JP3374114B2 - 蛍光ｘ線分析装置 - Google Patents
蛍光ｘ線分析装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、試料の蛍光Ｘ線分
析を行う蛍光Ｘ線分析装置に関し、特にＸ線管の立上り
特性の改善に関する。
析を行う蛍光Ｘ線分析装置に関し、特にＸ線管の立上り
特性の改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、蛍光Ｘ線分析装置は、Ｘ線管の
ターゲットに高電圧を印加して発生させた１次Ｘ線を試
料に照射し、試料から発生した蛍光Ｘ線の強度を検出器
で測定して試料を分析する。この装置において、１次Ｘ
線を発生させるためにターゲットに高電圧印加がＯＮさ
れると、その大部分の電力は熱に変換されてターゲット
が蓄熱し、ターゲットがファン等で冷却されるものの、
ターゲットは熱膨張により伸長して、ターゲットと試料
との距離が短くなり、その距離の２乗に反比例して、試
料が受ける単位面積当りのＸ線強度が増大する。このた
め、測定を開始するＸ線管の立上り時に、ターゲットの
熱膨張が安定状態になるまで、蛍光Ｘ線強度の測定を長
時間（例えば、４０分）待機する必要があった。また、
試料交換等の時に、一旦高電圧印加がＯＦＦされると、
ターゲットが冷却されてそれまでの熱膨張が収縮し、再
度ＯＮされた時に、同様にターゲットの熱膨張が安定状
態になるまで待機する必要があった。
ターゲットに高電圧を印加して発生させた１次Ｘ線を試
料に照射し、試料から発生した蛍光Ｘ線の強度を検出器
で測定して試料を分析する。この装置において、１次Ｘ
線を発生させるためにターゲットに高電圧印加がＯＮさ
れると、その大部分の電力は熱に変換されてターゲット
が蓄熱し、ターゲットがファン等で冷却されるものの、
ターゲットは熱膨張により伸長して、ターゲットと試料
との距離が短くなり、その距離の２乗に反比例して、試
料が受ける単位面積当りのＸ線強度が増大する。このた
め、測定を開始するＸ線管の立上り時に、ターゲットの
熱膨張が安定状態になるまで、蛍光Ｘ線強度の測定を長
時間（例えば、４０分）待機する必要があった。また、
試料交換等の時に、一旦高電圧印加がＯＦＦされると、
ターゲットが冷却されてそれまでの熱膨張が収縮し、再
度ＯＮされた時に、同様にターゲットの熱膨張が安定状
態になるまで待機する必要があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のよう
に、ターゲットの熱膨張が安定状態になるまで測定を待
機するのでは、測定開始までの時間の短縮化は困難であ
る。したがって、ターゲットへの高電圧印加ＯＮから直
ちに測定が可能な装置が要請されている。
に、ターゲットの熱膨張が安定状態になるまで測定を待
機するのでは、測定開始までの時間の短縮化は困難であ
る。したがって、ターゲットへの高電圧印加ＯＮから直
ちに測定が可能な装置が要請されている。
【０００４】本発明は、上記の問題点を解決して、ター
ゲットへの高電圧印加のＯＮ時に、測定開始までの時間
の短縮化を実現できる蛍光Ｘ線分析装置を提供すること
を目的としている。
ゲットへの高電圧印加のＯＮ時に、測定開始までの時間
の短縮化を実現できる蛍光Ｘ線分析装置を提供すること
を目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る蛍光Ｘ線分析装置は、Ｘ線管のター
ゲットに高電圧を印加して発生させた１次Ｘ線を試料に
照射し、試料から発生した蛍光Ｘ線の強度を検出器で測
定して試料を分析するものであって、ターゲットの熱膨
張による伸縮量に対応したターゲットと試料間の距離の
変化に応じて蛍光Ｘ線の強度が前記熱膨張の基準状態で
の蛍光Ｘ線の強度に対して変化するのに対応させて、前
記検出器で測定された時点の蛍光Ｘ線の強度を前記基準
状態の時の蛍光Ｘ線強度に合致するように補正する第１
補正手段と、前記高電圧の印加ＯＮからの時間に対する
前記検出器で測定される蛍光Ｘ線の強度の変化、および
高電圧の印加ＯＦＦからの時間に対する前記検出器で測
定される蛍光Ｘ線の強度の変化に基づいて求めた時間−
Ｘ線強度補正曲線を記憶する記憶手段とを備え、前記第
１補正手段は、前記記憶手段に記憶された時間−Ｘ線強
度補正曲線に基づいて、前記検出器で測定された時点の
蛍光Ｘ線強度を補正するものである。
に、請求項１に係る蛍光Ｘ線分析装置は、Ｘ線管のター
ゲットに高電圧を印加して発生させた１次Ｘ線を試料に
照射し、試料から発生した蛍光Ｘ線の強度を検出器で測
定して試料を分析するものであって、ターゲットの熱膨
張による伸縮量に対応したターゲットと試料間の距離の
変化に応じて蛍光Ｘ線の強度が前記熱膨張の基準状態で
の蛍光Ｘ線の強度に対して変化するのに対応させて、前
記検出器で測定された時点の蛍光Ｘ線の強度を前記基準
状態の時の蛍光Ｘ線強度に合致するように補正する第１
補正手段と、前記高電圧の印加ＯＮからの時間に対する
前記検出器で測定される蛍光Ｘ線の強度の変化、および
高電圧の印加ＯＦＦからの時間に対する前記検出器で測
定される蛍光Ｘ線の強度の変化に基づいて求めた時間−
Ｘ線強度補正曲線を記憶する記憶手段とを備え、前記第
