JP4933702B2 - 可搬型蛍光ｘ線分析計 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は考古学資料調査、犯罪現場捜査、火災初動捜査、スクラップ品検査等における屋外での元素分析を主目的とした可搬型蛍光Ｘ線分析計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
測定ヘッドと操作部とで構成されている可搬型蛍光Ｘ線分析計を使用する場合、通常作業の効率化のために測定ヘッドを試料に向け設置する作業者と測定データ収集のために操作部を操作する作業者が二人一組になり、互いが連携しあいながら測定を実施する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の可搬型蛍光Ｘ線分析計はＸ線発生指示のためのスイッチを測定ヘッドあるいは操作部のいずれか一方に備えており、Ｘ線の発生、停止は一方の作業者に委ねられていた。
【０００４】
そのため、Ｘ線の発生、停止手段であるスイッチを操作しない作業者にとっては、好ましくないような状況でもＸ線を発生させられたり、停止されたりする不具合があった。
【０００５】
本発明は上記の問題を解消して安全性が高い可搬型蛍光Ｘ線分析計を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、可搬型蛍光Ｘ線分析計において測定ヘッドと操作部の両方にＸ線スイッチを取り付け、測定ヘッドに設置されている安全スイッチがオンの状態で、この両方のＸ線スイッチが同時にオンである時にのみＸ線を発生するように構成した。
【０００７】
また、測定ヘッドに設置されている安全スイッチがオフになりＸ線が停止すると、該安全スイッチが再びオンになっても、一旦測定ヘッド側Ｘ線スイッチ（第１のＸ線スイッチ）と操作部側Ｘ線スイッチ（第２のＸ線スイッチ）の両方ともオフにしてからでないとＸ線を発生させることができないように構成した。
【０００８】
さらに、安全スイッチがオフになり、第１のＸ線スイッチ、第２のＸ線スイッチが共にオンのままである状態のときに、第１のＸ線スイッチ、第２のＸ線スイッチの両方をオフにしなければＸ線を発生させることができないことを示す表示手段が、前記測定ヘッド又は操作部の少なくとも一方に設けられるように構成した。
【０００９】
【発明の実施の形態】
可搬型蛍光Ｘ線分析計において測定ヘッドに設置されている安全スイッチがオンの状態で測定ヘッド側Ｘ線スイッチ（第１のＸ線スイッチ）と操作部側Ｘ線スイッチ（第２のＸ線スイッチ）をオンにするとＸ線が発生する。また、測定ヘッドに設置されている安全スイッチがオフになりＸ線が停止すると、該安全スイッチが再びオンになった後は、一旦第１のＸ線スイッチと第２のＸ線スイッチの両方ともオフにしてから再び、両方ともオンにするとＸ線が再発生する。
【００１０】
【実施例】
以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１は本発明の可搬型蛍光Ｘ線分析計の実施例の回路図である。図１の回路図では可搬型蛍光Ｘ線分析計の構成のうちＸ線発生に関る部分を抜粋して示している。図２は本発明の可搬型蛍光Ｘ線分析計の実施例の全体構成図である。図２のシャッタ２０１はＸ線を完全に遮蔽することができる十分な厚みの金属で作られている。Ｘ線管球２０２はエンドウィンドウ型の小型Ｘ線管球を採用することにより装置の小型、軽量化を実現している。高圧電源２０３からの高電圧の供給を受けＸ線管球２０２から発生する蛍光Ｘ線の光束は蛍光Ｘ線分析計の測定ヘッド筐体２０４に設けられているＸ線照射窓を通過し被測定試料に照射されるが、測定時以外の間はシャッタ２０１により遮蔽され、測定ヘッド外部にＸ線が漏洩することはない。シャッタ２０１はソレノイド等のアクチュエータ２０５により機械的動作をする。