JP3148548U - Luminescence analyzer - Google Patents
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Abstract
【課題】 放電が正常に行われたときに得られた分析結果であるか否かを正確に判断することができる発光分析装置の提供。【解決手段】 固体試料６の分析面６ａ中における分析箇所と電極２ａとの間で放電を行うことにより発生したスペクトルを分析する分析部２と、固体試料６を保持しながら、固体試料６の分析面６ａ中における分析箇所を順番に変更していく搬送機構４と、固体試料６の分析面６ａ中における複数の分析箇所から得られた複数の分析結果を、分析箇所で分析した分析順に分析結果記憶部５４に記憶させる制御部２１とを備える発光分析装置１であって、分析面６ａを撮影する撮影部１０を備え、制御部２１は、全ての分析箇所で分析した後に、搬送機構４によって固体試料６を保持しながら、固体試料６を分析部２から撮影部１０へ移送して、撮影部１０で撮影された分析面画像中の複数の分析痕画像に、各分析順を重畳して、分析面画像を表示部３１に表示する。【選択図】図１PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an emission analyzer capable of accurately judging whether or not an analysis result obtained when discharge is normally performed. SOLUTION: An analysis unit 2 for analyzing a spectrum generated by performing discharge between an analysis portion in an analysis surface 6a of a solid sample 6 and an electrode 2a, and a solid sample 6 while holding the solid sample 6. The transport mechanism 4 that sequentially changes the analysis location in the analysis surface 6a and the analysis results obtained from the plurality of analysis locations in the analysis surface 6a of the solid sample 6 are analyzed in the order of analysis in the analysis location. The emission analysis apparatus 1 includes the control unit 21 to be stored in the result storage unit 54, and includes the imaging unit 10 that images the analysis surface 6 a, and the control unit 21 performs analysis at all analysis points, and then the transport mechanism 4. The solid sample 6 is transferred from the analysis unit 2 to the imaging unit 10 while the solid sample 6 is held by the imaging unit 10, and each analysis order is superimposed on a plurality of analysis trace images in the analysis plane image captured by the imaging unit 10. The analysis surface image It is displayed on the display unit 31. [Selection] Figure 1
Description
本考案は、スパーク放電、アーク放電等の各種放電法やレーザ励起法等により、固体試料中の成分を定量する発光分析装置に関する。 The present invention relates to an emission analyzer that quantifies components in a solid sample by various discharge methods such as spark discharge and arc discharge, laser excitation method, and the like.
鉄鋼品種や非鉄品種の多様化や高品質化や製鋼加工技術の発展に伴い、鉄鋼（固体試料）や非鉄（固体試料）中に含まれる微量成分、特に窒素成分、酸素成分、硫黄成分、炭素成分等の量を厳密にコントロールすることが要求されてきており、鉄鋼材や非鉄金属材等の生産工場等での製鋼・精練工程において、鉄鋼や非鉄中に含まれる微量成分を定量することが重要になってきている。
このような製鋼・精練工程はオンライン操業であるため、定量結果が速やかに製鋼・精練工程にフィードバックされることが好ましい。
With the diversification and quality improvement of steel and non-ferrous varieties and the development of steelmaking processing technology, trace components contained in steel (solid sample) and non-ferrous (solid sample), especially nitrogen component, oxygen component, sulfur component, carbon It has been required to strictly control the amount of components, etc., and in the steelmaking and scouring process in production plants for steel and non-ferrous metal materials, it is possible to quantify trace components contained in steel and non-ferrous metals. It is becoming important.
Since such a steelmaking / scouring process is an online operation, it is preferable that a quantitative result is promptly fed back to the steelmaking / scouring process.
そこで、近年、鉄鋼や非鉄中に含まれる多種類の微量成分の定量を迅速に行なうことができる発光分光分析方法が広く利用されるようになってきている。
このような発光分光分析方法を利用するための発光分析装置では、採取した鉄鋼等の固体試料を切断、研磨した後、この固体試料の研磨面を分析面としてアーク放電したりスパーク放電したりすることにより発光させ、その発光光を分光器に導入して各元素に特有な波長を有するスペクトルを取り出して検出する。そして、そのスペクトルの強度から成分濃度（窒素成分、酸素成分、硫黄成分、炭素成分等の量）を算出している。
Therefore, in recent years, an emission spectroscopic analysis method capable of quickly quantifying various kinds of trace components contained in steel and non-ferrous has been widely used.
In an emission analyzer for using such an emission spectroscopic analysis method, after cutting and polishing a collected solid sample such as steel, arc discharge or spark discharge is performed using the polished surface of the solid sample as an analysis surface. Thus, the emitted light is introduced into a spectroscope, and a spectrum having a wavelength peculiar to each element is extracted and detected. The component concentration (amount of nitrogen component, oxygen component, sulfur component, carbon component, etc.) is calculated from the intensity of the spectrum.
しかしながら、製鋼・精練工程において採取された固体試料には欠陥が多く、固体試料の分析面中における分析箇所に欠陥が存在すると、正常な発光が起こらず、その結果、正確な分析結果を得ることができない。よって、従来の発光分析装置では、分析部での分析前に撮影部でＣＣＤカメラによって固体試料の分析面を撮影し、その分析面画像の輝度に基づいて、分析面中における欠陥の位置（欠陥箇所）を判定することで、欠陥箇所を避けるように固体試料の分析面中における分析箇所を決定している（例えば、特許文献１参照）。
さらに、固体試料を正確に分析するため、通常、一個の固体試料の分析面中において複数（例えば、３個）の分析箇所で分析して、３個の分析箇所から得られた３個の分析結果を得ている。例えば、半径ｒの円形の分析面中における３個の分析箇所は、分析面の中心を中心とした半径ｒ／２の円周上に、欠陥箇所を避けるように配列されている。
Furthermore, in order to accurately analyze a solid sample, analysis is usually performed at a plurality of (for example, three) analysis points in the analysis surface of one solid sample, and three analyzes obtained from the three analysis points are analyzed. I'm getting results. For example, three analysis points in a circular analysis surface with a radius r are arranged on a circumference with a radius r / 2 around the center of the analysis surface so as to avoid a defect point.