１補正手段は、前記記憶手段に記憶された時間−Ｘ線強
度補正曲線に基づいて、前記検出器で測定された時点の
蛍光Ｘ線強度を補正するものである。
【０００６】上記構成によれば、Ｘ線管のターゲットの
熱膨張による伸縮量に対応したターゲットと試料間の距
離の変化に応じて、時間−Ｘ線強度補正曲線に基づき、
前記検出器で測定された時点の蛍光Ｘ線の強度を、ター
ゲットの熱膨張が基準状態の時の蛍光Ｘ線強度に補正す
るので、ターゲットへの高電圧の印加ＯＮから測定時点
において直ちに当該基準状態での蛍光Ｘ線強度が得られ
る。
熱膨張による伸縮量に対応したターゲットと試料間の距
離の変化に応じて、時間−Ｘ線強度補正曲線に基づき、
前記検出器で測定された時点の蛍光Ｘ線の強度を、ター
ゲットの熱膨張が基準状態の時の蛍光Ｘ線強度に補正す
るので、ターゲットへの高電圧の印加ＯＮから測定時点
において直ちに当該基準状態での蛍光Ｘ線強度が得られ
る。
【０００７】
【０００８】請求項２に係る蛍光Ｘ線分析装置は、Ｘ線
管のターゲットに高電圧を印加して発生させた１次Ｘ線
を試料に照射し、試料から発生した蛍光Ｘ線の強度を検
出器で測定して試料を分析するものであって、ターゲッ
トの熱膨張による伸縮量に対応したターゲットと試料間
の距離の変化に応じて、試料に対してＸ線管を移動させ
て測定時点でのターゲットと試料との距離をターゲット
の熱膨張の基準状態の時と同一に保つように補正する第
２補正手段を備えている。
管のターゲットに高電圧を印加して発生させた１次Ｘ線
を試料に照射し、試料から発生した蛍光Ｘ線の強度を検
出器で測定して試料を分析するものであって、ターゲッ
トの熱膨張による伸縮量に対応したターゲットと試料間
の距離の変化に応じて、試料に対してＸ線管を移動させ
て測定時点でのターゲットと試料との距離をターゲット
の熱膨張の基準状態の時と同一に保つように補正する第
２補正手段を備えている。
【０００９】上記構成によれば、Ｘ線管のターゲットの
熱膨張による伸縮量に対応したターゲットと試料間の距
離の変化に応じて、試料に対してＸ線管を移動させて測
定時点でのターゲットと試料との距離をターゲットの熱
膨張の基準状態の時と同一に保つように補正するから、
ターゲットへの高電圧の印加ＯＮから測定時点において
直ちに当該基準状態での蛍光Ｘ線強度が得られる。
熱膨張による伸縮量に対応したターゲットと試料間の距
離の変化に応じて、試料に対してＸ線管を移動させて測
定時点でのターゲットと試料との距離をターゲットの熱
膨張の基準状態の時と同一に保つように補正するから、
ターゲットへの高電圧の印加ＯＮから測定時点において
直ちに当該基準状態での蛍光Ｘ線強度が得られる。
【００１０】請求項３に係る蛍光Ｘ線分析装置は、請求
項１または２において、前記ターゲットの熱膨張による
伸縮量を、ターゲットの熱膨張に関係するパラメータか
ら推定する推定手段を備えている。したがって、実測困
難なターゲットの伸縮量を推定することができる。上記
パラメータには、ターゲットに印加された高電圧の電
力、高電圧の印加時間および休止時間、冷却媒体への熱
伝導率、冷却媒体の温度、ターゲットの熱膨張係数、タ
ーゲットの機械的保持機構の寸法および熱伝導係数、タ
ーゲットと試料との距離の初期値等が含まれる。
項１または２において、前記ターゲットの熱膨張による
伸縮量を、ターゲットの熱膨張に関係するパラメータか
ら推定する推定手段を備えている。したがって、実測困
難なターゲットの伸縮量を推定することができる。上記
パラメータには、ターゲットに印加された高電圧の電
力、高電圧の印加時間および休止時間、冷却媒体への熱
伝導率、冷却媒体の温度、ターゲットの熱膨張係数、タ
ーゲットの機械的保持機構の寸法および熱伝導係数、タ
ーゲットと試料との距離の初期値等が含まれる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係
る蛍光Ｘ線分析装置の構成図を示す。本装置は、１次Ｘ
線Ｂ１を発生させるＸ線管２、１次Ｘ線Ｂ１が照射され
た試料３から発生した蛍光Ｘ線Ｂ２の強度を測定する検
出器４、検出器４からの検出信号に基づいてＸ線スペク
トルを得る多重波高分析器５を備え、試料３の蛍光Ｘ線
分析を行うものである。上記Ｘ線管２と検出器４の一
部、試料３は真空容器６内に配置される。
基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係
る蛍光Ｘ線分析装置の構成図を示す。本装置は、１次Ｘ
線Ｂ１を発生させるＸ線管２、１次Ｘ線Ｂ１が照射され
た試料３から発生した蛍光Ｘ線Ｂ２の強度を測定する検
出器４、検出器４からの検出信号に基づいてＸ線スペク
トルを得る多重波高分析器５を備え、試料３の蛍光Ｘ線
分析を行うものである。上記Ｘ線管２と検出器４の一
部、試料３は真空容器６内に配置される。
【００１２】Ｘ線管２は、試料面に相対向するように配
置されるターゲット材１１、真空容器６の内壁１３に取
り付けられ、上記ターゲット材１１を支持するターゲッ
ト支持棒１２、およびターゲット面の周りに設けられた
電子源となるフィラメント１５を備えている。ターゲッ
ト材１１とターゲット支持棒１２によりターゲット１０
が構成される。ターゲット１０は絶縁壁２１を貫通して
