発光分光分析装置 OBLF GS1000-II

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発光分光分析装置 OBLF GS1000-II OBLF GmbH

特徴

発光分光分析装置の世界トップメーカー OBLF社が開発した小型モデルです。

鋳鉄、アルミダイカスト、銅合金、亜鉛合金などの固体金属中の元素を短時間で発光分光分析できます。 発光分光分析は鋳造業、ダイカストメーカー、電炉メーカーなどで品質管理や特殊合金の研究開発の為に用いられます。

高精度な発光分光分析が簡単なソフトウェアの操作や僅かな日常メンテナンスにより実現できます。

待機時のアルゴンガス消費量が非常に少なく、ランニングコストの低減にも役立ちます。

ドイツのクラフツマンシップの中から誕生した、大量生産方式では決して得ることのできない高精度で抜群の長期安定性が達成さ れた装置です。

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仕様

・光学系:焦点距離500mmのパッションルンゲマウンティング
・真空チャンバー:ポンプ稼働率約5%の高気密処理真空タイプ
(積分基板、A/D変換基板等も内部に設置)
・プロファイリング:全自動
・イグナイター:半導体式(無電極)
・試料クランプ:ニューマチック型
  • ■ 放電スタンド
    試料を励起・発光させる放電スタンドは、測定時の放電によるプラズマ(局部的には 10000K にまで達します)の輻射熱による膨張収縮を起こさず、いつでも光学系との相 対位置を一定に保っている必要があります。 OBLF の放電スタンドは、銅合金削り出しにより高い組立精度と十分な熱容量を両立さ せています。理論だけでは設計できない、長年の経験を必要とするテクノロジーです。 放射する電気ノイズが少ないこと、多重インターロック機構により安全が確保されてい ることから、放電スタンド部のカバーを廃して、操作性に優れる開放型を採用しています。

    • ● 放電室内アルゴンガスパージ
      試料分析前のアルゴンガス予備フラッシュ時に、短時間に大流量をパージして放電 室内に侵入した空気とアルゴンガスを完全に置換することができ、直前の分析で発 生した汚染も除去します。この技術により、分析待機時のアルゴンガス消費量を極 めて少なくすることを実現しました。待機時のアルゴンガス消費が少なくなるとい うことは、分析コストを大幅に低減させることになります。

    • ● ニューマチック式試料クランプ
      放電スタンド上の分析試料をクランプで確実に固定することは発光分析において非 常に重要です。OBLF 社の全装置にはニューマチック(空圧)式の試料クランプが 標準で装備されています。試料の浮き上がりによるアルゴンガスの漏洩を防止する だけではなく、電極先端部と試料との間隙を一定に保つことができる為、結果とし て良質な分析精度を得ることができます。

    • ● 自動電極クリーニング機構
      (QSx シリーズのオプション)

      ボタン操作により、電極先端部の付着物を機械的に自動で除去する機能です。(分析試料形状などに一部制約があります)

  • ■ 光学系
    発光分光分析装置の心臓部は光学系です。

    • ● 特殊鋳鉄製の光学系フレームは、鋳造後 1 年以上を掛けて屋外放置による残留応力
      の除去(カラシ)が施されます。人工的な熱処理により同様の効果が得られるという説もありますが、OBLF 社では 10 年以上経過しても分析精度に一切の乱れを生 じさせないというポリシーがあり、人工的な熱処理では残留応力の除去対して確証 を得るには不十分でした。分析精度に対する強いポリシーを実現する為に、OBLF 社はあえて時間と労力の掛かる屋外放置という方法で残留応力を除去しています。

    • ● 回折格子・スリット
      カールツァイス製凹面回折格子を採用しています。ホログラフィックによる刻溝に よりゴーストが一切生じることがないうえ、高い分解能を得ることができます。サ ジタルコマ収差補正された出入口スリットは、その直後に置かれた光電子増倍管(フ ォトマル)との組み合わせにより、高い回収効率を持ちます。

    • ● 全自動光学系プロファイリング機構
      全ての OBLF 社製品には、ステッピングモーター駆動のプロファイリング(ピーク スキャニング)機構が搭載されています。スタートの操作を行うだけで、その後の スキャニングは全て自動で行われます。ピーク位置は専用ソフトウェアにより算出 され、自動的にセットされます。手動作業によるピークの誤検出や作業者の個人差 による分析精度の悪化などの要因を取り除いております。