ところで、発光分析装置では、固体試料の分析面中における分析箇所で分析する際に、分析箇所に欠陥が存在していなくても、正常な放電が行われず、その結果、正確な分析結果を得られないことがある。分析箇所で正常な放電が行われなかった場合には、分析面中に、正常な放電が行われたときとは異なる放電痕が残る。よって、分析後の固体試料の分析面における放電痕を観察することで、正常な放電が行われなかったことを把握することができる。 By the way, in the emission analyzer, when analyzing at the analysis location in the analysis surface of the solid sample, even if there is no defect in the analysis location, normal discharge is not performed, and as a result, an accurate analysis result is obtained. It may not be possible. When normal discharge is not performed at the analysis location, a discharge mark different from that when normal discharge is left in the analysis surface. Therefore, by observing discharge traces on the analysis surface of the solid sample after analysis, it can be understood that normal discharge has not been performed.
しかしながら、固体試料の分析面中において３個の分析箇所で分析した場合、３個の分析結果は順番に記憶されるが、分析後の固体試料の分析面における３個の放電痕を観察しても、３個の分析痕は円周上に配列されているため、各分析痕が形成された順番がわからないので、３個の分析結果がそれぞれどの分析痕に対応するものであるかを確実に決定することができなかった。つまり、３個の分析箇所のうちから１個の分析箇所で正常な放電が行われなかったことを把握しても、３個の分析結果のうちでどの分析結果が正常な放電が行われなかったときに得られたものであるかを確実に決定することができなかった。 However, when the analysis is performed at three analysis points on the analysis surface of the solid sample, the three analysis results are stored in order, but the three discharge traces on the analysis surface of the solid sample after the analysis are observed. However, since the three analysis marks are arranged on the circumference, it is not possible to know the order in which each analysis mark was formed, so it is sure to identify which analysis mark corresponds to each of the three analysis results. Could not be determined. In other words, even if it is understood that a normal discharge was not performed at one of the three analysis points, which analysis result out of the three analysis results was not normally discharged. It was not possible to reliably determine whether it was obtained at the time.
また、３個の分析箇所から得られた分析結果を得ているので、発光分析装置の制御部によって３個の分析結果を比較させることで、１個の分析結果の数値が他の２個の分析結果の数値とあまりにも異なる場合には、１個の分析結果を棄却させることもできるが、このような方法では２個の分析箇所で正常な放電が行われなかったときには、異常な放電が行われたときに得られたものが採用される問題点がある。
そこで、本考案は、放電が正常に行われたときに得られた分析結果であるか否かを正確に判断することができる発光分析装置を提供することを目的とする。
In addition, since the analysis results obtained from the three analysis points are obtained, the numerical value of one analysis result is obtained by comparing the three analysis results by the control unit of the emission analyzer. If the numerical value of the analysis result is too different, one analysis result can be rejected. However, in such a method, when normal discharge is not performed at two analysis points, abnormal discharge occurs. There is a problem in that what is obtained when done is adopted.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an emission analyzer that can accurately determine whether or not an analysis result obtained when discharge is normally performed.
上記課題を解決するためになされた本考案の発光分析装置は、固体試料の分析面中における複数個の分析箇所と分析順とを示す分析箇所データを記憶する分析箇所データ記憶部と、前記固体試料の分析面中における１個の分析箇所と、当該１個の分析箇所に対向配置された電極との間で放電を行うことにより発生したスペクトルを分析する分析部と、前記分析箇所データに基づいて、前記固体試料を保持しながら、前記固体試料の分析面中における分析箇所を順番に変更していく搬送機構と、前記固体試料の分析面中における複数の分析箇所から得られた複数の分析結果を、前記分析箇所で分析した分析順に分析結果記憶部に記憶させる制御部とを備える発光分析装置であって、前記分析面を撮影する撮影部を備え、前記制御部は、全ての分析箇所で分析した後に、前記搬送機構によって固体試料を保持しながら、前記固体試料を分析部から撮影部へ移送して、前記撮影部で撮影された分析面画像中の複数の分析痕画像に、前記分析順を重畳して、当該分析面画像を表示部に表示するようにしている。 An emission analysis apparatus of the present invention made to solve the above problems includes an analysis point data storage unit for storing analysis point data indicating a plurality of analysis points and an analysis order in an analysis surface of a solid sample, and the solid Based on the analysis portion data for analyzing a spectrum generated by performing discharge between one analysis portion in the analysis surface of the sample and an electrode disposed opposite to the one analysis portion, and the analysis portion data A transport mechanism that sequentially changes analysis points in the analysis surface of the solid sample while holding the solid sample, and a plurality of analyzes obtained from a plurality of analysis points in the analysis surface of the solid sample. A light emission analyzer including a control unit that stores the results in the analysis result storage unit in the analysis order analyzed in the analysis part, and includes a photographing unit that images the analysis surface. After analyzing at a location, while holding the solid sample by the transport mechanism, the solid sample is transferred from the analysis unit to the imaging unit, and a plurality of analysis trace images in the analysis surface image captured by the imaging unit, The analysis plane image is superimposed on the analysis order and displayed on the display unit.
本考案の発光分析装置によれば、制御部は、搬送機構によって固体試料を保持しながら、固体試料の分析面中における分析箇所を順番に変更しながら、分析部が放電を行うことにより発生したスペクトルを分析していく。このとき、制御部は、固体試料の分析面中における複数の分析箇所から得られた複数の分析結果を、分析箇所で分析した分析順に分析結果記憶部に記憶させていく。
制御部は、全ての分析箇所で分析した後に、搬送機構によって固体試料を保持しながら、固体試料を分析部から撮影部へ移送して、撮影部は、分析面を撮影する。つまり、分析面中における複数の分析痕を撮影する。
そして、制御部は、撮影部で撮影された分析面画像中の複数の分析痕画像に、各分析順を重畳して、分析面画像を表示部に表示する。
これにより、使用者が分析結果を評価する際には、分析順が重畳された分析面画像中の分析痕画像を観察しながら、各分析結果が正常な放電が行われたときに得られたものであるかを決定する。
According to the emission analyzer of the present invention, the control unit is generated by the analysis unit discharging while changing the analysis location in the analysis surface of the solid sample in order while holding the solid sample by the transport mechanism. Analyze the spectrum. At this time, the control unit stores the plurality of analysis results obtained from the plurality of analysis locations in the analysis surface of the solid sample in the analysis result storage unit in the analysis order analyzed at the analysis locations.
