蛍光Ｘ線分析装置
【課題】高精度の元素分析を可能にする可搬型の蛍光Ｘ線分析装置を提供する。
【解決手段】本発明の蛍光Ｘ線分析装置１は、可搬型の蛍光Ｘ線分析装置であり、試料室状のシールドケース３１を着脱可能であり、シールドケース３１を装着した状態でシールドケース３１内に配置した試料の蛍光Ｘ線分析を行うことができる。蛍光Ｘ線分析装置１は、シールドケース３１が装着されずに使用される場合は、外部へ放射するＸ線の強度が所定の強度以下の小さい強度に抑えられ、シールドケース３１が装着された状態で使用される場合は、より大きい強度でＸ線を放射することが可能となる。
【解決手段】本発明の蛍光Ｘ線分析装置１は、可搬型の蛍光Ｘ線分析装置であり、試料室状のシールドケース３１を着脱可能であり、シールドケース３１を装着した状態でシールドケース３１内に配置した試料の蛍光Ｘ線分析を行うことができる。蛍光Ｘ線分析装置１は、シールドケース３１が装着されずに使用される場合は、外部へ放射するＸ線の強度が所定の強度以下の小さい強度に抑えられ、シールドケース３１が装着された状態で使用される場合は、より大きい強度でＸ線を放射することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可搬型の蛍光Ｘ線分析装置に関し、より詳しくは、安全のためにＸ線の出力を制限することができる蛍光Ｘ線分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光Ｘ線分析は、Ｘ線管等を用いて発生させたＸ線を試料に照射し、試料から発生する蛍光Ｘ線を検出し、蛍光Ｘ線のスペクトルから試料に含有される元素の定性分析及び定量分析を行う分析手法である。卓上型の蛍光Ｘ線分析装置は、試料室を備えており、試料室内の試料に対してＸ線を照射することによって分析を行う。試料室には、試料室内に試料を出し入れするための扉が閉じていることを検出するためのセンサが設けられ、扉が閉じている状態でＸ線の照射が行われる。このようにＸ線が試料室外へ漏洩しないように制御することにより、Ｘ線被曝が防止される。
【０００３】
一方で、試料室に入れることができない大型の試料、又はサンプリングを行うことができない試料を蛍光Ｘ線分析装置で分析したいというニーズがある。また工業製品又は考古学試料等の多くの試料に対して、製造現場又は発掘現場等の現場で手軽に蛍光Ｘ線分析を行いたいというニーズがある。これらのニーズを満たすために、可搬型の蛍光Ｘ線分析装置が開発されている。特許文献１には、持ち運び可能な筐体内にＸ線管及びＸ線検出器を備え、照射口に試料を押し付けた状態でＸ線の照射及び蛍光Ｘ線の測定を行う可搬型の蛍光Ｘ線分析装置が開示されている。このような可搬型の蛍光Ｘ線分析装置では、照射口に試料が押し付けられている状態でのみＸ線の照射を可能とする安全機構を備えていることが通常である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３０４７３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
可搬型の蛍光Ｘ線分析装置は、人体を試料に見立てて人体に対してＸ線を照射することも可能である等、Ｘ線が人体に照射されないようにＸ線を確実にシールドすることができないので、卓上型の蛍光Ｘ線分析装置に比べ、Ｘ線被曝の危険性が高い。Ｘ線被曝の危険性を低くするために、従来の可搬型の蛍光Ｘ線分析装置では、試料に照射するＸ線の強度を小さくしていた。従って、従来の可搬型の蛍光Ｘ線分析装置には、卓上型の蛍光Ｘ線分析装置に比べ、元素分析の精度が低いという問題があった。
【０００６】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、Ｘ線被曝の危険性がある状態ではＸ線の出力を低くしておき、Ｘ線被曝の危険性がない状態でＸ線の出力を上昇させることを可能にしておくことにより、高精度の元素分析を可能にする可搬型の蛍光Ｘ線分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る蛍光Ｘ線分析装置は、Ｘ線源を備え、該Ｘ線源から発生したＸ線を外部へ放射し、Ｘ線を照射された外部の試料から発生する蛍光Ｘ線を検出し、検出した蛍光Ｘ線に基づいて前記試料の蛍光Ｘ線分析を行う蛍光Ｘ線分析装置において、Ｘ線をシールドするシールドケースが着脱可能であり、前記シールドケースの内部に配置された試料の蛍光Ｘ線分析を行うために、前記シールドケースを装着した状態で前記シールドケースの内部へＸ線を放射することができる構成となっており、前記シールドケースを装着していることを検出する検出手段と、前記シールドケースを装着していることを前記検出手段が検出していない場合に、放射するＸ線の強度を、所定の強度以下に制限する制限手段と、前記シールドケースを装着していることを前記検出手段が検出してる場合に、前記所定の強度よりも大きい強度で前記シールドケースの内部へＸ線を放射することを可能にする手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明においては、シールドケースを装着できる可搬型の蛍光Ｘ線分析装置は、シールドケースが装着されずに外部へＸ線を放射する場合は、放射するＸ線の強度が所定の強度以下の小さい強度に抑えられ、シールドケースが装着されてシールドケース内へＸ線を放射する場合は、より大きい強度でＸ線を放射することが可能となる。
【０００９】
本発明に係る蛍光Ｘ線分析装置は、前記制限手段は、前記Ｘ線源が発生するＸ線の強度を制限するように構成してあることを特徴とする。
【００１０】
また本発明においては、蛍光Ｘ線分析装置は、Ｘ線源が発生するＸ線の強度を制限することによって、放射するＸ線の強度を抑制する。
【００１１】
本発明に係る蛍光Ｘ線分析装置は、前記シールドケースは、磁気発生部品を組み込んであり、前記検出手段は、前記磁気発生部品の磁気を検出する磁気センサを用いてなることを特徴とする。
【００１２】
また本発明においては、シールドケースは磁石等の磁気を発生する部品を備えており、蛍光Ｘ線分析装置は、シールドケースが装着されていることを磁気センサを用いて検出する。
【００１３】
本発明に係る蛍光Ｘ線分析装置は、前記検出手段は、前記シールドケースを装着している状態で前記シールドケースが接触する位置に配置した接触スイッチを用いてなることを特徴とする。
【００１４】
また本発明においては、シールドケースが蛍光Ｘ線分析装置に装着されていることを接触スイッチを用いて検出する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明にあっては、蛍光Ｘ線分析装置にシールドケースが装着されず、蛍光Ｘ線分析装置の外部へＸ線が放射される場合は、Ｘ線の出力強度が小さく抑えられるので、Ｘ線被曝の危険性を可及的に小さくすることができる。また蛍光Ｘ線分析装置にシールドケースが装着され、シールドケースの内部へＸ線が放射される場合は、シールドケース内の試料に照射するＸ線の強度をより大きくすることが可能であり、またＸ線はシールドケースによってシールドされるので、蛍光Ｘ線分析による高感度・高精度の元素分析を安全に実行することが可能となる。
【００１６】
また本発明にあっては、Ｘ線源が発生するＸ線の強度を制限することによって放射するＸ線の強度を抑制するので、Ｘ線を減衰する手段を備えずとも本発明の実現が可能となり、蛍光Ｘ線分析装置の大型化を防止することができる。
【００１７】
