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JP2014041065A - X-ray analyzer and computer program - Google Patents

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JP2014041065A
JP2014041065A JP2012183640A JP2012183640A JP2014041065A JP 2014041065 A JP2014041065 A JP 2014041065A JP 2012183640 A JP2012183640 A JP 2012183640A JP 2012183640 A JP2012183640 A JP 2012183640A JP 2014041065 A JP2014041065 A JP 2014041065A
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JP
Japan
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intensity
peak
difference
concentration
unit
Prior art date
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Pending
Application number
JP2012183640A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akimichi Kira
昭道 吉良
Yoshihiro Yokota
佳洋 横田
Tomoki Aoyama
朋樹 青山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Horiba Ltd
Original Assignee
Horiba Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Horiba Ltd filed Critical Horiba Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an X-ray analyzer capable of further accurate quantitative analysis, and a computer program.SOLUTION: The X-ray analyzer calculates first intensities of peaks of each element by peak resolution of a spectrum of characteristic X-rays based on the assumption of an intensity ratio of a plurality of peaks due to the element, and variation of peak intensities is limited and then peak resolution in a limited energy range is performed, and concentrations of a plurality of elements are calculated on the basis of obtained second intensities of peaks. The X-ray analyzer calculates an intensity ratio of a plurality of peaks due to each element on the basis of calculated concentrations of the plurality of elements and calculates third intensities of peaks of each element by peak resolution using the calculated intensity ratio. Processing is repeated until variation of peak intensities is sufficiently reduced, whereby concentrations of a plurality of elements included in a sample S are calculated more accurately than prior arts.

Description

本発明は、試料から発生したX線のスペクトルを分析することにより試料組成の定性・定量計算を行うX線分析装置及びコンピュータプログラムに関する。   The present invention relates to an X-ray analyzer and a computer program for performing qualitative and quantitative calculation of a sample composition by analyzing a spectrum of X-rays generated from a sample.

従来、物質の組成を調べるためにX線分析が利用されている。X線分析は、X線又は電子線等の放射線を試料に照射し、試料から発生する特性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又は定量分析を行う分析手法である。特に、照射用の放射線をX線にした場合は、特性X線は蛍光X線と呼ばれる。特性X線のスペクトルから元素の定量分析を行うためには、まず、複数の元素に起因するピークを重ね合わせた理論的なスペクトルと測定されたスペクトルとを比較して各元素に起因する信号の強度比を求めるピーク分離を行う。ピーク分離により得られたピークの強度に基づき、各元素の濃度を計算する。濃度を計算する方法には複数の方法があり、例えばFP(ファンダメンタルパラメータ)法が用いられる。   Conventionally, X-ray analysis is used to examine the composition of a substance. X-ray analysis is an analysis technique in which a sample is irradiated with radiation such as X-rays or electron beams, and a qualitative analysis or quantitative analysis of elements contained in the sample is performed from a spectrum of characteristic X-rays generated from the sample. In particular, when the radiation for irradiation is X-rays, the characteristic X-rays are called fluorescent X-rays. In order to perform quantitative analysis of an element from the spectrum of characteristic X-rays, first, a theoretical spectrum obtained by superposing peaks attributed to a plurality of elements is compared with a measured spectrum, and a signal attributed to each element is compared. Perform peak separation to determine the intensity ratio. Based on the intensity of the peak obtained by the peak separation, the concentration of each element is calculated. There are a plurality of methods for calculating the concentration. For example, the FP (fundamental parameter) method is used.

一つの元素に起因して測定される特性X線の強度は、特性X線が他の元素に吸収される等の原因により、試料内の他の元素に影響される。影響の度合いは、特性X線のエネルギーによって異なるので、一つの元素に起因するエネルギーの異なる複数の特性X線の強度比も、試料内の他の元素に影響されて変化する。例えば、ある元素からのKα1、Kα2及びKβ等の複数の特性X線の強度比は元来は元素に固有の値であるものの、測定される強度比は試料組成によって変化する。FP法では、このような試料組成による信号強度の変化を考慮しながら試料中の各元素の濃度を計算する。特許文献1には、より正確な分析を行うために、濃度から得られた信号の強度比とピーク分離により得られた信号の強度比とを比較し、信号の強度比が収束していない場合に、濃度から得られた信号の強度比を利用してピーク分離を再度行う技術が開示されている。また、非特許文献1には、一旦ピーク分離を行った後、強度の大きい特定のピークに限定して、ピーク強度を変化させながら詳細なピーク分離を行うことにより、特定のピークの強度を正確に求め、各元素の濃度を計算する技術が開示されている。   The intensity of characteristic X-rays measured due to one element is influenced by other elements in the sample due to causes such as absorption of characteristic X-rays by other elements. Since the degree of influence varies depending on the energy of characteristic X-rays, the intensity ratio of a plurality of characteristic X-rays having different energy due to one element is also affected by other elements in the sample and changes. For example, although the intensity ratio of a plurality of characteristic X-rays such as Kα1, Kα2, and Kβ from a certain element is inherently unique to the element, the measured intensity ratio varies depending on the sample composition. In the FP method, the concentration of each element in a sample is calculated in consideration of such a change in signal intensity due to the sample composition. In Patent Document 1, in order to perform a more accurate analysis, the signal intensity ratio obtained from the concentration is compared with the signal intensity ratio obtained by peak separation, and the signal intensity ratio is not converged. In addition, a technique is disclosed in which peak separation is performed again using the intensity ratio of the signal obtained from the concentration. In Non-Patent Document 1, after performing peak separation once, it is limited to a specific peak having a high intensity, and by performing detailed peak separation while changing the peak intensity, the intensity of the specific peak is accurately determined. And a technique for calculating the concentration of each element is disclosed.

特開2012−68084号公報JP 2012-68084 A

吉良 昭道、「卓上形蛍光X線元素分析装置(MESA−500)」、Readout、株式会社堀場製作所、1993年7月、No.7、p.95−103Akimichi Kira, “Desktop X-ray fluorescence elemental analyzer (MESA-500)”, Readout, HORIBA, Ltd., July 1993, No. 7, p. 95-103

特許文献1に記載のX線分析では、試料の組成又は構造によっては、ピーク分離が難しく正確な定量分析が困難な場合、又は収束が遅く分析に長時間が必要となる場合があった。例えば、非特許文献1に記載の方法を利用して試料中の有害物質の濃度を求める場合には、ヒ素の信号と鉛の信号とのピーク分離が難しく、正確な定量分析が困難である。図8は、ヒ素及び鉛に起因する蛍光X線のスペクトルの例を示す模式的特性図である。図中の横軸はエネルギーを示し、縦軸は信号強度を示す。図8中には、ヒ素(As)のKα及びKβのピークを実線で示し、鉛(Pb)のLα及びLβのピークを破線で示している。濃度の計算に利用されるヒ素のKαのピークと、鉛のLαのピークとはほとんど重なっている。ヒ素のKαのピークと鉛のLαのピークとに限定した詳細なピーク分離を行った場合、ヒ素と鉛との比率を変化させても、両方のピークを重ね合わせたスペクトルはほとんど変化せず、夫々のピークの強度を正確に求めることは困難である。このため、ヒ素及び鉛の夫々の正確な濃度を得ることが困難である。   In the X-ray analysis described in Patent Document 1, depending on the composition or structure of the sample, peak separation is difficult and accurate quantitative analysis is difficult, or convergence is slow and analysis may take a long time. For example, when the concentration of a harmful substance in a sample is obtained using the method described in Non-Patent Document 1, it is difficult to separate the peaks of the arsenic signal and the lead signal, and accurate quantitative analysis is difficult. FIG. 8 is a schematic characteristic diagram showing an example of a fluorescent X-ray spectrum caused by arsenic and lead. In the figure, the horizontal axis indicates energy, and the vertical axis indicates signal intensity. In FIG. 8, the Kα and Kβ peaks of arsenic (As) are indicated by solid lines, and the Lα and Lβ peaks of lead (Pb) are indicated by broken lines. The arsenic Kα peak used for concentration calculation and the lead Lα peak almost overlap each other. When a detailed peak separation limited to the arsenic Kα peak and the lead Lα peak is performed, the spectrum obtained by superimposing both peaks hardly changes even if the ratio of arsenic and lead is changed. It is difficult to accurately determine the intensity of each peak. For this reason, it is difficult to obtain accurate concentrations of arsenic and lead.

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、より高精度な定量分析が可能となるX線分析装置及びコンピュータプログラムを提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an X-ray analysis apparatus and a computer program that enable more accurate quantitative analysis.

本発明に係るX線分析装置は、試料から発生した特性X線のスペクトルに基づいて、前記試料に含まれる複数の元素の濃度を求めるX線分析装置において、各元素に起因する複数のピークの強度比を所定の値に定める強度比特定部と、前記強度比を利用してピーク分離を行うことにより、特性X線のスペクトルに含まれる各元素のピークの第1強度を計算する第1強度計算部と、ピーク強度の第1強度からの変化を所定範囲内に制限した上で、前記スペクトルの特定のエネルギー範囲に対してピーク分離を行うことにより、各元素のピークの第2強度を計算する第2強度計算部と、各元素のピークの第2強度に基づいて、前記試料に含まれる複数の元素の濃度を計算する濃度計算部と、該濃度計算部が計算した複数の元素の濃度に基づいて、各元素に起因する複数のピークの強度又は強度比を計算する強度比再特定部と、該強度比再特定部が計算した前記強度又は前記強度比を利用してピーク分離を行うことにより、前記スペクトルに含まれる各元素のピークの第3強度を計算する第3強度計算部と、第2強度及び第3強度の差異、又は第2強度及び第3強度から求められる特定種類の量の定量値の差異が所定範囲内であるか否かを判定する判定部と、第2強度及び第3強度の差異、又は前記定量値の差異が所定範囲内である場合に、前記試料に含まれる複数の元素の濃度を、前記濃度計算部が計算した濃度に決定する濃度決定部とを備えることを特徴とする。   An X-ray analyzer according to the present invention is an X-ray analyzer that obtains concentrations of a plurality of elements contained in a sample based on a characteristic X-ray spectrum generated from the sample. An intensity ratio specifying unit that sets the intensity ratio to a predetermined value, and a first intensity that calculates the first intensity of the peak of each element included in the spectrum of the characteristic X-ray by performing peak separation using the intensity ratio The second intensity of the peak of each element is calculated by performing peak separation for a specific energy range of the spectrum after limiting the change from the first intensity of the peak intensity and the calculation unit to a predetermined range. A second intensity calculator that calculates the concentration of a plurality of elements contained in the sample based on the second intensity of the peak of each element, and a concentration of the plurality of elements calculated by the concentration calculator On the basis of the, An intensity ratio respecifying unit that calculates the intensity or intensity ratio of a plurality of peaks caused by an element, and the spectrum is obtained by performing peak separation using the intensity or the intensity ratio calculated by the intensity ratio respecifying unit. A third intensity calculator for calculating a third intensity of the peak of each element included in the element, a difference between the second intensity and the third intensity, or a quantitative value of a specific type of amount obtained from the second intensity and the third intensity. A determination unit that determines whether or not the difference is within a predetermined range, and a plurality of elements included in the sample when the difference between the second intensity and the third intensity, or the difference between the quantitative values is within the predetermined range A density determining unit that determines the density of the density to the density calculated by the density calculating unit.