The control unit transfers the solid sample from the analysis unit to the imaging unit while holding the solid sample by the transport mechanism after analyzing at all the analysis locations, and the imaging unit images the analysis surface. That is, a plurality of analysis marks in the analysis surface are photographed.
And a control part superimposes each analysis order on the some analysis trace image in the analysis surface image image | photographed by the imaging | photography part, and displays an analysis surface image on a display part.
As a result, when the user evaluates the analysis results, each analysis result was obtained when normal discharge was performed while observing the analysis trace image in the analysis surface image on which the analysis order was superimposed. Decide what it is.
以上のように、本考案の発光分析装置によれば、放電が正常に行われたときに得られた分析結果であるか否かを正確に判断することができる。 As described above, according to the emission analyzer of the present invention, it is possible to accurately determine whether or not the analysis result is obtained when the discharge is normally performed.
（他の課題を解決するための手段および効果）
また、上記の考案において、前記分析面中における複数の分析箇所は、ある一点を中心とした円周上に配列されているようにしてもよい。
本考案によれば、分析面中における複数の分析箇所は円周上に配列されていても、放電が正常に行われたときに得られた分析結果であるか否かを正確に判断することができる。
(Means and effects for solving other problems)
In the above device, a plurality of analysis points in the analysis surface may be arranged on a circumference around a certain point.
According to the present invention, it is possible to accurately determine whether or not an analysis result obtained when discharge is normally performed even if a plurality of analysis points on the analysis surface are arranged on the circumference. Can do.
また、上記の考案において、前記制御部は、前記固体試料を分析する前に、前記搬送機構によって固体試料を保持しながら、前記固体試料を撮影部へ移送して、前記撮影部で撮影された分析面画像に基づいて、前記分析面中における欠陥箇所を検出することにより、当該欠陥箇所を避けるように固体試料の分析面中における複数の分析箇所と分析順とを決定することで分析箇所データを作成して、前記分析箇所データを分析箇所データ記憶部に記憶させるようにしてもよい。 Further, in the above invention, before the solid sample is analyzed, the control unit moves the solid sample to the imaging unit while holding the solid sample by the transport mechanism, and is imaged by the imaging unit. Based on the analysis surface image, by detecting a defect location in the analysis surface, the analysis location data is determined by determining a plurality of analysis locations and analysis order in the analysis surface of the solid sample so as to avoid the defect location. And the analysis part data may be stored in the analysis part data storage unit.
以下、本考案の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本考案は、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、本考案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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments described below, and it goes without saying that various aspects are included without departing from the spirit of the present invention.
図１は、実施形態に係る発光分析装置の概略構成図である。
発光分析装置１は、スペクトルを分析する分析部２と、固体試料６’の分析面６ａ’を撮影するＣＣＤカメラ１２を備えた撮影部１０と、固体試料６を保持しながら移送するためのロボットアーム（搬送機構）４と、発光分析装置１全体の制御を行うコンピュータ２０とにより構成される。
なお、固体試料６（６’）は、鉄鋼材や非鉄金属材等の生産工場等での製鋼・精練工程において、オンライン操業で採取されるものであり、その形状は、半径ｒの円形の上面と底面とを有する円柱形状である。そして、発光分析装置１の分析部２では、底面を分析面６ａとして、スパーク放電することにより発光させ、その発光光を分光器２ｄに導入して各元素に特有な波長を有するスペクトルを取り出して検出する。また、詳細は後述するが、半径ｒの円形の底面の分析面６ａ中における３個の分析箇所（第一の分析箇所、第二の分析箇所、第三の分析箇所）は、分析面６ａの中心を中心とした半径ｒ／２の円周上に、欠陥箇所を避けるように配列されるようになっている（図２参照）。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an emission analyzer according to an embodiment.
The emission analysis apparatus 1 includes an analysis unit 2 that analyzes a spectrum, an imaging unit 10 that includes a CCD camera 12 that images an analysis surface 6a ′ of a solid sample 6 ′, and a robot that transfers the solid sample 6 while holding it. An arm (conveying mechanism) 4 and a computer 20 that controls the entire emission analyzer 1 are configured.
The solid sample 6 (6 ′) is collected by online operation in a steelmaking / scouring process in a production factory for ferrous materials and non-ferrous metal materials, and the shape thereof is a circular upper surface with a radius r. And a cylindrical shape having a bottom surface. The analysis unit 2 of the emission analyzer 1 uses the bottom surface as the analysis surface 6a to emit light by spark discharge, introduces the emitted light into the spectrometer 2d, and extracts a spectrum having a wavelength specific to each element. To detect. Although details will be described later, three analysis points (first analysis point, second analysis point, and third analysis point) in the analysis surface 6a having a circular bottom surface with a radius r are defined on the analysis surface 6a. They are arranged so as to avoid a defective portion on a circumference having a radius r / 2 centered on the center (see FIG. 2).
ロボットアーム４は、固体試料６を保持しながら移送するものである。ロボットアーム４には、座標系が設定されており、コンピュータ２０は、ロボットアーム４が固体試料６を保持したときには、ロボットアーム４に対する固体試料６の位置を正確に把握することができるようになっている。
また、ロボットアーム４は、固体試料６を保持したまま、コンピュータ２０からの制御信号により動作可能となっている。コンピュータ２０は、出力した制御信号に基づいて、発光分析装置１に対するロボットアーム４の位置を把握することができ、その結果、発光分析装置１に対する固体試料６の位置を把握することができるようになっている。
これにより、ロボットアーム４は、固体試料６を分析部２の設定位置へ移送することで、固体試料６の分析面６ａ中における各分析箇所で分析することができるようにしたり、さらに分析部２では、固体試料６の分析面６ａに対向配置される電極２ａの位置が変化するように固体試料６を移送することで、固体試料６の分析面６ａ中における第一の分析箇所から第二の分析箇所に変更したり、固体試料６を撮影部１０の設定位置へ移送することで、固体試料６の分析面６ａ全面を撮影することができるようにしたりする。
The robot arm 4 transfers the solid sample 6 while holding it. A coordinate system is set for the robot arm 4, and the computer 20 can accurately grasp the position of the solid sample 6 relative to the robot arm 4 when the robot arm 4 holds the solid sample 6. ing.