外部に引き出されている。ターゲット１０に高電圧が印
加され、フィラメント１５が点灯すると、フィラメント
１５から発生した熱電子がターゲット面に衝突する。こ
の衝突によって１次Ｘ線Ｂ１が発生する。この場合、大
部分の電力は熱に変わり、この熱はターゲット支持棒１
２および電気絶縁物１４を介して外部に放散される。タ
ーゲット支持棒１２および電気絶縁物１４はファン１９
により空冷される。
置されるターゲット材１１、真空容器６の内壁１３に取
り付けられ、上記ターゲット材１１を支持するターゲッ
ト支持棒１２、およびターゲット面の周りに設けられた
電子源となるフィラメント１５を備えている。ターゲッ
ト材１１とターゲット支持棒１２によりターゲット１０
が構成される。ターゲット１０は絶縁壁２１を貫通して
外部に引き出されている。ターゲット１０に高電圧が印
加され、フィラメント１５が点灯すると、フィラメント
１５から発生した熱電子がターゲット面に衝突する。こ
の衝突によって１次Ｘ線Ｂ１が発生する。この場合、大
部分の電力は熱に変わり、この熱はターゲット支持棒１
２および電気絶縁物１４を介して外部に放散される。タ
ーゲット支持棒１２および電気絶縁物１４はファン１９
により空冷される。
【００１３】本装置は、高電圧の印加ＯＮからの時間に
対する検出器４で測定される蛍光Ｘ線Ｂ２の強度の変
化、および高電圧の印加ＯＦＦからの時間に対する検出
器４で測定される蛍光Ｘ線Ｂ２の強度の変化に基づいて
求めた時間−Ｘ線強度補正曲線を記憶する記憶手段２４
と、この記憶手段２４に記憶された時間−Ｘ線強度補正
曲線に基づいて、ターゲット１０（主にターゲット支持
棒１２）の熱膨張による伸縮量に応じて、検出器４で測
定される蛍光Ｘ線Ｂ２の強度を、基準状態例えばターゲ
ット１０の熱膨張が安定した状態のＸ線強度に補正する
第１補正手段２２を備えている。
対する検出器４で測定される蛍光Ｘ線Ｂ２の強度の変
化、および高電圧の印加ＯＦＦからの時間に対する検出
器４で測定される蛍光Ｘ線Ｂ２の強度の変化に基づいて
求めた時間−Ｘ線強度補正曲線を記憶する記憶手段２４
と、この記憶手段２４に記憶された時間−Ｘ線強度補正
曲線に基づいて、ターゲット１０（主にターゲット支持
棒１２）の熱膨張による伸縮量に応じて、検出器４で測
定される蛍光Ｘ線Ｂ２の強度を、基準状態例えばターゲ
ット１０の熱膨張が安定した状態のＸ線強度に補正する
第１補正手段２２を備えている。
【００１４】図２は、例えば銅メタルのような一般的な
金属試料を使用して、高電圧の印加ＯＮからの時間に対
する検出器４で測定される蛍光Ｘ線Ｂ２の強度の変化に
基づいて、予め実験により求めた時間−Ｘ線強度補正曲
線Ｃ１の一例を示す。図３は、同様に求めた高電圧の印
加ＯＦＦからの時間−Ｘ線強度補正曲線Ｃ２の一例を示
す。横軸は時間（分）、縦軸は蛍光Ｘ線強度の変化率
（％）である。図２、３において、変化率０％は温度上
昇が飽和に達して蛍光Ｘ線強度が飽和値（Ｉst）の状態
を示す。これらの時間−Ｘ線強度補正曲線は、上記の記
憶手段２４に記憶されている。この補正曲線は元素の含
有率の大小にかかわらず、一定である。
金属試料を使用して、高電圧の印加ＯＮからの時間に対
する検出器４で測定される蛍光Ｘ線Ｂ２の強度の変化に
基づいて、予め実験により求めた時間−Ｘ線強度補正曲
線Ｃ１の一例を示す。図３は、同様に求めた高電圧の印
加ＯＦＦからの時間−Ｘ線強度補正曲線Ｃ２の一例を示
す。横軸は時間（分）、縦軸は蛍光Ｘ線強度の変化率
（％）である。図２、３において、変化率０％は温度上
昇が飽和に達して蛍光Ｘ線強度が飽和値（Ｉst）の状態
を示す。これらの時間−Ｘ線強度補正曲線は、上記の記
憶手段２４に記憶されている。この補正曲線は元素の含
有率の大小にかかわらず、一定である。
【００１５】本発明は、ターゲット１０が十分に冷却さ
れた状態でＯＮしてからの時間経過のみでなく、十分冷
却される前に再度ＯＮした場合にも適用できる。図４は
そのような場合の、ターゲット１０への高電圧印加をＯ
Ｎ、ＯＦＦさせた時の蛍光Ｘ線強度の変化を示すモデル
図の一例である。この例では、ターゲット１０が十分に
冷却された状態から、Ｘ線管２の立上り時に高電圧印加
ＯＮでｔａ時間加熱される。ａ時点（この時の蛍光Ｘ線
強度はＩa ）で高電圧印加が例えば試料交換のためにＯ
ＦＦされて、ｔｂ時間冷却される。ｂ時点（この時の蛍
光Ｘ線強度はＩb ）で再び高電圧印加がＯＮされて、ｔ
ｃ時間加熱され、ｃ時点（この時の蛍光Ｘ線強度はＩc
）に至る。この場合、ｔａ時間には図２の蛍光Ｘ線強
度Ｉ0 からＩa までの曲線Ｃ１が使用され、ｔｂ時間に
は、図３の蛍光Ｘ線強度Ｉa からＩb までの曲線Ｃ２が
使用される。ｔｃ時間には、図２の蛍光Ｘ線強度Ｉb か
らＩc の曲線Ｃ１が使用される。この曲線に基づいて、
例えばｃ時点で検出器４で測定される蛍光Ｘ線強度Ｉc
を、ターゲット１０の熱膨張が安定した状態、つまり飽
和値の蛍光Ｘ線強度Ｉst（０％）に合致させるように、
Ｉcに比率Ｉst／Ｉcを乗ずることにより補正する。これ
により、ターゲット１０への高電圧の印加ＯＮから、タ
ーゲット１０の熱膨張が安定するまで測定を待機するこ
となく、当該測定されたｃ時点において直ちに基準状態
での蛍光Ｘ線強度が得られる。