また本発明にあっては、シールドケースで発生する磁気を検出する磁気センサ、又はシールドケースが接触したことを検出する接触スイッチを用いることにより、シールドケースが蛍光Ｘ線分析装置に装着されていることの検出を簡単な構成で実現することができる等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の蛍光Ｘ線分析装置の外観の例を示す模式図である。
【図２】本発明の蛍光Ｘ線分析装置の内部構成を示すブロック図である。
【図３】シールドケースが装着された蛍光Ｘ線分析装置を示す模式図である。
【図４】装着センサが磁気センサである形態を示す蛍光Ｘ線分析装置及びシールドケースの模式的部分断面図である。
【図５】装着センサが接触スイッチである形態を示す蛍光Ｘ線分析装置及びシールドケースの模式的部分断面図である。
【図６】本発明の蛍光Ｘ線分析装置が蛍光Ｘ線分析を行うために実行する処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】蛍光Ｘ線分析のモードを選択するための選択画面の例を示す模式図である。
【図８】キャップ型のシールドケースを用いた本発明の形態を示す模式図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
図１は、本発明の蛍光Ｘ線分析装置１の外観の例を示す模式図である。本発明の蛍光Ｘ線分析装置１は、可搬型の蛍光Ｘ線分析装置であり、片手で保持できる大きさで、略直方体形状の筐体に取っ手が取り付けられた形状に構成されている。蛍光Ｘ線分析装置１の略直方体形状の筐体の一端には、工業製品等の試料に接触するための接触面１８が形成されており、また蛍光Ｘ線分析装置１はトリガ１７を備えてある。
【００２０】
図２は、本発明の蛍光Ｘ線分析装置１の内部構成を示すブロック図である。蛍光Ｘ線分析装置１は、Ｘ線を発生するＸ線管（Ｘ線源）１２及び蛍光Ｘ線を検出するＸ線検出器１３を備え、Ｘ線管１２には、Ｘ線管１２に電力を供給する電力供給部１５が接続され、Ｘ線検出器１３には、検出回路１６が接続されている。Ｘ線管１２は、金属ターゲットに対して加速した熱電子を衝突させることによってＸ線を発生させる素子であり、電力供給部１５は、熱電子を発生させるための電流及び熱電子を加速するための電圧をＸ線管１２に供給する。電力供給部１５がＸ線管１２へ供給する電流又は電圧を変更することにより、Ｘ線管１２が発生するＸ線の強度を変更することができる。例えば、電力供給部１５がＸ線管１２へ供給する電流を増加させた場合は、Ｘ線管１２が発生するＸ線の強度が増大する。Ｘ線検出器１３は、検出素子としてＳｉ素子等の半導体検出素子を用いた構成となっており、半導体検出素子に入射した蛍光Ｘ線のエネルギーに比例した電荷を検出回路１６へ出力する。検出回路１６は、Ｘ線検出器１３が出力した電荷を受け付け、蛍光Ｘ線のエネルギーに対応する各電荷パルスの波高及びその数をカウントする。電荷パルスのカウント数は、パルス波高が示すエネルギーの蛍光Ｘ線の検出量に対応する。
【００２１】
蛍光Ｘ線分析装置１は、また、小型コンピュータ２を内部に備えている。小型コンピュータ２は、演算を行う演算部及び演算に必要な情報を記憶するメモリ等を含んでなる制御部２１を備えている。制御部２１には、フラッシュメモリ等の不揮発性の記憶媒体で構成された記憶部２２、蛍光Ｘ線分析に必要な情報を表示する表示部２３、及び使用者からの各種の指示の入力を受け付ける入力部２４が接続されている。記憶部２２は、制御部２１が蛍光Ｘ線分析装置１の動作を制御し、蛍光Ｘ線分析装置１に必要な情報処理を行うための制御プログラム及び必要なデータを記憶している。表示部２３は小型の液晶パネル等で構成されており、入力部２４はタッチパネル又は各種のスイッチで構成されている。入力部２４のタッチパネルになっている部分と表示部２３とは一体に構成されている。小型コンピュータ２は、蛍光Ｘ線分析装置１の接触面１８とは逆の端に表示部２３及び入力部２４が位置するように備えられている。
【００２２】
制御部２１は、図示しない所定のインタフェースを介して電力供給部１５及び検出回路１６に接続されている。制御部２１は、電力供給部１５がＸ線管１２へ供給する電流及び電圧を制御する処理を行う。検出回路１６は、電荷パルスの波高が示す蛍光Ｘ線のエネルギーとカウント数との対応を示すデータを制御部２１へ出力する。制御部２１は、検出回路１６からの出力データを受け付けることにより、蛍光Ｘ線のエネルギーとカウント数との関係、即ちＸ線検出器１３で検出した蛍光Ｘ線のスペクトルを取得する。制御部２１は、取得した蛍光Ｘ線のスペクトルを表示部２３に表示する処理を行う。記憶部２２は、各元素の蛍光Ｘのデータを記憶しており、制御部２１は、取得した蛍光Ｘ線のスペクトル、及び記憶部２２で記憶しているデータに基づき、蛍光Ｘ線を発生した元素の定性・定量分析の処理を行う。
【００２３】
また蛍光Ｘ線分析装置１は、接触面１８に試料が接触していることを検出する試料センサ１４を備えており、試料センサ１４及びトリガ１７は、制御部２１に接続されている。試料センサ１４は、例えば接触スイッチ又は赤外線センサで構成されている。蛍光Ｘ線分析装置１は、使用者が手で保持して接触面１８を試料に押し付け、この状態で使用者がトリガ１７を押下するように使用される。試料センサ１４が接触面１８に試料が接触していることを検出していない場合は、トリガ１７が押下されてもＸ線は発生しない。接触面１８に試料が接触していることを試料センサ１４が検出した場合、試料センサ１４は所定の信号を制御部２１へ出力し、またトリガ１７は、使用者に押下された場合に所定の信号を制御部２１へ出力する。
【００２４】
制御部２１は、接触面１８に試料が接触していることを示す信号を受け付けている状態で、トリガ１７が押下されたことを示す信号を受け付けた場合は、電力供給部１５に、Ｘ線管１２へ電力を供給させる処理を行う。Ｘ線管１２は、電力供給部１５から電力を供給されることにより、Ｘ線を発生させる。接触面１８には、開口部が形成されており、Ｘ線管１２が発生したＸ線は、開口部から放射される。Ｘ線は、接触面１８に接触している試料の表面に照射され、Ｘ線が照射されることによって試料からは蛍光Ｘ線が発生する。蛍光Ｘ線は開口部から蛍光Ｘ線分析装置１内へ入射され、Ｘ線検出器１３が蛍光Ｘ線を検出する。制御部２１は、Ｘ線検出器１３が検出した蛍光Ｘ線のスペクトルに基づき、試料に含まれる元素の定性・定量分析を行う。
【００２５】
また本発明の蛍光Ｘ線分析装置１は、内部に試料を収納することができる専用のシールドケースが着脱可能であり、シールドケースに収納された試料の蛍光Ｘ線分析を行うことができる構成となっている。図３は、シールドケース３１が装着された蛍光Ｘ線分析装置１を示す模式図である。シールドケース３１は、箱状に形成されており、蛍光Ｘ線分析装置１の接触面１８が内部に挿入して蛍光Ｘ線分析装置１に装着される構成となっている。蛍光Ｘ線分析装置１は、シールドケース３１が装着された状態でシールドケース３１の内部へＸ線を放射することができる。シールドケース３１は、蛍光Ｘ線分析装置１に装着された状態で蛍光Ｘ線分析装置１が内部へ放射するＸ線、及び収納した試料から発生する蛍光Ｘ線を、内部から外部へ漏洩しないようにシールドする構成となっている。
【００２６】
またシールドケース３１に収納することができる試料は、チップ等の比較的小型の試料であり、シールドケース３１には試料を出し入れするための図示しない蓋部が設けられている。またシールドケース３１は、蓋部が閉じている状態では蛍光Ｘ線分析装置１の試料センサ１４に試料が接触面１８に接触していると検出させ、蓋部が開いている状態では試料センサ１４に試料が接触面１８に接触していると検出させない構成となっている。例えば、試料センサ１４が接触スイッチである形態の場合、シールドケース３１は、蓋部が閉じることに連動して試料センサ１４を可動片で押下する構成であればよい。また試料センサ１４が赤外線センサである形態の場合、シールドケース３１は、蓋部が閉じることに連動して試料センサ１４の受光部を可動片で隠す構成であればよい。
