JPH08304285A

JPH08304285A - 発光分光分析装置及びその使用方法

Info

Publication number: JPH08304285A
Application number: JP11439795A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Matsumoto; 義朗松本; Kazuya Ishii; 一也石井
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1995-05-12
Filing date: 1995-05-12
Publication date: 1996-11-22

Abstract

(57)【要約】【構成】雰囲気ガス供給系２０が３ポート電磁弁２２
及び流量調節弁３１２、３２２を含んで構成され、流量
調節弁３１２、３２２が３ポート電磁弁２２の入口部２
３０、２２９側に接続されると共に、３ポート電磁弁２
２の出口部２３１側が放電室１１側に接続されている発
光分光分析装置１０。【効果】比較的少量のＡｒガスをバイパス流路２４を
介して放電室１１側に流しておくと、分析を行なわない
ときでも放電室１１側から３ポート電磁弁２２内に空気
が侵入するのを常時確実に、かつ安いコストで防止する
ことができる。また予め流量調節弁３２２の流量を調整
しておき、分析を行なう際に３ポート電磁弁２２を駆動
させると、分析流路２５を介して所定量の清浄なＡｒガ
スを放電室１１側に確実に供給することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は発光分光分析装置及びそ
の使用方法に関し、より詳細には、例えば鉄鋼材料等に
おける微量成分の分析に用いられる発光分光分析装置及
びその使用方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、鉄鋼品種の多様化、高品質化及び
製鋼加工技術の発展に伴い、鉄鋼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技術が進歩してきており、
これらの技術の裏付けとして前記微量成分の定量分析が
重要になってきている。

【０００３】また製鋼・精練工程はオンライン操業であ
るので、前記微量成分の分析は迅速、かつ正確に行なわ
れると共に、この分析結果が速やかに製鋼・精練工程に
フィードバックされる必要がある。

【０００４】従来から鉄鋼中の微量成分を分析するに
は、以下のような方法が用いられている。Ｃ（炭素）成
分の分析方法として、固体試料から採取した少量（０．
５〜３ｇ）の試料を高周波電力により燃焼させ、赤外線
吸収法により分析する方法等がある。またＮ（窒素）成
分の分析方法として、固体試料から採取した少量（０．
５〜１ｇ）の試料を不活性ガス搬送し、溶融熱伝導法に
より分析する方法等がある。またＯ（酸素）成分の分析
方法として、固体試料から採取した少量（０．５〜１
ｇ）の試料を不活性ガス搬送して溶融させ、赤外線吸収
法により分析する方法、あるいはこの試料を不活性ガス
搬送し、溶融熱伝導法により分析する方法等がある。

【０００５】また、これらの微量成分を同時に分析する
分析法として、固体試料を切断、研磨した後、この試料
の研磨面を放電させることにより発光させ、そのスペク
トル線強度から成分濃度を分析する発光分光分析方法が
ある。

【０００６】しかし、前記した微量成分ごとに分析を行
なう分析方法においては、高い精度が得られるという長
所がある反面、試料の調製が煩雑であり、分析に人手と
時間を要するという短所がある。

【０００７】一方、前記発光分光分析方法においては、
多種類の微量成分の分析を迅速に行なうことができると
いう長所があり、しかも最近のエレクトロニクス技術等
の進歩に伴い、この分析精度も向上してきている。した
がって、鉄鋼製造プロセスの管理に用いられる鉄鋼中の
微量成分の分析には、高度の分析精度と分析の迅速性と
を満足するこの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。

【０００８】図６は従来の発光分光分析装置の放電室、
雰囲気ガス供給系近傍を概略的に示した断面図であり、
図中１１１は発光スタンドを示している。発光スタンド
１１１の一端部は水平面に対して斜め下方に突出して形
成されており、この突出部上面には試料台１１２が配設
され、試料台１１２の中央部には試料台孔１１２ａが形
成されている。また試料台１１２の上面には、試料台孔
１１２ａを塞ぐように試料台１１２に密接して分析用固
体試料１２が配置されており、分析用固体試料１２の近
傍には、分析用固体試料１２を試料台１１２上に密接・
固定させるための試料固定手段１３が配設されている。
また発光スタンド１１１の開放端側には集光レンズ１１
３が配設されており、これら発光スタンド１１１、試料
台１１２、集光レンズ１１３、分析用固体試料１２によ
り囲まれた内部に放電室１１が構成されている。