れた状態でＯＮしてからの時間経過のみでなく、十分冷
却される前に再度ＯＮした場合にも適用できる。図４は
そのような場合の、ターゲット１０への高電圧印加をＯ
Ｎ、ＯＦＦさせた時の蛍光Ｘ線強度の変化を示すモデル
図の一例である。この例では、ターゲット１０が十分に
冷却された状態から、Ｘ線管２の立上り時に高電圧印加
ＯＮでｔａ時間加熱される。ａ時点（この時の蛍光Ｘ線
強度はＩa ）で高電圧印加が例えば試料交換のためにＯ
ＦＦされて、ｔｂ時間冷却される。ｂ時点（この時の蛍
光Ｘ線強度はＩb ）で再び高電圧印加がＯＮされて、ｔ
ｃ時間加熱され、ｃ時点（この時の蛍光Ｘ線強度はＩc
）に至る。この場合、ｔａ時間には図２の蛍光Ｘ線強
度Ｉ0 からＩa までの曲線Ｃ１が使用され、ｔｂ時間に
は、図３の蛍光Ｘ線強度Ｉa からＩb までの曲線Ｃ２が
使用される。ｔｃ時間には、図２の蛍光Ｘ線強度Ｉb か
らＩc の曲線Ｃ１が使用される。この曲線に基づいて、
例えばｃ時点で検出器４で測定される蛍光Ｘ線強度Ｉc
を、ターゲット１０の熱膨張が安定した状態、つまり飽
和値の蛍光Ｘ線強度Ｉst（０％）に合致させるように、
Ｉcに比率Ｉst／Ｉcを乗ずることにより補正する。これ
により、ターゲット１０への高電圧の印加ＯＮから、タ
ーゲット１０の熱膨張が安定するまで測定を待機するこ
となく、当該測定されたｃ時点において直ちに基準状態
での蛍光Ｘ線強度が得られる。
【００１６】なお、第１実施形態では、記憶手段２４に
より記憶された時間−Ｘ線強度補正曲線に基づいて、蛍
光Ｘ線強度に補正しているが、後述する推定手段３４に
より推定されたターゲット１０の伸縮量から蛍光Ｘ線強
度を補正するようにしてもよい。
より記憶された時間−Ｘ線強度補正曲線に基づいて、蛍
光Ｘ線強度に補正しているが、後述する推定手段３４に
より推定されたターゲット１０の伸縮量から蛍光Ｘ線強
度を補正するようにしてもよい。
【００１７】図５は、本発明の第２実施形態に係る蛍光
Ｘ線分析装置の構成図を示す。本装置は、１次Ｘ線Ｂ１
を発生させるＸ線管２、１次Ｘ線Ｂ１が照射された試料
３から発生した蛍光Ｘ線Ｂ２の強度を測定する検出器
４、検出器４からの検出信号に基づいてＸ線スペクトル
を得る多重波高分析器５を備え、試料３の蛍光Ｘ線分析
を行うものである。第１実施形態と同様に、上記Ｘ線管
２と検出器４の一部、試料３は真空容器６内に配置され
る。
Ｘ線分析装置の構成図を示す。本装置は、１次Ｘ線Ｂ１
を発生させるＸ線管２、１次Ｘ線Ｂ１が照射された試料
３から発生した蛍光Ｘ線Ｂ２の強度を測定する検出器
４、検出器４からの検出信号に基づいてＸ線スペクトル
を得る多重波高分析器５を備え、試料３の蛍光Ｘ線分析
を行うものである。第１実施形態と同様に、上記Ｘ線管
２と検出器４の一部、試料３は真空容器６内に配置され
る。
【００１８】本装置は、第１実施形態と同様に構成され
るＸ線管２を固定する固定台１６と真空容器６の内壁１
３間に、試料３に対するＸ線管２の距離を変化させる例
えばピエゾ素子のような移動手段１８と、真空シール用
のベローズ１７が設けられている。
るＸ線管２を固定する固定台１６と真空容器６の内壁１
３間に、試料３に対するＸ線管２の距離を変化させる例
えばピエゾ素子のような移動手段１８と、真空シール用
のベローズ１７が設けられている。
【００１９】また、本装置は、ターゲット１０の熱膨張
による伸縮量を推定する推定手段３４と、推定されたタ
ーゲット１０の伸縮量に基づいて、例えば上記ピエゾ素
子１８に所定電圧を与えることによりその歪み量を制御
する制御手段３６とを備えている。上記移動手段１８と
制御手段３６により第２補正手段３２を構成する。ピエ
ゾ素子１８が伸びると、試料３に対してＸ線管２の位置
が後退する。ピエゾ素子１８が縮むと、試料３に対して
Ｘ線管２の位置が前進する。第２補正手段３２は、ター
ゲット１０の熱膨張による伸縮量に応じて、ターゲット
１０と試料３との距離を一定に保つように補正する。
による伸縮量を推定する推定手段３４と、推定されたタ
ーゲット１０の伸縮量に基づいて、例えば上記ピエゾ素
子１８に所定電圧を与えることによりその歪み量を制御
する制御手段３６とを備えている。上記移動手段１８と
制御手段３６により第２補正手段３２を構成する。ピエ
ゾ素子１８が伸びると、試料３に対してＸ線管２の位置
が後退する。ピエゾ素子１８が縮むと、試料３に対して
Ｘ線管２の位置が前進する。第２補正手段３２は、ター
ゲット１０の熱膨張による伸縮量に応じて、ターゲット
１０と試料３との距離を一定に保つように補正する。
【００２０】例えば、Ｘ線管２の立上り時でターゲット
１０（主にターゲット支持棒）の熱膨張が安定する前
に、推定されたターゲット１０の伸び量に応じて、ター
ゲット１０と試料３の距離が一定値、例えば熱膨張が飽
和した状態の値ｍとなるように、Ｘ線管２を移動させ
る。これにより、試料３に照射される１次Ｘ線Ｂ１の強
度、ひいては検出器４で測定される蛍光Ｘ線の強度がタ
ーゲット１０の熱膨張が安定した状態、つまり飽和値に
補正される。したがって、ターゲット１０の熱膨張が安
定する前に、ターゲット１０に高電圧の印加ＯＮから、
ターゲット１０の熱膨張が安定するまで測定を待機する
ことなく、直ちにＸ線強度を測定することができる。