【００２７】
シールドケース３１が蛍光Ｘ線分析装置１に装着されている状態では、シールドケース３１を試料室として利用した卓上型の蛍光Ｘ線分析装置と同様の利用が可能となる。シールドケース３１の蓋部が開いている状態では、蛍光Ｘ線分析装置１の試料センサ１４は接触面１８に試料が接触していると検出せず、トリガ１７が押下されても蛍光Ｘ線分析装置１はＸ線を放射しない。シールドケース３１の蓋部が閉じている状態では、試料センサ１４は接触面１８に試料が接触していると検出し、トリガ１７が押下された場合に、蛍光Ｘ線分析装置１は、シールドケース３１内の試料に対してＸ線を照射し、試料から発生した蛍光Ｘ線を検出する。
【００２８】
なお、シールドケース３１は、蛍光Ｘ線分析装置１と電気的な接続が可能であり、蓋部が閉じている場合に蓋部が閉じていることを示す情報を制御部２１へ出力する形態であってもよい。この形態の場合、制御部２１は、蓋部が閉じていることを示す情報をシールドケース３１から受け付けた場合に、Ｘ線の発生を可能にする処理を実行する。
【００２９】
蛍光Ｘ線分析装置１は、蛍光Ｘ線分析装置１にシールドケース３１が装着されていることを検出する装着センサ（検出手段）１１を備えており、装着センサ１１は制御部２１に接続されている。装着センサ１１は磁気センサ又は接触スイッチ等を用いて構成されている。
【００３０】
図４は、装着センサ１１が磁気センサである形態を示す蛍光Ｘ線分析装置１及びシールドケース３１の模式的部分断面図である。図４中では、シールドケース３１を模式的断面図で示してある。蛍光Ｘ線分析装置１の装着センサ１１は、接触面１８の付近に配置されている。磁気センサである装着センサ１１は、ホール素子又は磁気抵抗素子等を用いて構成されている。またシールドケース３１は、蛍光Ｘ線分析装置１に装着された状態で装着センサ１１に近接する位置に磁石（磁気発生部品）３２が設けられている。蛍光Ｘ線分析装置１にシールドケース３１が装着された場合、装着センサ１１は磁石３２の磁気を検出し、シールドケース３１が装着されたことを示す信号を制御部２１へ出力する。なお、磁石３２は永久磁石であってもよく、電磁石であってもよい。またシールドケース３１は、コイル等の、磁石以外の磁気発生部品を備える形態であってもよい。
【００３１】
図５は、装着センサ１１が接触スイッチである形態を示す蛍光Ｘ線分析装置１及びシールドケース３１の模式的部分断面図である。図５中では、シールドケース３１を模式的断面図で示してある。蛍光Ｘ線分析装置１の装着センサ１１は、蛍光Ｘ線分析装置１にシールドケース３１が装着された場合にシールドケース３１に接触する位置に配置されている。図５（ａ）に示すように、蛍光Ｘ線分析装置１にシールドケース３１が装着されていない状態では、接触スイッチである装着センサ１１は押下されていない状態となっている。図５（ｂ）に示すように、蛍光Ｘ線分析装置１にシールドケース３１が装着された状態では、装着センサ１１はシールドケース３１に接触して押下されており、装着センサ１１は、シールドケース３１が装着されたことを示す信号を制御部２１へ出力する。
【００３２】
次に、以上の構成でなる蛍光Ｘ線分析装置１の動作を説明する。図６は、本発明の蛍光Ｘ線分析装置１が蛍光Ｘ線分析を行うために実行する処理の手順を示すフローチャートである。蛍光Ｘ線分析装置１の制御部２１は、使用者が入力部２４を操作することによる、蛍光Ｘ線分析の開始指示の入力を入力部２４で受け付ける（Ｓ１）。制御部２１は、次に、装着センサ１１からの信号に基づいて、蛍光Ｘ線分析装置１にシールドケース３１が装着されているか否かを判定する（Ｓ２）。ステップＳ２では、制御部２１は、シールドケース３１が装着されたことを示す信号を装着センサ１１から受け付けている場合に蛍光Ｘ線分析装置１にシールドケース３１が装着されていると判定し、シールドケース３１が装着されたことを示す信号を受け付けていない場合に蛍光Ｘ線分析装置１にシールドケース３１が装着されていないと判定する。
【００３３】
ステップＳ２で蛍光Ｘ線分析装置１にシールドケース３１が装着されていると判定した場合は（Ｓ２：ＹＥＳ）、制御部２１は、蛍光Ｘ線分析のモードとして、高パワーモード及び低パワーモードのいずれかを選択するための選択画面を表示部２３に表示させる（Ｓ３）。図７は、蛍光Ｘ線分析のモードを選択するための選択画面の例を示す模式図である。図７（ａ）は、高パワーモード及び低パワーモードのいずれかを選択するための選択画面を示しており、高パワーモードの文字列と低パワーモードの文字列とが表示されている。タッチパネル上で何れかの文字列を指で選択する等の方法で使用者が入力部２４を操作することにより、蛍光Ｘ線分析装置１は、モードの指定の入力を入力部２４で受け付けることができる。
【００３４】
高パワーモードと低パワーモードとでは、蛍光Ｘ線分析装置１が放射するＸ線の強度を異ならせている。低パワーモードは、Ｘ線の出力強度を予め定められた所定の強度以下に制限したモードであり、高パワーモードは、Ｘ線の出力強度を低パワーモードよりも高くしたモードである。電力供給部１５がＸ線管１２へ供給する電流の大きさを変更することによってＸ線管１２が発生するＸの強度が変化し、蛍光Ｘ線分析装置１が放射するＸ線の強度は変更される。高パワーモード及び低パワーモードの夫々に対応する電流の大きさは記憶部２２に予め記憶されている。低パワーモードでのＸ線強度は、たとえＸ線被曝が発生した場合であってもＸ線による人体への悪影響を最小限に抑えることができる強度に設定されている。制御部２１は、ステップＳ３にて、高パワーモードを選択できる選択画面を表示部２３に表示させることにより、低パワーモードでのＸ線強度以上の強度でＸ線を放射することを可能にさせる。
【００３５】
高パワーモードは低パワーモードよりもＸ線強度が高いので、蛍光Ｘ線分析の感度がより高い。従って、より高感度・高精度の蛍光Ｘ線分析が必要である場合に、高パワーモードが選択される。例えば、分析対象の元素が微量である場合、又は分析結果に対する母材の影響が大きい場合等では、高パワーモードが選択される。逆に、分析対象の元素が多量である場合、又は分析結果に対する母材の影響が小さい場合等では、低パワーモードを選択しても構わない。なお、高パワーモード及び低パワーモードの名称は一例であり、互いにＸ線の出力強度が異なるモードであれば、モードの名称にその他の名称を用いてもよい。
【００３６】
ステップＳ２で蛍光Ｘ線分析装置１にシールドケース３１が装着されていないと判定した場合は（Ｓ２：ＮＯ）、制御部２１は、蛍光Ｘ線分析のモードとして、低パワーモードを選択するための選択画面を表示部２３に表示させる（Ｓ４）。図７（ｂ）は、低パワーモードを選択するための選択画面を示しており、高パワーモードの文字列は表示されておらず、低パワーモードの文字列のみが表示されている。この状態では、低パワーモードの指定のみが受け付け可能となっている。
【００３７】
ステップＳ３又はステップＳ４が終了した後は、制御部２１は、選択画面を利用したモードの指定の受け付けを待ち受ける（Ｓ５）。モードの指定の受け付けがない場合は（Ｓ５：ＮＯ）、制御部２１は、モードの指定の待ち受けを続行する。モードの指定の入力を入力部２４で受け付けた場合は（Ｓ５：ＹＥＳ）、制御部２１は、指定された蛍光Ｘ線分析のモードに合わせて、電力供給部１５からＸ線管１２へ供給する電流の大きさを設定する（Ｓ６）。ステップＳ６では、低パワーモードが指定されている場合はＸ線強度を所定の強度以下に制限する電流の大きさに設定され、高パワーモードが指定されている場合はより大なる電流の大きさに設定される。