【０００９】放電室１１内における試料台孔１１２ａと
対向する所定箇所には対向電極１４１が配設されてお
り、対向電極１４１は電源１４２に接続され、電源１４
２は判断・制御部１５に接続されている。これら対向電
極１４１、電源１４２、判断・制御部１５等を含んで放
電手段１４が構成されている。

【００１０】発光スタンド１１１下部における集光レン
ズ１１３及び対向電極１４１近傍にはガス導入管３０
１、３０２の一端部がそれぞれ接続され、ガス導入管３
０１、３０２の他端部は継手３０３、ガス配管３０４を
介して流量計３０５に接続されている。流量計３０５は
継手３０６、ガス配管３１１を介して流量調節弁３１２
に接続され、流量調節弁３１２は２ポート電磁弁３１３
（JIS B 8373-1993)の出口部３１３４に接続されてい
る。また２ポート電磁弁３１３の入口部３１３３はガス
配管３１１、継手３０７、ガス配管３０８を介してガス
供給源３０９に接続されており、これらガス配管３１
１、流量調節弁３１２、２ポート電磁弁３１２を含んで
メイン流路３１０が構成されている。一方、流量計３０
５は継手３０６、ガス配管３２１を介して流量調節弁３
２２に接続され、流量調節弁３２２はガス配管３２１、
継手３０７、ガス配管３０８を介してガス供給源３０９
に接続されており、これらガス配管３２１、流量調節弁
３２２を含んでバイパス流路３２０が構成されている。

【００１１】２ポート電磁弁３１３の基台３１３１上に
は略円柱形状の凹部３１３２が形成され、また基台３１
３１の両側面部には入口部３１３３、出口部３１３４が
それぞれ形成されており、入口部３１３３、出口部３１
３４には凹部３１３２に通じる導通孔３１３３ａ、３１
３４ａがそれぞれ形成されている。また基台３１３１上
には、略円筒形状を有する鍔付きのプランジャーケース
３１３５が凹部３１３２と同心状に固定されており、プ
ランジャーケース３１３５及び凹部３１３２の内部には
略円柱形状のプランジャー３１３６が上下方向摺動可能
に配設されている。プランジャー３１３６下部にはパッ
キン３１３７が取り付けられており、パッキン３１３７
下面が導通孔３１３４ａ上部に当接すると、導通孔３１
３４ａが塞がれるようになっている。またプランジャー
３１３６とプランジャーケース３１３５との間にはバネ
３１３８が介装されてプランジャー３１３６が押し下げ
られるようになっており、したがって通常の場合、導通
孔３１３３ｂはプランジャー３１３６により閉塞されて
いる。一方、プランジャー３１３６の上方には所定間隔
を有して略円柱形状の鉄心３１３９が取り付けられてお
り、鉄心３１３９及びプランジャー３１３６の周囲の所
定箇所にはコイル３１４０が配設されている。コイル３
１４０は電源３３０を介して判断・制御部１５に接続さ
れており、判断・制御部１５を操作して電源３３０を駆
動させ、コイル３１４０に電流を印加すると、強磁性体
となった鉄心３１３９にプランジャー３１３６が引きつ
けられ、導通孔３１３３ｂが開かれる。すると導通孔３
１３３ａ、凹部３１３２、導通孔３１３３ｂを介し、入
口部３１３３と出口部３１３４とが導通するようになっ
ている。また基台３１３１上にはプランジャー３１３
６、プランジャーケース３１３５、鉄心３１３９、コイ
ル３１４０等を覆う態様で本体ケース３１４１等が取り
付けられている。これら基台３１３１、プランジャーケ
ース３１３５、プランジャー３１３６、鉄心３１３９、
コイル３１４０、本体ケース３１４１等を含んで２ポー
ト電磁弁３１３が構成されている。

【００１２】これらガス導入管３０１、３０２、ガス配
管３０４、３０８、流量計３０５、メイン流路３１０、
バイパス流路３２０、ガス供給源３０９等を含んで雰囲
気ガス供給系３００が構成されている。

【００１３】他方、発光スタンド１１１の突出部にはガ
ス排出管１６が接続されている。これら放電室１１、放
電手段１４、雰囲気ガス供給系３００等を含んで発光分
光分析装置３０が構成されている。