１０（主にターゲット支持棒）の熱膨張が安定する前
に、推定されたターゲット１０の伸び量に応じて、ター
ゲット１０と試料３の距離が一定値、例えば熱膨張が飽
和した状態の値ｍとなるように、Ｘ線管２を移動させ
る。これにより、試料３に照射される１次Ｘ線Ｂ１の強
度、ひいては検出器４で測定される蛍光Ｘ線の強度がタ
ーゲット１０の熱膨張が安定した状態、つまり飽和値に
補正される。したがって、ターゲット１０の熱膨張が安
定する前に、ターゲット１０に高電圧の印加ＯＮから、
ターゲット１０の熱膨張が安定するまで測定を待機する
ことなく、直ちにＸ線強度を測定することができる。
【００２１】また、上記推定手段３４は、前記ターゲッ
ト１０の伸縮量△Ｌを、ターゲット１０の熱膨張に関係
するパラメータから推定する。このパラメータには、例
えば、ターゲット１０に印加された高電圧の電力、高電
圧の印加時間および休止時間、冷却媒体（例えば電気絶
縁物）への熱伝導率、冷却媒体の温度、ターゲット１０
（主にターゲット支持棒）の熱膨張係数、ターゲット１
０の機械的保持機構の寸法および熱伝導係数、ターゲッ
ト１０と試料３との距離の初期値等が含まれる。したが
って、ターゲット１０に印加した高電圧を一旦ＯＦＦし
て再度ＯＮした場合や、印加する高電圧の電力を変化さ
せた場合にも、ターゲット１０の伸縮量△Ｌを推定でき
る。
ト１０の伸縮量△Ｌを、ターゲット１０の熱膨張に関係
するパラメータから推定する。このパラメータには、例
えば、ターゲット１０に印加された高電圧の電力、高電
圧の印加時間および休止時間、冷却媒体（例えば電気絶
縁物）への熱伝導率、冷却媒体の温度、ターゲット１０
（主にターゲット支持棒）の熱膨張係数、ターゲット１
０の機械的保持機構の寸法および熱伝導係数、ターゲッ
ト１０と試料３との距離の初期値等が含まれる。したが
って、ターゲット１０に印加した高電圧を一旦ＯＦＦし
て再度ＯＮした場合や、印加する高電圧の電力を変化さ
せた場合にも、ターゲット１０の伸縮量△Ｌを推定でき
る。
【００２２】以下、上記推定手段３４の動作を説明す
る。図６は、印加高電圧の電力変化によるターゲット１
０の温度変化を示すモデル図である。ここで、I は、完
全に冷却された状態からＱ１の電力が印加されている状
態で温度上昇の飽和値はＴｑ１である。IIは、I の状態
がｔ１時間続いた後の温度Ｔ１からＱ２の電力に切り換
えた状態での温度上昇の飽和値はＴｑ２である。III
は、IIの状態がｔ２時間続いた後の温度Ｔ２からＱ３の
電力に切り換えた状態での温度上昇の飽和値はＴｑ３で
ある。IVは、III の状態がｔ３時間続いた後の温度Ｔ３
からＱ４の電力に切り換えた状態での温度上昇の飽和値
はＴｑ４である。
る。図６は、印加高電圧の電力変化によるターゲット１
０の温度変化を示すモデル図である。ここで、I は、完
全に冷却された状態からＱ１の電力が印加されている状
態で温度上昇の飽和値はＴｑ１である。IIは、I の状態
がｔ１時間続いた後の温度Ｔ１からＱ２の電力に切り換
えた状態での温度上昇の飽和値はＴｑ２である。III
は、IIの状態がｔ２時間続いた後の温度Ｔ２からＱ３の
電力に切り換えた状態での温度上昇の飽和値はＴｑ３で
ある。IVは、III の状態がｔ３時間続いた後の温度Ｔ３
からＱ４の電力に切り換えた状態での温度上昇の飽和値
はＴｑ４である。
【００２３】それぞれ状態が変化した時からの時間を
ｔ、温度変化の時定数をτr とし、各状態での温度Ｔを
求めると、 I ：Ｔ＝Ｔｑ１−Ｔｑ１・Ｅｘｐ（−ｔ／τr ） II ：Ｔ＝Ｔｑ２−（Ｔｑ２−Ｔ１）・Ｅｘｐ（−ｔ／
τr ） III ：Ｔ＝Ｔｑ３−（Ｔｑ３−Ｔ２）・Ｅｘｐ（−ｔ／
τr ） IV ：Ｔ＝Ｔｑ４−（Ｔｑ４−Ｔ３）・Ｅｘｐ（−ｔ／
τr ） 時定数τr は、冷却媒体への熱伝導、冷却媒体の温度、
ターゲット１０の機械的保持機構の寸法および熱伝導係
数等により設定される。
ｔ、温度変化の時定数をτr とし、各状態での温度Ｔを
求めると、 I ：Ｔ＝Ｔｑ１−Ｔｑ１・Ｅｘｐ（−ｔ／τr ） II ：Ｔ＝Ｔｑ２−（Ｔｑ２−Ｔ１）・Ｅｘｐ（−ｔ／
τr ） III ：Ｔ＝Ｔｑ３−（Ｔｑ３−Ｔ２）・Ｅｘｐ（−ｔ／
τr ） IV ：Ｔ＝Ｔｑ４−（Ｔｑ４−Ｔ３）・Ｅｘｐ（−ｔ／
τr ） 時定数τr は、冷却媒体への熱伝導、冷却媒体の温度、
ターゲット１０の機械的保持機構の寸法および熱伝導係
数等により設定される。
【００２４】一般式を推定すると、
Ｔ＝Ｔst−（Ｔst−Ｔe ）・Ｅｘｐ（−ｔ／τr ） （１）
ただし、Ｔstは所定状態での飽和温度、Ｔe は所定状態
が始まった時の温度、ただし完全に冷却された状態では
０とする。Ｔstは供給電力Ｑに比例すると考えられるか
らｐをその比例定数として、 Ｔst＝ｐＱ （２） したがって、 Ｔ＝ｐＱ−（ｐＱ−Ｔe ）・Ｅｘｐ（−ｔ／τr ）
が始まった時の温度、ただし完全に冷却された状態では
０とする。Ｔstは供給電力Ｑに比例すると考えられるか
らｐをその比例定数として、 Ｔst＝ｐＱ （２） したがって、 Ｔ＝ｐＱ−（ｐＱ−Ｔe ）・Ｅｘｐ（−ｔ／τr ）
【００２５】いま、固定点からターゲット面までの距離
をＬ（図１参照）、高電圧による温度上昇、すなわち熱
膨張によってのターゲットの伸び量を△Ｌ、飽和伸び量
