分析装置和校正方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及进行颗粒状物质的分析的分析装置和进行所述分析装置的装置校正的校正方法。
【背景技术】
[0002]近年来，大气中的粒径2.5 μπι以下的漂浮颗粒状物质ΡΜ2.5成为受人关注的环境问题。而且，以把握ΡΜ2.5的状况为目的，开发有分析ΡΜ2.5在大气中的浓度、ΡΜ2.5所含的元素的装置。如果分析ΡΜ2.5所含的元素，应该可以推断出所述ΡΜ2.5的发生源。
[0003]例如，专利文献I公开了一种测定装置，利用对来自漂浮颗粒状物质的荧光X射线测定，连续且自动地对构成大气中的漂浮颗粒状物质的元素种类进行分析。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献I日本专利公开公报特开2008-261712号
[0006]非专利文献I 7力、7少.工只.夕一(Aggarwal, S.G)、乇于夂.工厶(Mo chi da, Μ.)、年夕乇 1J * V λ (Kitamori, Y.)、力 7 厶歹?亇彳(Kawamura, K.)、“札幌?都市工7 口、/少粒子①吸湿特性(乙関才§亇S力；I/夕口一夕々一研究(Chemical ClosureStudy on Hygroscopic Properties of Urban Aerosol Particles in Sapporo, Japan)，，，工口 夕少?寸彳工> 只.；TvK'.亍夕7 口夕—(Environmental Science andTechnology)，2007 年，第 41 卷，第 20 号，p.6920-6925
[0007]在上述的测定装置等采用荧光X射线进行元素的成分分析的分析装置中，产生一次X射线(向测定对象照射用于产生荧光X射线的X射线)的X射线源和检测荧光X射线的检测器等，其特性随时间而变化。因此，在上述的测定装置等中，为减小这种随时间的变化对分析结果的影响，采用量程校准用的标准试样等，每次执行成分分析时进行X射线强度的校正。如上所述，每次执行成分分析前进行X射线强度的校正时，分析装置中的随时间的变化(随时间劣化等)带来的影响，能够在每次执行校正时被消除。
[0008]另一方面，在大气气氛中连续地进行所捕集的PM2.5等颗粒状物质的成分分析时，不能执行耗时的采用标准试样等的校正。因此，将以往的X射线强度的修正方法应用在连续性进行成分分析的分析装置上时，成分分析结果中包含了分析装置等的、随时间变化导致的影响。
【发明内容】
[0009]本发明的目的是提供一种分析装置，在大气气氛中采用荧光X射线进行成分分析时，针对给每种测定对象元素影响不同的、随时间的变化带来的影响进行修正。
[0010]以下，说明用于解决问题的手段的多个方式。上述方式根据需要可以任意组合。
[0011]本发明的一个观点涉及的分析装置，具备照射部、检测部、环境测定部以及随时间变化量计算部。照射部是在大气气氛中，照射用于激发颗粒状物质并产生荧光X射线的一次X射线。检测部对利用照射一次X射线而产生并通过大气气氛中的二次X射线强度进行检测。环境测定部对定义大气气氛的环境参数进行测定。
[0012]随时间变化量计算部根据环境测定部在第I定时测定的第I环境参数、检测部在第I定时检测的第I 二次X射线强度、环境测定部在第I定时的规定时间之前的第2定时测定的第2环境参数、和检测部在第2定时检测的第2 二次X射线强度，计算第I定时与第2定时之间的、随时间变化的二次X射线强度的变化量或变化率。
[0013]由此，能针对给每种测定对象元素影响不同的、随时间的变化带来的影响进行修正。
[0014]上述的分析装置还可以具备用于捕集颗粒状物质的捕集过滤器。此时，第I 二次X射线强度和第2 二次X射线强度，是通过对捕集过滤器的无捕集区域照射一次X射线而产生的散射二次X射线的强度。由此，不用改变分析装置的各构成要素的配置，就可以由检测部检测二次X射线强度。
[0015]本发明的其他观点涉及的校正方法，是根据从颗粒状物质产生的荧光X射线而进行颗粒状物质的成分分析的分析装置的校正方法。校正方法包含以下的步骤。