【００１４】このように構成された装置３０の場合、分
析を行なわないときはバイパス流路３２０を介して流量
が約３リットル/minのＡｒ（アルゴン：純度９９．９９９ホ゛
リューム%）、Ｈｅ（ヘリウム：純度９９．９９９ホ゛リューム%）
またはＡｒ・Ｈｅ混合ガス等の雰囲気ガスを放電室１１
内に連続的に導入し、放電室１１内及び雰囲気ガス供給
系３００内の空気を追い出しておく。次に分析用固体試
料１２中の微量成分（Ｎ、Ｏ、Ｃ成分等）を分析する
際、まず試料固定手段１３を用いて分析用固体試料１２
を試料台１１２上に密接・固定させる。次に流量調節弁
３１２を調製した後、判断・制御部１５を操作すると、
２ポート電磁弁３１３の入口部３１３３と出口部３１３
４とが導通し、メイン流路３１０及びバイパス流路３２
０を介してトータル流量が約１３リットル/minの雰囲気ガス
が放電室１１内に導入される。そして所定時間経過した
ことが判断・制御部１５において判断されると、ガス濃
度測定手段（図示せず）に分析指示が行なわれ、放電室
１１内における雰囲気ガス濃度の分析が行なわれる。次
に分析用固体試料１２が加熱手段（図示せず）により所
定温度まで加熱されたことが判断・制御部１５において
判断されると、これからの信号により電源１４２が駆動
され、対向電極１４１と分析用固体試料１２との間に電
圧が印加され、これらの間に所定時間放電が発生する。
この放電により生じた発光が集光レンズ１１３を介して
分光器（図示せず）に送られてスペクトル線が選択さ
れ、その測光値が判断・制御部１５に入力され、微量成
分濃度が計算されて求められる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の発光分
光分析装置３０においては、分析を行わないときに放電
室１１及び雰囲気ガス供給系３００に空気が混入しない
よう、バイパス流路３２０を通じて流量が３リットル/minの
雰囲気ガスを常時流している。しかし雰囲気ガス流量が
少なく、かつメイン流路３１０には雰囲気ガスが流され
ていないので、極微量の空気が流量調節弁３１２や２ポ
ート電磁弁３１３等のメイン流路３１０内に侵入し易
い。また一旦空気が例えば２ポート電磁弁３１３に侵入
すると、放電室１１と２ポート電磁弁３１３との間の空
気分圧が高くなり、死角になっているプランジャー３１
３６と、プランジャーケース３１３５及び鉄心３１３９
下面との間にこの空気が滞留し易い。すると分析の際に
雰囲気ガスをメイン流路３１０に流したとき、侵入した
空気がこの雰囲気ガス中に少しずつ流出・混入しつつ放
電室１１に送られ、放電室１１を長時間汚染する。この
結果、Ｃ、Ｎ、Ｏ成分の分析を行う場合、空気中のＣＯ
₂ 、Ｎ₂ 、Ｏ₂ が各Ｃ、Ｎ、Ｏ成分におけるスペクトル
線のバックグラウンドとなり、分析精度に長時間悪影響
を及ぼすという課題があった。

【００１６】一方、分析を行わないとき、メイン流路３
１０、バイパス流路３２０に比較的大流量の雰囲気ガス
を流せば上記問題は改善されるが、雰囲気ガスの使用量
が増大し、コストが掛かるという課題があった。

【００１７】本発明はこのような課題に鑑みなされたも
のであり、分析を行なわないとき、通常の流量の雰囲気
ガスを使用して放電室や雰囲気ガス供給系に空気が侵入
するのを防止することができると共に、分析を行なうと
き、放電室が空気により長時間汚染されるのを防止する
ことができ、Ｃ、Ｎ、Ｏ成分の分析精度を常時高く維持
することができる発光分光分析装置及びその使用方法を
提供することを目的としている

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る発光分光分析装置は、放電室と放電手段
と雰囲気ガス供給系とを備えた発光分光分析装置におい
て、前記雰囲気ガス供給系が３ポート電磁弁及び第１、
第２の流量調節弁を含んで構成され、これら第１、第２
の流量調節弁が前記３ポート電磁弁の入口側に接続され
ると共に、該３ポート電磁弁の出口側が前記放電室側に
接続されていることを特徴としている（１）。