本発明に係るX線分析装置は、前記第2強度計算部は、ピーク強度の第1強度に比べた変倍率が非負の所定範囲の倍率に収まるように、ピーク強度の変化を制限することを特徴とする。   In the X-ray analysis apparatus according to the present invention, the second intensity calculation unit limits the change in the peak intensity so that the scaling factor compared to the first intensity of the peak intensity falls within a non-negative predetermined range. Features.

本発明に係るX線分析装置は、第2強度及び第3強度の差異、又は前記定量値の差異が所定範囲外である場合に、前記第3強度計算部が計算した第3強度を第1強度として、前記第2強度計算部へ計算を戻す第1強度特定部を更に備えることを特徴とする。   The X-ray analyzer according to the present invention uses the first intensity calculated by the third intensity calculator when the difference between the second intensity and the third intensity, or the difference between the quantitative values is outside a predetermined range. As the intensity, the apparatus further includes a first intensity specifying unit that returns the calculation to the second intensity calculating unit.

本発明に係るX線分析装置は、第2強度及び第3強度の差異、又は前記定量値の差異が所定範囲外である場合に、前記第3強度計算部が計算した第3強度を第2強度として、前記濃度計算部へ計算を戻す第2強度特定部を更に備えることを特徴とする。   The X-ray analyzer according to the present invention uses the second intensity calculated by the third intensity calculator when the difference between the second intensity and the third intensity or the difference between the quantitative values is outside a predetermined range. As the intensity, the apparatus further includes a second intensity specifying unit that returns the calculation to the concentration calculation unit.

本発明に係るX線分析装置は、第2強度及び第3強度の差異又は前記定量値の差異が所定範囲外である場合に前記第2強度計算部又は前記濃度計算部のいずれへ計算を戻すのかを設定しておく設定部と、該設定部が前記第2強度計算部へ計算を戻すと設定してあり、第2強度及び第3強度の差異、又は前記定量値の差異が所定範囲外である場合に、前記第3強度計算部が計算した第3強度を第1強度として、前記第2強度計算部へ計算を戻す第1強度特定部と、前記設定部が前記濃度計算部へ計算を戻すと設定してあり、第2強度及び第3強度の差異、又は前記定量値の差異が所定範囲外である場合に、前記第3強度計算部が計算した第3強度を第2強度として、前記濃度計算部へ計算を戻す第2強度特定部とを更に備えることを特徴とする。   The X-ray analyzer according to the present invention returns the calculation to either the second intensity calculation unit or the concentration calculation unit when the difference between the second intensity and the third intensity or the difference between the quantitative values is outside a predetermined range. And a setting unit that sets whether or not the setting unit returns the calculation to the second intensity calculating unit, and the difference between the second intensity and the third intensity, or the difference between the quantitative values is out of a predetermined range. The first intensity specifying unit for returning the calculation to the second intensity calculating unit, with the third intensity calculated by the third intensity calculating unit as the first intensity, and the setting unit calculating to the concentration calculating unit When the difference between the second intensity and the third intensity, or the difference between the quantitative values is outside a predetermined range, the third intensity calculated by the third intensity calculator is set as the second intensity. And a second intensity specifying unit that returns the calculation to the concentration calculating unit.

本発明に係るX線分析装置は、試料へ放射線を照射する照射部と、試料から発生した特性X線を検出するX線検出部と、該X線検出部が検出した特性X線のスペクトルを生成するスペクトル生成部とを更に備えることを特徴とする。   An X-ray analyzer according to the present invention includes an irradiation unit that irradiates a sample with radiation, an X-ray detection unit that detects characteristic X-rays generated from the sample, and a spectrum of characteristic X-rays detected by the X-ray detection unit. And a spectrum generation unit for generating the spectrum generation unit.

本発明に係るコンピュータプログラムは、試料から発生した特性X線のスペクトルに基づいて前記試料に含まれる複数の元素の濃度を求める処理を、コンピュータに実行させるコンピュータプログラムにおいて、コンピュータに、各元素に起因する複数のピークの強度比を所定の値に定めるステップと、前記強度比を利用してピーク分離を行うことにより、特性X線のスペクトルに含まれる各元素のピークの第1強度を計算するステップと、ピーク強度の第1強度からの変化を所定範囲内に制限した上で、前記スペクトルの特定のエネルギー範囲に対してピーク分離を行うことにより、各元素のピークの第2強度を計算する第2強度計算ステップと、各元素のピークの第2強度に基づいて、前記試料に含まれる複数の元素の濃度を計算する濃度計算ステップと、計算した複数の元素の濃度に基づいて、各元素に起因する複数のピークの強度比を計算するステップと、計算した前記強度比を利用してピーク分離を行うことにより、前記スペクトルに含まれる各元素のピークの第3強度を計算するステップと、第2強度及び第3強度の差異、又は第2強度及び第3強度から求められる特定種類の量の定量値の差異が所定範囲内であるか否かを判定するステップと、第2強度及び第3強度の差異、又は前記定量値の差異が所定範囲内にある場合に、前記試料に含まれる複数の元素の濃度を、前記濃度計算ステップで計算した濃度に決定するステップとを含む処理を実行させることを特徴とする。   A computer program according to the present invention is a computer program that causes a computer to execute a process for determining the concentration of a plurality of elements contained in a sample based on a characteristic X-ray spectrum generated from the sample. A step of determining the intensity ratio of the plurality of peaks to a predetermined value, and a step of calculating the first intensity of the peak of each element included in the spectrum of the characteristic X-ray by performing peak separation using the intensity ratio And calculating the second intensity of the peak of each element by limiting the change of the peak intensity from the first intensity within a predetermined range and performing peak separation for a specific energy range of the spectrum. A concentration calculating step for calculating concentrations of a plurality of elements contained in the sample based on a second intensity calculating step and a second intensity of the peak of each element; Calculating the intensity ratio of a plurality of peaks attributed to each element based on the calculated concentration of the plurality of elements, and performing peak separation using the calculated intensity ratio, thereby obtaining the spectrum. The step of calculating the third intensity of the peak of each element included in the element, the difference between the second intensity and the third intensity, or the difference in the quantitative value of the amount of a specific type obtained from the second intensity and the third intensity is within a predetermined range. The step of determining whether or not the difference between the second intensity and the third intensity, or the difference between the quantitative values is within a predetermined range, the concentration of a plurality of elements contained in the sample, And a step of determining a density calculated in the density calculating step.

本発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、第2強度及び第3強度の差異、又は前記定量値の差異が所定範囲外である場合に、第3強度を第1強度として、前記第2強度計算ステップへ処理を戻すステップを更に含む処理を実行させることを特徴とする。   The computer program according to the present invention allows the computer to calculate the second intensity using the third intensity as the first intensity when the difference between the second intensity and the third intensity or the difference between the quantitative values is outside a predetermined range. The process further includes a step of returning the process to the step.

本発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、第2強度及び第3強度の差異、又は前記定量値の差異が所定範囲外である場合に、第3強度を第2強度として、前記濃度計算ステップへ処理を戻すステップを更に含む処理を実行させることを特徴とする。   When the difference between the second intensity and the third intensity or the difference between the quantitative values is outside the predetermined range, the computer program according to the present invention sets the third intensity as the second intensity and proceeds to the concentration calculation step. The process further includes a step of returning the process.

本発明においては、X線分析装置は、ピーク分離により各元素に起因するピークの第1強度を計算した後で、ピーク強度の変化を制限した上で狭いエネルギー範囲で詳細なピーク分離を行い、得られたピークの第2強度に基づいて各元素の濃度を計算する。特に、ピーク強度の第1強度に比べた変倍率を非負の所定範囲の倍率に制限する。また、X線分析装置は、計算した複数の元素の濃度から、各元素に起因する複数のピークの強度比を計算する。この強度比は、共存元素の濃度に応じた影響を受けている。更に、X線分析装置は、計算した強度比を用いたピーク分離により、ピークの第3強度を計算し、第2強度と第3強度との差異、又は第2強度及び第3強度から得られる濃度等の量の差異を比較することにより、濃度の正確さを判定する。   In the present invention, after calculating the first intensity of the peak due to each element by peak separation, the X-ray analyzer performs detailed peak separation in a narrow energy range after limiting the change in peak intensity, Based on the second intensity of the obtained peak, the concentration of each element is calculated. In particular, the scaling factor compared to the first intensity of the peak intensity is limited to a non-negative predetermined range. Further, the X-ray analyzer calculates the intensity ratio of a plurality of peaks caused by each element from the calculated concentrations of the plurality of elements. This intensity ratio is affected by the concentration of the coexisting elements. Further, the X-ray analyzer calculates the third intensity of the peak by peak separation using the calculated intensity ratio, and is obtained from the difference between the second intensity and the third intensity, or the second intensity and the third intensity. The accuracy of the concentration is determined by comparing the difference in the amount such as the concentration.

また、本発明においては、X線分析装置は、第2強度と第3強度との差異、又は第2強度及び第3強度から得られる量の差異が大きい場合に、狭いエネルギー範囲での詳細なピーク分離へ処理を戻す。X線分析装置は、第2強度と第3強度との差異、又は第2強度及び第3強度から得られる量の差異が小さくなるまで、処理を繰り返し、正確な各元素の濃度が計算される。   Further, in the present invention, the X-ray analyzer is a detailed apparatus in a narrow energy range when the difference between the second intensity and the third intensity or the difference between the amounts obtained from the second intensity and the third intensity is large. Return processing to peak separation. The X-ray analyzer repeats the process until the difference between the second intensity and the third intensity, or the difference between the amounts obtained from the second intensity and the third intensity becomes small, and the accurate concentration of each element is calculated. .