【００３８】
制御部２１は、次に、トリガ１７が押下されることを待ち受ける（Ｓ７）。トリガ１７の押下がない場合は（Ｓ７：ＮＯ）、制御部２１は、トリガ１７の押下の待ち受けを続行する。トリガ１７が押下された場合は（Ｓ７：ＹＥＳ）、制御部２１は、試料センサ１４からの信号に基づいて、Ｘ線の放射が可能であるか否かを判定する（Ｓ８）。ステップＳ８では、制御部２１は、試料が接触面１８に接触していることを示す信号を装着センサ１４から受け付けている場合にＸ線の放射が可能であると判定し、試料が接触面１８に接触していることを示す信号を試料センサ１４から受け付けていない場合にＸ線の放射が不可能であると判定する。蛍光Ｘ線分析装置１にシールドケース３１が装着されていない状態で接触面１８に試料が接触していない場合、又は蛍光Ｘ線分析装置１にシールドケース３１が装着されている状態でシールドケース３１の蓋部が開いている場合には、試料センサ１４は信号を出力せず、制御部２１はＸ線の放射が不可能であると判定することになる。逆に蛍光Ｘ線分析装置１にシールドケース３１が装着されていない状態で接触面１８に試料が接触している場合、又は蛍光Ｘ線分析装置１にシールドケース３１が装着されている状態でシールドケース３１の蓋部が閉じている場合には、試料センサ１４は信号を出力し、制御部２１はＸ線の放射が可能であると判定することになる。
【００３９】
ステップＳ８でＸ線の放射が不可能であると判定した場合は（Ｓ８：ＮＯ）、制御部２１は、処理をステップＳ７へ戻す。Ｘ線の放射が可能であると判定した場合は（Ｓ８：ＹＥＳ）、制御部２１は、電力供給部１５にＸ線管１２へ設定した大きさの電流を供給させることにより、Ｘ線管１２にＸ線を発生させる（Ｓ９）。Ｘ線管１２が発生したＸ線は、接触面１８に形成された開口部から放射されて試料に照射される。試料から発生した蛍光Ｘ線はＸ線検出器１３で検出され、制御部２１は、検出回路１６から蛍光Ｘ線のスペクトルを取得し、取得したスペクトルに基づいて、試料に含まれる元素の蛍光Ｘ線分析を行う（Ｓ１０）。制御部２１が実行した蛍光Ｘ線分析の結果は、表示部２３に表示される。制御部２１は、ステップＳ１０で処理を終了する。
【００４０】
以上詳述した如く、本発明においては、蛍光Ｘ線分析装置１は、シールドケース３１が装着されず、外部の試料へＸ線を照射して蛍光Ｘ線分析を行う場合は、高パワーモードでの動作ができず、Ｘ線の強度が所定の強度以下に抑えられた低パワーモードでの動作のみが可能である。低パワーモードで動作する場合には、蛍光Ｘ線分析装置１が蛍光Ｘ線分析の際に放射するＸ線の強度が所定の強度以下の小さい強度に抑えられる。従って、蛍光Ｘ線分析装置１にシールドケース３１が装着されずに使用される場合は、蛍光Ｘ線分析装置１外へＸ線が放射されるのでＸ線被曝の危険性があるものの、本発明では、Ｘ線の出力強度が小さく抑えられるので、Ｘ線被曝の危険性を可及的に小さくすることができる。
【００４１】
また本発明においては、蛍光Ｘ線分析装置１は、シールドケース３１が装着され、シールドケース３１内の試料へＸ線を照射して蛍光Ｘ線分析を行う場合は、低パワーモード及び高パワーモードのいずれのモードでも動作することが可能である。高パワーモードで動作する場合には、蛍光Ｘ線分析装置１は、蛍光Ｘ線分析の際に低パワーモードよりも大きい強度でＸ線を放射することができる。従って、蛍光Ｘ線分析装置１にシールドケース３１が装着されて使用される場合は、シールドケース３１内の試料に照射するＸ線の強度をより大きくすることが可能であるので、蛍光Ｘ線分析による高感度・高精度の元素分析を行うことができる。またシールドケース３１内へ放射されたＸ線はシールドケース３１によってシールドされるので、高感度・高精度の蛍光Ｘ線分析を安全に実行することが可能となる。
【００４２】
なお、以上の実施の形態においては、卓上型蛍光Ｘ線分析装置の試料室として利用できるシールドケース３１を用いた形態を示したが、本発明は、その他の形状のシールドケースを用いた形態であってもよい。図８は、キャップ型のシールドケース３３を用いた本発明の形態を示す模式図である。シールドケース３３は、蛍光Ｘ線分析装置１の接触面１８に被せるキャップ状に形成されてある。接触面１８に小型の試料を載せ、更にその上からシールドケース３３を被せることにより、Ｘ線をシールドした状態で蛍光Ｘ線分析を行うことが可能である。蛍光Ｘ線分析装置１は、前述の形態と同様に、装着センサ１１によりシールドケース３３が装着されていることを検出し、本発明を実現することが可能である。
【００４３】
また本実施の形態においては、Ｘ線管１２に供給する電流を制御することによってＸ線の強度を制限する形態を示したが、本発明は、蛍光Ｘ線分析装置が放射するＸ線の強度を制限する方法としてその他の方法を用いた形態であってもよい。例えば、本発明の蛍光Ｘ線分析装置は、Ｘ線管１２に供給する電圧を制御することによって、Ｘ線管１２が発生するＸ線の強度を制限する形態であってもよい。また本発明の蛍光Ｘ線分析装置は、発生するＸ線の強度が異なる複数のＸ線管を備え、Ｘ線を発生させるＸ線管を変更することによって、放射するＸ線の強度を変更する形態であってもよい。また本発明の蛍光Ｘ線分析装置は、複数のＸ線管を備え、Ｘ線を発生させるＸ線管の数を変更することによって、放射するＸ線の強度を変更する形態であってもよい。また本発明の蛍光Ｘ線分析装置は、Ｘ線を減衰させるＸ線フィルタを備え、Ｘ線管１２から発生したＸ線をＸ線フィルタに通過させることによって、放射するＸ線の強度を制限する形態であってもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１ 蛍光Ｘ線分析装置
１１ 装着センサ（検出手段）
１２ Ｘ線管（Ｘ線源）
１３ Ｘ線検出器
１４ 試料センサ
２ 小型コンピュータ
２１ 制御部
２３ 表示部
３１、３３ シールドケース
３２ 磁石（磁気発生部品）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可搬型の蛍光Ｘ線分析装置に関し、より詳しくは、安全のためにＸ線の出力を制限することができる蛍光Ｘ線分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光Ｘ線分析は、Ｘ線管等を用いて発生させたＸ線を試料に照射し、試料から発生する蛍光Ｘ線を検出し、蛍光Ｘ線のスペクトルから試料に含有される元素の定性分析及び定量分析を行う分析手法である。卓上型の蛍光Ｘ線分析装置は、試料室を備えており、試料室内の試料に対してＸ線を照射することによって分析を行う。試料室には、試料室内に試料を出し入れするための扉が閉じていることを検出するためのセンサが設けられ、扉が閉じている状態でＸ線の照射が行われる。このようにＸ線が試料室外へ漏洩しないように制御することにより、Ｘ線被曝が防止される。
【０００３】
一方で、試料室に入れることができない大型の試料、又はサンプリングを行うことができない試料を蛍光Ｘ線分析装置で分析したいというニーズがある。また工業製品又は考古学試料等の多くの試料に対して、製造現場又は発掘現場等の現場で手軽に蛍光Ｘ線分析を行いたいというニーズがある。これらのニーズを満たすために、可搬型の蛍光Ｘ線分析装置が開発されている。特許文献１には、持ち運び可能な筐体内にＸ線管及びＸ線検出器を備え、照射口に試料を押し付けた状態でＸ線の照射及び蛍光Ｘ線の測定を行う可搬型の蛍光Ｘ線分析装置が開示されている。このような可搬型の蛍光Ｘ線分析装置では、照射口に試料が押し付けられている状態でのみＸ線の照射を可能とする安全機構を備えていることが通常である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３０４７３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