【００１９】また本発明に係る発光分光分析装置（１）
の使用方法は、放電室内に雰囲気ガスを充満させた後、
試料台に載置した分析用固体試料の分析面と、該分析面
に対向配置された電極との間で放電させ、発生したスペ
クトルを分光分析して固体試料中の成分の分析を行なう
発光分光分析方法の実施に際し、分析を行なうときは第
１の流量調節弁、３ポート電磁弁を介して前記放電室内
に前記雰囲気ガスを供給する一方、分析を行なわないと
きは第２の流量調節弁、前記３ポート電磁弁を介して前
記放電室内に前記雰囲気ガスを供給することを特徴とし
ている（２）。

【００２０】

【作用】上記構成の発光分光分析装置（１）によれば、
雰囲気ガス供給系が３ポート電磁弁及び第１、第２の流
量調節弁を含んで構成され、これら第１、第２の流量調
節弁が前記３ポート電磁弁の入口側に接続されると共
に、該３ポート電磁弁の出口側が放電室側に接続されて
いるので、比較的少量の雰囲気ガスを前記第２の流量調
節弁、前記３ポート電磁弁の入口部及び出口部を介して
前記放電室側に流しておくと、分析を行なわないときで
も該放電室側から前記３ポート電磁弁内に空気が侵入す
るのを常時確実に、かつ安いコストで防止し得ることと
なる。また予め前記第１の流量調節弁の流量を調整して
おき、分析を行なう際に前記３ポート電磁弁を駆動させ
ると、前記３ポート電磁弁の出口部を介して所定量の清
浄な雰囲気ガスを前記放電室側に確実に供給し得ること
となる。

【００２１】また上記構成の発光分光分析装置（１）の
使用方法（２）によれば、放電室内に雰囲気ガスを充満
させた後、試料台に載置した分析用固体試料の分析面
と、該分析面に対向配置された電極との間で放電させ、
発生したスペクトルを分光分析して固体試料中の成分の
分析を行なう発光分光分析方法の実施に際し、分析を行
なうときは第１の流量調節弁、３ポート電磁弁を介して
前記放電室内に前記雰囲気ガスを供給する一方、分析を
行なわないときは第２の流量調節弁、前記３ポート電磁
弁を介して前記放電室内に前記雰囲気ガスを供給するの
で、前記雰囲気ガス供給系に空気が侵入して前記放電室
が長時間汚染されるのを防止し得ることとなり、Ｃ、
Ｎ、Ｏ成分を分析する場合、空気中のＣＯ₂ 、Ｎ₂ 、Ｏ
₂ が各Ｃ、Ｎ、Ｏ分析成分におけるスペクトル線のバッ
クグラウンドとなるのを排除し得ることとなる。この結
果、分析の都度必要とされていた検量線の校正を省略し
て分析を迅速に行ない得ると共に、分析精度を常時高く
維持し得ることとなる。

【００２２】なお、前記流量調節弁に流量計が付設され
ている場合は該流量計により前記雰囲気ガスの供給量を
計測し、流量計が付設されていない場合は前記放電室と
前記３ポート電磁弁との間、あるいは該３ポート電磁弁
と前記流量調節弁との間に流量計を設け、該流量計によ
り前記雰囲気ガスの供給量を計測すればよい。