また、本発明においては、X線分析装置は、第2強度と第3強度との差異、又は第2強度及び第3強度から得られる量の差異が大きい場合に、狭いエネルギー範囲での詳細なピーク分離を省略して、ピークの第3強度を第2強度として各元素の濃度を計算する。処理を繰り返す際の2回目以降の処理において詳細なピーク分離の処理が省略され、処理時間の短縮が図られる。   Further, in the present invention, the X-ray analyzer is a detailed apparatus in a narrow energy range when the difference between the second intensity and the third intensity or the difference between the amounts obtained from the second intensity and the third intensity is large. The peak separation is omitted, and the concentration of each element is calculated using the third intensity of the peak as the second intensity. Detailed peak separation processing is omitted in the second and subsequent processing when the processing is repeated, and the processing time is shortened.

また、本発明においては、X線分析装置は、狭いエネルギー範囲での詳細なピーク分離を含めて処理を繰り返すか、又は2回目以降に詳細なピーク分離を省略して処理を繰り返すかを設定で変更することが可能である。これにより、分析対象に応じた適切な処理が可能となる。   In the present invention, the X-ray analyzer can set whether to repeat the process including detailed peak separation in a narrow energy range, or to omit the detailed peak separation after the second time and repeat the process. It is possible to change. As a result, appropriate processing according to the analysis target is possible.

本発明にあっては、X線分析装置は、正確なピーク分離を行って、試料に含まれる元素の定量分析を従来よりも高精度で行うことができる等、優れた効果を奏する。   In the present invention, the X-ray analyzer exhibits excellent effects such as performing accurate peak separation and performing quantitative analysis of elements contained in a sample with higher accuracy than before.

本実施の形態に係るX線分析装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the X-ray analyzer which concerns on this Embodiment. 情報処理装置の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of information processing apparatus. CPUの機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structure of CPU. X線分析装置が実行するX線分析の処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the process of the X-ray analysis which an X-ray analyzer performs. X線分析装置が実行するX線分析の処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the process of the X-ray analysis which an X-ray analyzer performs. 複数のピークの強度比を説明するための模式的特性図である。It is a typical characteristic view for explaining the intensity ratio of a plurality of peaks. ピーク分離の例を示す模式的特性図である。It is a typical characteristic figure showing an example of peak separation. ヒ素及び鉛に起因する蛍光X線のスペクトルの例を示す模式的特性図である。It is a typical characteristic figure showing an example of a spectrum of fluorescence X-rays resulting from arsenic and lead.

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、本実施の形態に係るX線分析装置の構成を示すブロック図である。X線分析装置は、試料SにX線を照射するX線源11と、試料Sが載置される試料台13と、X線を検出するX線検出部12とを備えている。図1中には、試料台13及び試料Sの断面を示している。X線源11、試料台13及びX線検出部12は、X線を遮断するための図示しない筐体内に配置されている。X線源11は例えばX線管であり、本発明における照射部に対応する。X線検出部12は、Si素子等のX線検出素子を用いて構成されている。X線源11から試料SへX線が照射され、試料Sでは蛍光X線が発生し、X線検出部12は試料Sから発生した蛍光X線を検出する。図1中には、X線源11から試料Sへ照射されるX線、及び試料Sで発生してX線検出部12に検出される蛍光X線を矢印で示している。X線検出部12は、検出した蛍光X線のエネルギーに比例した信号を出力する。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof.
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the X-ray analyzer according to the present embodiment. The X-ray analyzer includes an X-ray source 11 that irradiates a sample S with X-rays, a sample stage 13 on which the sample S is placed, and an X-ray detector 12 that detects X-rays. In FIG. 1, the cross section of the sample stage 13 and the sample S is shown. The X-ray source 11, the sample stage 13, and the X-ray detector 12 are disposed in a housing (not shown) for blocking X-rays. The X-ray source 11 is, for example, an X-ray tube and corresponds to the irradiation unit in the present invention. The X-ray detection unit 12 is configured using an X-ray detection element such as a Si element. The X-ray source 11 irradiates the sample S with X-rays, the sample S generates fluorescent X-rays, and the X-ray detector 12 detects the fluorescent X-rays generated from the sample S. In FIG. 1, X-rays irradiated from the X-ray source 11 to the sample S and fluorescent X-rays generated by the sample S and detected by the X-ray detection unit 12 are indicated by arrows. The X-ray detection unit 12 outputs a signal proportional to the detected energy of the fluorescent X-ray.

X線検出部12には、出力した信号を処理するスペクトル生成部21が接続されている。スペクトル生成部21は、X線検出部12が出力した信号を受け付け、各値の信号をカウントし、X線検出器12が検出した蛍光X線のエネルギーとカウント数との関係、即ち蛍光X線のスペクトルを生成する処理を行う。また、X線分析装置は、X線源11及びスペクトル生成部21の動作を制御する制御部22を備えている。制御部22は、X線源11及びスペクトル生成部21に接続されている。更に、X線分析装置は、蛍光X線のスペクトルから試料Sに含まれる元素の濃度を求める処理を実行する情報処理装置3を備えている。情報処理装置3は、スペクトル生成部21及び制御部22に接続されている。   The X-ray detection unit 12 is connected to a spectrum generation unit 21 that processes the output signal. The spectrum generation unit 21 receives the signal output from the X-ray detection unit 12, counts the signal of each value, and the relationship between the fluorescent X-ray energy detected by the X-ray detector 12 and the count number, that is, the fluorescent X-ray. The process which produces | generates the spectrum of is performed. In addition, the X-ray analysis apparatus includes a control unit 22 that controls operations of the X-ray source 11 and the spectrum generation unit 21. The control unit 22 is connected to the X-ray source 11 and the spectrum generation unit 21. Furthermore, the X-ray analysis apparatus includes an information processing apparatus 3 that executes a process for obtaining the concentration of an element contained in the sample S from the fluorescent X-ray spectrum. The information processing device 3 is connected to the spectrum generation unit 21 and the control unit 22.

図2は、情報処理装置3の内部構成を示すブロック図である。情報処理装置3は、パーソナルコンピュータ等のコンピュータを用いて構成されている。情報処理装置3は、演算を行うCPU(Central Processing Unit )31と、演算に伴って発生する一時的なデータを記憶するRAM(Random Access Memory)32と、光ディスク等の記録媒体4から情報を読み取るドライブ部33と、ハードディスク等の不揮発性の記憶部34とを備えている。また情報処理装置3は、使用者の操作を受け付けるキーボード又はマウス等の操作部35と、液晶ディスプレイ等の表示部36と、インタフェース部37とを備えている。インタフェース部37は、X線源11及びスペクトル生成部21に接続されている。CPU31は、記録媒体4に記録されたコンピュータプログラム41をドライブ部33に読み取らせ、読み取ったコンピュータプログラム41を記憶部34に記憶させる。コンピュータプログラム41は必要に応じて記憶部34からRAM32へロードされ、CPU31は、ロードされたコンピュータプログラム41に従って、X線分析装置に必要な処理を実行する。なお、コンピュータプログラム41は、情報処理装置3の外部からダウンロードされてもよい。   FIG. 2 is a block diagram illustrating an internal configuration of the information processing apparatus 3. The information processing apparatus 3 is configured using a computer such as a personal computer. The information processing apparatus 3 reads information from a CPU (Central Processing Unit) 31 that performs calculations, a RAM (Random Access Memory) 32 that stores temporary data generated along with the calculations, and a recording medium 4 such as an optical disk. A drive unit 33 and a non-volatile storage unit 34 such as a hard disk are provided. The information processing apparatus 3 includes an operation unit 35 such as a keyboard or a mouse that accepts a user operation, a display unit 36 such as a liquid crystal display, and an interface unit 37. The interface unit 37 is connected to the X-ray source 11 and the spectrum generation unit 21. The CPU 31 causes the drive unit 33 to read the computer program 41 recorded on the recording medium 4 and stores the read computer program 41 in the storage unit 34. The computer program 41 is loaded from the storage unit 34 to the RAM 32 as necessary, and the CPU 31 executes processing necessary for the X-ray analyzer according to the loaded computer program 41. The computer program 41 may be downloaded from outside the information processing apparatus 3.

記憶部34は、特定の元素に起因する蛍光X線の特徴を示す元素データを記憶している。元素データには、特定の元素に起因して蛍光X線のスペクトルに含まれる複数のピークのエネルギーを示す情報が含まれている。また、元素データには、特定の元素に起因する複数のピークの強度比の初期値を示す情報が含まれている。強度比の初期値は、特定の元素に起因する蛍光X線の強度が変化しない理想的な条件で得られる複数のピークの強度比である。ここで、強度比は、同一元素に起因する複数のピークの内、ある特定のピークの強度を基準としたときの別のピークの強度の割合である。K線のピークとL線のピークとでは、基準を変えてもよい。例えば、K線の複数のピークに含まれる一つのピークの強度を基準とした他のK線のピークの強度比を定め、L線の複数のピークに含まれる一つのピークの強度を基準とした他のL線のピークの強度比を定めてある。元素データは、複数の元素の夫々について記憶されている。また、記憶部34は、蛍光X線の検出強度に影響する測定環境を示す環境データを記憶している。環境データには、例えば、X線管であるX線源11への印加電圧、X線源11からのX線の試料Sへの照射角度、試料台13からX線検出部12までの距離、試料SからX線検出部12へ入射するX線の角度、雰囲気の種類、及びX線検出部12の検出効率等の情報が含まれている。   The storage unit 34 stores element data indicating the characteristics of fluorescent X-rays caused by specific elements. The element data includes information indicating energy of a plurality of peaks included in the spectrum of the fluorescent X-ray due to a specific element. The element data includes information indicating the initial value of the intensity ratio of a plurality of peaks caused by a specific element. The initial value of the intensity ratio is an intensity ratio of a plurality of peaks obtained under ideal conditions where the intensity of fluorescent X-rays caused by a specific element does not change. Here, the intensity ratio is the ratio of the intensity of another peak when the intensity of a specific peak is used as a reference among a plurality of peaks attributed to the same element. The reference may be changed between the K-line peak and the L-line peak. For example, the ratio of the intensity of one peak included in a plurality of peaks of the K line is determined based on the intensity ratio of the peak of another K line based on the intensity of one peak included in the plurality of peaks of the K line. The intensity ratio of other L-line peaks is defined. Element data is stored for each of a plurality of elements. In addition, the storage unit 34 stores environment data indicating a measurement environment that affects the detection intensity of fluorescent X-rays. The environmental data includes, for example, an applied voltage to the X-ray source 11 that is an X-ray tube, an irradiation angle of the X-ray from the X-ray source 11 to the sample S, a distance from the sample stage 13 to the X-ray detector 12, Information such as the angle of X-rays incident on the X-ray detection unit 12 from the sample S, the type of atmosphere, and the detection efficiency of the X-ray detection unit 12 is included.