可搬型の蛍光Ｘ線分析装置は、人体を試料に見立てて人体に対してＸ線を照射することも可能である等、Ｘ線が人体に照射されないようにＸ線を確実にシールドすることができないので、卓上型の蛍光Ｘ線分析装置に比べ、Ｘ線被曝の危険性が高い。Ｘ線被曝の危険性を低くするために、従来の可搬型の蛍光Ｘ線分析装置では、試料に照射するＸ線の強度を小さくしていた。従って、従来の可搬型の蛍光Ｘ線分析装置には、卓上型の蛍光Ｘ線分析装置に比べ、元素分析の精度が低いという問題があった。
【０００６】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、Ｘ線被曝の危険性がある状態ではＸ線の出力を低くしておき、Ｘ線被曝の危険性がない状態でＸ線の出力を上昇させることを可能にしておくことにより、高精度の元素分析を可能にする可搬型の蛍光Ｘ線分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る蛍光Ｘ線分析装置は、Ｘ線源を備え、該Ｘ線源から発生したＸ線を外部へ放射し、Ｘ線を照射された外部の試料から発生する蛍光Ｘ線を検出し、検出した蛍光Ｘ線に基づいて前記試料の蛍光Ｘ線分析を行う蛍光Ｘ線分析装置において、Ｘ線をシールドするシールドケースが着脱可能であり、前記シールドケースの内部に配置された試料の蛍光Ｘ線分析を行うために、前記シールドケースを装着した状態で前記シールドケースの内部へＸ線を放射することができる構成となっており、前記シールドケースを装着していることを検出する検出手段と、前記シールドケースを装着していることを前記検出手段が検出していない場合に、放射するＸ線の強度を、所定の強度以下に制限する制限手段と、前記シールドケースを装着していることを前記検出手段が検出してる場合に、前記所定の強度よりも大きい強度で前記シールドケースの内部へＸ線を放射することを可能にする手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明においては、シールドケースを装着できる可搬型の蛍光Ｘ線分析装置は、シールドケースが装着されずに外部へＸ線を放射する場合は、放射するＸ線の強度が所定の強度以下の小さい強度に抑えられ、シールドケースが装着されてシールドケース内へＸ線を放射する場合は、より大きい強度でＸ線を放射することが可能となる。
【０００９】
本発明に係る蛍光Ｘ線分析装置は、前記制限手段は、前記Ｘ線源が発生するＸ線の強度を制限するように構成してあることを特徴とする。
【００１０】
また本発明においては、蛍光Ｘ線分析装置は、Ｘ線源が発生するＸ線の強度を制限することによって、放射するＸ線の強度を抑制する。
【００１１】
本発明に係る蛍光Ｘ線分析装置は、前記シールドケースは、磁気発生部品を組み込んであり、前記検出手段は、前記磁気発生部品の磁気を検出する磁気センサを用いてなることを特徴とする。
【００１２】
また本発明においては、シールドケースは磁石等の磁気を発生する部品を備えており、蛍光Ｘ線分析装置は、シールドケースが装着されていることを磁気センサを用いて検出する。
【００１３】
本発明に係る蛍光Ｘ線分析装置は、前記検出手段は、前記シールドケースを装着している状態で前記シールドケースが接触する位置に配置した接触スイッチを用いてなることを特徴とする。
【００１４】
また本発明においては、シールドケースが蛍光Ｘ線分析装置に装着されていることを接触スイッチを用いて検出する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明にあっては、蛍光Ｘ線分析装置にシールドケースが装着されず、蛍光Ｘ線分析装置の外部へＸ線が放射される場合は、Ｘ線の出力強度が小さく抑えられるので、Ｘ線被曝の危険性を可及的に小さくすることができる。また蛍光Ｘ線分析装置にシールドケースが装着され、シールドケースの内部へＸ線が放射される場合は、シールドケース内の試料に照射するＸ線の強度をより大きくすることが可能であり、またＸ線はシールドケースによってシールドされるので、蛍光Ｘ線分析による高感度・高精度の元素分析を安全に実行することが可能となる。
【００１６】
また本発明にあっては、Ｘ線源が発生するＸ線の強度を制限することによって放射するＸ線の強度を抑制するので、Ｘ線を減衰する手段を備えずとも本発明の実現が可能となり、蛍光Ｘ線分析装置の大型化を防止することができる。
【００１７】
また本発明にあっては、シールドケースで発生する磁気を検出する磁気センサ、又はシールドケースが接触したことを検出する接触スイッチを用いることにより、シールドケースが蛍光Ｘ線分析装置に装着されていることの検出を簡単な構成で実現することができる等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の蛍光Ｘ線分析装置の外観の例を示す模式図である。
【図２】本発明の蛍光Ｘ線分析装置の内部構成を示すブロック図である。
【図３】シールドケースが装着された蛍光Ｘ線分析装置を示す模式図である。
【図４】装着センサが磁気センサである形態を示す蛍光Ｘ線分析装置及びシールドケースの模式的部分断面図である。
【図５】装着センサが接触スイッチである形態を示す蛍光Ｘ線分析装置及びシールドケースの模式的部分断面図である。
【図６】本発明の蛍光Ｘ線分析装置が蛍光Ｘ線分析を行うために実行する処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】蛍光Ｘ線分析のモードを選択するための選択画面の例を示す模式図である。
【図８】キャップ型のシールドケースを用いた本発明の形態を示す模式図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
図１は、本発明の蛍光Ｘ線分析装置１の外観の例を示す模式図である。本発明の蛍光Ｘ線分析装置１は、可搬型の蛍光Ｘ線分析装置であり、片手で保持できる大きさで、略直方体形状の筐体に取っ手が取り付けられた形状に構成されている。蛍光Ｘ線分析装置１の略直方体形状の筐体の一端には、工業製品等の試料に接触するための接触面１８が形成されており、また蛍光Ｘ線分析装置１はトリガ１７を備えてある。
【００２０】
図２は、本発明の蛍光Ｘ線分析装置１の内部構成を示すブロック図である。蛍光Ｘ線分析装置１は、Ｘ線を発生するＸ線管（Ｘ線源）１２及び蛍光Ｘ線を検出するＸ線検出器１３を備え、Ｘ線管１２には、Ｘ線管１２に電力を供給する電力供給部１５が接続され、Ｘ線検出器１３には、検出回路１６が接続されている。Ｘ線管１２は、金属ターゲットに対して加速した熱電子を衝突させることによってＸ線を発生させる素子であり、電力供給部１５は、熱電子を発生させるための電流及び熱電子を加速するための電圧をＸ線管１２に供給する。電力供給部１５がＸ線管１２へ供給する電流又は電圧を変更することにより、Ｘ線管１２が発生するＸ線の強度を変更することができる。例えば、電力供給部１５がＸ線管１２へ供給する電流を増加させた場合は、Ｘ線管１２が発生するＸ線の強度が増大する。Ｘ線検出器１３は、検出素子としてＳｉ素子等の半導体検出素子を用いた構成となっており、半導体検出素子に入射した蛍光Ｘ線のエネルギーに比例した電荷を検出回路１６へ出力する。検出回路１６は、Ｘ線検出器１３が出力した電荷を受け付け、蛍光Ｘ線のエネルギーに対応する各電荷パルスの波高及びその数をカウントする。電荷パルスのカウント数は、パルス波高が示すエネルギーの蛍光Ｘ線の検出量に対応する。
