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公開番号2025014418
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-30
出願番号2023116947
出願日2023-07-18
発明の名称蛍光X線分析装置および電源装置
出願人株式会社島津製作所
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類H05G 1/54 20060101AFI20250123BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】X線を発生する装置において、ツェナーダイオードにおいて管電流がリークすることを抑制することである。
【解決手段】蛍光X線分析装置(1000)は、一次X線(10)を照射するX線管球(200)と、フィラメント電流を供給する第1電源(110)と、管電圧を印加する第2電源(120)と、電力線に接続される第1ダイオード(D33)と、接地端子に接続されたツェナーダイオード(D34)と、出力端子、反転入力端子、および非反転入力端子を有するオペアンプ(M7)とを備える。非反転入力端子は、電力線に接続され、出力端子は、第2端子および反転入力端子に接続される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
フィラメントおよびターゲットを含み、試料に一次Ｘ線を照射するＸ線管球と、
前記試料から発生する二次Ｘ線を検出する検出器と、
電力線を介して前記フィラメントにフィラメント電流を供給する第１電源と、
前記ターゲットに管電圧を印加する第２電源と、
第１端子と第２端子とを有し、前記電力線上に前記第１端子が接続された第１ダイオードと、
第３端子と第４端子とを有し、前記第２端子に前記第３端子が接続され、前記第４端子が接地端子に接続されたツェナーダイオードと、
出力端子、反転入力端子、および非反転入力端子を有するオペアンプとを備え、
前記非反転入力端子は、前記電力線に接続され、
前記出力端子は、前記第２端子および前記反転入力端子に接続される、蛍光Ｘ線分析装置。
続きを表示（約 880 文字）【請求項２】
第５端子と第６端子とを有し、前記電力線上に前記第５端子が接続された第２ダイオードをさらに備え、
前記第６端子は、前記第３端子および前記出力端子に接続され、
前記第１端子は、アノードであり、
前記第２端子は、カソードであり、
前記第５端子は、カソードであり、
前記第６端子は、アノードであり、
前記ツェナーダイオードは、双方向ツェナーダイオードである、請求項１に記載の蛍光Ｘ線分析装置。
【請求項３】
前記電力線に一方端が接続され、他方端が接地端子と接続された第１キャパシタをさらに備える、請求項１または請求項２に記載の蛍光Ｘ線分析装置。
【請求項４】
前記第１ダイオードに対して並列に接続された第２キャパシタをさらに備える、請求項１または請求項２記載の蛍光Ｘ線分析装置。
【請求項５】
前記非反転入力端子および前記出力端子の少なくとも一方に設けられたフィルタ回路をさらに備える、請求項１または請求項２に記載の蛍光Ｘ線分析装置。
【請求項６】
前記出力端子に接続されたクランプ回路をさらに備える、請求項１または請求項２に記載の蛍光Ｘ線分析装置。
【請求項７】
フィラメントおよびターゲットを含むＸ線管球に電流を供給する電源装置であって、
電力線を介して前記フィラメントにフィラメント電流を供給する第１電源と、
前記ターゲットに管電圧を印加する第２電源と、
第１端子と第２端子とを有し、前記電力線上に前記第１端子が接続された第１ダイオードと、
第３端子と第４端子とを有し、前記第２端子に前記第３端子が接続され、前記第４端子が接地端子に接続されたツェナーダイオードと、
出力端子、反転入力端子、および非反転入力端子を有するオペアンプとを備え、
前記非反転入力端子は、前記電力線に接続され、
前記出力端子は、前記第２端子および前記反転入力端子に接続される、電源装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、蛍光Ｘ線分析装置および電源装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、試料にＸ線を照射して試料の分析を行う蛍光Ｘ線分析装置が知られている。特許文献１（国際公開第２０１８／００２９７７号）には、互いに間隔を隔てて配置されたフィラメントとターゲットとがＸ線管球内に配置されていることが記載されている。特許文献１の分析装置は、フィラメントとターゲットとの間に管電圧を印加することにより管電流を生じさせ、ターゲットへの熱電子の衝突によりＸ線を発生させる。
【０００３】
ターゲットへの熱電子の衝突によって生じたＸ線は「一次Ｘ線」と称される。固体、粉粒体または液体の試料に一次Ｘ線が照射され、この一次Ｘ線の照射によって試料から蛍光Ｘ線が放出される。蛍光Ｘ線を用いる分析装置では、放出された蛍光Ｘ線を分光器で検出することによって、その試料に含まれる元素の定性分析または定量分析が行われる。
【０００４】
特許文献１の分析装置は、ターゲットに高電圧を印加する管電圧制御回路と、フィラメントに一定の電流を供給するフィラメント電流制御回路とを有する。管電圧制御回路は、ターゲットの電位が目標の管電圧値と乖離しないようにフィードバック制御を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開第２０１８／００２９７７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような分析装置では、高電圧の印加によって意図せずに放電が発生してしまった場合に備えて、保護回路としてツェナーダイオードが設けられ得る。ツェナーダイオードは、ツェナー電圧を上回る放電が発生したときには、放電電流を接地端子へと流し、分析装置内の回路を保護する。
【０００７】
しかしながら、ツェナーダイオードでは、その特性上、ツェナー電圧よりも小さい逆電圧が印加されているときに「逆電流」と呼ばれるリーク電流が発生してしまう。このため、一次Ｘ線を発生させるために管電圧を印加し、当該管電圧の印加によって管電流が流れている期間において、ツェナーダイオードではリーク電流が発生してしまう。管電流制御回路は、リーク電流の影響を受けた後の電流値を入力としてフィードバック制御を行うため、Ｘ線分析装置では、フィードバック制御のための入力値としての管電流値と、実際に管球に流れる管電流値との間に乖離が生じてしまう場合があった。
【０００８】
本開示は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、フィラメントおよびターゲットに管電圧を印加してＸ線を発生させる蛍光Ｘ線分析装置において、放電保護用のツェナーダイオードにおける管電流のリークを抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示のある局面に従う蛍光Ｘ線分析装置は、フィラメントおよびターゲットを含み、試料に一次Ｘ線を照射するＸ線管球と、試料から発生する二次Ｘ線を検出する検出器と、電力線を介してフィラメントにフィラメント電流を供給する第１電源と、ターゲットに管電圧を印加する第２電源と、第１端子と第２端子とを有し、電力線上に第１端子が接続された第１ダイオードと、第３端子と第４端子とを有し、第２端子に第３端子が接続され、第４端子が接地端子に接続されたツェナーダイオードと、出力端子、反転入力端子、および非反転入力端子を有するオペアンプとを備える。非反転入力端子は、電力線に接続され、出力端子は、第２端子および反転入力端子に接続される。
【００１０】
本開示の他の局面に従う電源装置は、フィラメントおよびターゲットを含むＸ線管球に電流を供給する電源装置である。電源装置は、電力線を介してフィラメントにフィラメント電流を供給する第１電源と、ターゲットに管電圧を印加する第２電源と、第１端子と第２端子とを有し、電力線上に第１端子が接続された第１ダイオードと、第３端子と第４端子とを有し、第２端子に第３端子が接続され、第４端子が接地端子に接続されたツェナーダイオードと、出力端子、反転入力端子、および非反転入力端子を有するオペアンプとを備える。非反転入力端子は、電力線に接続され、出力端子は、第２端子および反転入力端子に接続される。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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