図3は、CPU31の機能構成を示すブロック図である。CPU31は、機能部として、処理の流れを設定する設定部301を含む。CPU31は、試料Sに含まれる各元素に起因する複数のピークの強度比を特定する強度比特定部302を含み、設定部301から強度比特定部302へ処理が渡される。CPU31は、強度比特定部302が特定した強度比を用いたピーク分離により各元素のピークの第1強度を計算する第1強度計算部303を含む。CPU31は、第1強度計算部303が計算した第1強度を元にしたより詳細なピーク分離により各元素のピークの第2強度を計算する第2強度計算部304を含む。CPU31は、第2強度計算部304が計算した第2強度から各元素の濃度を計算する濃度計算部305を含む。CPU31は、濃度計算部305が計算した複数の元素の濃度から、各元素に起因する複数のピークの強度比を計算する強度比再特定部306を含む。CPU31は、強度比再特定部306が計算した強度比を用いたピーク分離により各元素のピークの第3強度を計算する第3強度計算部307を含む。CPU31は、第2強度計算部304が計算した第2強度と第3強度計算部307が計算した第3強度との差異が所定範囲か否かを判定する判定部308を含む。CPU31は、判定部308により第2強度と第3強度との差異が所定範囲内であると判定された場合に濃度を決定する濃度決定部309を含む。CPU31は、判定部308により、第2強度と第3強度との差異が所定範囲外であると判定され、設定部301で処理を濃度計算部305へ戻すと設定されている場合に、第3強度を第2強度として、処理を濃度計算部305へ戻す第2強度特定部310を含む。また、CPU31は、判定部308により、第2強度と第3強度との差異が所定範囲外であると判定され、設定部301で処理を第2強度計算部304へ戻すと設定されている場合に、第3強度を第1強度として、処理を第2強度計算部304へ戻す第1強度特定部311を含む。図3に示した各機能部は、CPU31がコンピュータプログラム41に従った情報処理を実行することにより、実現される。   FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of the CPU 31. CPU31 contains the setting part 301 which sets the flow of a process as a function part. The CPU 31 includes an intensity ratio specifying unit 302 that specifies an intensity ratio of a plurality of peaks caused by each element included in the sample S, and processing is passed from the setting unit 301 to the intensity ratio specifying unit 302. The CPU 31 includes a first intensity calculation unit 303 that calculates the first intensity of the peak of each element by peak separation using the intensity ratio specified by the intensity ratio specifying unit 302. The CPU 31 includes a second intensity calculator 304 that calculates the second intensity of each element peak by more detailed peak separation based on the first intensity calculated by the first intensity calculator 303. The CPU 31 includes a concentration calculator 305 that calculates the concentration of each element from the second intensity calculated by the second intensity calculator 304. The CPU 31 includes an intensity ratio re-specification unit 306 that calculates an intensity ratio of a plurality of peaks caused by each element from the concentrations of the plurality of elements calculated by the concentration calculation unit 305. The CPU 31 includes a third intensity calculator 307 that calculates a third intensity of each element peak by peak separation using the intensity ratio calculated by the intensity ratio re-identifier 306. The CPU 31 includes a determination unit 308 that determines whether the difference between the second intensity calculated by the second intensity calculation unit 304 and the third intensity calculated by the third intensity calculation unit 307 is within a predetermined range. The CPU 31 includes a density determination unit 309 that determines the density when the determination unit 308 determines that the difference between the second intensity and the third intensity is within a predetermined range. The CPU 31 determines that the difference between the second intensity and the third intensity is outside the predetermined range by the determination unit 308, and if the setting unit 301 is set to return the process to the density calculation unit 305, the CPU 31 A second intensity specifying unit 310 that returns the processing to the concentration calculation unit 305 with the intensity as the second intensity is included. Further, when the determination unit 308 determines that the difference between the second intensity and the third intensity is outside the predetermined range, the CPU 31 is set to return the processing to the second intensity calculation unit 304 by the setting unit 301. In addition, a first intensity specifying unit 311 is provided that sets the third intensity as the first intensity and returns the processing to the second intensity calculating unit 304. Each functional unit shown in FIG. 3 is realized by the CPU 31 executing information processing according to the computer program 41.

図4及び図5は、X線分析装置が実行するX線分析の処理の手順を示すフローチャートである。情報処理装置3のCPU31は、コンピュータプログラム41に従って以下の処理を実行する。使用者は、試料Sを試料台13に載置し、操作部35を操作して、X線分析を開始するための指示を入力する。CPU31は、X線分析に必要な情報を受け付けるためのメニューを表示部36に表示させ、使用者が操作部35を操作することにより必要な情報を受け付ける(S1)。例えば、試料の種類を選択するためのメニューが表示され、使用者の操作によって試料の種類が選択され、CPU31は、試料の種類の指定を受け付ける。また例えば、濃度を計算すべき元素を選択するためのメニューが表示され、使用者の操作によって元素が選択され、CPU31は、濃度を計算すべき元素の指定を受け付ける。また、後述のステップS15で処理をステップS8へ戻すか又はステップS9へ戻すのかを選択するためのメニューが表示され、使用者の操作によって選択される。なお、CPU31は、試料の種類又は濃度を計算すべき元素の選択に応じて、処理を戻す先のステップを決定する処理を行ってもよい。また、CPU31は、X線源11が照射するX線のエネルギー等の測定条件を受け付けるための処理を行ってもよい。   4 and 5 are flowcharts showing the procedure of the X-ray analysis process executed by the X-ray analyzer. The CPU 31 of the information processing device 3 executes the following processing according to the computer program 41. The user places the sample S on the sample stage 13, operates the operation unit 35, and inputs an instruction for starting X-ray analysis. The CPU 31 displays a menu for accepting information necessary for X-ray analysis on the display unit 36, and accepts necessary information when the user operates the operation unit 35 (S1). For example, a menu for selecting the type of sample is displayed, the type of sample is selected by the user's operation, and the CPU 31 accepts designation of the type of sample. Further, for example, a menu for selecting an element whose concentration is to be calculated is displayed, the element is selected by a user operation, and the CPU 31 accepts designation of the element whose concentration is to be calculated. In addition, a menu for selecting whether to return the process to step S8 or step S9 in step S15, which will be described later, is displayed and selected by the user's operation. Note that the CPU 31 may perform a process of determining a step to which the process is to be returned in accordance with the selection of an element whose sample type or concentration is to be calculated. In addition, the CPU 31 may perform processing for receiving measurement conditions such as energy of X-rays irradiated by the X-ray source 11.

CPU31は、受け付けた情報をRAM32又は記憶部34に記憶して、ステップS15の際に処理を戻す先のステップを設定する(S2)。CPU31は、次に、X線照射の指示をインタフェース部37から制御部22へ出力し、制御部22は、X線源11にX線を試料Sへ照射させる(S3)。X線を照射された試料Sからは蛍光X線が発生し、X線検出部12は、蛍光X線を検出し、検出した蛍光X線に応じた信号をスペクトル生成部21へ出力し、スペクトル生成部21は、蛍光X線のスペクトルを生成する(S4)。スペクトル生成部21は、生成した蛍光X線のスペクトルを情報処理装置3へ出力する。蛍光X線のスペクトルはインタフェース部37に入力され、CPU31は、スペクトルのデータをRAM32又は記憶部34に記憶する。CPU31は、次に、蛍光X線のスペクトルに基づいて濃度を計算すべき複数の元素を指定する処理を行う(S5)。ステップS5では、例えば、CPU31は、ステップS1で選択された元素を指定する処理を行う。また例えば、CPU31は、スペクトルに含まれる複数のピークを検出し、各ピークとエネルギーが近い蛍光X線を発する元素を指定する処理を行ってもよい。また、CPU31は、濃度の計算が可能な全ての元素を指定する処理を行ってもよい。また、CPU31は、この段階で濃度を計算すべき元素の指定を使用者から受け付ける処理を行ってもよい。   CPU31 memorize | stores the received information in RAM32 or the memory | storage part 34, and sets the destination step which returns a process in the case of step S15 (S2). Next, the CPU 31 outputs an X-ray irradiation instruction from the interface unit 37 to the control unit 22, and the control unit 22 causes the X-ray source 11 to irradiate the sample S (S3). X-ray fluorescence is generated from the sample S irradiated with X-rays, and the X-ray detection unit 12 detects the fluorescent X-rays and outputs a signal corresponding to the detected fluorescent X-rays to the spectrum generation unit 21. The generation unit 21 generates a fluorescent X-ray spectrum (S4). The spectrum generation unit 21 outputs the generated fluorescent X-ray spectrum to the information processing device 3. The spectrum of the fluorescent X-ray is input to the interface unit 37, and the CPU 31 stores the spectrum data in the RAM 32 or the storage unit 34. Next, the CPU 31 performs a process of designating a plurality of elements whose concentrations should be calculated based on the fluorescent X-ray spectrum (S5). In step S5, for example, the CPU 31 performs processing for designating the element selected in step S1. For example, CPU31 may detect the some peak contained in a spectrum, and may perform the process which designates the element which emits a fluorescent X-ray with energy close to each peak. Further, the CPU 31 may perform a process of designating all elements that can calculate the concentration. Further, the CPU 31 may perform a process of accepting designation of an element whose concentration is to be calculated at this stage from the user.

CPU31は、次に、指定した元素に起因する複数のピークの強度比を、元素データに記録された初期値に定めることにより、強度比を特定する(S6)。図6は、複数のピークの強度比を説明するための模式的特性図である。図中の横軸はエネルギーを示し、縦軸は信号強度を示す。図6には、一つの元素に起因する蛍光X線のスペクトルを模式的に示している。一つの元素からは、Lα1、Lα2及びLβ1等の複数のピークが得られる。他の元素の共存等のピーク強度を変化させる影響が無い状態では、複数のピークの強度比は固有の値であり、この固有の値が初期値として元素データに記録されている。ステップS6では、強度比が仮に初期値に定められる。   Next, the CPU 31 specifies the intensity ratio by setting the intensity ratio of the plurality of peaks caused by the designated element to the initial value recorded in the element data (S6). FIG. 6 is a schematic characteristic diagram for explaining the intensity ratio of a plurality of peaks. In the figure, the horizontal axis indicates energy, and the vertical axis indicates signal intensity. FIG. 6 schematically shows a fluorescent X-ray spectrum caused by one element. From one element, a plurality of peaks such as Lα1, Lα2, and Lβ1 are obtained. In a state where there is no effect of changing the peak intensity due to the coexistence of other elements, the intensity ratio of the plurality of peaks is a unique value, and this unique value is recorded as the initial value in the element data. In step S6, the intensity ratio is temporarily set to an initial value.