を△Ｌst、所定状態が始まった時の伸び量を△Ｌe とす
ると、これらとＴ、Ｔst、Ｔe との間には次の関係が存
在する。 △Ｌ＝ｋ・Ｌ・Ｔ、△Ｌst＝ｋ・Ｌ・Ｔst、△Ｌe ＝ｋ
・Ｌ・Ｔe ただし、ｋはターゲット支持棒の熱膨張係数である。
をＬ（図１参照）、高電圧による温度上昇、すなわち熱
膨張によってのターゲットの伸び量を△Ｌ、飽和伸び量
を△Ｌst、所定状態が始まった時の伸び量を△Ｌe とす
ると、これらとＴ、Ｔst、Ｔe との間には次の関係が存
在する。 △Ｌ＝ｋ・Ｌ・Ｔ、△Ｌst＝ｋ・Ｌ・Ｔst、△Ｌe ＝ｋ
・Ｌ・Ｔe ただし、ｋはターゲット支持棒の熱膨張係数である。
【００２６】したがって、（１）式から、
△Ｌ＝ｋＬ・（Ｔst−（Ｔst−Ｔe ）・Ｅｘｐ（−ｔ／τr ））
＝△Ｌst−（△Ｌst−△Ｌe ）・Ｅｘｐ（−ｔ／τr ）
また、（２）式から、
△Ｌ＝ｋＬｐＱ−（ｋＬｐＱ−ｋＬＴe ）・Ｅｘｐ（−ｔ／τr ） （３）
【００２７】ターゲット１０と試料間の距離をｍ0 （完
全に冷却された状態での初期値）とすると（図１参
照）、試料３におけるＸ線管２からの１次Ｘ線強度Ｉr
は、 Ｉr ＝Ｉ0 （ｍ0 ／（ｍ0 −△Ｌ））2 ≒Ｉ0 （１＋２△Ｌ／ｍ0 ） Ｉ0 は△Ｌ＝０、即ち温度上昇がないときの１次Ｘ線強
度である。したがって、 Ｉr ／Ｉ0 ＝１＋（２／ｍ）・（△Ｌst−（△Ｌst−△Ｌe ） ・Ｅｘｐ（−ｔ／τr ）） ＝１＋Ａ・（ｈＱ−（ｈＱ−△Ｌe ）・Ｅｘｐ（−ｔ／τr ）） （４） △Ｌ＝ｈＱ−（ｈＱ−△Ｌe ）・Ｅｘｐ（−ｔ／τr ） （５） ただし、ｋＬｐ＝ｈとおく。ここで、比例定数ｈ、定数
Ａは、次のように求めることができる。十分に冷却され
た状態から供給電力Ｑを与えて、飽和状態に達した時の
Ｘ線強度の変化量を△Ｖ、次にこの変化量に対応してＸ
線管２を微小距離移動させた時の移動量を△Ｕとする
と、 ｈ＝△Ｕ／Ｑ、およびＡ＝△Ｖ／△Ｕ 上記定数ｈ、Ａ、および所定状態時の温度変化の時定数
τr は、実験から求めることができる。また、所定状態
が始まった時の伸び量△Ｌe の初期値は０である。した
がって、供給電力Ｑ、所定状態が始まった時からの時間
ｔから、上記（５）式を用いて、△Ｌを推定することが
できる。
全に冷却された状態での初期値）とすると（図１参
照）、試料３におけるＸ線管２からの１次Ｘ線強度Ｉr
は、 Ｉr ＝Ｉ0 （ｍ0 ／（ｍ0 −△Ｌ））2 ≒Ｉ0 （１＋２△Ｌ／ｍ0 ） Ｉ0 は△Ｌ＝０、即ち温度上昇がないときの１次Ｘ線強
度である。したがって、 Ｉr ／Ｉ0 ＝１＋（２／ｍ）・（△Ｌst−（△Ｌst−△Ｌe ） ・Ｅｘｐ（−ｔ／τr ）） ＝１＋Ａ・（ｈＱ−（ｈＱ−△Ｌe ）・Ｅｘｐ（−ｔ／τr ）） （４） △Ｌ＝ｈＱ−（ｈＱ−△Ｌe ）・Ｅｘｐ（−ｔ／τr ） （５） ただし、ｋＬｐ＝ｈとおく。ここで、比例定数ｈ、定数
Ａは、次のように求めることができる。十分に冷却され
た状態から供給電力Ｑを与えて、飽和状態に達した時の
Ｘ線強度の変化量を△Ｖ、次にこの変化量に対応してＸ
線管２を微小距離移動させた時の移動量を△Ｕとする
と、 ｈ＝△Ｕ／Ｑ、およびＡ＝△Ｖ／△Ｕ 上記定数ｈ、Ａ、および所定状態時の温度変化の時定数
τr は、実験から求めることができる。また、所定状態
が始まった時の伸び量△Ｌe の初期値は０である。した
がって、供給電力Ｑ、所定状態が始まった時からの時間
ｔから、上記（５）式を用いて、△Ｌを推定することが
できる。
【００２８】次に、Ｗ＝△Ｌ／ｈのパラメータで考える
と、（４）式は、次のように変形される。 Ｉｒ／Ｉ0 ＝１＋Ｂ・（Ｑ−（Ｑ−Ｗe ）・Ｅｘｐ（−ｔ／τr ））（６） Ｗ＝Ｑ−（Ｑ−Ｗe ）・Ｅｘｐ（−ｔ／τr ） （７） 定数ＢはＢ＝△Ｖ／Ｑ（＝Ａｈ）であり、上記と同様に
実験により求めることができる。上記Ｗは、ターゲット
１０に蓄積された熱量に比例する変数と考えることがで
きる。
と、（４）式は、次のように変形される。 Ｉｒ／Ｉ0 ＝１＋Ｂ・（Ｑ−（Ｑ−Ｗe ）・Ｅｘｐ（−ｔ／τr ））（６） Ｗ＝Ｑ−（Ｑ−Ｗe ）・Ｅｘｐ（−ｔ／τr ） （７） 定数ＢはＢ＝△Ｖ／Ｑ（＝Ａｈ）であり、上記と同様に
実験により求めることができる。上記Ｗは、ターゲット
１０に蓄積された熱量に比例する変数と考えることがで
きる。
【００２９】（６）式は、Ｘ線強度がＷの変数として管
理できることを示すもので、定数Ｂ、所定状態時の温度
変化の時定数τr を予め測定しておくことによって、供
給電力Ｑの立上り（Ｑが大きい方に変化した時）または
立下り（Ｑが小さい方に変化した時）状態におけるＸ線
強度をも推定できることを示す。すなわち、前述したよ
うに、第１実施形態の装置の記憶手段２４（図１）に代
えて、この推定手段３４を用いることができる。
理できることを示すもので、定数Ｂ、所定状態時の温度
変化の時定数τr を予め測定しておくことによって、供
給電力Ｑの立上り（Ｑが大きい方に変化した時）または
立下り（Ｑが小さい方に変化した時）状態におけるＸ線
強度をも推定できることを示す。すなわち、前述したよ
うに、第１実施形態の装置の記憶手段２４（図１）に代
えて、この推定手段３４を用いることができる。
【００３０】なお、上記各実施形態では、ターゲットの
