荧光X射线分析装置和荧光X射线分析方法与流程

本发明涉及荧光X射线分析装置及其分析方法，特别涉及被测定物的测定部位的位置校正。

背景技术：
近年来，各国正在完善法律，来规定存在于电气/电子设备的部件内的环境负荷物质的浓度，部件制造商更加需要在产品检查、产品的开发过程中也能以非破坏的方式进行元素分析的手段（例如参照专利文献1）。特别地，伴随欧州的RoHS（管制有害物质的限制指令）限制而导致镉、铅、贡、六价铬、溴的元素分析的需求增大，为了迅速地进行环境负荷物质的检测，广泛使用荧光X射线分析。荧光X射线分析具有ppm级的高灵敏度，并且能够在较短时间内进行测定，作为所述非破坏的元素分析手段，在环境负荷物质的检测以外的检测中也被普遍使用。荧光X射线分析是指，对被测定物照射X射线，测定从被测定物产生的荧光X射线，从而对被测定物的元素含量进行分析。在荧光X射线分析的测定中，具有如下设定参数：X射线产生部所使用的X射线管的管电压和管电流、测定时间、用于根据用途而改变一次X射线的性质的一次滤波器的类别、一次X射线准直器的形状和大小、检测部的检测电路的参数、针对所得到的荧光X射线频谱的处理方法等。荧光X射线具有随着测定时间的延长而测定精度提高的性质。这是因为，检测器中的X射线的电离作用是概率现象，定量浓度的方差与测定时间的平方根成反比。因此，为了得到期望的测定精度，需要设定与其相应的测定时间。一般的荧光X射线分析机按照以下顺序进行操作。首先，测定者选择设定了被测定物的类别和按照每个分析对象元素而准备的测定条件等的处方。在所述处方中，除了所述设定参数以外，还包含将分析结果视为NG（未通过）的浓度阈值等。测定者通过设定被测定物的类别，能够选择出适于该分析对象元素的最佳处方。有时装置在经过了所设定的测定时间后进行元素的浓度计算并显示结果。除此之外，有时也会根据荧光X射线的强度而在理论上计算出误差，并基于该误差，在该误差成为一定阈值以下的时刻结束。该情况下，在所述处方中包含所述误差的阈值。（参照专利文献2）【专利文献1】日本特开2010-78592号公报【专利文献2】国际公开第2005/106440号公报在以检查电气/电子设备的部件的用途而使用荧光X射线分析装置的情况下，有时被测定物是组装后的产品，有时被测定物的形状不适于设置在测定部中。图1示出这样的被测定物的示例。例如，根据作为被测定物的产品，存在圆形状的产品11，有时在测定机中滚动等而造成位置移动。并且，在粉末状的产品12的情况下，由于设置的方法而造成移动。当被测定物在测定中移动时，会出现连续测定成分不同的部分的情况，这样，不仅无法得到具有可靠性的数据，而且要记录的试样的图像也可能无法示出作为测定点的正确位置。为了防止这种情况，作业者有时利用胶带等固定试样，但是，由于电气/电子设备的检查对象数量庞大，所以，作业者的负担很大。并且，也不可能良好地固定全部试样。以往，作为其对策，通过保存测定开始时刻的试样图像，并与测定结束时的试样图像进行比较，作业者目视判断是否连续测定了相同部分。但是，在该目视判定中包含作业者之间的判断偏差，并且，需要确认检测强度的差异以便进行判定，所以，要等待一连串的测定结束后再次进行测定，存在时间效率非常差的问题。

技术实现要素：
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供如下的荧光X射线分析装置：对测定开始时刻的图像和测定中的图像进行实时比较，在试样移动的情况下，通过自动检测该情况，排除作业者之间的判断偏差，并且提高时间效率，缩短再次测定的开销时间，能够进行高精度和高效率的测定。为了解决上述问题，本发明的荧光X射线分析装置的特征在于，该荧光X射线分析装置具有：输入部，其输入必要的信息；摄像部，其取得被测定物的测定部位图像；以及运算部，其对来自输入部的输入信息和由摄像部取得的图像进行处理/保存，该运算部具有移动判定机构，该移动判定机构将所述运算部根据所述摄像部取得的第一图像和第二图像中的最新图像求出的、基于这2个图像中的被测定物的位置状态的各自特性值的差值与预先确定的基准值进行比较，判定所述被测定物有无移动，其中，所述第一图像包含所述被测定物的测定区域，是即将开始测定前的图像，所述第二图像是在与该第一图像对应的位置的测定时每隔规定时间取得的。