CPU31は、次に、蛍光X線のスペクトルに対してピーク分離を行うことにより、濃度を計算すべき複数の元素の夫々に起因するピークの第1強度を計算する(S7)。図7は、ピーク分離の例を示す模式的特性図である。図中の横軸はエネルギーを示し、縦軸は信号強度を示す。図7には、測定された蛍光X線のスペクトルを実線で示す。CPU31は、特定された強度比を用いて、特定の元素に起因する複数のピークからなる理論的なスペクトルを生成する。同様にして、CPU31は、濃度を計算すべき複数の元素の夫々について理論的なスペクトルを生成する。図7には、一つの元素Aについての理論的なスペクトルを破線で示し、他の元素Bについての理論的なスペクトルを一点鎖線で示す。CPU31は、複数の元素に対応する複数の理論的なスペクトルを足し合わせ、更にバックグラウンドを足した合成スペクトルを生成し、生成した合成スペクトルと測定された蛍光X線のスペクトルとを比較する。なお、CPU31は、複数の理論的なスペクトルを足し合わせた合成スペクトルと測定された蛍光X線のスペクトルからバックグラウンドを減算したスペクトルとを比較してもよい。CPU31は、合成スペクトルが測定された蛍光X線のスペクトルの最も良い近似になるように、最小二乗法により、各元素に起因するピークの強度を計算する。計算したピークの強度を第1強度とする。なお、CPU31は、ステップS6で、一部の元素に起因するピークの強度を初期値に定めることにより、一部のピーク強度を特定する処理を行い、ステップS7で、特定されたピーク強度を用いてピーク分離を行ってもよい。ピーク強度の初期値は、例えば理論的に求められる値である。   Next, the CPU 31 calculates the first intensity of the peak due to each of the plurality of elements whose concentration is to be calculated by performing peak separation on the spectrum of the fluorescent X-ray (S7). FIG. 7 is a schematic characteristic diagram showing an example of peak separation. In the figure, the horizontal axis indicates energy, and the vertical axis indicates signal intensity. In FIG. 7, the spectrum of the measured fluorescent X-ray is shown by a solid line. CPU31 produces | generates the theoretical spectrum which consists of a some peak resulting from a specific element using the specified intensity | strength ratio. Similarly, the CPU 31 generates a theoretical spectrum for each of a plurality of elements whose concentrations are to be calculated. In FIG. 7, a theoretical spectrum for one element A is indicated by a broken line, and a theoretical spectrum for another element B is indicated by a one-dot chain line. The CPU 31 adds a plurality of theoretical spectra corresponding to a plurality of elements, generates a synthetic spectrum with the background added, and compares the generated synthetic spectrum with the measured fluorescent X-ray spectrum. Note that the CPU 31 may compare a combined spectrum obtained by adding a plurality of theoretical spectra with a spectrum obtained by subtracting the background from the measured fluorescent X-ray spectrum. The CPU 31 calculates the intensity of the peak due to each element by the least square method so that the synthesized spectrum becomes the best approximation of the measured spectrum of the fluorescent X-ray. The calculated peak intensity is defined as the first intensity. In step S6, the CPU 31 performs processing for specifying a part of the peak intensity by setting the peak intensity due to a part of the elements to an initial value, and uses the specified peak intensity in step S7. Peak separation may be performed. The initial value of the peak intensity is a value that is theoretically obtained, for example.

CPU31は、次に、各元素に起因するピークの強度の変化を制限した上でエネルギー範囲を制限したスペクトルに対してピーク分離を行うことにより、各元素に起因するピークの第2強度を計算する(S8)。ステップS8のピーク分離では、各元素に起因するピーク強度の第1強度に比べた変倍率が非負の所定範囲の倍率に制限される。例えば、倍率はゼロ倍〜2倍である。即ち、ピーク分離の計算において各元素のピークの強度が取り得る値は、ゼロ以上で、第1強度の2倍以下である。   Next, the CPU 31 calculates the second intensity of the peak due to each element by performing peak separation on the spectrum in which the energy range is limited after limiting the change in the intensity of the peak due to each element. (S8). In the peak separation in step S8, the scaling factor compared to the first intensity of the peak intensity due to each element is limited to a non-negative predetermined range. For example, the magnification is zero to two times. That is, the peak intensity of each element that can be taken in the calculation of peak separation is not less than zero and not more than twice the first intensity.

図7中には、ステップS8のピーク分離で利用するスペクトルのエネルギー範囲を示している。ピーク分離で利用するエネルギー範囲は、測定された蛍光X線のスペクトルに含まれる一部のエネルギー範囲である。ステップS8のピーク分離で利用するエネルギー範囲は、各元素に起因する複数のピークの内で濃度の計算に主に利用されるピークが含まれる範囲であり、通常、他の範囲よりもピークの強度が高くなる範囲である。また、このエネルギー範囲は、バックグラウンドの強度が低い範囲であることが望ましい。ステップS8のピーク分離で利用するエネルギー範囲は、コンピュータプログラム41によって予め定められている。   FIG. 7 shows the spectrum energy range used in the peak separation in step S8. The energy range used for peak separation is a partial energy range included in the measured spectrum of fluorescent X-rays. The energy range used in the peak separation in step S8 is a range in which a peak mainly used for calculating the concentration among a plurality of peaks attributed to each element is included, and usually the peak intensity is higher than other ranges. Is a range in which becomes higher. In addition, this energy range is desirably a range in which the background intensity is low. The energy range used for the peak separation in step S8 is determined in advance by the computer program 41.

なお、CPU31は、ステップS1で受け付けた情報に従ってエネルギー範囲を定めてもよい。例えば、CPU31は、ステップS1でエネルギー範囲を選択するためのメニューを表示部36に表示して、エネルギー範囲の選択を受け付ける。また例えば、試料の種類又は濃度を計算すべき元素の組み合わせに対応した適切なエネルギー範囲を示す情報を記憶部34に記憶しておき、CPU31は、試料の種類又は元素の組み合わせに応じて、ステップS8のピーク分離で利用するエネルギー範囲を決定する処理を行ってもよい。また、CPU31は、元素別にエネルギー範囲を定めてもよい。例えば、CPU31は、ステップS1で元素別のエネルギー範囲の選択を受け付けてもよく、記憶部34に予め記憶された情報に基づいて元素別のエネルギー範囲を定めてもよい。この場合は、元素別に定められたエネルギー範囲の夫々においてピーク分離が行われる。また、この場合は、ピーク分離で利用するエネルギー範囲には、不連続な複数のエネルギー範囲が含まれることもある。   Note that the CPU 31 may determine the energy range according to the information received in step S1. For example, the CPU 31 displays a menu for selecting an energy range on the display unit 36 in step S1, and accepts the selection of the energy range. In addition, for example, information indicating an appropriate energy range corresponding to the combination of elements whose sample type or concentration is to be calculated is stored in the storage unit 34, and the CPU 31 performs steps according to the sample type or the combination of elements. You may perform the process which determines the energy range utilized by the peak separation of S8. Further, the CPU 31 may define an energy range for each element. For example, the CPU 31 may accept selection of the energy range for each element in step S <b> 1, and may determine the energy range for each element based on information stored in advance in the storage unit 34. In this case, peak separation is performed in each of the energy ranges determined for each element. In this case, the energy range used for peak separation may include a plurality of discontinuous energy ranges.

ステップS8では、CPU31は、複数の元素に起因するピークの内で制限されたエネルギー範囲内に含まれる複数のピークを足し合わせ、更にバックグラウンドを足した合成スペクトルを生成し、生成した合成スペクトルと測定されたスペクトルの制限されたエネルギー範囲内に含まれる部分とを比較する。CPU31は、各ピークの強度の変化を、第1強度に比べた変倍率が非負の所定範囲の倍率に収まるように制限しながら、合成スペクトルが測定された蛍光X線のスペクトルの最も良い近似になるように、最小二乗法により、各元素に起因するピークの強度を計算する。   In step S8, the CPU 31 adds a plurality of peaks included in the energy range restricted among the peaks caused by the plurality of elements, and further generates a synthesized spectrum by adding the background. Compare the portion of the measured spectrum that falls within the limited energy range. The CPU 31 limits the change in the intensity of each peak so that the scaling factor compared to the first intensity falls within a non-negative predetermined range, while making the best approximation of the spectrum of the measured fluorescent X-ray spectrum. Thus, the intensity of the peak due to each element is calculated by the least square method.

ピーク強度の変化を制限するには、例えば、各ピークの強度を任意の変数のアークタンジェントを含む関数で表し、変数の変化に応じてピーク強度の第1強度に比べた変倍率を所定範囲内で変化させるようにする。ピーク強度の第1強度に比べた変倍率をKとし、xを−∞<x<∞の変数として、K=1+(2/π)・arctan(x)と表す。xの変化に応じて、Kは0〜2の範囲で変化する。二つのピークが重なったスペクトルをf、一方のピークの第1強度をI0 、変倍率をK0 、他方のピークの第1強度をI1 、変倍率をK1 とすると、f=K00 +K11 と表される。−∞<x<∞の範囲でfを計算して最小二乗法を行うことにより、ピーク強度の第1強度に比べた変倍率をゼロ倍〜2倍に制限したピーク分離を行うことができる。Cを正の値として、K=C/2+(C/π)・arctan(x)と表せば、変倍率をゼロ倍〜C倍の範囲に制限することができる。また、変倍率の最小値をゼロよりも大きい値としてもよい。変倍率を制限する方法は、その他の方法であってもよい。ステップS8で利用するエネルギー範囲に一つの元素に起因するピークが複数含まれる場合は、各ピークの強度を個別に計算する。ステップS8で計算したピークの強度を第2強度とする。 In order to limit the change in peak intensity, for example, the intensity of each peak is represented by a function including an arc tangent of an arbitrary variable, and the scaling factor compared to the first intensity of the peak intensity is within a predetermined range according to the change in the variable. To change. The scaling factor compared to the first intensity of the peak intensity is K, and x is a variable −∞ <x <∞, and K = 1 + (2 / π) · arctan (x). K changes in the range of 0-2 according to the change of x. Assuming that the spectrum where two peaks overlap is f, the first intensity of one peak is I 0 , the scaling factor is K 0 , the first intensity of the other peak is I 1 , and the scaling factor is K 1 , f = K 0 I 0 + K 1 I 1 . By calculating f in a range of −∞ <x <∞ and performing the least square method, peak separation can be performed in which the scaling factor compared to the first intensity of the peak intensity is limited to zero to twice. If C is a positive value and expressed as K = C / 2 + (C / π) · arctan (x), the scaling factor can be limited to a range of zero to C times. Further, the minimum value of the scaling factor may be a value larger than zero. Other methods may be used as a method of limiting the scaling factor. If the energy range used in step S8 includes a plurality of peaks due to one element, the intensity of each peak is calculated individually. The peak intensity calculated in step S8 is set as the second intensity.