【００２１】
蛍光Ｘ線分析装置１は、また、小型コンピュータ２を内部に備えている。小型コンピュータ２は、演算を行う演算部及び演算に必要な情報を記憶するメモリ等を含んでなる制御部２１を備えている。制御部２１には、フラッシュメモリ等の不揮発性の記憶媒体で構成された記憶部２２、蛍光Ｘ線分析に必要な情報を表示する表示部２３、及び使用者からの各種の指示の入力を受け付ける入力部２４が接続されている。記憶部２２は、制御部２１が蛍光Ｘ線分析装置１の動作を制御し、蛍光Ｘ線分析装置１に必要な情報処理を行うための制御プログラム及び必要なデータを記憶している。表示部２３は小型の液晶パネル等で構成されており、入力部２４はタッチパネル又は各種のスイッチで構成されている。入力部２４のタッチパネルになっている部分と表示部２３とは一体に構成されている。小型コンピュータ２は、蛍光Ｘ線分析装置１の接触面１８とは逆の端に表示部２３及び入力部２４が位置するように備えられている。
【００２２】
制御部２１は、図示しない所定のインタフェースを介して電力供給部１５及び検出回路１６に接続されている。制御部２１は、電力供給部１５がＸ線管１２へ供給する電流及び電圧を制御する処理を行う。検出回路１６は、電荷パルスの波高が示す蛍光Ｘ線のエネルギーとカウント数との対応を示すデータを制御部２１へ出力する。制御部２１は、検出回路１６からの出力データを受け付けることにより、蛍光Ｘ線のエネルギーとカウント数との関係、即ちＸ線検出器１３で検出した蛍光Ｘ線のスペクトルを取得する。制御部２１は、取得した蛍光Ｘ線のスペクトルを表示部２３に表示する処理を行う。記憶部２２は、各元素の蛍光Ｘのデータを記憶しており、制御部２１は、取得した蛍光Ｘ線のスペクトル、及び記憶部２２で記憶しているデータに基づき、蛍光Ｘ線を発生した元素の定性・定量分析の処理を行う。
【００２３】
また蛍光Ｘ線分析装置１は、接触面１８に試料が接触していることを検出する試料センサ１４を備えており、試料センサ１４及びトリガ１７は、制御部２１に接続されている。試料センサ１４は、例えば接触スイッチ又は赤外線センサで構成されている。蛍光Ｘ線分析装置１は、使用者が手で保持して接触面１８を試料に押し付け、この状態で使用者がトリガ１７を押下するように使用される。試料センサ１４が接触面１８に試料が接触していることを検出していない場合は、トリガ１７が押下されてもＸ線は発生しない。接触面１８に試料が接触していることを試料センサ１４が検出した場合、試料センサ１４は所定の信号を制御部２１へ出力し、またトリガ１７は、使用者に押下された場合に所定の信号を制御部２１へ出力する。
【００２４】
制御部２１は、接触面１８に試料が接触していることを示す信号を受け付けている状態で、トリガ１７が押下されたことを示す信号を受け付けた場合は、電力供給部１５に、Ｘ線管１２へ電力を供給させる処理を行う。Ｘ線管１２は、電力供給部１５から電力を供給されることにより、Ｘ線を発生させる。接触面１８には、開口部が形成されており、Ｘ線管１２が発生したＸ線は、開口部から放射される。Ｘ線は、接触面１８に接触している試料の表面に照射され、Ｘ線が照射されることによって試料からは蛍光Ｘ線が発生する。蛍光Ｘ線は開口部から蛍光Ｘ線分析装置１内へ入射され、Ｘ線検出器１３が蛍光Ｘ線を検出する。制御部２１は、Ｘ線検出器１３が検出した蛍光Ｘ線のスペクトルに基づき、試料に含まれる元素の定性・定量分析を行う。
【００２５】
また本発明の蛍光Ｘ線分析装置１は、内部に試料を収納することができる専用のシールドケースが着脱可能であり、シールドケースに収納された試料の蛍光Ｘ線分析を行うことができる構成となっている。図３は、シールドケース３１が装着された蛍光Ｘ線分析装置１を示す模式図である。シールドケース３１は、箱状に形成されており、蛍光Ｘ線分析装置１の接触面１８が内部に挿入して蛍光Ｘ線分析装置１に装着される構成となっている。蛍光Ｘ線分析装置１は、シールドケース３１が装着された状態でシールドケース３１の内部へＸ線を放射することができる。シールドケース３１は、蛍光Ｘ線分析装置１に装着された状態で蛍光Ｘ線分析装置１が内部へ放射するＸ線、及び収納した試料から発生する蛍光Ｘ線を、内部から外部へ漏洩しないようにシールドする構成となっている。
【００２６】
またシールドケース３１に収納することができる試料は、チップ等の比較的小型の試料であり、シールドケース３１には試料を出し入れするための図示しない蓋部が設けられている。またシールドケース３１は、蓋部が閉じている状態では蛍光Ｘ線分析装置１の試料センサ１４に試料が接触面１８に接触していると検出させ、蓋部が開いている状態では試料センサ１４に試料が接触面１８に接触していると検出させない構成となっている。例えば、試料センサ１４が接触スイッチである形態の場合、シールドケース３１は、蓋部が閉じることに連動して試料センサ１４を可動片で押下する構成であればよい。また試料センサ１４が赤外線センサである形態の場合、シールドケース３１は、蓋部が閉じることに連動して試料センサ１４の受光部を可動片で隠す構成であればよい。
【００２７】
シールドケース３１が蛍光Ｘ線分析装置１に装着されている状態では、シールドケース３１を試料室として利用した卓上型の蛍光Ｘ線分析装置と同様の利用が可能となる。シールドケース３１の蓋部が開いている状態では、蛍光Ｘ線分析装置１の試料センサ１４は接触面１８に試料が接触していると検出せず、トリガ１７が押下されても蛍光Ｘ線分析装置１はＸ線を放射しない。シールドケース３１の蓋部が閉じている状態では、試料センサ１４は接触面１８に試料が接触していると検出し、トリガ１７が押下された場合に、蛍光Ｘ線分析装置１は、シールドケース３１内の試料に対してＸ線を照射し、試料から発生した蛍光Ｘ線を検出する。
【００２８】
なお、シールドケース３１は、蛍光Ｘ線分析装置１と電気的な接続が可能であり、蓋部が閉じている場合に蓋部が閉じていることを示す情報を制御部２１へ出力する形態であってもよい。この形態の場合、制御部２１は、蓋部が閉じていることを示す情報をシールドケース３１から受け付けた場合に、Ｘ線の発生を可能にする処理を実行する。
【００２９】
蛍光Ｘ線分析装置１は、蛍光Ｘ線分析装置１にシールドケース３１が装着されていることを検出する装着センサ（検出手段）１１を備えており、装着センサ１１は制御部２１に接続されている。装着センサ１１は磁気センサ又は接触スイッチ等を用いて構成されている。
【００３０】
図４は、装着センサ１１が磁気センサである形態を示す蛍光Ｘ線分析装置１及びシールドケース３１の模式的部分断面図である。図４中では、シールドケース３１を模式的断面図で示してある。蛍光Ｘ線分析装置１の装着センサ１１は、接触面１８の付近に配置されている。磁気センサである装着センサ１１は、ホール素子又は磁気抵抗素子等を用いて構成されている。またシールドケース３１は、蛍光Ｘ線分析装置１に装着された状態で装着センサ１１に近接する位置に磁石（磁気発生部品）３２が設けられている。蛍光Ｘ線分析装置１にシールドケース３１が装着された場合、装着センサ１１は磁石３２の磁気を検出し、シールドケース３１が装着されたことを示す信号を制御部２１へ出力する。なお、磁石３２は永久磁石であってもよく、電磁石であってもよい。またシールドケース３１は、コイル等の、磁石以外の磁気発生部品を備える形態であってもよい。
【００３１】