并且，本发明的荧光X射线分析装置的特征在于，该荧光X射线分析装置具有接受判定结果并发出警告音的警告音产生器或接受判定结果并发光的发光装置。并且，本发明的荧光X射线分析方法的特征在于，该荧光X射线分析方法具有以下步骤：第一摄像步骤，拍摄即将测定前的被测定物的图像；测定步骤，通过规定时间的X射线照射进行荧光X射线分析；第二摄像步骤，在该测定步骤中每隔规定时间拍摄被测定物的图像；以及移动判定步骤，将通过第一摄像步骤取得的图像和通过第二摄像步骤取得的图像中的1个或多个图像进行比较，判定试样有无移动。根据本发明的荧光X射线分析装置，在多个被测定物的情况下，即使在各个被测定物的固定不稳定的状态下进行测定的情况下，也能够与测定者无关地，在固定的判定标准下通过测定位置的检测和比对，判定试样有无移动。能够提高作为结果而取得的测定数据的可靠度。另外，此时，以往在一连串测定结束之前的期间内受到时间束缚的测定者能够通过显示或警告音得知测定的中断事由，能够从监视中解放出来。并且，在本发明的荧光X射线分析装置中，本发明的判定试样有无移动的功能能够应用于现有的多种荧光X射线分析装置，能够以低成本实现功能的提升。附图说明图1是示出本发明的被测定物的示例的图，其中，（1）是圆形状的被测定物，（2）是粉末状的被测定物。图2是示出显示部上的软件画面结构的图。图3是本发明的实施方式1的荧光X射线分析装置的概略结构图。图4是用于说明本发明的实施方式1的荧光X射线分析装置的动作的流程图。图5是本发明的实施方式2的荧光X射线分析装置的概略结构图。图6是用于说明本发明的实施方式2的荧光X射线分析装置的动作的流程图。图7是本发明的实施方式3的荧光X射线分析装置的概略结构图。图8是示出用于说明本发明的实施方式3的荧光X射线分析装置的动作的流程图的图。图9是本发明的实施方式4的荧光X射线分析装置的概略结构图。图10是用于说明本发明的实施方式4的荧光X射线分析装置的动作的流程图。图11是用于说明本发明的实施方式5的荧光X射线分析装置的动作的流程图。图12是用于示出本发明的实施方式1、2、3、4、5的荧光X射线分析装置的试样像示出了检测的差异的图。标号说明101：实时图像；102：静止图像；103：分析结果显示；104：识别信息输入栏；105：测定开始按钮；106：消息区；200、300、400、500：荧光X射线分析装置；312、512：数据库；313、513：远程的管理终端；314、514：远程的管理终端上的显示部；315、515：远程的管理终端上的输入部；412：试样台；519：样本交换器。具体实施方式下面，使用附图对本发明的具体实施方式进行说明。另外，有时省略附图中标注相同标号的部分的说明。并且，为了易于理解，附图示意地示出各个结构要素。由此，有时形状等并未进行准确的显示。（实施方式1）首先，对荧光X射线分析装置200的结构进行说明。图3是本发明的实施方式1的荧光X射线分析装置200的概略结构图。在图3中，荧光X射线分析装置200具有：输入部201，其输入数据；作为运算部的运算器202，其进行各种运算；X射线产生部203，其向被测定物205照射一次X射线204；检测部207，其检测来自被测定物205的二次X射线（荧光X射线）206；显示部208，其显示各种数据；摄像部209，其拍摄被测定物205的测定部位；以及照明210，其进行照明，以使得能够通过摄像部209观察被测定物205。输入部201是供测定者输入被测定物205的测定条件等的部分，由键盘等构成。运算器202由包含后述判定部211的各种信号处理电路构成，具有根据由输入部201输入的测定条件等针对X射线产生部203设定X射线管电压、管电流和照射时间等的设定功能、或根据由检测部207检测到的二次X射线206的频谱进行各元素的定量分析的运算功能。对于运算器202，可以利用个人计算机等。判定部211针对被测定物205的分析结果，判定各成分中的特定元素的含量是否超过规定阈值。