The robot arm 4 can be operated by a control signal from the computer 20 while holding the solid sample 6. The computer 20 can grasp the position of the robot arm 4 with respect to the emission analyzer 1 based on the output control signal, and as a result, can grasp the position of the solid sample 6 with respect to the emission analyzer 1. It has become.
As a result, the robot arm 4 moves the solid sample 6 to the set position of the analysis unit 2 so that the analysis can be performed at each analysis location in the analysis surface 6a of the solid sample 6, or the analysis unit 2 Then, by transferring the solid sample 6 so that the position of the electrode 2a disposed opposite to the analysis surface 6a of the solid sample 6 changes, the second analysis point from the first analysis position in the analysis surface 6a of the solid sample 6 is changed to the second. By changing to an analysis location or by transferring the solid sample 6 to a set position of the imaging unit 10, the entire analysis surface 6a of the solid sample 6 can be imaged.
撮影部１０は、撮影の妨害となる外光を避ける遮蔽カバー８を備え、遮蔽カバー８の内部に、横向きに設置されたＣＣＤカメラ１２と、上向きに設置された照明ランプ１４と、撮影方向と同軸方向から分析面６ａを照明ランプ１４で照明するためのハーフミラー１６とを備える。そして、遮蔽カバー８の下面には、ロボットアーム４を挿入するための開口部８ａが形成されている。
これにより、遮蔽カバー８の開口部８ａからロボットアーム４’によって固体試料６’の分析面６ａ’が垂直に起立した状態となるように挿入されて、撮影部１０の設定位置に配置されると、固体試料６’の分析面６ａ’全面が、照明ランプ１４で照明されて、ＣＣＤカメラ１２で撮影されるようになっている。そして、ＣＣＤカメラ１２で撮影された画像データ（分析面画像）がコンピュータ２０に出力される。
The photographing unit 10 includes a shielding cover 8 that avoids external light that interferes with photographing. Inside the shielding cover 8, a CCD camera 12 installed sideways, an illumination lamp 14 installed upward, and a photographing direction. And a half mirror 16 for illuminating the analysis surface 6a with the illumination lamp 14 from the coaxial direction. An opening 8 a for inserting the robot arm 4 is formed on the lower surface of the shielding cover 8.
As a result, when the analysis surface 6a ′ of the solid sample 6 ′ is vertically raised from the opening 8a of the shielding cover 8 by the robot arm 4 ′ and placed at the set position of the imaging unit 10. The entire analysis surface 6 a ′ of the solid sample 6 ′ is illuminated by the illumination lamp 14 and photographed by the CCD camera 12. Then, image data (analysis surface image) photographed by the CCD camera 12 is output to the computer 20.
分析部２は、分光スタンド２ｂを備え、分光スタンド２ｂの内部に、上向きに設置された対向電極２ａと、発光光が導入される分光器２ｄとを備える。そして、分光スタンド２ｂの上面には、対向電極２ａと対向する位置に円形状の開孔２ｃが形成されている。
これにより、ロボットアーム４によって固体試料６の分析面６ａの分析箇所が、分光スタンド２ｂの開孔２ｃを塞ぐように当接されて、分析箇所と対向電極２ａとの間で放電を行うと、その発光光を分光器２ｄに導入して各元素に特有な波長を有するスペクトルを取り出して検出するようになっている。そして、分光器２ｄで得られた検出信号（分析結果）がコンピュータ２０に出力される。
また、ロボットアーム４によって、分光スタンド２ｂの開孔２ｃに当接される固体試料６の分析面６ａの位置を変化させることで、固体試料６の分析面６ａ中における分析箇所を順番に変更することができ、その結果、一個の固体試料６の分析面６ａ中において３個の分析箇所で分析すれば、３個の分析結果（第一の分析結果、第二の分析結果、第三の分析結果）がコンピュータ２０に順番に出力される。
The analysis unit 2 includes a spectroscopic stand 2b. The spectroscopic stand 2b includes a counter electrode 2a installed upward and a spectroscope 2d into which emitted light is introduced. A circular opening 2c is formed on the upper surface of the spectroscopic stand 2b at a position facing the counter electrode 2a.
Thereby, when the analysis location of the analysis surface 6a of the solid sample 6 is brought into contact with the opening 2c of the spectroscopic stand 2b by the robot arm 4 and discharge is performed between the analysis location and the counter electrode 2a, The emitted light is introduced into the spectroscope 2d to extract and detect a spectrum having a wavelength peculiar to each element. Then, the detection signal (analysis result) obtained by the spectroscope 2d is output to the computer 20.
In addition, by changing the position of the analysis surface 6a of the solid sample 6 that contacts the opening 2c of the spectroscopic stand 2b by the robot arm 4, the analysis location in the analysis surface 6a of the solid sample 6 is changed in order. As a result, if analysis is performed at three analysis locations in the analysis surface 6a of one solid sample 6, three analysis results (first analysis result, second analysis result, third analysis result) Result) are output to the computer 20 in order.