Ｘ線照射により被測定試料から二次的に発生した蛍光Ｘ線はＸ線検出器２０６に取り込まれ、電気パルス信号に変換され次の検出回路２０７に送られる。Ｘ線検出器２０６としては、ＳｉやＧｅの半導体検出器、シンチレーション検出器、比例計数管等が利用でき、測定の目的に応じてこれらを使い分ける。検出回路２０７では入力された電気パルスを後に処理し易いレベルの信号になるよう増幅する。この時に必要な計数率が確保でき、且つ良好なエネルギー分解能が得られるように適切な波形整形処理も施される。このような処理を経た後電気パルスの波高はＡ／Ｄ変換器によりデジタル値に変換され、次の計数手段２０８に伝えられる。計数手段２０８では測定時間中に入力された電気パルスの数を波高値毎に計数する。こうして次々に検出された二次蛍光Ｘ線は、波高すなわちエネルギーに対する計数という形でスペクトルとして表現される。
【００１２】
シャッタ２０１の動作指示、高圧電源２０３への出力条件設定、計数結果の表示や解析はコンピュータ２０９によって実現される。
【００１３】
被測定部分に一次Ｘ線を照射するために測定ヘッド筐体２０４の正確な位置決めが必要になる。ＣＣＤカメラ等の撮像装置２１０を測定ヘッド筐体２０４側に設け、被測定試料を光学的に観察することで被測定試料と測定ヘッド筐体２０４との位置関係を容易に把握することができ正確な測定位置合わせが可能になる。
【００１４】
可搬型蛍光Ｘ線分析計の設置状態の異常や、装置安全に関る部品の動作異常を検知したときに高圧電源２０３の出力を制御し、Ｘ線の発生を停止する目的で通常可搬型蛍光Ｘ線分析計には安全インターロック回路２１１が備えられている。Ｘ線の発生、停止はＸ線キースイッチ２１２、２１３によって指示するが、Ｘ線の停止に関しては安全インターロック回路２１１の動作が優先する。
【００１５】
可搬型蛍光Ｘ線分析計は可搬性を高めるために構成要素を測定ヘッド部と操作部に分割し、測定ヘッド部の小型、軽量化を図っている。
【００１６】
図１においてＸ線発生用高圧電源１１は操作部２側に設置されている。本Ｘ線発生用高圧電源１１の出力は高圧ケーブル１２を介して測定ヘッド１側に設置されているＸ線管球１３に接続される。リレーｂ２２の接点３２が閉じられるとＸ線発生用高圧電源１１は高電圧を発生してＸ線管球１３からＸ線が発生する。安全スイッチ４は通常はオン状態にあるが、装置の安全インターロック回路に連動し、装置の設置状態の異常時や、装置安全に関る部品の動作異常時にオフになる。まずこの安全スイッチ４がオンで測定ヘッド１側Ｘ線スイッチ３と操作部２側Ｘ線スイッチ５が同時にオフの時にはリレーａ２１のコイルに電流が流れ、リレーａ２１の接点３１は閉じられる。リレーａ２１の接点３１が閉じられることで、電源からリレーａ２１のコイル、リレーａ２１の接点３１、安全スイッチ４、グランドという電流経路ができ、リレーａ２１は安全スイッチ４がオフにならない限りオンの状態を保つ。次に測定ヘッド１側Ｘ線スイッチ３と操作部２側Ｘ線スイッチ５を同時にオンにするとリレーｂ２２のコイルに電流が流れリレーｂ２２の接点３２が閉じる。前述したようにリレーｂ２２の接点３２が閉じられるとＸ線発生用高圧電源１１は高電圧を発生してＸ線管球１３からＸ線が発生する。
【００１７】
何らかの原因で安全スイッチ４がオフになるとリレーｂ２２のコイルへの電流供給路が断たれリレーｂ２２の接点３２は開く。その結果Ｘ線の発生は停止される。この時リレーａ２１のコイルへの電流供給路も断たれるのでリレーａ２１の接点３１は開く。すると安全スイッチ４がオン状態に復帰してもリレーｂ２２のコイルへの電流供給路は完成されないので、このままではＸ線が再発生することはない。この後一旦測定ヘッド１側Ｘ線スイッチ３と操作部２側Ｘ線スイッチ５を同時にオフにするとリレーａ２１のコイルに電流が流れ接点３１は閉じる。そして再び測定ヘッド１側Ｘ線スイッチ３と操作部２側Ｘ線スイッチ５を同時にオンにするとリレーｂ２２のコイルに電流が流れ、接点３２が閉じ、その結果Ｘ線が再発生する。
【００１８】