図５は、装着センサ１１が接触スイッチである形態を示す蛍光Ｘ線分析装置１及びシールドケース３１の模式的部分断面図である。図５中では、シールドケース３１を模式的断面図で示してある。蛍光Ｘ線分析装置１の装着センサ１１は、蛍光Ｘ線分析装置１にシールドケース３１が装着された場合にシールドケース３１に接触する位置に配置されている。図５（ａ）に示すように、蛍光Ｘ線分析装置１にシールドケース３１が装着されていない状態では、接触スイッチである装着センサ１１は押下されていない状態となっている。図５（ｂ）に示すように、蛍光Ｘ線分析装置１にシールドケース３１が装着された状態では、装着センサ１１はシールドケース３１に接触して押下されており、装着センサ１１は、シールドケース３１が装着されたことを示す信号を制御部２１へ出力する。
【００３２】
次に、以上の構成でなる蛍光Ｘ線分析装置１の動作を説明する。図６は、本発明の蛍光Ｘ線分析装置１が蛍光Ｘ線分析を行うために実行する処理の手順を示すフローチャートである。蛍光Ｘ線分析装置１の制御部２１は、使用者が入力部２４を操作することによる、蛍光Ｘ線分析の開始指示の入力を入力部２４で受け付ける（Ｓ１）。制御部２１は、次に、装着センサ１１からの信号に基づいて、蛍光Ｘ線分析装置１にシールドケース３１が装着されているか否かを判定する（Ｓ２）。ステップＳ２では、制御部２１は、シールドケース３１が装着されたことを示す信号を装着センサ１１から受け付けている場合に蛍光Ｘ線分析装置１にシールドケース３１が装着されていると判定し、シールドケース３１が装着されたことを示す信号を受け付けていない場合に蛍光Ｘ線分析装置１にシールドケース３１が装着されていないと判定する。
【００３３】
ステップＳ２で蛍光Ｘ線分析装置１にシールドケース３１が装着されていると判定した場合は（Ｓ２：ＹＥＳ）、制御部２１は、蛍光Ｘ線分析のモードとして、高パワーモード及び低パワーモードのいずれかを選択するための選択画面を表示部２３に表示させる（Ｓ３）。図７は、蛍光Ｘ線分析のモードを選択するための選択画面の例を示す模式図である。図７（ａ）は、高パワーモード及び低パワーモードのいずれかを選択するための選択画面を示しており、高パワーモードの文字列と低パワーモードの文字列とが表示されている。タッチパネル上で何れかの文字列を指で選択する等の方法で使用者が入力部２４を操作することにより、蛍光Ｘ線分析装置１は、モードの指定の入力を入力部２４で受け付けることができる。
【００３４】
高パワーモードと低パワーモードとでは、蛍光Ｘ線分析装置１が放射するＸ線の強度を異ならせている。低パワーモードは、Ｘ線の出力強度を予め定められた所定の強度以下に制限したモードであり、高パワーモードは、Ｘ線の出力強度を低パワーモードよりも高くしたモードである。電力供給部１５がＸ線管１２へ供給する電流の大きさを変更することによってＸ線管１２が発生するＸの強度が変化し、蛍光Ｘ線分析装置１が放射するＸ線の強度は変更される。高パワーモード及び低パワーモードの夫々に対応する電流の大きさは記憶部２２に予め記憶されている。低パワーモードでのＸ線強度は、たとえＸ線被曝が発生した場合であってもＸ線による人体への悪影響を最小限に抑えることができる強度に設定されている。制御部２１は、ステップＳ３にて、高パワーモードを選択できる選択画面を表示部２３に表示させることにより、低パワーモードでのＸ線強度以上の強度でＸ線を放射することを可能にさせる。
【００３５】
高パワーモードは低パワーモードよりもＸ線強度が高いので、蛍光Ｘ線分析の感度がより高い。従って、より高感度・高精度の蛍光Ｘ線分析が必要である場合に、高パワーモードが選択される。例えば、分析対象の元素が微量である場合、又は分析結果に対する母材の影響が大きい場合等では、高パワーモードが選択される。逆に、分析対象の元素が多量である場合、又は分析結果に対する母材の影響が小さい場合等では、低パワーモードを選択しても構わない。なお、高パワーモード及び低パワーモードの名称は一例であり、互いにＸ線の出力強度が異なるモードであれば、モードの名称にその他の名称を用いてもよい。
【００３６】
ステップＳ２で蛍光Ｘ線分析装置１にシールドケース３１が装着されていないと判定した場合は（Ｓ２：ＮＯ）、制御部２１は、蛍光Ｘ線分析のモードとして、低パワーモードを選択するための選択画面を表示部２３に表示させる（Ｓ４）。図７（ｂ）は、低パワーモードを選択するための選択画面を示しており、高パワーモードの文字列は表示されておらず、低パワーモードの文字列のみが表示されている。この状態では、低パワーモードの指定のみが受け付け可能となっている。
【００３７】
ステップＳ３又はステップＳ４が終了した後は、制御部２１は、選択画面を利用したモードの指定の受け付けを待ち受ける（Ｓ５）。モードの指定の受け付けがない場合は（Ｓ５：ＮＯ）、制御部２１は、モードの指定の待ち受けを続行する。モードの指定の入力を入力部２４で受け付けた場合は（Ｓ５：ＹＥＳ）、制御部２１は、指定された蛍光Ｘ線分析のモードに合わせて、電力供給部１５からＸ線管１２へ供給する電流の大きさを設定する（Ｓ６）。ステップＳ６では、低パワーモードが指定されている場合はＸ線強度を所定の強度以下に制限する電流の大きさに設定され、高パワーモードが指定されている場合はより大なる電流の大きさに設定される。
【００３８】
制御部２１は、次に、トリガ１７が押下されることを待ち受ける（Ｓ７）。トリガ１７の押下がない場合は（Ｓ７：ＮＯ）、制御部２１は、トリガ１７の押下の待ち受けを続行する。トリガ１７が押下された場合は（Ｓ７：ＹＥＳ）、制御部２１は、試料センサ１４からの信号に基づいて、Ｘ線の放射が可能であるか否かを判定する（Ｓ８）。ステップＳ８では、制御部２１は、試料が接触面１８に接触していることを示す信号を装着センサ１４から受け付けている場合にＸ線の放射が可能であると判定し、試料が接触面１８に接触していることを示す信号を試料センサ１４から受け付けていない場合にＸ線の放射が不可能であると判定する。蛍光Ｘ線分析装置１にシールドケース３１が装着されていない状態で接触面１８に試料が接触していない場合、又は蛍光Ｘ線分析装置１にシールドケース３１が装着されている状態でシールドケース３１の蓋部が開いている場合には、試料センサ１４は信号を出力せず、制御部２１はＸ線の放射が不可能であると判定することになる。逆に蛍光Ｘ線分析装置１にシールドケース３１が装着されていない状態で接触面１８に試料が接触している場合、又は蛍光Ｘ線分析装置１にシールドケース３１が装着されている状態でシールドケース３１の蓋部が閉じている場合には、試料センサ１４は信号を出力し、制御部２１はＸ線の放射が可能であると判定することになる。
【００３９】
ステップＳ８でＸ線の放射が不可能であると判定した場合は（Ｓ８：ＮＯ）、制御部２１は、処理をステップＳ７へ戻す。Ｘ線の放射が可能であると判定した場合は（Ｓ８：ＹＥＳ）、制御部２１は、電力供給部１５にＸ線管１２へ設定した大きさの電流を供給させることにより、Ｘ線管１２にＸ線を発生させる（Ｓ９）。Ｘ線管１２が発生したＸ線は、接触面１８に形成された開口部から放射されて試料に照射される。試料から発生した蛍光Ｘ線はＸ線検出器１３で検出され、制御部２１は、検出回路１６から蛍光Ｘ線のスペクトルを取得し、取得したスペクトルに基づいて、試料に含まれる元素の蛍光Ｘ線分析を行う（Ｓ１０）。制御部２１が実行した蛍光Ｘ線分析の結果は、表示部２３に表示される。制御部２１は、ステップＳ１０で処理を終了する。
【００４０】
以上詳述した如く、本発明においては、蛍光Ｘ線分析装置１は、シールドケース３１が装着されず、外部の試料へＸ線を照射して蛍光Ｘ線分析を行う場合は、高パワーモードでの動作ができず、Ｘ線の強度が所定の強度以下に抑えられた低パワーモードでの動作のみが可能である。低パワーモードで動作する場合には、蛍光Ｘ線分析装置１が蛍光Ｘ線分析の際に放射するＸ線の強度が所定の強度以下の小さい強度に抑えられる。従って、蛍光Ｘ線分析装置１にシールドケース３１が装着されずに使用される場合は、蛍光Ｘ線分析装置１外へＸ線が放射されるのでＸ線被曝の危険性があるものの、本発明では、Ｘ線の出力強度が小さく抑えられるので、Ｘ線被曝の危険性を可及的に小さくすることができる。