コンピュータ２０においては、ＣＰＵ２１やメモリ２２を備え、さらにモニタ画面等を有する表示装置３１と、キーボードやマウス等を有する入力装置３０とが連結されている。
また、ＣＰＵ（制御部）２１が処理する機能をブロック化して説明すると、ロボットアーム４を制御する搬送制御部２３と、撮影部１０を制御する撮影制御部２４と、分析部２を制御する分析制御部２５と、分析面画像と抽出アルゴリズム（後述する）とに基づいて欠陥箇所を回避するように固体試料６の分析面６ａ中における３個の分析箇所を抽出する分析箇所抽出処理部２６と、分析面画像中の３個の分析痕画像に分析順を重畳して表示装置３１に表示する表示制御部２７とを有する。
さらに、メモリ２２は、固体試料６の分析面６ａ中における３個の分析個所を抽出するための抽出アルゴリズム（抽出情報と輝度閾値Ｔ１）を記憶する抽出情報記憶領域５１と、分析面画像を記憶するための画像データ記憶領域５２と、固体試料６の分析面６ａ中における３個の分析箇所と分析順とを示す分析箇所データを記憶するための分析箇所データ記憶領域５３と、分析結果を記憶するための分析結果記憶領域５４とを有する。
The computer 20 includes a CPU 21 and a memory 22, and further includes a display device 31 having a monitor screen and an input device 30 having a keyboard and a mouse.
Further, the functions processed by the CPU (control unit) 21 will be described as a block. The conveyance control unit 23 that controls the robot arm 4, the imaging control unit 24 that controls the imaging unit 10, and the analysis that controls the analysis unit 2. An analysis point extraction processing unit 26 for extracting three analysis points in the analysis surface 6a of the solid sample 6 so as to avoid a defect point based on the control unit 25 and an analysis surface image and an extraction algorithm (described later); And a display control unit 27 that superimposes the analysis order on the three analysis trace images in the analysis plane image and displays them on the display device 31.
Further, the memory 22 stores an extraction information storage area 51 for storing an extraction algorithm (extraction information and a luminance threshold value T 1 ) for extracting three analysis points in the analysis surface 6a of the solid sample 6, and an analysis surface image. An image data storage area 52 for storing, an analysis location data storage area 53 for storing analysis location data indicating three analysis locations and analysis order in the analysis surface 6a of the solid sample 6, and an analysis result And an analysis result storage area 54 for storage.
撮影制御部２４は、ロボットアーム４’によって固体試料６’が撮影部１０の設定位置に配置されると、固体試料６’の分析面６ａ’を照明ランプ１４で照明して、ＣＣＤカメラ１２で撮影するように、撮影部１０を制御することにより、ＣＣＤカメラ１２で撮影された分析面画像を読み込み、分析面画像を画像データ記憶領域５２に記憶させる制御を行う。
なお、発光分析装置１では、固体試料６’を分析する前と後とに、ロボットアーム４’によって固体試料６’が撮影部１０の設定位置に配置されるようになっており、固体試料６’を分析する前に、ロボットアーム４’によって撮影部１０の設定位置に配置されたときには、分析前の分析面画像として画像データ記憶領域５２に記憶され、一方、固体試料６を分析した後に、ロボットアーム４’によって撮影部１０の設定位置に配置されたときには、分析後の分析面画像として画像データ記憶領域５２に記憶されるようになっている。
When the solid sample 6 ′ is placed at the set position of the imaging unit 10 by the robot arm 4 ′, the imaging control unit 24 illuminates the analysis surface 6a ′ of the solid sample 6 ′ with the illumination lamp 14, and the CCD camera 12 By controlling the photographing unit 10 so as to photograph, the analysis surface image photographed by the CCD camera 12 is read, and the analysis surface image is stored in the image data storage area 52.
In the emission analyzer 1, the solid sample 6 ′ is arranged at the set position of the imaging unit 10 by the robot arm 4 ′ before and after analyzing the solid sample 6 ′. When the robot arm 4 'is placed at the set position of the imaging unit 10 before analyzing', it is stored in the image data storage area 52 as an analysis plane image before analysis, while after analyzing the solid sample 6, When the robot arm 4 ′ is placed at the set position of the photographing unit 10, it is stored in the image data storage area 52 as an analysis plane image after analysis.
分析箇所抽出処理部２６は、画像データ記憶領域５２に記憶された分析前の分析面画像と、抽出情報記憶領域５１に記憶された抽出アルゴリズムとに基づいて、欠陥箇所を回避するように固体試料６の分析面６ａ中における３個の分析箇所を抽出して、固体試料６の分析面６ａ中における３個の分析箇所と分析順とを示す分析箇所データを分析箇所データ記憶領域５３に記憶させる制御を行う。
ここで、固体試料６の分析面６ａ中における３個の分析個所を抽出するための抽出アルゴリズムの一例について説明する。図２は、抽出アルゴリズムの一例について説明するための図である。
図２（ａ）に示すように、分析面画像の中心を中心とした円周４１上で適宜に決めた基準位置（これを角度０°とする）に円形の第一の分析箇所候補４２ａを設定し、その位置から所定方向に所定角度（例えば、反時計回り方向に９０°）だけ離れた位置に、円形の第二の分析箇所候補４２ｂを設定し、さらに第二の分析箇所候補４２ｂから同様に所定角度だけ離れた位置に、円形の第三の分析箇所候補４２ｃを設定する。ところで、上述したように分析箇所に欠陥が存在すると、正常な発光が起こらず、その結果、正確な分析結果を得ることができないので、図２（ｂ）に示すように、第ｎの分析箇所候補の一部に欠陥４３が存在すると判定した場合には、第ｎの分析箇所候補を飛ばして次に所定角度だけ離れた位置に、新たな第ｎの分析箇所候補を設定する。このとき、分析箇所候補に欠陥が存在するか否かの判定は、分析面画像中の分析箇所候補の輝度と輝度閾値Ｔ１とを比較することにより、分析箇所候補の全部の領域の輝度が輝度閾値Ｔ１以上であるときには、分析箇所候補に欠陥が存在しないとされ、一方、分析箇所候補の一部の領域の輝度が輝度閾値Ｔ１未満であるときには、分析箇所候補に欠陥が存在するように実行される。
このように欠陥箇所を回避するように分析面画像中における３個の分析箇所候補４２ａ、４２ｂ、４２ｃを抽出したときには、固体試料６の分析面６ａ中における３個の分析箇所と分析順とを示す分析箇所データを分析箇所データ記憶領域５３に記憶させる。
Based on the analysis surface image before analysis stored in the image data storage area 52 and the extraction algorithm stored in the extraction information storage area 51, the analysis spot extraction processing unit 26 avoids the defective part. The three analysis points in the analysis surface 6a of 6 are extracted, and the analysis point data indicating the three analysis points and the analysis order in the analysis surface 6a of the solid sample 6 are stored in the analysis point data storage area 53. Take control.