熱膨張の飽和時を基準状態として、この時のＸ線強度に
補正しているが、ターゲットの熱膨張がない時を基準状
態として補正するようにしてもよい。
熱膨張の飽和時を基準状態として、この時のＸ線強度に
補正しているが、ターゲットの熱膨張がない時を基準状
態として補正するようにしてもよい。
【００３１】なお、本発明は、ターゲット１０に発生し
た熱をそのターゲット支持棒１２および電気絶縁物１４
を通して放散する間接冷却型装置に使用しているが、タ
ーゲット材１１直下に冷却媒体（例えば冷却水）を導入
する直接冷却型装置に使用してもよい。
た熱をそのターゲット支持棒１２および電気絶縁物１４
を通して放散する間接冷却型装置に使用しているが、タ
ーゲット材１１直下に冷却媒体（例えば冷却水）を導入
する直接冷却型装置に使用してもよい。
【００３２】本発明は、上記各実施形態において、試料
から発生する蛍光Ｘ線を検出器によって直接検出し、多
重波高分析器によってスペクトル分離する方式、いわゆ
るエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置に適用している
が、試料から発生する蛍光Ｘ線をゴニオメータを用い
て、分光結晶によって分光し、検出器によって検出す
る、いわゆる波長分散型蛍光Ｘ線分析装置に適用しても
よい。
から発生する蛍光Ｘ線を検出器によって直接検出し、多
重波高分析器によってスペクトル分離する方式、いわゆ
るエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置に適用している
が、試料から発生する蛍光Ｘ線をゴニオメータを用い
て、分光結晶によって分光し、検出器によって検出す
る、いわゆる波長分散型蛍光Ｘ線分析装置に適用しても
よい。
【００３３】上記エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置に
おいて、Ｘ線管からの１次Ｘ線を分光結晶により分光し
て単色化する場合もある。この場合には、Ｘ線強度を補
正する第１実施形態では、Ｘ線管のターゲット移動によ
る分光特性の劣化による影響が大きく、補正量を推定す
ることが困難であるので、Ｘ線管を移動させてターゲッ
ト位置を安定に保つ第２実施形態が適用される。
おいて、Ｘ線管からの１次Ｘ線を分光結晶により分光し
て単色化する場合もある。この場合には、Ｘ線強度を補
正する第１実施形態では、Ｘ線管のターゲット移動によ
る分光特性の劣化による影響が大きく、補正量を推定す
ることが困難であるので、Ｘ線管を移動させてターゲッ
ト位置を安定に保つ第２実施形態が適用される。
【００３４】
【発明の効果】以上のように、本発明の一構成によれ
ば、Ｘ線管のターゲットの熱膨張による伸縮量に対応し
たターゲットと試料間の距離の変化に応じて、時間−Ｘ
線強度補正曲線に基づき、検出器で測定された時点の蛍
光Ｘ線の強度を、ターゲットの熱膨張が基準状態の時の
蛍光Ｘ線強度に補正するので、ターゲットへの高電圧の
印加ＯＮから測定時点において直ちに当該基準状態での
蛍光Ｘ線強度が得られる。
ば、Ｘ線管のターゲットの熱膨張による伸縮量に対応し
たターゲットと試料間の距離の変化に応じて、時間−Ｘ
線強度補正曲線に基づき、検出器で測定された時点の蛍
光Ｘ線の強度を、ターゲットの熱膨張が基準状態の時の
蛍光Ｘ線強度に補正するので、ターゲットへの高電圧の
印加ＯＮから測定時点において直ちに当該基準状態での
蛍光Ｘ線強度が得られる。
【００３５】また、本発明の他の構成によれば、Ｘ線管
のターゲットの熱膨張による伸縮量に対応したターゲッ
トと試料間の距離の変化に応じて、試料に対してＸ線管
を移動させて測定時点でのターゲットと試料との距離を
ターゲットの熱膨張の基準状態の時と同一に保つように
補正するから、ターゲットへの高電圧の印加ＯＮから測
定時点において直ちに当該基準状態での蛍光Ｘ線強度が
得られる。
のターゲットの熱膨張による伸縮量に対応したターゲッ
トと試料間の距離の変化に応じて、試料に対してＸ線管
を移動させて測定時点でのターゲットと試料との距離を
ターゲットの熱膨張の基準状態の時と同一に保つように
補正するから、ターゲットへの高電圧の印加ＯＮから測
定時点において直ちに当該基準状態での蛍光Ｘ線強度が
得られる。
【図１】本発明の第１実施形態に係る蛍光Ｘ線分析装置
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図２】高電圧印加ＯＮからの時間−Ｘ線強度補正曲線
の一例を示す特性図である。
の一例を示す特性図である。
【図３】高電圧印加ＯＦＦからの時間−Ｘ線強度補正曲
線の一例を示す特性図である。
線の一例を示す特性図である。
【図４】高電圧印加のＯＮ、ＯＦＦによるＸ線強度の変
化を示すモデル図である。
化を示すモデル図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る蛍光Ｘ線分析装置
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図６】印加高電圧の電力変化によるターゲットの温度
変化を示すモデル図である。
変化を示すモデル図である。
２…Ｘ線管、３…試料、４…検出器、５…多重波高分析