なお、CPU31は、ピーク強度の変倍率の範囲を元素別に定める処理を行ってもよい。元素別の変倍率は、予め定められてあってもよい。CPU31は、ステップS1で元素別の変倍率の範囲を受け付けてもよい。また、CPU31は、ステップS8で、表示部36に蛍光X線のスペクトルを表示させ、使用者が操作部35を操作することにより元素別の変倍率の範囲を受け付ける処理を行ってもよい。   In addition, CPU31 may perform the process which determines the range of the magnification rate of peak intensity according to an element. The scaling factor for each element may be determined in advance. The CPU 31 may accept the range of the scaling factor for each element in step S1. In step S8, the CPU 31 may display the fluorescent X-ray spectrum on the display unit 36, and perform a process of accepting the element-specific magnification range by operating the operation unit 35.

CPU31は、次に、計算した各元素のピークの第2強度に基づいて、試料Sに含まれる各元素の濃度を計算する(S9)。ステップS9では、CPU31は、例えばFP法により濃度の計算を行う。CPU31は、環境データに記録した測定環境に基づいて、各元素のピークの第2強度を、試料Sの表面での強度に換算し、換算した各元素のピークの第2強度から濃度の初期値を計算する。また、CPU31は、計算した複数の元素の濃度に基づいて、各元素のピークの理論的な強度を計算する。このとき、CPU31は、各元素のピーク強度が他の元素の濃度に応じて変化する共存元素の影響を含めてピークの理論的な強度を計算する。CPU31は、計算した各元素のピークの理論的な強度と第2強度とを比較して各元素の濃度を再計算する。CPU31は、濃度の差異が所定範囲内であるか否かを判定し、濃度の差異が所定範囲外である場合は、各元素のピークの理論的な強度の計算へ処理を戻し、濃度の差異が所定範囲内である場合は、濃度の計算を終了する。計算に用いられるピークは、ステップS8のピーク分離で利用するエネルギー範囲内に含まれるピークである。なお、CPU31は、FP法以外の手法を利用して濃度の計算を行ってもよい。   Next, the CPU 31 calculates the concentration of each element contained in the sample S based on the calculated second intensity of the peak of each element (S9). In step S9, the CPU 31 calculates the density by, for example, the FP method. The CPU 31 converts the second intensity of the peak of each element into the intensity on the surface of the sample S based on the measurement environment recorded in the environmental data, and the initial value of the concentration from the converted second intensity of the peak of each element. Calculate Further, the CPU 31 calculates the theoretical intensity of the peak of each element based on the calculated concentrations of the plurality of elements. At this time, the CPU 31 calculates the theoretical intensity of the peak including the influence of the coexisting element in which the peak intensity of each element changes according to the concentration of the other element. The CPU 31 recalculates the concentration of each element by comparing the calculated theoretical peak intensity of each element with the second intensity. The CPU 31 determines whether or not the difference in concentration is within a predetermined range. If the difference in concentration is outside the predetermined range, the process returns to the calculation of the theoretical intensity of the peak of each element, and the difference in concentration. Is within the predetermined range, the concentration calculation is terminated. The peak used for the calculation is a peak included in the energy range used in the peak separation in step S8. Note that the CPU 31 may calculate the concentration using a method other than the FP method.

CPU31は、次に、計算した各元素の濃度に基づいて、各元素の複数のピーク強度を計算し、各元素に起因する複数のピークの強度比を計算する(S10)。ステップS10では、CPU31は、一つの元素のピーク強度が他の元素の濃度に応じて変化する共存元素による影響を反映するように、各元素の複数のピーク強度の夫々を共存元素の濃度に応じて変化させた強度を計算し、各元素の複数のピークの強度比を計算する。例えば、CPU31は、FP法を利用して、一つの元素のピーク強度を計算する際に、他の元素による吸収効果及び二次励起効果をも計算して、各元素の複数のピーク強度を個別に計算する。CPU31は、ステップS8のピーク分離で利用するエネルギー範囲よりも広いエネルギー範囲に亘って強度比を計算する。この処理によって、各元素に起因する複数のピークの強度比が再度特定される。CPU31は、次に、ステップS10で計算した強度比を用いて、測定された蛍光X線のスペクトルに対してピーク分離を行うことにより、各元素に起因するピークの第3強度を計算する(S11)。ステップS11での計算方法は、ステップS7と同様であるものの、強度比の値が変化している。なお、CPU31は、ステップS10では各元素の複数のピーク強度を計算するにとどめ、ステップS11で、各元素の複数のピーク強度を用いてピーク分離を行ってもよい。この処理でも実質的に各元素に起因する複数のピークの強度比が再度特定される。   Next, the CPU 31 calculates a plurality of peak intensities of each element based on the calculated concentration of each element, and calculates an intensity ratio of the plurality of peaks attributed to each element (S10). In step S10, the CPU 31 changes each of the plurality of peak intensities of each element according to the concentration of the coexisting element so as to reflect the influence of the coexisting element in which the peak intensity of one element changes according to the concentration of the other element. And calculating the intensity ratio of a plurality of peaks of each element. For example, when calculating the peak intensity of one element using the FP method, the CPU 31 also calculates the absorption effect and secondary excitation effect of the other element, and individually calculates a plurality of peak intensities of each element. To calculate. The CPU 31 calculates the intensity ratio over an energy range wider than the energy range used in the peak separation in step S8. By this processing, the intensity ratio of the plurality of peaks attributed to each element is specified again. Next, the CPU 31 calculates the third intensity of the peak due to each element by performing peak separation on the measured spectrum of the fluorescent X-ray using the intensity ratio calculated in step S10 (S11). ). The calculation method in step S11 is the same as that in step S7, but the intensity ratio value is changed. Note that the CPU 31 only calculates a plurality of peak intensities of each element in step S10, and may perform peak separation using the plurality of peak intensities of each element in step S11. Even in this process, the intensity ratio of a plurality of peaks substantially due to each element is specified again.

CPU31は、次に、複数の元素のピークの第2強度と第3強度との差異が所定範囲内であるか否かを判定する(S12)。ステップS12では、例えば、第2強度と第3強度との差の絶対値が第2強度の1%以下であるか否かを判定する。また例えば、第2強度と第3強度との比が0.99〜1.01の範囲内であるか否かを判定する。なお、ステップS12では、試料Sの表面での強度に換算した第2強度と第3強度とを比較してもよい。   Next, the CPU 31 determines whether or not the difference between the second intensity and the third intensity of the plurality of element peaks is within a predetermined range (S12). In step S12, for example, it is determined whether or not the absolute value of the difference between the second intensity and the third intensity is 1% or less of the second intensity. Further, for example, it is determined whether or not the ratio between the second intensity and the third intensity is within a range of 0.99 to 1.01. In step S12, the second intensity converted to the intensity on the surface of the sample S may be compared with the third intensity.

ステップS12で第2強度と第3強度との差異が所定範囲内である場合は(S12:YES)、CPU31は、試料Sに含まれる複数の元素の濃度をステップS9の計算結果に決定する(S13)。CPU31は、次に、決定した各元素の濃度を記憶部34に記憶し、表示部36に表示させ(S14)、処理を終了する。なお、CPU31は、図示しないプリンタに各元素の濃度を出力する処理を行ってもよい。   When the difference between the second intensity and the third intensity is within the predetermined range in step S12 (S12: YES), the CPU 31 determines the concentration of the plurality of elements contained in the sample S as the calculation result of step S9 ( S13). Next, the CPU 31 stores the determined concentration of each element in the storage unit 34 and displays it on the display unit 36 (S14), and ends the process. Note that the CPU 31 may perform a process of outputting the concentration of each element to a printer (not shown).

ステップS12で第2強度と第3強度との差異が所定範囲外である場合は(S12:NO)、CPU31は、処理をステップS8へ戻す設定になっているか否かを判定する(S15)。処理をステップS8へ戻す設定になっている場合は(S15:YES)、CPU31は、計算した第3強度を第1強度とし(S16)、処理をステップS8へ戻す。処理をステップS9へ戻す設定になっている場合は(S15:NO)、CPU31は、計算した第3強度を第2強度とし(S17)、処理をステップS9へ戻す。処理をステップS8へ戻すようにして行う処理は、各元素に起因する複数のピークの強度比を濃度に応じて計算しながらピーク分離と濃度計算とを繰り返す処理となる。また、処理をステップS9へ戻すようにして行う処理は、ステップS8のピーク強度の変化を制限したピーク分離の処理を2回目以降は省略してピーク分離と濃度計算とを繰り返す処理となる。   If the difference between the second intensity and the third intensity is outside the predetermined range in step S12 (S12: NO), the CPU 31 determines whether or not the process is set to return to step S8 (S15). When the setting is made to return the process to step S8 (S15: YES), the CPU 31 sets the calculated third intensity as the first intensity (S16), and returns the process to step S8. When the setting is made to return the process to step S9 (S15: NO), the CPU 31 sets the calculated third intensity as the second intensity (S17), and returns the process to step S9. The process performed by returning the process to step S8 is a process of repeating the peak separation and the concentration calculation while calculating the intensity ratio of a plurality of peaks caused by each element according to the concentration. Further, the process performed by returning the process to step S9 is a process in which the peak separation process in which the change in the peak intensity in step S8 is limited is omitted for the second and subsequent steps and the peak separation and the concentration calculation are repeated.

なお、ステップS12では、CPU31は、第2強度及び第3強度から特定種類の量の定量値を計算し、第2強度から得られる定量値と第3強度から得られる定量値との差異が所定範囲内であるか否かを判定する処理を行ってもよい。例えば、CPU31は、第2強度及び第3強度から特定の元素の濃度を計算し、第2強度から計算した濃度と第3強度から計算した濃度との差異が所定範囲内であるか否かを判定する処理を行ってもよい。また、例えば、CPU31は、特定の元素に起因する複数のピークの第2強度の強度比と第3強度の強度比とを計算し、計算した強度比を比較してもよい。また、例えば、CPU31は、試料Sが一又は複数の膜を含んでいる場合に、第2強度及び第3強度から特定の膜の膜厚を計算し、第2強度から計算した膜厚と第3強度から計算した膜厚との差異が所定範囲内であるか否かを判定する処理を行ってもよい。   In step S12, the CPU 31 calculates a quantitative value of a specific type from the second intensity and the third intensity, and the difference between the quantitative value obtained from the second intensity and the quantitative value obtained from the third intensity is predetermined. You may perform the process which determines whether it is in the range. For example, the CPU 31 calculates the concentration of a specific element from the second intensity and the third intensity, and determines whether or not the difference between the concentration calculated from the second intensity and the concentration calculated from the third intensity is within a predetermined range. You may perform the process to determine. Further, for example, the CPU 31 may calculate the intensity ratio of the second intensity and the intensity ratio of the third intensity due to a specific element, and compare the calculated intensity ratio. Further, for example, when the sample S includes one or more films, the CPU 31 calculates the film thickness of the specific film from the second intensity and the third intensity, and calculates the film thickness calculated from the second intensity and the first film thickness. You may perform the process which determines whether the difference with the film thickness computed from three intensity | strengths is in a predetermined range.