Here, an example of an extraction algorithm for extracting three analysis points in the analysis surface 6a of the solid sample 6 will be described. FIG. 2 is a diagram for explaining an example of the extraction algorithm.
As shown in FIG. 2 (a), a circular first analysis location candidate 42a is placed at a reference position appropriately determined on a circumference 41 centered on the center of the analysis plane image (this is an angle of 0 °). The circular second analysis site candidate 42b is set at a position away from the position by a predetermined angle in the predetermined direction (for example, 90 ° in the counterclockwise direction), and the second analysis site candidate 42b is further set. Similarly, a circular third analysis location candidate 42c is set at a position separated by a predetermined angle. By the way, if there is a defect in the analysis portion as described above, normal light emission does not occur, and as a result, an accurate analysis result cannot be obtained. Therefore, as shown in FIG. When it is determined that the defect 43 exists in a part of the candidates, the nth analysis location candidate is skipped and a new nth analysis location candidate is set at a position separated by a predetermined angle. In this case, the determination of whether a defect exists in the analysis point candidate, by comparing the brightness of the analysis point candidate in the analysis plane image and the luminance threshold T 1, the brightness of the entire area of the analysis place candidate when it luminance thresholds T 1 or more is a defect analysis place candidate is not present, whereas, when the brightness of the partial region of the analysis point candidate is smaller than the luminance thresholds T 1 is a defect exists in the analysis point candidate To be executed.
Thus, when the three analysis location candidates 42a, 42b, and 42c in the analysis surface image are extracted so as to avoid the defect location, the three analysis locations and the analysis order in the analysis surface 6a of the solid sample 6 are determined. The analysis location data shown is stored in the analysis location data storage area 53.
分析制御部２５は、ロボットアーム４によって固体試料６が分析部２の設定位置に配置されると、固体試料６の分析面６ａ中における第ｎの分析箇所と対向電極２ａとの間で放電を行うことにより発生したスペクトルを分析するように、分析部２を制御することにより、第ｎの分析結果を分析結果記憶領域５４に記憶させる制御を行う。
具体的には、発光分析装置１では、まず、ロボットアーム４によって分析箇所データに基づいて、固体試料６の分析面６ａ中における第一の分析箇所で分析するように、固体試料６が分析部２の設定位置に配置されると、固体試料６の分析面６ａ中における第一の分析箇所と対向電極２ａとの間で放電を行うことにより発生したスペクトルを分析するように、分析部２を制御する。そして、分光器２ｄで得られた第一の分析結果を分析結果記憶領域５４に記憶させる。
次に、ロボットアーム４によって分析箇所データに基づいて、固体試料６の分析面６ａ中における第二の分析箇所で分析するように、固体試料６が分析部２の設定位置に配置されると、固体試料６の分析面６ａ中における第二の分析箇所と対向電極２ａとの間で放電を行うことにより発生したスペクトルを分析するように、分析部２を制御する。そして、分光器２ｄで得られた第二の分析結果を分析結果記憶領域５４に記憶させる。
最後に、ロボットアーム４によって分析箇所データに基づいて、固体試料６の分析面６ａ中における第三の分析箇所で分析するように、固体試料６が分析部２の設定位置に配置されると、固体試料６の分析面６ａ中における第三の分析箇所と対向電極２ａとの間で放電を行うことにより発生したスペクトルを分析するように、分析部２を制御する。そして、分光器２ｄで得られた第三の分析結果を分析結果記憶領域５４に記憶させる。
When the solid sample 6 is placed at the set position of the analysis unit 2 by the robot arm 4, the analysis control unit 25 discharges between the nth analysis location in the analysis surface 6a of the solid sample 6 and the counter electrode 2a. The analysis unit 2 is controlled so as to analyze the spectrum generated by performing the control so that the nth analysis result is stored in the analysis result storage area 54.
Specifically, in the emission analyzer 1, first, the solid sample 6 is analyzed by the robot arm 4 based on the analysis location data at the first analysis location in the analysis surface 6 a of the solid sample 6. 2, the analyzer 2 is arranged so as to analyze the spectrum generated by discharging between the first analysis portion in the analysis surface 6 a of the solid sample 6 and the counter electrode 2 a. Control. Then, the first analysis result obtained by the spectroscope 2d is stored in the analysis result storage area 54.
Next, when the solid sample 6 is arranged at the set position of the analysis unit 2 so that the robot arm 4 performs analysis at the second analysis location in the analysis surface 6a of the solid sample 6 based on the analysis location data, The analysis unit 2 is controlled so as to analyze a spectrum generated by performing a discharge between the second analysis portion in the analysis surface 6a of the solid sample 6 and the counter electrode 2a. Then, the second analysis result obtained by the spectroscope 2d is stored in the analysis result storage area 54.
Finally, when the solid sample 6 is arranged at the set position of the analysis unit 2 so as to analyze at the third analysis location in the analysis surface 6a of the solid sample 6 based on the analysis location data by the robot arm 4, The analysis unit 2 is controlled so as to analyze a spectrum generated by performing a discharge between the third analysis location in the analysis surface 6a of the solid sample 6 and the counter electrode 2a. Then, the third analysis result obtained by the spectroscope 2d is stored in the analysis result storage area 54.
表示制御部２７は、画像データ記憶領域５２に記憶された分析後の分析面画像と、分析箇所データ記憶領域５３に記憶された分析箇所データとに基づいて、分析面画像中の３個の分析痕画像に分析順を重畳して表示装置３１に表示する制御を行う。
図３は、発光分析装置１により表示された分析面画像の一例である。図３に示すように、分析面画像中の第一の分析痕画像に重畳して、第一の分析箇所を示す円形とその右上に分析順「１」とが表示されており、第二の分析痕画像に重畳して、第二の分析箇所を示す円形とその右上に分析順「２」とが表示されており、第三の分析痕画像に重畳して、第三の分析箇所を示す円形とその右上に分析順「３」とが表示されている。
これにより、使用者が第一の分析結果と第二の分析結果と第三の分析結果とを評価する際には、分析順等が重畳された分析面画像中の分析痕画像も観察しながら、各分析結果が正常な放電が行われたときに得られたものであるかを決定する。
The display control unit 27 performs analysis of the three analysis surface images based on the analyzed analysis surface image stored in the image data storage region 52 and the analysis portion data stored in the analysis portion data storage region 53. Control is performed so that the analysis order is superimposed on the trace image and displayed on the display device 31.