【００４１】
また本発明においては、蛍光Ｘ線分析装置１は、シールドケース３１が装着され、シールドケース３１内の試料へＸ線を照射して蛍光Ｘ線分析を行う場合は、低パワーモード及び高パワーモードのいずれのモードでも動作することが可能である。高パワーモードで動作する場合には、蛍光Ｘ線分析装置１は、蛍光Ｘ線分析の際に低パワーモードよりも大きい強度でＸ線を放射することができる。従って、蛍光Ｘ線分析装置１にシールドケース３１が装着されて使用される場合は、シールドケース３１内の試料に照射するＸ線の強度をより大きくすることが可能であるので、蛍光Ｘ線分析による高感度・高精度の元素分析を行うことができる。またシールドケース３１内へ放射されたＸ線はシールドケース３１によってシールドされるので、高感度・高精度の蛍光Ｘ線分析を安全に実行することが可能となる。
【００４２】
なお、以上の実施の形態においては、卓上型蛍光Ｘ線分析装置の試料室として利用できるシールドケース３１を用いた形態を示したが、本発明は、その他の形状のシールドケースを用いた形態であってもよい。図８は、キャップ型のシールドケース３３を用いた本発明の形態を示す模式図である。シールドケース３３は、蛍光Ｘ線分析装置１の接触面１８に被せるキャップ状に形成されてある。接触面１８に小型の試料を載せ、更にその上からシールドケース３３を被せることにより、Ｘ線をシールドした状態で蛍光Ｘ線分析を行うことが可能である。蛍光Ｘ線分析装置１は、前述の形態と同様に、装着センサ１１によりシールドケース３３が装着されていることを検出し、本発明を実現することが可能である。
【００４３】
また本実施の形態においては、Ｘ線管１２に供給する電流を制御することによってＸ線の強度を制限する形態を示したが、本発明は、蛍光Ｘ線分析装置が放射するＸ線の強度を制限する方法としてその他の方法を用いた形態であってもよい。例えば、本発明の蛍光Ｘ線分析装置は、Ｘ線管１２に供給する電圧を制御することによって、Ｘ線管１２が発生するＸ線の強度を制限する形態であってもよい。また本発明の蛍光Ｘ線分析装置は、発生するＸ線の強度が異なる複数のＸ線管を備え、Ｘ線を発生させるＸ線管を変更することによって、放射するＸ線の強度を変更する形態であってもよい。また本発明の蛍光Ｘ線分析装置は、複数のＸ線管を備え、Ｘ線を発生させるＸ線管の数を変更することによって、放射するＸ線の強度を変更する形態であってもよい。また本発明の蛍光Ｘ線分析装置は、Ｘ線を減衰させるＸ線フィルタを備え、Ｘ線管１２から発生したＸ線をＸ線フィルタに通過させることによって、放射するＸ線の強度を制限する形態であってもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１ 蛍光Ｘ線分析装置
１１ 装着センサ（検出手段）
１２ Ｘ線管（Ｘ線源）
１３ Ｘ線検出器
１４ 試料センサ
２ 小型コンピュータ
２１ 制御部
２３ 表示部
３１、３３ シールドケース
３２ 磁石（磁気発生部品）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線源を備え、該Ｘ線源から発生したＸ線を外部へ放射し、Ｘ線を照射された外部の試料から発生する蛍光Ｘ線を検出し、検出した蛍光Ｘ線に基づいて前記試料の蛍光Ｘ線分析を行う蛍光Ｘ線分析装置において、
Ｘ線をシールドするシールドケースを着脱可能であり、
前記シールドケースの内部に配置された試料の蛍光Ｘ線分析を行うために、前記シールドケースを装着した状態で前記シールドケースの内部へＸ線を放射することができる構成となっており、
前記シールドケースを装着していることを検出する検出手段と、
前記シールドケースを装着していることを前記検出手段が検出していない場合に、放射するＸ線の強度を、所定の強度以下に制限する制限手段と、
前記シールドケースを装着していることを前記検出手段が検出してる場合に、前記所定の強度よりも大きい強度で前記シールドケースの内部へＸ線を放射することを可能にする手段と
を備えることを特徴とする蛍光Ｘ線分析装置。
【請求項２】
前記制限手段は、前記Ｘ線源が発生するＸ線の強度を制限するように構成してあることを特徴とする請求項１に記載の蛍光Ｘ線分析装置。
【請求項３】
前記シールドケースは、磁気発生部品を組み込んであり、
前記検出手段は、前記磁気発生部品の磁気を検出する磁気センサを用いてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の蛍光Ｘ線分析装置。
【請求項４】
前記検出手段は、前記シールドケースを装着している状態で前記シールドケースが接触する位置に配置した接触スイッチを用いてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の蛍光Ｘ線分析装置。
【請求項１】
Ｘ線源を備え、該Ｘ線源から発生したＸ線を外部へ放射し、Ｘ線を照射された外部の試料から発生する蛍光Ｘ線を検出し、検出した蛍光Ｘ線に基づいて前記試料の蛍光Ｘ線分析を行う蛍光Ｘ線分析装置において、
Ｘ線をシールドするシールドケースを着脱可能であり、
前記シールドケースの内部に配置された試料の蛍光Ｘ線分析を行うために、前記シールドケースを装着した状態で前記シールドケースの内部へＸ線を放射することができる構成となっており、
前記シールドケースを装着していることを検出する検出手段と、
前記シールドケースを装着していることを前記検出手段が検出していない場合に、放射するＸ線の強度を、所定の強度以下に制限する制限手段と、
前記シールドケースを装着していることを前記検出手段が検出してる場合に、前記所定の強度よりも大きい強度で前記シールドケースの内部へＸ線を放射することを可能にする手段と
を備えることを特徴とする蛍光Ｘ線分析装置。
【請求項２】
前記制限手段は、前記Ｘ線源が発生するＸ線の強度を制限するように構成してあることを特徴とする請求項１に記載の蛍光Ｘ線分析装置。
【請求項３】
前記シールドケースは、磁気発生部品を組み込んであり、
前記検出手段は、前記磁気発生部品の磁気を検出する磁気センサを用いてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の蛍光Ｘ線分析装置。
【請求項４】
前記検出手段は、前記シールドケースを装着している状態で前記シールドケースが接触する位置に配置した接触スイッチを用いてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の蛍光Ｘ線分析装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２２３６４１（Ｐ２０１０−２２３６４１Ａ）
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６９１９５（Ｐ２００９−６９１９５）
【出願日】平成２１年３月２０日（２００９．３．２０）
【出願人】（０００１５５０２３）株式会社堀場製作所 (638)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２０日（２００９．３．２０）
【出願人】（０００１５５０２３）株式会社堀場製作所 (638)
【Ｆターム（参考）】
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