通过选择作为数据而预先准备的处方，决定特定元素的指定。处方存储有被测定物的类别、作为各个分析对象元素的测定条件的设定参数（X射线产生部所使用的X射线管的管电压和管电流、测定时间、一次滤波器的类别、一次X射线准直器的形状和大小、检测部的检测电路的参数、针对所得到的荧光X射线频谱的处理方法等）和分析结果的判定信息等。在本实施方式中，将由RoHS指令限制的环境负荷物质作为对象进行说明。显示部208是液晶显示器等的显示设备。在设定测定条件时，显示部208显示例如测定条件的输入画面、被测定物205的试样像等。并且，在测定后显示运算器202的分析结果等。摄像部209由摄像用镜头和摄像元件等构成。摄像部209拍摄在试样台（未图示）上配置的测定前的被测定物205的测定部位的图像（静止图像），将其显示在显示部208上。并且，摄像部209能够实时地将测定中的被测定物205的测定部位图像（实时图像）显示在显示部208上。并且，为了对拍摄所述测定部位图像的部分进行照明，设置有照明210。其照明强度能够通过设定来改变。图2示出显示部208上显示的软件画面的结构。实时图像101示出测定中实时更新的试样图像。静止图像102利用静止画面显示在测定开始时刻临时保存的试样图像。分析结果103以表的形式显示测定中和测定结束后的各种元素的浓度计算结果。将用于区分作为被测定物的部件的信息（产品名、产品编号、测定部位等）设为识别信息。识别信息输入栏104是能够输入与测定结果相关联的所述识别信息的栏。能够通过按下测定开始按钮105来开始测定。消息区106是显示装置状态或者用于说明测定者应该进行的步骤的消息的区域。以上是与荧光X射线分析装置200的结构有关的说明。接着，对测定部200的动作进行说明。图4利用流程图表示测定作业的流程。区域S114是分析装置自动进行动作的范围。在步骤S101中，测定者将测定试样设置在测定位置。根据试样的不同，有些试样的形状容易滚动，以往，测定者利用粘接带等进行简单的固定。在本发明中，用于抑制某种程度的试样移动的固定也是有效的。在步骤S102中，测定者对照明210的强度进行调整，以使得鲜明地观察到摄像部209的图像。由于以确认一次X射线204的照射区域为目的而使用摄像部209的图像，所以，需要的照明强度是尽可能容易识别被测定物205的哪个部分是测定对象的照明强度。容易识别的照明强度根据被测定物的材质或表面处理、表面状态而有很大的不同，但是，如果是同类试样，则能够以大致相同的照明强度进行识别。在步骤S103中，在即将测定前，摄像部210拍摄试样的图像A。该图像A作为数据，在测定结束之前的期间内临时存储在运算器202的存储器中。然后，装置自动地转移到步骤S104，对于测定者而言，通过一次操作而转移到S104。在步骤S104中，开始对被测定物205进行荧光X射线分析。具体而言，X射线产生部203开始对被测定物205照射X射线，检测部207开始检测从被测定物205发出的荧光X射线。在运算器202中，根据检测到的荧光X射线的频谱等，对被测定物205的含有元素的浓度进行定量分析。在测定结束之前都可实时地进行该处理，根据处理的负荷，以1秒间隔或10秒间隔进行运算，显示在显示部208上。在步骤S105中，在测定中，摄像部210每隔规定时间拍摄被测定物205的图像B。该一连串的图像B作为数据而临时存储在运算器202的存储器中。在步骤S106中，成为如下机构的动作：进行图像A与B的数据比较，判定是否存在被测定物的移动。关于比较的算法，按照RGB的各通道取得A与B的各像素的亮度值之差，针对全部像素累计其绝对值的合计值，在该合计值超过预先确定的值的情况下，判定为图像A与B存在差异。但是，由于照明强度的变动和源自装置的微小振动的影响，影像看起来发生变化，为了防止尽管X射线的照射区域没有变化但还是立即产生警告的情况，有时追加如下处理：对于试样像B，针对过去数帧的影像计算差分并取平均，或者计算与规定数的过去帧的影像的亮度值的平均值之差，从而减少外部干扰的影响。与合计值进行比较的值被设定为根据摄像部210的像素数、照明强度而不同的值。