  • ■ 測光部
    測光部は温度変化などの外乱の影響を最も受けやすい部分と言えます。受ける影響の程 度には波長依存性があり、波長の長短により影響の程度が異なるので、一律に何らかの 定数により算出するようなソフトウェア/ハードウェア面での完全な補正操作というこ とができません。つまり、測光分へ悪影響を及ぼす要因を予め除去しておく必要があり ます。
    OBLF 社では、測光部が受ける影響を重要視しており、光電子増倍管(フォトマル)を はじめ、積分器(インテグレータ)基板や A/D 変換器などのアナログ信号処理部分は、 全て光学系冬期内の真空雰囲気中に設置されています。外乱の影響を最小限に抑える唯 一の方法であると考えています。
    QSN および GS1000-IIでは、全積分法式の積分器を採用しています。35 年以上の経験 による、アナログ回路技術の現代における最良の進化型です。
    QSG にはシングルパルス積分と時間分解積分の両方を組み合わせた GISS(Gated Integration of Single Sparks)機能を搭載しています。鋼中の介在物分析のみならず、 様々な研究用途にも真価を発揮します。

  • ■ 発光電源部
    全機種に共通した、再現性を重要視した設計です。

    • ● 高速電源
      発光電源部のみに言及すれば、1000Hz 程度の高速化は電子技術的には決して難し いものではありませんでした。しかし、ほんの 10 年程前までは発光分光分析装置 で実際に使用される放電周波数は 400Hz を超えることは稀でした。僅か 1msec 程度の放電と放電の間に、試料と電極先端間のイオン化を毎回完全に解くことが困難 であった為です。
      OBLF 社では、発光電源部の改良による電流・電圧、波形の変更と同時に、放電ス タンドの改善改良によるアルゴンガスの流れの最適化を行うことにより真の高速化 を達成しています。

    • ● 無電極イグナイタ
      イグナイタは半導体型の無電極タイプを採用しています。この無電極イグナイタも、 20 年以上前に OBLF 社が全世界に先駆けて採用した技術です。少なくとも数百放 電ごとに行わなくてはならないギャップ調整や先端研磨といった面倒な保守作業を 装置寿命期間中はほとんど必要とせず、さらには湿度などの影響を受けることも無 い為、安定性が格段に向上しています。

  • ■ データ処理部(OBLF Win)
    測光部で最終的にデジタル化された信号は温度変化などの外乱の影響を受けることは なく、データ処理装置としてのパソコンは温調区画外に置かれます。
    分析装置の使用期間が 15 年を超える一方で、パソコンの寿命ははるかに短く、ハード ウェアが健全な状態にあっても、OS のサポートが終了してしまい実質的に使用するこ とが困難になることがあります。
    また、高額なパソコンを使用していても、光学系や測光部、発光電源部といった基本部 部に改善がないのであれば分析精度は向上しません。
    OBLF 社では、世界規模での入手の容易さを第一に考えています。装置本体とのインタ ーフェースも極力シンプルな構築を目指し、現行のパソコンや OS が将来的に廃止され、 後継のものに置き換わることも想定して、柔軟に対応することを優先的に考えています。

発光分光分析とは?

発光分光分析(固体金属発光分光分析)は、スパーク放電により固体金属中に含まれる元素の成分分析を行うことが出来る分析方法です。

発光分光分析の手順は、初めに分析対象である固体金属試料にスパークなどによる高いエネルギーを照射し、金属試料中の原子を励起状態にさせます。金属試料中の原子が励起状態から安定な状態に戻る際に、元素ごとに固有な波長を持つスペクトルを放射します。

このスペクトルを装置内光学系部分の回折格子(プリズム)にて元素ごとのスペクトルに分光させ、固有なスペクトルを受光部(光電子増倍管、PMT:Photo Multiplier tube、フォトマル)にて検出します。

受光部では元素固有スペクトルの発光強度を測定します。発光強度と成分含有率は一定の関係があり、発光強度と検量線プログラムにより金属試料中の成分含有率が算出されます。

発光分光分析の利点としては、原子吸光などの分析とは異なり、一度の測定で多元素の固有スペクトルが放射される為、短時間で多元素を分析することが可能です。また、ICP(誘導結合プラズマ)発光分光分析のような、手間の掛かる試料の前処理を必要としないことも大きなメリットです。

発光分光分析による元素分析は、鋳鉄/ダクタイル/鋳造品/アルミダイカスト製品/亜鉛合金/錫合金/ニッケル合金/マグネシウム合金などの品質保証に適しており、OBLF社のGS1000-ⅡおよびQSxシリーズは世界的なベストセラーとなっております。

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