FIG. 3 is an example of an analysis surface image displayed by the emission analyzer 1. As shown in FIG. 3, a circle indicating the first analysis location and the analysis order “1” are displayed on the upper right side of the first analysis trace image in the analysis plane image, and the second analysis trace image is displayed. A circle indicating the second analysis location is superimposed on the analysis trace image and an analysis order “2” is displayed on the upper right thereof, and the third analysis location is indicated superimposed on the third analysis trace image. An analysis order “3” is displayed in the upper right corner of the circle.
Thus, when the user evaluates the first analysis result, the second analysis result, and the third analysis result, the user also observes the analysis trace image in the analysis surface image on which the analysis order is superimposed. Then, it is determined whether each analysis result is obtained when normal discharge is performed.
次に、発光分析装置１により、分析面画像中の３個の分析痕画像に分析順を重畳して表示装置３１に表示する表示方法について説明する。図４は、発光分析装置１による表示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、使用者はロボットアーム４に固体試料６を設置する。
次に、ステップＳ１０２の処理において、ロボットアーム４は、固体試料６を撮影部１０の設定位置に配置する。
Next, a display method in which the analysis order is superimposed on the three analysis trace images in the analysis plane image and displayed on the display device 31 by the emission analyzer 1 will be described. FIG. 4 is a flowchart for explaining a display method by the emission analyzer 1.
First, in the process of step S <b> 101, the user installs the solid sample 6 on the robot arm 4.
Next, in the process of step S <b> 102, the robot arm 4 places the solid sample 6 at the set position of the imaging unit 10.
次に、ステップＳ１０３の処理において、撮影制御部２４は、固体試料６’の分析面６ａ’を照明ランプ１４で照明して、ＣＣＤカメラ１２で撮影するように、撮影部１０を制御することにより、ＣＣＤカメラ１２で撮影された分析面画像を読み込み、分析前の分析面画像を画像データ記憶領域５２に記憶させる。
次に、ステップＳ１０４の処理において、分析箇所抽出処理部２６は、画像データ記憶領域５２に記憶された分析前の分析面画像と、抽出情報記憶領域５１に記憶された抽出アルゴリズムとに基づいて、欠陥箇所を回避するように固体試料６の分析面６ａ中における３個の分析箇所を抽出して、固体試料６の分析面６ａ中における３個の分析箇所と分析順とを示す分析箇所データを分析箇所データ記憶領域５３に記憶させる。
次に、ステップＳ１０５の処理において、分析箇所の分析順パラメータをｎ＝１とする。
Next, in the process of step S103, the imaging control unit 24 controls the imaging unit 10 so that the analysis surface 6a ′ of the solid sample 6 ′ is illuminated by the illumination lamp 14 and is imaged by the CCD camera 12. Then, the analysis surface image photographed by the CCD camera 12 is read, and the analysis surface image before analysis is stored in the image data storage area 52.
Next, in the process of step S104, the analysis location extraction processing unit 26, based on the analysis surface image before analysis stored in the image data storage area 52 and the extraction algorithm stored in the extraction information storage area 51, Three analysis points in the analysis surface 6a of the solid sample 6 are extracted so as to avoid a defect point, and analysis point data indicating the three analysis points and the analysis order in the analysis surface 6a of the solid sample 6 are obtained. The data is stored in the analysis location data storage area 53.
Next, in the process of step S105, the analysis order parameter of the analysis location is set to n = 1.
次に、ステップＳ１０６の処理において、ロボットアーム４は、固体試料６の分析面６ａ中における第ｎの分析箇所で分析するように、固体試料６を分析部２の設定位置に配置する。
次に、ステップＳ１０７の処理において、分析制御部２５は、固体試料６の分析面６ａ中における第ｎの分析箇所と対向電極２ａとの間で放電を行うことにより発生したスペクトルを分析するように、分析部２を制御することにより、第ｎの分析結果を分析結果記憶領域５４に記憶させる。
Next, in the process of step S <b> 106, the robot arm 4 places the solid sample 6 at the set position of the analysis unit 2 so as to analyze at the n-th analysis location in the analysis surface 6 a of the solid sample 6.
Next, in the process of step S107, the analysis control unit 25 analyzes the spectrum generated by performing discharge between the nth analysis location in the analysis surface 6a of the solid sample 6 and the counter electrode 2a. The nth analysis result is stored in the analysis result storage area 54 by controlling the analysis unit 2.
次に、ステップＳ１０８の処理において、ｎ＝３であるか否かを判定する。ｎ＝３でないと判定したときには、ステップＳ１０９の処理において、ｎ＝ｎ＋１とし、ステップＳ１０６の処理に戻る。
一方、ｎ＝３であると判定したときには、ステップＳ１１０の処理において、ロボットアーム４は、固体試料６を撮影部１０の設定位置に配置する。
次に、ステップＳ１１１の処理において、撮影制御部２４は、固体試料６’の分析面６ａ’を照明ランプ１４で照明して、ＣＣＤカメラ１２で撮影するように、撮影部１０を制御することにより、ＣＣＤカメラ１２で撮影された分析面画像を読み込み、分析後の分析面画像を画像データ記憶領域５２に記憶させる。
Next, in the process of step S108, it is determined whether n = 3. When it is determined that n = 3 is not satisfied, n = n + 1 is set in the process of step S109, and the process returns to step S106.
On the other hand, when it is determined that n = 3, the robot arm 4 places the solid sample 6 at the set position of the imaging unit 10 in the process of step S110.
Next, in the process of step S111, the imaging control unit 24 controls the imaging unit 10 to illuminate the analysis surface 6a ′ of the solid sample 6 ′ with the illumination lamp 14 and to perform imaging with the CCD camera 12. Then, the analysis surface image photographed by the CCD camera 12 is read, and the analyzed analysis surface image is stored in the image data storage area 52.