在图12中，作为示例，并列示出将圆珠笔作为被测定物时的图像数据701、和分析装置晃动而使被测定物移动时的、将图像比较中的亮度值之差的绝对值作为图像而得到的图像数据702。在步骤S107中，处理根据图像A与B的数据比较结果而分支。在判断为存在差异的情况下，转移到S111。在步骤S108中，根据是否是测定结束条件而分支。如果不是测定结束条件，则返回S104，继续进行测定。所述测定结束条件通常是从测定开始起的时间为规定时间以上时，但是，根据被测定物的性质，也可以进行如下的高速测定：根据荧光X射线的强度而在理论上计算出误差，并基于该误差，在该误差为一定阈值以下的时刻结束。在步骤S109中，将测定结果记录在运算器202中。在步骤S110中，根据测定者是否具有下一个试样而分支。如果存在下一个试样，则进入S101，从再次进行试样的设置起开始。如果不存在下一个试样，则结束测定作业。在步骤S111中，分析装置向测定者警告被测定物发生了移动。此时的自动动作模式为下述2个模式，测定者或运用负责人能够在测定之前事先设定选择哪个模式。第一个自动动作模式是指：仅在显示部203中发出警告，并继续进行测定而不中断。根据软件的设定，警告也可以变更为蜂鸣音或基于信号塔等的外部灯等的通知。第二个自动动作模式是指：在检测到试样移动的瞬间停止测定，并产生警告。显示部203显示警告，并且，测定机成为等待测定者应答的状态。与第一个模式相同，警告也可以变更为其他通知手段。测定者返回步骤S703，重新进行测定。在步骤S112中，根据所设定的所述自动动作模式而分支。在所述第一个动作模式的情况下进入S108，在所述第二个自动动作模式的情况下进入S113，丢弃此前的测定结果，返回S101，重新进行试样的设置。（实施方式2）接着，对实施方式2进行说明。图5是本发明的实施方式2的荧光X射线分析装置200的概略结构图。关于结构，除了追加数据库312、远程的操作终端313中的显示部314和输入部315以外，其他结构与实施方式1相同。将与测定结果有关的测定日期时间、分析结果、测定者、附加文件等的信息设为测定信息。为了将所述识别信息和所述测定信息关联起来以供管理者阅览/编辑，在实施方式1中追加数据库312。将所述产品编号或名称或字符串作为识别信息从输入部301输入，在测定结束时存储到数据库312中。管理者能够从远程的操作终端313阅览数据库312的内容，参照所述测定信息。远程的操作终端313用于在与装置分离的位置进行测定信息的阅览、编辑。远程的操作终端313进行数据库312的内容的阅览/操作。接着，对测定部300的动作进行说明。图6利用流程图示出测定作业的流程。除了以下方面以外，测定部300的动作与实施方式1相同。在步骤S202中，测定者输入识别信息。根据识别信息，以数据库中记录的最后测定的相同识别信息所使用的照明强度，从照明210发出照明光，使被测定物205上被X射线照射的附近变得明亮。该照明强度是自动设定的，但是，测定者可以任意变更。并且，在步骤S211中，在显示部308中显示警告，但是，通过数据库从远程进行监视的人也可以通过远程的显示部314接收警告。另外，在判断为不需要进行再次测定的情况下，测定者也可以继续进行测定，不过，测定者需要具有能够再次开始测定的权限，而对于不具有进行风险判断的权限的测定者，必须再次进行测定。所述测定者的权限通过软件的用户管理功能而实现，通过所述数据库进行集中管理，通过运用负责人进行设定。测定者在开始使用装置时进行登录，能够在自己帐户的权限范围内进行操作。（实施方式3）接着，对荧光X射线分析装置400的实施方式3进行说明。图7是荧光X射线分析装置400的概略结构图。关于结构，除了追加试样台412以外，与实施方式1相同。能够通过基于电动马达的致动器在XYZ的3轴方向上驱动试样台412，该试样台412是用于载置被测定物405并使测定部位移动的结构部分。试样台412能够排列多个被测定物，通过分别自动进行测定，能够进行多个试样的自动测定。接着，对测定部400的动作进行说明。图8利用流程图示出测定作业的流程。除了以下方面以外，测定部400的动作与实施方式1相同。