【００２３】

【実施例及び比較例】以下、本発明に係る発光分光分析
装置及びその使用方法の実施例を図面に基づいて説明す
る。なお、従来例と同一機能を有する構成部品には同一
の符号を付すこととする。図１は実施例に係る発光分光
分析装置の放電室、雰囲気ガス供給系近傍を概略的に示
した断面図であり、図中２２１は３ポート電磁弁２２
（JIS B 8374-1993)の基台を示している。基台２２１に
は凹部２２２が形成されており、凹部２２２が隔壁２２
３、２２４、２２５で仕切られることによりバイパス室
２２６、出口室２２７、メイン室２２８がそれぞれ形成
されている。また基台２２１の右側には入口部２２９、
２３０が形成されており、この入口部２２９、２３０は
バイパス室２２６、メイン室２２８にそれぞれ接続され
ている。一方、基台２２１の左側には出口部２３１が形
成されており、出口部２３１は出口室２２７に接続され
ている。隔壁２２３、２２４、２２５の中央部には孔２
２３ａ、２２４ａ、２２５ａが同心上に形成されてお
り、孔２２３ａ、２２４ａ、２２５ａには大径部２３２
ａ、小径部２３２ｂ及び先端部２３２ｃにより構成され
た軸２３２が上下方向摺動可能に貫通して配設されてい
る。そして図１に示したように軸２３２が上方の所定位
置に設定されると、孔２２５ａが先端部２３２ｃ上面に
より塞がれる一方、孔２２４ａと小径部２３２ｂとの間
に隙間が形成される。他方、軸２３２が下方の所定位置
に設定されると、孔２２４ａが大径部２３２ａにより塞
がれる一方、孔２２５ａと先端部２３２ｃとの間に隙間
が形成されるようになっている。また隔壁２２３上には
軸２３２が通るパッキン２３６ｂが配設されており、バ
イパス室２２６と本体ケース２３５内とが導通しないよ
うになっている。さらに軸２３２上部には略Ｔ字形状の
プランジャー２３３が取り付けられており、プランジャ
ー２３３はバネ（図示せず）等により常時上方に付勢さ
れている。またプランジャー２３３下部の周囲にはコイ
ル２３４が配設され、コイル２３４は図６に示したもの
と同様の電源３３０及び判断・制御手段１５に接続され
ている。そして電源３３０をオンしてコイル２３４に電
流を印加させると、発生した磁力によりプランジャー２
３３上部がコイル２３４側に引きつけられ、プランジャ
ー２３３が前記付勢力に抗して下方に移動させられ一
方、電源３３０をオフすると磁力が消え、プランジャー
２３３が前記付勢力により上方に移動させられるように
なっている。また基台２２１上部にはプランジャー２３
３、コイル２３４を覆うための本体ケース２３５がパッ
キン２３６ａを介して取り付けられており、本体ケース
２３５内に空気が侵入しないようになっている。これら
基台２２１、入口部２２９、２３０、出口部２３１、プ
ランジャー２３３、コイル２３４、本体ケース２３５等
を含んで３ポート電磁弁２２が構成されている。

【００２４】３ポート電磁弁２２の入口部２２９はガス
配管２４１を介して図６に示したものと同様の流量調節
弁３２２に接続され、流量調節弁３２２はガス配管２４
２、継手２６、ガス配管２７を介して図６に示したもの
と同様のガス供給源３０９に接続されている。これら３
ポート電磁弁２２のバイパス室２２６及び入口部２２
９、ガス配管２４１、２４２等を含んでバイパス流路２
４が構成されている。また３ポート電磁弁２２の入口部
２３０はガス配管２５１を介して図６に示したものと同
様の流量調節弁３１２に接続され、流量調節弁３１２は
ガス配管２５２、継手２６、ガス配管２７を介してガス
供給源３０９に接続されている。これら３ポート電磁弁
２２のメイン室２２８及び入口部２３０、ガス配管２５
１、２５２等を含んで分析流路２５が構成されている。
一方、３ポート電磁弁２２の出口部２３１は配管２８を
介して図６に示したものと同様の流量計３０５に接続さ
れており、流量計３０５は図６に示したものと同様に配
管３０４、継手３０３、配管３０１、３０２を介して発
光スタンド１１１に接続されている。これらガス供給源
３０９、流量調節弁３１２、３２２、３ポート電磁弁２
２、流量計３０５等を含んで雰囲気ガス供給系２０が構
成されている。その他の構成は図６に示したものと同様
であるので、ここではその構成の詳細な説明は省略する
こととする。これら放電室１１、放電手段１４、雰囲気
ガス供給系２０等を含んで発光分光分析装置１０が構成
されている。