器、１０…ターゲット、１１…ターゲット材、１２…タ
ーゲット支持棒、１８…移動手段、２２…第１補正手
段、２４…記憶手段、３２…第２補正手段、３４…推定
手段、３６…制御手段。
器、１０…ターゲット、１１…ターゲット材、１２…タ
ーゲット支持棒、１８…移動手段、２２…第１補正手
段、２４…記憶手段、３２…第２補正手段、３４…推定
手段、３６…制御手段。
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平11−174007（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−185844（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−286977（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−255695（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01N 23/223
H05G 1/02
H05G 1/26
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｘ線管のターゲットに高電圧を印加して
発生させた１次Ｘ線を試料に照射し、試料から発生した
蛍光Ｘ線の強度を検出器で測定して試料を分析する蛍光
Ｘ線分析装置であって、 ターゲットの熱膨張による伸縮量に対応したターゲット
と試料間の距離の変化に応じて蛍光Ｘ線の強度が前記熱
膨張の基準状態での蛍光Ｘ線の強度に対して変化するの
に対応させて、前記検出器で測定された時点の蛍光Ｘ線
の強度を前記基準状態の時の蛍光Ｘ線強度に合致するよ
うに補正する第１補正手段と、 前記高電圧の印加ＯＮからの時間に対する前記検出器で
測定される蛍光Ｘ線の強度の変化、および高電圧の印加
ＯＦＦからの時間に対する前記検出器で測定される蛍光
Ｘ線の強度の変化に基づいて求めた時間−Ｘ線強度補正
曲線を記憶する記憶手段とを備え、 前記第１補正手段は、前記記憶手段に記憶された時間−
Ｘ線強度補正曲線に基づいて、前記検出器で測定された
時点の蛍光Ｘ線強度を補正する蛍光Ｘ線分析装置。 - 【請求項２】 Ｘ線管のターゲットに高電圧を印加して
発生させた１次Ｘ線を試料に照射し、試料から発生した
蛍光Ｘ線の強度を検出器で測定して試料を分析する蛍光
Ｘ線分析装置であって、 ターゲットの熱膨張による伸縮量に対応したターゲット
と試料間の距離の変化に応じて、試料に対してＸ線管を
移動させて測定時点でのターゲットと試料との距離をタ
ーゲットの熱膨張の基準状態の時と同一に保つように補
正する第２補正手段を備えた蛍光Ｘ線分析装置。 - 【請求項３】 請求項１または２において、 前記ターゲットの熱膨張による伸縮量を、ターゲットの
熱膨張に関係するパラメータから推定する推定手段を備
えた蛍光Ｘ線分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000056659A JP3374114B2 (ja) | 2000-03-02 | 2000-03-02 | 蛍光ｘ線分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000056659A JP3374114B2 (ja) | 2000-03-02 | 2000-03-02 | 蛍光ｘ線分析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001242103A JP2001242103A (ja) | 2001-09-07 |
| JP3374114B2 true JP3374114B2 (ja) | 2003-02-04 |
Family
ID=18577564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000056659A Expired - Fee Related JP3374114B2 (ja) | 2000-03-02 | 2000-03-02 | 蛍光ｘ線分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3374114B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102568825B (zh) * | 2010-11-02 | 2015-05-20 | 株式会社村田制作所 | 陶瓷电子部件的制造方法、位置测定装置和方法、标记形成装置和方法 |
| JP5776473B2 (ja) * | 2010-11-02 | 2015-09-09 | 株式会社村田製作所 | 位置測定装置および方法、ならびにマーク形成装置および方法 |
-
2000
- 2000-03-02 JP JP2000056659A patent/JP3374114B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001242103A (ja) | 2001-09-07 |
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