范围S316表示分析装置自动进行动作的范围。在步骤S302中，测定者输入要一次性进行自动测定的多个被测定物的分析条件和识别信息。所述分析条件包含载物台的坐标，与被测定物的数量相应地准备不同的分析条件。在S303中，设定照明210的照明强度。由于一连串的自动测定中使用的照明强度恒定，所以，测定者要观察全体被测定物的状态，判断适当的照明强度。在S304中，根据S302中输入的载物台坐标，移动载物台412。在S315中，丢弃测定结果，但是，与实施方式1不同，由于测定者无法重新进行试样的设置，所以，放弃该试样的测定，在S304中转移到下一个试样。该情况下，将该试样的结果作为错误进行保存，以使得以后可知试样状态存在变化。在本实施方式中，与实施方式1相比，要注意到装置自动进行动作的范围S316较大，测定者的负担较少。并且，实施方式2中针对实施方式1追加的功能也能够应用于本实施方式。（实施方式4）接着，对荧光X射线分析装置500的实施方式4进行说明。图9是荧光X射线分析装置500的概略结构图。关于结构，除了追加样本保持架516、样本测定位置517、样本托盘518、样本交换器519以外，与实施方式2相同。样本保持架516是具有一定容积的容器，用于在收纳了粒状、粉状的被测定物505的状态下进行荧光X射线分析。样本保持架516被设计成不会阻碍针对被测定物照射一次X射线或二次X射线。样本测定位置517是尺寸被设计成能够设置样本保持架516的装置的部位。样本测定位置517被确定为在设置了样本保持架516时能够适当进行分析的位置。样本托盘518是能够排列多个样本保持架516的专用放置场所。对放置场所事先分配样本编号，作为分析条件，测定者能够指定将哪个样本编号的样本保持架搬运到样本测定位置进行测定。作为试样交换机构的样本交换器519是在样本放置场所518与样本测定位置517之间进行试样交换的机器人，使用能够握持或放开样本保持架516的臂进行试样交换。通过使用样本交换器519而自动进行试样交换，由此，能够进行多个试样的自动测定。接着，对测定部500的动作进行说明。图10利用流程图示出测定作业的流程。除了以下方面以外，测定部500的动作与实施方式1相同。范围S416表示分析装置自动进行动作的范围。在步骤S402中，测定者输入要一次性进行自动测定的多个被测定物的分析条件和识别信息。所述分析条件包含样本托盘的样本编号，与被测定物的数量相应地准备不同的分析条件。在S403中，根据S402中输入的样本托盘的样本编号，交换样本保持架516。根据识别信息，以数据库中记录的最后测定的相同识别信息所使用的照明强度，从照明510发出照明光，使被测定物505上被X射线照射的附近变得明亮。在S415中，丢弃测定结果，但是，与实施方式2不同，由于测定者无法重新进行试样的设置，所以，放弃该试样的测定，在S403中转移到下一个试样。该情况下，将该试样的结果作为错误进行保存，以使得以后可知试样状态存在变化。在本实施方式中，与方式3同样，相比于实施方式2，装置自动进行动作的范围S416较大，测定者的负担较少。（实施方式5）接着，使用图11对实施方式5进行说明。图11是示出如下情况的图，进行示出实施方式4的测定部500中的测定作业的流程图（图10）的S407～S409和S413～S415中的试样是否发生了移动的判断，并在测定后进行试样像的拍摄S407。因此，标号等与图10相同。这样，除了取得测定中的试样像的情况以外，还能够根据测定后的试样像判断试样是否发生了移动。此外，这点同样能够应用于上述实施方式1～3。如上所述，根据本发明，在荧光X射线分析机具有取得被测定物的测定部位图像的摄像部的情况下，通过将本发明应用到荧光X射线分析机的控制部中（例如在控制用计算机中作为图像处理的软件），能够追加该功能，而不会大幅增加成本或大幅变更设计。并且，作为一例，本发明的应用领域的荧光X射线分析装置适用于混入到由各种原材料构成的电气/电子设备中使用的部件中的环境负荷物质的分析。另外，本发明不限于以上所记载的内容，当然也涵盖基于与本发明的技术思想相同的思想的技术。