次に、ステップＳ１１２の処理において、表示制御部２７は、画像データ記憶領域５２に記憶された分析後の分析面画像と、分析箇所データ記憶領域５３に記憶された分析箇所データとに基づいて、分析面画像中の３個の分析痕画像に分析順を重畳して表示装置３１に表示する（図３参照）。これにより、使用者は、第一の分析結果と第二の分析結果と第三の分析結果とを評価する際に、図３に示す分析順等が重畳された分析面画像中の分析痕画像も観察しながら、各分析結果が正常な放電が行われたときに得られたものであるかを決定する。
次に、ステップＳ１１３の処理において、使用者はロボットアーム４から固体試料６を取り除く。
そして、ステップＳ１１３の処理を終了したときには、本フローチャートを終了させる。
Next, in the process of step S112, the display control unit 27, based on the analysis plane image after analysis stored in the image data storage area 52 and the analysis location data stored in the analysis location data storage area 53, The analysis order is superimposed on the three analysis trace images in the analysis surface image and displayed on the display device 31 (see FIG. 3). Thereby, when the user evaluates the first analysis result, the second analysis result, and the third analysis result, the analysis trace image in the analysis surface image on which the analysis order shown in FIG. While observing, it is determined whether each analysis result is obtained when normal discharge is performed.
Next, in the process of step S <b> 113, the user removes the solid sample 6 from the robot arm 4.
And when the process of step S113 is complete | finished, this flowchart is complete | finished.
（他の実施形態）
（１）上述した実施形態では、ＣＣＤカメラ１２で撮影する構成としたが、ＣＭＯＳカメラで撮影するような構成としてもよい。
（２）上述した実施形態では、撮影部１０において照明ランプ１４とハーフミラー１６とを備える構成としたが、分析面を照明ランプで照明することができればよく、例えば、ＣＣＤカメラを中心としたドーナツ状の照明ランプを備えたり、ドーム状の照明ランプを備えたりするような構成としてもよい。
(Other embodiments)
(1) In the above-described embodiment, the CCD camera 12 is used for shooting, but a CMOS camera may be used for shooting.
(2) In the above-described embodiment, the photographing unit 10 includes the illumination lamp 14 and the half mirror 16. However, it is sufficient that the analysis surface can be illuminated with the illumination lamp. It is good also as a structure which provides a dome-shaped illumination lamp or a dome-shaped illumination lamp.
本考案は、スパーク放電、アーク放電、誘導結合プラズマ放電等の各種放電法やレーザ励起法等により、固体試料中の成分を定量する発光分析装置に利用することができる。 The present invention can be used in an emission analyzer that quantifies components in a solid sample by various discharge methods such as spark discharge, arc discharge, inductively coupled plasma discharge, and laser excitation.
１ 発光分析装置
２ 分析部
２ａ 対向電極
４ ロボットアーム（搬送機構）
６ 固体試料
６ａ 分析面
１０ 撮影部
２０ ＣＰＵ（制御部）
２２ メモリ
３１ 表示装置
５４ 分析結果記憶領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Luminescence analyzer 2 Analysis part 2a Counter electrode 4 Robot arm (conveyance mechanism)
6 Solid sample 6a Analysis surface 10 Imaging unit
20 CPU (control unit)
22 Memory 31 Display device 54 Analysis result storage area
Claims (3)
前記固体試料の分析面中における１個の分析箇所と、当該１個の分析箇所に対向配置された電極との間で放電を行うことにより発生したスペクトルを分析する分析部と、
前記分析箇所データに基づいて、前記固体試料を保持しながら、前記固体試料の分析面中における分析箇所を順番に変更していく搬送機構と、
前記固体試料の分析面中における複数の分析箇所から得られた複数の分析結果を、前記分析箇所で分析した分析順に分析結果記憶部に記憶させる制御部とを備える発光分析装置であって、
前記分析面を撮影する撮影部を備え、
前記制御部は、全ての分析箇所で分析した後に、前記搬送機構によって固体試料を保持しながら、前記固体試料を分析部から撮影部へ移送して、
前記撮影部で撮影された分析面画像中の複数の分析痕画像に、前記分析順を重畳して、当該分析面画像を表示部に表示することを特徴とする発光分析装置。 An analysis location data storage unit for storing analysis location data indicating a plurality of analysis locations and analysis order in the analysis surface of the solid sample;
An analysis unit for analyzing a spectrum generated by discharging between one analysis point in the analysis surface of the solid sample and an electrode disposed opposite to the one analysis point;
Based on the analysis location data, while holding the solid sample, a transport mechanism that sequentially changes the analysis location in the analysis surface of the solid sample,
A light emission analyzer comprising: a control unit that stores a plurality of analysis results obtained from a plurality of analysis points in the analysis surface of the solid sample in an analysis result storage unit in an analysis order analyzed in the analysis points;
A photographing unit for photographing the analysis surface;
The control unit, after analyzing at all the analysis locations, while holding the solid sample by the transport mechanism, transfer the solid sample from the analysis unit to the imaging unit,
An emission analysis apparatus characterized by superimposing the analysis order on a plurality of analysis trace images in an analysis surface image captured by the imaging unit, and displaying the analysis surface image on a display unit.
前記撮影部で撮影された分析面画像に基づいて、前記分析面中における欠陥箇所を検出することにより、当該欠陥箇所を避けるように固体試料の分析面中における複数の分析箇所と分析順とを決定することで分析箇所データを作成して、前記分析箇所データを分析箇所データ記憶部に記憶させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光分析装置。 The control unit transfers the solid sample to the imaging unit while holding the solid sample by the transport mechanism before analyzing the solid sample,
Based on the analysis surface image photographed by the photographing unit, by detecting a defect location in the analysis surface, a plurality of analysis locations and analysis order in the analysis surface of the solid sample so as to avoid the defect location. 3. The emission analysis apparatus according to claim 1 or 2, wherein the analysis location data is created by determination and the analysis location data is stored in an analysis location data storage unit.
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