ここで、安全スイッチがオフになり、測定ヘッド側Ｘ線スイッチ、操作部側Ｘ線スイッチが共にオンのままである状態のときに、測定ヘッド側Ｘ線スイッチ、操作部側Ｘ線スイッチの両方をオフにしなければＸ線を発生させることができないことを示す表示手段（例えば、ＬＥＤによる点灯や、コンピュータ２０９の画面への表示等）を、測定ヘッド又は操作部の少なくとも一方に設けることにより、現在のスイッチの状態を認識することができるようになる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は測定ヘッドと操作部からなる可搬型蛍光Ｘ線分析計において、測定ヘッドと操作部の両方にＸ線スイッチを取り付け、測定ヘッドに設置されている安全スイッチがオンの状態で、この両方のＸ線スイッチが同時にオンである時にのみＸ線を発生するように構成したことにより、測定ヘッド側と操作部側の作業者共に安全確保が十分にできた状態でＸ線を発生させることができると共に、いずれの作業者も自分の意志のみで随時Ｘ線を停止することができ、作業の効率向上が図れる。
【００２０】
更に、安全インターロックが作動しＸ線が停止すると、インターロックが解除された後にＸ線を再発生させる場合には、一旦測定ヘッド側Ｘ線スイッチと操作部側Ｘ線スイッチの両方ともオフにする操作を必須とした。これによって安全性が高い可搬型蛍光Ｘ線分析計を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の可搬型蛍光Ｘ線分析計の実施例の回路図である。
【図２】本発明の可搬型蛍光Ｘ線分析計の実施例の全体構成図である。
【符号の説明】
１ 測定ヘッド
２ 操作部
３ 測定ヘッド側Ｘ線スイッチ
４ 安全スイッチ
５ 操作部側Ｘ線スイッチ
１１ Ｘ線発生用高圧電源
１２ 高圧ケーブル
１３ Ｘ線管球
２１ リレーａ
２２ リレーｂ
３１ リレーａの接点
３２ リレーｂの接点
２０１ シャッタ
２０２ Ｘ線管球
２０３ 高圧電源
２０４ 測定ヘッド筐体
２０５ アクチュエータ
２０６ Ｘ線検出器
２０７ 検出回路
２０８ 計数手段
２０９ コンピュータ
２１０ 撮像装置
２１１ 安全インターロック回路
２１２ 操作部側Ｘ線キースイッチ
２１３ 測定ヘッド側Ｘ線キースイッチ

Claims (6)

1. 試料にＸ線を照射するためのＸ線管球を有する測定ヘッドと、測定ヘッドから分離された操作部とを備えた可搬型蛍光Ｘ線分析計において、
   前記測定ヘッドは、前記Ｘ線管球からの前記Ｘ線の照射を制御する第１のＸ線スイッチと、当該Ｘ線の照射を停止する安全スイッチとを有し、
   前記操作部は、前記Ｘ線管球からの前記Ｘ線の照射を制御する第２のＸ線スイッチを有し、
   前記Ｘ線管球は、前記第１のＸ線スイッチと前記安全スイッチ及び第２のＸ線スイッチのいずれもがオンの場合にのみ前記Ｘ線を照射する可搬型蛍光Ｘ線分析計。
2. 前記Ｘ線管球は、前記安全スイッチにより前記Ｘ線の照射を停止した場合、前記第１及び前記第２のＸ線スイッチの両方をオフにしてから前記第１及び第２のＸ線スイッチの両方をオンにすることにより前記Ｘ線を照射する請求項１に記載の可搬型蛍光Ｘ線分析計。
3. 前記安全スイッチにより前記Ｘ線の照射を停止し、前記第１のＸ線スイッチと前記第２のＸ線スイッチのどちらか一方または両方がオンである場合、信号を出力する表示手段を有する請求項２に記載の可搬型蛍光Ｘ線分析計。
4. 前記測定ヘッドは、蛍光Ｘ線を検出する検出器を有する請求項１から３のいずれか一つに記載の可搬型蛍光Ｘ線分析計。
5. 前記測定ヘッドは、前記試料を観察可能な撮像装置を有する請求項１から４のいずれか一つに記載の可搬型蛍光Ｘ線分析計。
6. 前記操作部は、前記Ｘ線管球の電源を有する請求項１から５のいずれか一つに記載の可搬型蛍光Ｘ線分析計。

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