以上詳述した如く、本実施の形態においては、X線分析装置は、ピーク分離により各元素に起因するピークの第1強度を計算した後、ピーク強度の変化を制限した上で狭いエネルギー範囲で再度ピーク分離を行う。エネルギー範囲を限定したことで、各元素に起因する複数のピークの内で濃度の計算に利用される強度の高いピークに絞ってより詳細なピーク分離の処理が可能である。また、通常のピーク分離で得られた第1強度は、厳密に正確では無いにしても、正確なピーク強度に近い値であることが期待される。そこで、ピーク強度が第1強度に近い値を取るように変化を制限しながら詳細なピーク分離の処理を行うことにより、正確なピーク分離が可能となる。   As described in detail above, in the present embodiment, the X-ray analyzer calculates the first intensity of the peak due to each element by peak separation, and then limits the change in peak intensity, and in a narrow energy range. Perform peak separation again. By limiting the energy range, it is possible to perform more detailed peak separation processing by focusing on high-intensity peaks used for concentration calculation among a plurality of peaks attributed to each element. Further, the first intensity obtained by normal peak separation is expected to be close to the accurate peak intensity, if not strictly accurate. Therefore, accurate peak separation can be performed by performing detailed peak separation processing while limiting the change so that the peak intensity takes a value close to the first intensity.

また、本実施の形態においては、X線分析装置は、詳細なピーク分離により得られたピークの第2強度から、各元素の濃度を計算し、計算した濃度に基づいて各元素に起因する複数のピークの強度比を計算し、計算した強度比を利用してピーク分離を行うことにより、ピークの第3強度を計算する。ここで計算された強度比は、一つの元素に起因する複数のピーク強度の夫々が共存元素の濃度に応じて変化する共存元素による影響が反映されている。元素濃度から計算された各元素に起因する複数のピークの強度比を用いたピーク分離では、仮定された強度比を用いたピーク分離に比べて、より確からしいピーク強度が第3強度として得られることが期待される。また、一つの元素に起因する複数のピークが含まれる広いエネルギー範囲でピーク分離を行うので、濃度計算に利用される限定されたエネルギー範囲内ではピークが重なっている二つの元素についても、重なっていない他のピークに基づいたピーク分離が可能になり、確からしいピーク強度が第3強度として得られることが期待される。更に、確からしいピーク強度が得られたところで、処理を戻し、ピーク強度の変化を制限した上でエネルギー範囲を限定した詳細なピーク分離を繰り返すことで、より確からしい第2強度が計算されることが期待される。ピーク強度又は濃度等の変動が十分小さくなるまで処理を繰り返すことにより、試料Sに含まれる複数の元素の夫々の濃度を従来よりも正確に計算することができる。従って、ヒ素及び鉛が含まれる試料のような、従来では特定のエネルギー範囲でピークが重なるために個別に正確な濃度を求めることが困難であった組み合わせの複数の元素が含まれる試料についても、従来よりも正確な元素の定量分析が可能となる。例えば、試料Sに含まれる有害物質の定量分析を行う際に、ヒ素と鉛とを区別して高精度で定量分析を行うことが可能となる。また、試料Sが多層膜である場合等、試料Sが複雑な構造を持っている場合でも、各元素を区別して高精度で定量分析を行うことが可能となる。   In the present embodiment, the X-ray analyzer calculates the concentration of each element from the second intensity of the peak obtained by detailed peak separation, and a plurality of elements attributed to each element based on the calculated concentration. The third intensity of the peak is calculated by calculating the intensity ratio of the peak and performing peak separation using the calculated intensity ratio. The intensity ratio calculated here reflects the influence of a coexisting element in which each of a plurality of peak intensities resulting from one element changes according to the concentration of the coexisting element. In the peak separation using the intensity ratio of a plurality of peaks caused by each element calculated from the element concentration, a more probable peak intensity is obtained as the third intensity compared to the peak separation using the assumed intensity ratio. It is expected. In addition, since peak separation is performed in a wide energy range that includes multiple peaks attributed to one element, two elements that overlap in a limited energy range used for concentration calculation also overlap. Peak separation based on other peaks that are not present becomes possible, and it is expected that a probable peak intensity can be obtained as the third intensity. Furthermore, when a probable peak intensity is obtained, the process is returned, and the peak intensity can be calculated by repeating the detailed peak separation limiting the energy range after limiting the change in peak intensity. There is expected. By repeating the process until the fluctuation of the peak intensity or the concentration becomes sufficiently small, the concentration of each of the plurality of elements contained in the sample S can be calculated more accurately than before. Therefore, for a sample containing a plurality of elements in a combination that has conventionally been difficult to obtain an accurate concentration individually because peaks overlap in a specific energy range, such as a sample containing arsenic and lead, Quantitative analysis of elements can be performed more accurately than before. For example, when performing a quantitative analysis of harmful substances contained in the sample S, it becomes possible to distinguish arsenic and lead and perform a quantitative analysis with high accuracy. Even when the sample S has a complicated structure, such as when the sample S is a multilayer film, it is possible to perform quantitative analysis with high accuracy by distinguishing each element.

また、本実施の形態においては、X線分析装置は、処理を繰り返す場合に、ピーク強度の変化を制限した上でエネルギー範囲を限定した詳細なピーク分離を省略して処理を繰り返すこともできる。限定されたエネルギー範囲内で複数の元素のピークが完全に重なっている等の理由により、エネルギー範囲を限定した詳細なピーク分離ではピーク強度をより確からしく計算することがあまり見込めない試料を分析する際には、詳細なピーク分離の処理を省略することにより処理時間の短縮を図ることができる。また、X線分析装置では、詳細なピーク分離の処理を省略するか否かを設定することができるので、分析対象の試料又は元素に応じた適切な分析が可能となる。   Further, in the present embodiment, when the process is repeated, the X-ray analyzer can limit the change in peak intensity and omit detailed peak separation with a limited energy range and repeat the process. Analyze samples that are unlikely to be able to calculate peak intensity more accurately with detailed peak separation with limited energy range, for example because peaks of multiple elements are completely overlapped within a limited energy range. In this case, the processing time can be shortened by omitting detailed peak separation processing. Further, in the X-ray analyzer, since it is possible to set whether or not to omit detailed peak separation processing, it is possible to perform appropriate analysis according to the sample or element to be analyzed.

なお、X線分析装置は、処理をループさせる場合に処理を常時ステップS8へ戻す処理を行う形態であってもよく、処理を常時ステップS9へ戻す処理を行う形態であってもよい。また、X線分析装置は、ステップS8で、エネルギー範囲を制限することなく、ステップS7と同等のエネルギー範囲内で各元素に起因するピークの強度の変化を制限した上ピーク分離をCPU31が実行する形態であってもよい。また、X線分析装置は、ステップS8で、ピークの強度の変化を制限することなく、エネルギー範囲を制限したスペクトルに対してCPU31がピーク分離を実行する形態であってもよい。試料Sの組成によっては、これらの形態でも定性・定量分析が可能である。   The X-ray analyzer may be configured to always return the process to step S8 when looping the process, or may be configured to always return the process to step S9. Further, in step S8, the X-ray analysis apparatus does not limit the energy range, and the CPU 31 executes the upper peak separation in which the change in peak intensity caused by each element is limited within the energy range equivalent to step S7. Form may be sufficient. Further, the X-ray analysis apparatus may be configured such that the CPU 31 performs peak separation on the spectrum in which the energy range is limited without limiting the change in peak intensity in step S8. Depending on the composition of the sample S, qualitative / quantitative analysis is possible even in these forms.

なお、本実施の形態においては、蛍光X線のスペクトルの測定と情報処理とを連続して行う形態を示したが、X線分析装置は、測定したスペクトルのデータを一旦記憶しておき、後で情報処理を行う形態であってもよい。この形態では、X線分析装置は、情報処理に必要な設定を情報処理の際に受け付ける処理を行ってもよい。また、本実施の形態においては、X線分析装置が蛍光X線のスペクトルを測定する機能を備える形態を示したが、X線分析装置は、蛍光X線のスペクトルを測定する機能を備えていない形態であってもよい。例えば、X線分析装置は、図1に示す情報処理装置3のみからなる形態であってもよい。この形態では、X線分析装置は、他の装置で測定された蛍光X線のスペクトルのデータを入力され、入力されたスペクトルに対してX線分析を実行する。また、本実施の形態においては、特性X線が蛍光X線である形態を示したが、X線分析装置は、電子線等のX線以外の放射線を照射された試料から発生した特性X線のスペクトルに対してX線分析を行う形態であってもよい。   In the present embodiment, the X-ray spectrum measurement and the information processing are continuously performed. However, the X-ray analyzer temporarily stores the measured spectrum data. The information processing may be performed in the form. In this form, the X-ray analysis apparatus may perform processing for accepting settings necessary for information processing at the time of information processing. In the present embodiment, the X-ray analyzer has a function of measuring a fluorescent X-ray spectrum, but the X-ray analyzer does not have a function of measuring a fluorescent X-ray spectrum. Form may be sufficient. For example, the X-ray analysis apparatus may be configured by only the information processing apparatus 3 illustrated in FIG. In this mode, the X-ray analyzer receives the spectrum data of fluorescent X-rays measured by another device, and performs X-ray analysis on the input spectrum. In the present embodiment, the characteristic X-ray is a fluorescent X-ray. However, the X-ray analyzer is a characteristic X-ray generated from a sample irradiated with radiation other than X-rays such as an electron beam. The form which performs X-ray analysis with respect to the spectrum of may be sufficient.