【００２５】このように構成された装置１０の場合、分
析を行なわないときはバイパス流路２４を介して比較的
少量のＡｒ、ＨｅまたはＡｒ・Ｈｅ混合ガス等の雰囲気
ガスを放電室１１内に連続的に導入し、放電室１１内及
び雰囲気ガス供給系２０内の空気を追い出しておく。次
に分析用固体試料１２中の微量成分（Ｎ、Ｏ、Ｃ成分
等）を分析する際、まず試料固定手段１３を用いて分析
用固体試料１２を試料台１１２上に密接・固定させる。
次に判断・制御部１５を操作すると、電源３３０がオン
されて３ポート電磁弁２２のプランジャー２３３が下方
に移動し、入口部２３０と出口部２３１とが導通し、分
析流路２５を介して比較的多量の雰囲気ガスが放電室１
１内に導入される。そして所定時間経過したことが判断
・制御部１５において判断されると、ガス濃度測定手段
（図示せず）に分析指示が行なわれ、放電室１１内にお
ける雰囲気ガス濃度の分析が行なわれる。次に分析用固
体試料１２が加熱手段（図示せず）により所定温度まで
加熱されたことが判断・制御部１５において判断される
と、これからの信号により電源１４２が駆動され、対向
電極１４１と分析用固体試料１２との間に電圧が印加さ
れ、これらの間に所定時間放電が発生する。この放電に
より生じた発光が集光レンズ１１３を介して分光器（図
示せず）に送られてスペクトル線が選択され、その測光
値が判断・制御部１５に入力・演算され、目的とする微
量成分濃度が一度に求められる。分析終了後は電源３３
０が自動的にオフされ、３ポート電磁弁２２のプランジ
ャー２３３が上方に移動し、再びバイパス流路２４を介
して比較的少量の雰囲気ガスが放電室１１内に導入され
る。

【００２６】以下に、実施例に係る発光分光分析装置１
０を用いて雰囲気ガス供給系２０の作動開始３０分後か
ら鋼中Ｃ、Ｎ、Ｏ成分の分析を行ない、放電パルス回数
ごとのＮの発光強度、分析成分の発光強度比Ｉ、バック
グラウンド濃度値ｗ_B 、分析精度について調査を行なっ
た結果について説明する。なお、上記した分析成分の発
光強度比Ｉとは、分析成分の発光強度とＦｅの標準スペ
クトル線発光強度との比をいう。また、上記バックグラ
ウンド濃度値Ｗ_B は、図４、図５に示した検量線と下記
の数１式とに基づいて計算により求めた。

【００２７】

【数１】ｗ＝ａ・Ｉ＋ｂ＝ａ・（Ｉ−Ｉ_B ）＝ａ・Ｉ−
ａ・Ｉ_B ＝ａ・Ｉ−ｗ_B ただし、ｗ：分析成分の濃度（ｐｐｍ）Ｉ：分析成分の発光強度比ａ、ｂ：係数Ｉ_B ：分析成分のバックグラウンド強度比ｗ_B ：バックグラウンド濃度値実験は下記の条件で行なった。分析用固体試料１３とし
て、約１０ppm レベルのＣ、Ｎ、Ｏ成分を含有する高純
度鋼を用いた。雰囲気ガスとして純度が９９．９９９%
のＡｒガスを使用した。最初、発光分光分析装置１０が
休止している状態より雰囲気ガス供給系２０を作動さ
せ、流量が約３リットル/minのＡｒガスを約３０分間ほどバ
イパス流路２４を介して放電室１１に供給した。また分
析した後から次の分析までの間はバイパス流路２４を介
して流量が約３リットル/minのＡｒガスを流した。一方、分
析を行なうときは放電５秒前から放電終了までの間、流
量が約１３リットル/minのＡｒガスを分析流路２５を介して
放電室１１に供給した。また放電は図２に示したように
ハイパワースパーク放電を１５／１０００秒間、スパー
ク放電を２０／１０００秒間、アークライク放電を１２
０／１０００秒間行なった。また測光は時間分解測光法
を用いて行ない、スパーク放電時における発光強度を測
光強度とした。またスペクトル線の波長は、Ｃのスペク
トル線が１６５．８nm、Ｎのスペクトル線が１４９．２
nm、Ｏのスペクトル線が１３０．２nm、Ｆｅ（鉄）の標
準スペクトル線が２８７．２nmのものをそれぞれ選択し
た。なお比較例として、図６に示した従来の発光分光分
析装置３０を用いた場合を選んだ。

【００２８】図３はＮの発光強度と放電パルス回数との
関係を示した図であり、（ａ）は実施例の場合、（ｂ）
は比較例の場合を示している。比較例の場合、放電パル
ス回数が約１８００回の時点でバックグラウンド強度に
ピークが表われている一方、実施例の場合、バックグラ
ウンド強度のピークは表われていない。この放電パルス
回数が約１８００回の時点は、２ポート電磁弁３１３か
ら放電室１１に流量が約１３リットル/minのＡｒガスが流れ
た時間に相当しており、比較例に係る装置３０の２ポー
ト電磁弁３１３には空気が侵入し易いことが確認され
た。一方、実施例に係る装置１０の雰囲気ガス供給系２
０には空気が侵入し難いことが確認された。