[0016]◎在第I定时测定第I环境参数的步骤。
[0017]◎在第I定时测定第I 二次X射线强度的步骤。
[0018]◎在第I定时的规定时间之前的第2定时测定第2环境参数的步骤。
[0019]◎在第2定时测定第2 二次X射线强度的步骤。
[0020]◎根据第I环境参数、第I 二次X射线强度、第2环境参数、和第2 二次X射线强度，计算第I定时与第2定时之间的、随时间变化的二次X射线强度的变化量或变化率的步骤。
[0021]由此，能针对给每种测定对象元素影响不同的、随时间的变化带来的影响进行修正。
[0022]在大气气氛中采用荧光X射线进行成分分析的分析装置中，能针对给每种测定对象元素影响不同的、随时间的变化带来的影响进行修正。
【附图说明】
[0023]图1是表示分析装置的构成的图。
[0024]图2是表示第I实施方式的控制部的构成的图。
[0025]图3是表示第I实施方式的颗粒状物质的成分分析方法的流程图。
[0026]图4是表示包含来自颗粒状物质的荧光X射线的、计数结果的轮廓的一例的图。
[0027]图5是表示随时间变化所致的X射线强度的修正方法的流程图。
[0028]图6是表示修正后的校准曲线的一例的图。
[0029]图7是表示湿度和吸湿系数的关系的图。
[0030]图8是表示第2实施方式的分析装置的控制部的构成的图。
[0031]图9是表示第2实施方式的颗粒状物质的成分分析方法的流程图。
[0032]图10是表示基于颗粒状态变化的修正的方法的流程图。
[0033]图11是示意性地表示对颗粒状态变化的影响进行修正的方法的图。
[0034]图中:100、200 —分析装置，I 一捕集过滤器，11 一捕集层，13 —加强层，3 —取样部，31—抽取部，31a —第I开口部，33 —抽取栗，37 一取样口，5 一分析部，51 —照射部，53 —检测部，7 —过滤器移动部，7a —送出滚筒，7b —卷取滚筒，8 —环境测定部，9、9’一控制部，91 一过滤器控制部，92 —取样控制部，93 —照射控制部，94 一 X射线计数部，95 —成分分析部，96 —随时间变化量计算部，97 —颗粒质量浓度计算部，98 —颗粒状态变化计算部，A 一测定区域，BS 一背景校正用基体材料，CS 一校正用试样，MS 一基体材料，P 一颗粒状物质，SS 一量程校准用基体材料，Xl 一一次X射线，X2 一二次X射线，H —比率。
【具体实施方式】
[0035]1.第I实施方式
[0036](I)分析装置的整体构成
[0037]采用图1说明第I实施方式涉及的分析装置100的构成。图1是表示分析装置的构成的图。分析装置100是通过对颗粒状物质P (后述)照射一次X射线Xl (后述)并根据从颗粒状物质P产生的荧光X射线进行颗粒状物质P的成分分析的分析装置。分析装置100具备捕集过滤器1、取样部3、分析部5、过滤器移动部7、环境测定部8、以及控制部9。
[0038]捕集过滤器I对在取样部3 (后述)中取样的大气所含的颗粒状物质P进行捕集。因此，捕集过滤器I具有捕集层11，所述捕集层11具有能捕获颗粒状物质P的孔。作为捕集层11的材料，例如可以采用氟系树脂(例如四氟乙烯树脂(PTFE))等。
[0039]此外，捕集层11的厚度调整为使一次X射线和荧光X射线等X射线在捕集层11中的吸收为规定量以下。在本实施方式中，捕集层11的厚度例如为3?35μπι左右。进而，捕集过滤器I在捕集层11的主平面上具有用于对捕集层11进行加强的加强层13。S卩，捕集过滤器I成为具有捕集层11和加强层13的双层结构。
[0040]将捕集层11和加强层13合起来的捕集过滤器I的厚度，为了使捕集过滤器I对X射线的吸收为规定量以下，将该厚度调整为平均值是100?200 μπι左右(例如140 μπι)。作为加强层13，选择能流通气体、几乎不含成为测定对象元素的元素且具有足够强度的材料。作为这种材料，例如可以采用聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、尼龙、聚酯、聚酰胺等的无纺布。特别是由聚丙烯和聚酯形成的无纺布，由于不含在荧光X射线分析中成为噪声的杂质且具有足够的强度，所以能进行更高精度的测定。
[0041]取样