石。 - 【請求項７】磁極片（46,438）は、接着された金属粉、
複合材料から成る、請求項１から６までのいずれか１項
記載の電磁石。 - 【請求項８】磁気コイル（60,62）の巻線は、熱の良伝
導体材料から成る、溝の刻まされたコイル保持体（56,5
8）に巻き付けられている、請求項１から７までのいず
れか１項記載の電磁石。 - 【請求項９】原子化された試料の配置箇所に磁界を形成
するための原子吸収分光計用電磁石であって、 該分光計ではゼーマン効果に基づく磁界によって試料内
の探査元素の原子の吸収ラインが、該元素の放出ライン
に対して相対的に、原子化した試料を通過する測光束内
でずらされており、さらに、 （ａ）磁極片対（46,48）を有し、該磁極片は円錐台形
状の部分を有し、かつ当該磁極片対の間には空隙が設け
られており、 （ｂ）前記磁極片（46,48）を連絡する磁気帰路部材（7
6）を有し、 （ｃ）磁極片（46,48）、空隙および磁気帰路部材（7
6）を介して磁束を発生するための磁気コイル（60,62）
を有し、 原子化装置は試料を前記空隙内で原子化するものである
原子吸収分光計用電磁石において、 （ｄ）前記磁気コイル（60,62）は磁極片（46,48）上
で、空隙の直ぐ近傍に配置されており、かつ前記円錐台
形状部分に巻き付けられており、 （ｅ）磁気コイル（60,62）の巻線は管（214）によって
構成され、該管を冷却流体が通過可能である、 ことを特徴とする電磁石。
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