【００２９】また、図４は実施例に係る装置及び方法に
より約２時間ごとに分析を行ない、分析成分の発光強度
比と成分濃度との時間的関係について調査した結果を示
した検量線グラフであり、（ａ）はＣ成分の場合、
（ｂ）はＮ成分の場合、（ｃ）はＯ成分の場合を示して
いる。また図５は比較例に係る装置及び方法により約２
時間ごとに分析を行ない、分析成分の発光強度比と成分
濃度との時間的関係について調査した結果を示した検量
線グラフであり、（ａ）はＣ成分の場合、（ｂ）はＮ成
分の場合、（ｃ）はＯ成分の場合を示している。

【００３０】図４、５よりから明らかなように、比較例
に係る発光分光分析装置３０及びその使用方法では、２
ポート電磁弁３１３に空気が侵入、かつ滞留し易く、分
析成分（Ｃ、Ｎ、Ｏ）の発光強度比がいずれも長時間安
定せず、したがって分析のたびに検量線の校正を必要と
した。一方、実施例に係る発光分光分析装置１０及びそ
の使用方法では、装置１０の作動３０分後には分析成分
（Ｃ、Ｎ、Ｏ）の発光強度比がいずれもほぼ安定してお
り、したがって分析のたびに検量線を校正する必要はな
かった。

【００３１】また、上記数１式と図４、図５に示した検
量線とに基づき、計算により求めたバックグラウンド濃
度値ｗ_B の時間的推移を下記の表１に示した。

【００３２】

【表１】

【００３３】表１より明らかなように、比較例に係る発
光分光分析装置３０及びその使用方法では、各分析成分
におけるバックグラウンド濃度値ｗ_B がいずれも長時間
安定しない一方、実施例に係る発光分光分析装置１０及
びその使用方法では、バックグラウンド濃度値ｗ_B がい
ずれもほぼ安定している。

【００３４】また、実施例及び比較例に係る装置及び方
法により約１時間ごとに分析を行ない、分析値の分析精
度σについて調査した結果を下記の表２に示した。

【００３５】

【表２】

【００３６】表２より明らかなように、比較例に係る発
光分光分析装置３０及びその使用方法の場合に比べ、実
施例に係る発光分光分析装置１０及びその使用方法にお
ける分析精度σは高い。

【００３７】上記結果から明らかなように、実施例に係
る発光分光分析装置１０では、比較的少量のＡｒガスを
流量調節弁３１２、３ポート電磁弁２２の入口部２３０
及び出口部２３１、流量計３０５を介して放電室１１側
に流しておくと、分析を行なわないときでも放電室１１
側から３ポート電磁弁２２内に空気が侵入するのを常時
確実に、かつ安いコストで防止することができる。また
予め流量調節弁３２２の流量を調整しておき、分析を行
なう際に３ポート電磁弁２２を駆動させると、３ポート
電磁弁２２の出口部２３１を介して所定量の清浄なＡｒ
ガスを放電室１１側に確実に供給することができる。

【００３８】また実施例に係る発光分光分析装置１０の
使用方法では、雰囲気ガス供給系２０に空気が侵入して
放電室１１が長時間汚染されるのを防止することがで
き、Ｃ、Ｎ、Ｏ成分を分析する場合、空気中のＣＯ₂ 、
Ｎ₂ 、Ｏ₂ が各Ｃ、Ｎ、Ｏ分析成分におけるスペクトル
線のバックグラウンドｗ_B となるのを排除することがで
きる。この結果、分析の都度必要とされていた検量線の
校正を省略して分析を迅速に行なうことができると共
に、分析精度を常時高く維持することができる。

【００３９】なお、上記した実施例に係る装置１０で
は、３ポート電磁弁２２に「常時閉タイプ」のものを用
いたが、別の実施例では「常時開タイプ」のものを用い
てもよい。

【００４０】また、上記した実施例に係る装置１０及び
方法では、雰囲気ガスにＡｒを用いたが、別の実施例で
は雰囲気ガスにＨｅ、ＡｒとＨｅとの混合ガスを用いて
もよい。