11 X線源(照射部)
12 X線検出部
21 スペクトル生成部
22 制御部
3 情報処理装置
31 CPU
32 RAM
34 記憶部
35 操作部
36 表示部
4 記録媒体
41 コンピュータプログラム
S 試料
11 X-ray source (irradiation unit)
12 X-ray detection unit 21 Spectrum generation unit 22 Control unit 3 Information processing device 31 CPU
32 RAM
34 storage unit 35 operation unit 36 display unit 4 recording medium 41 computer program S sample

Claims (9)

試料から発生した特性X線のスペクトルに基づいて、前記試料に含まれる複数の元素の濃度を求めるX線分析装置において、
各元素に起因する複数のピークの強度比を所定の値に定める強度比特定部と、
前記強度比を利用してピーク分離を行うことにより、特性X線のスペクトルに含まれる各元素のピークの第1強度を計算する第1強度計算部と、
ピーク強度の第1強度からの変化を所定範囲内に制限した上で、前記スペクトルの特定のエネルギー範囲に対してピーク分離を行うことにより、各元素のピークの第2強度を計算する第2強度計算部と、
各元素のピークの第2強度に基づいて、前記試料に含まれる複数の元素の濃度を計算する濃度計算部と、
該濃度計算部が計算した複数の元素の濃度に基づいて、各元素に起因する複数のピークの強度又は強度比を計算する強度比再特定部と、
該強度比再特定部が計算した前記強度又は前記強度比を利用してピーク分離を行うことにより、前記スペクトルに含まれる各元素のピークの第3強度を計算する第3強度計算部と、
第2強度及び第3強度の差異、又は第2強度及び第3強度から求められる特定種類の量の定量値の差異が所定範囲内であるか否かを判定する判定部と、
第2強度及び第3強度の差異、又は前記定量値の差異が所定範囲内である場合に、前記試料に含まれる複数の元素の濃度を、前記濃度計算部が計算した濃度に決定する濃度決定部と
を備えることを特徴とするX線分析装置。
In an X-ray analyzer for determining the concentration of a plurality of elements contained in the sample based on a characteristic X-ray spectrum generated from the sample,
An intensity ratio specifying unit that sets an intensity ratio of a plurality of peaks caused by each element to a predetermined value;
A first intensity calculator that calculates a first intensity of each element peak included in the spectrum of the characteristic X-ray by performing peak separation using the intensity ratio;
The second intensity for calculating the second intensity of the peak of each element by limiting the change of the peak intensity from the first intensity within a predetermined range and performing peak separation for the specific energy range of the spectrum. A calculation unit;
A concentration calculator that calculates the concentration of a plurality of elements contained in the sample based on the second intensity of the peak of each element;
Based on the concentration of the plurality of elements calculated by the concentration calculation unit, an intensity ratio respecifying unit that calculates the intensity or intensity ratio of a plurality of peaks attributed to each element;
A third intensity calculation unit for calculating a third intensity of the peak of each element included in the spectrum by performing peak separation using the intensity or the intensity ratio calculated by the intensity ratio respecifying unit;
A determination unit that determines whether the difference between the second intensity and the third intensity, or the difference between the quantitative values of the specific types of amounts obtained from the second intensity and the third intensity is within a predetermined range;
Concentration determination for determining a concentration of a plurality of elements included in the sample to a concentration calculated by the concentration calculation unit when a difference between the second intensity and the third intensity or a difference between the quantitative values is within a predetermined range. And an X-ray analyzer.
前記第2強度計算部は、
ピーク強度の第1強度に比べた変倍率が非負の所定範囲の倍率に収まるように、ピーク強度の変化を制限すること
を特徴とする請求項1に記載のX線分析装置。
The second intensity calculator is
The X-ray analyzer according to claim 1, wherein a change in peak intensity is limited so that a magnification ratio of the peak intensity compared to the first intensity falls within a non-negative predetermined range.
第2強度及び第3強度の差異、又は前記定量値の差異が所定範囲外である場合に、前記第3強度計算部が計算した第3強度を第1強度として、前記第2強度計算部へ計算を戻す第1強度特定部を更に備えること
を特徴とする請求項1又は2に記載のX線分析装置。
When the difference between the second intensity and the third intensity or the difference between the quantitative values is outside the predetermined range, the third intensity calculated by the third intensity calculator is set as the first intensity to the second intensity calculator. The X-ray analyzer according to claim 1, further comprising a first intensity specifying unit that returns the calculation.
第2強度及び第3強度の差異、又は前記定量値の差異が所定範囲外である場合に、前記第3強度計算部が計算した第3強度を第2強度として、前記濃度計算部へ計算を戻す第2強度特定部を更に備えること
を特徴とする請求項1又は2に記載のX線分析装置。
When the difference between the second intensity and the third intensity or the difference between the quantitative values is outside the predetermined range, the third intensity calculated by the third intensity calculator is set as the second intensity, and the concentration calculator is calculated. The X-ray analyzer according to claim 1, further comprising a second intensity specifying unit to be returned.
第2強度及び第3強度の差異又は前記定量値の差異が所定範囲外である場合に前記第2強度計算部又は前記濃度計算部のいずれへ計算を戻すのかを設定しておく設定部と、
該設定部が前記第2強度計算部へ計算を戻すと設定してあり、第2強度及び第3強度の差異、又は前記定量値の差異が所定範囲外である場合に、前記第3強度計算部が計算した第3強度を第1強度として、前記第2強度計算部へ計算を戻す第1強度特定部と、
前記設定部が前記濃度計算部へ計算を戻すと設定してあり、第2強度及び第3強度の差異、又は前記定量値の差異が所定範囲外である場合に、前記第3強度計算部が計算した第3強度を第2強度として、前記濃度計算部へ計算を戻す第2強度特定部と
を更に備えることを特徴とする請求項1又は2に記載のX線分析装置。
A setting unit for setting whether to return the calculation to the second intensity calculation unit or the concentration calculation unit when the difference between the second intensity and the third intensity or the difference between the quantitative values is outside a predetermined range;
The third intensity calculation is performed when the setting unit is set to return the calculation to the second intensity calculation unit, and the difference between the second intensity and the third intensity or the difference between the quantitative values is outside a predetermined range. A first intensity specifying unit that returns the calculation to the second intensity calculating unit, with the third intensity calculated by the unit as the first intensity;
When the setting unit is set to return the calculation to the concentration calculation unit, and the difference between the second intensity and the third intensity, or the difference between the quantitative values is outside a predetermined range, the third intensity calculation unit The X-ray analysis apparatus according to claim 1, further comprising: a second intensity specifying unit that uses the calculated third intensity as the second intensity and returns the calculation to the concentration calculation unit.
試料へ放射線を照射する照射部と、
試料から発生した特性X線を検出するX線検出部と、
該X線検出部が検出した特性X線のスペクトルを生成するスペクトル生成部と
を更に備えることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一つに記載のX線分析装置。
An irradiation unit for irradiating the sample with radiation; and
An X-ray detector for detecting characteristic X-rays generated from the sample;
The X-ray analysis apparatus according to claim 1, further comprising: a spectrum generation unit that generates a spectrum of characteristic X-rays detected by the X-ray detection unit.
試料から発生した特性X線のスペクトルに基づいて前記試料に含まれる複数の元素の濃度を求める処理を、コンピュータに実行させるコンピュータプログラムにおいて、
コンピュータに、
各元素に起因する複数のピークの強度比を所定の値に定めるステップと、
前記強度比を利用してピーク分離を行うことにより、特性X線のスペクトルに含まれる各元素のピークの第1強度を計算するステップと、
ピーク強度の第1強度からの変化を所定範囲内に制限した上で、前記スペクトルの特定のエネルギー範囲に対してピーク分離を行うことにより、各元素のピークの第2強度を計算する第2強度計算ステップと、
各元素のピークの第2強度に基づいて、前記試料に含まれる複数の元素の濃度を計算する濃度計算ステップと、
計算した複数の元素の濃度に基づいて、各元素に起因する複数のピークの強度比を計算するステップと、
計算した前記強度比を利用してピーク分離を行うことにより、前記スペクトルに含まれる各元素のピークの第3強度を計算するステップと、
第2強度及び第3強度の差異、又は第2強度及び第3強度から求められる特定種類の量の定量値の差異が所定範囲内であるか否かを判定するステップと、
第2強度及び第3強度の差異、又は前記定量値の差異が所定範囲内にある場合に、前記試料に含まれる複数の元素の濃度を、前記濃度計算ステップで計算した濃度に決定するステップと
を含む処理を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
In a computer program for causing a computer to execute processing for obtaining concentrations of a plurality of elements contained in the sample based on a spectrum of characteristic X-rays generated from the sample,
On the computer,
A step of setting the intensity ratio of a plurality of peaks caused by each element to a predetermined value;
Calculating peak first intensity of each element included in the spectrum of characteristic X-ray by performing peak separation using the intensity ratio;
The second intensity for calculating the second intensity of the peak of each element by limiting the change of the peak intensity from the first intensity within a predetermined range and performing peak separation for the specific energy range of the spectrum. A calculation step;
A concentration calculating step for calculating concentrations of a plurality of elements contained in the sample based on the second intensity of the peak of each element;
Calculating an intensity ratio of a plurality of peaks caused by each element based on the calculated concentration of the plurality of elements;
Calculating a third intensity of a peak of each element included in the spectrum by performing peak separation using the calculated intensity ratio;
Determining whether the difference between the second intensity and the third intensity, or the difference between the quantitative values of the specific types of amounts obtained from the second intensity and the third intensity is within a predetermined range;
Determining a concentration of a plurality of elements contained in the sample to a concentration calculated in the concentration calculating step when a difference between the second intensity and the third intensity or a difference between the quantitative values is within a predetermined range; A computer program for executing a process including:
コンピュータに、
第2強度及び第3強度の差異、又は前記定量値の差異が所定範囲外である場合に、第3強度を第1強度として、前記第2強度計算ステップへ処理を戻すステップを更に含む処理を実行させること
を特徴とする請求項7に記載のコンピュータプログラム。
On the computer,
When the difference between the second intensity and the third intensity or the difference between the quantitative values is outside the predetermined range, the process further includes a step of setting the third intensity as the first intensity and returning the process to the second intensity calculating step. The computer program according to claim 7, wherein the computer program is executed.
コンピュータに、
第2強度及び第3強度の差異、又は前記定量値の差異が所定範囲外である場合に、第3強度を第2強度として、前記濃度計算ステップへ処理を戻すステップを更に含む処理を実行させること
を特徴とする請求項7に記載のコンピュータプログラム。
On the computer,
When the difference between the second intensity and the third intensity or the difference between the quantitative values is outside the predetermined range, the process further includes a step of setting the third intensity as the second intensity and returning the process to the concentration calculating step. The computer program according to claim 7, wherein:
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