【００４１】

【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る発光分
光分析装置（１）にあっては、雰囲気ガス供給系が３ポ
ート電磁弁及び第１、第２の流量調節弁を含んで構成さ
れ、これら第１、第２の流量調節弁が前記３ポート電磁
弁の入口側に接続されると共に、該３ポート電磁弁の出
口側が放電室側に接続されているので、比較的少量の雰
囲気ガスを前記第２の流量調節弁、前記３ポート電磁弁
の入口部及び出口部を介して前記放電室側に流しておく
と、分析を行なわないときでも該放電室側から前記３ポ
ート電磁弁内に空気が侵入するのを常時確実に、かつ安
いコストで防止することができる。また予め前記第１の
流量調節弁の流量を調整しておき、分析を行なう際に前
記３ポート電磁弁を駆動させると、前記３ポート電磁弁
の出口部を介して所定量の清浄な雰囲気ガスを前記放電
室側に確実に供給することができる。

【００４２】また本発明に係る発光分光分析装置（１）
の使用方法（２）にあっては、放電室内に雰囲気ガスを
充満させた後、試料台に載置した分析用固体試料の分析
面と、該分析面に対向配置された電極との間で放電さ
せ、発生したスペクトルを分光分析して固体試料中の成
分の分析を行なう発光分光分析方法の実施に際し、分析
を行なうときは第１の流量調節弁、３ポート電磁弁を介
して前記放電室内に前記雰囲気ガスを供給する一方、分
析を行なわないときは第２の流量調節弁、前記３ポート
電磁弁を介して前記放電室内に前記雰囲気ガスを供給す
るので、前記雰囲気ガス供給系に空気が侵入して前記放
電室が長時間汚染されるのを防止することができ、Ｃ、
Ｎ、Ｏ成分を分析する場合、空気中のＣＯ₂ 、Ｎ₂ 、Ｏ
₂ が各Ｃ、Ｎ、Ｏ分析成分におけるスペクトル線のバッ
クグラウンドとなるのを排除することができる。この結
果、分析の都度必要とされていた検量線の校正を省略し
て分析を迅速に行なうことができると共に、分析精度を
常時高く維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る発光分光分析装置の放電室、雰囲
気ガス供給系近傍を概略的に示した断面図である。

【図２】実施例または比較例に係る発光分光分析装置の
放電手段を駆動した際、放電電流と時間との関係を示し
た放電電流波形図である。

【図３】Ｎの発光強度と放電パルス回数との関係を示し
た図であり、（ａ）は実施例の場合、（ｂ）は比較例の
場合を示している。

【図４】実施例に係る装置及び方法により分析を行な
い、分析成分の発光強度比と成分濃度との時間的関係に
ついて調査した結果を示した検量線グラフであり、
（ａ）はＣ成分の場合、（ｂ）はＮ成分の場合、（ｃ）
はＯ成分の場合を示している。

【図５】比較例に係る装置及び方法により分析を行な
い、分析成分の発光強度比と成分濃度との時間的関係に
ついて調査した結果を示した検量線グラフであり、
（ａ）はＣ成分の場合、（ｂ）はＮ成分の場合、（ｃ）
はＯ成分の場合を示している。

【図６】従来の発光分光分析装置の放電室、雰囲気ガス
供給系近傍を概略的に示した断面図である。

【符号の説明】

１０発光分光分析装置１１放電室１４放電手段２０雰囲気ガス供給手段２２３ポート電磁弁２２９、２３０入口部２３１出口部３０５流量計３１２、３２２流量調節弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放電室と放電手段と雰囲気ガス供給系と
を備えた発光分光分析装置において、前記雰囲気ガス供
給系が３ポート電磁弁及び第１、第２の流量調節弁を含
んで構成され、これら第１、第２の流量調節弁が前記３
ポート電磁弁の入口側に接続されると共に、該３ポート
電磁弁の出口側が前記放電室側に接続されていることを
特徴とする発光分光分析装置。
【請求項２】放電室内に雰囲気ガスを充満させた後、
試料台に載置した分析用固体試料の分析面と、該分析面
に対向配置された電極との間で放電させ、発生したスペ
クトルを分光分析して固体試料中の成分の分析を行なう
発光分光分析方法の実施に際し、分析を行なうときは第
１の流量調節弁、３ポート電磁弁を介して前記放電室内
に前記雰囲気ガスを供給する一方、分析を行なわないと
きは第２の流量調節弁、前記３ポート電磁弁を介して前
記放電室内に前記雰囲気ガスを供給することを特徴とす
る請求項１記載の発光分光分析装置の使用方法。