具有能散檢測技術的波長色散x螢光分析儀的製作方法
2023-05-19 20:36:46 4
專利名稱：具有能散檢測技術的波長色散x螢光分析儀的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於利用X射線進行材料分析的測量設備技術領域，涉及X螢光光譜分析儀，特別是涉及一種能量色散-波長色散X射線螢光光譜聯用儀。
背景技術：
X射線螢光分析方法是基於不同元素的X射線的能量和波長不同，而某一特徵X射線強度與該元素在樣品中的含量有關，來進行定性和定量分析的。X螢光光譜儀分為波長色散型和能量色散型。
現有的多元素同時測定型X螢光光譜儀(以下簡稱同定型WDXRFS)屬于波長色散型，其真空測量室周邊安裝了若干個固定元素道分光器。現有的固定元素道分光器按照分光晶體的種類劃分可以分為平晶型和彎晶型，被X光管射線照射後樣品中的不同元素髮出各自的特徵X射線，其波長λ互不相同，這些X射線以θ角投射到分光晶體的表面上，其中只有波長λ符合Bragg公式的元素特徵X射線才能以同一θ角被分光晶體反射和聚焦，並被探測儀器檢測。根據所檢測到的該元素特徵X射線的強度即可計算樣品中該元素的含量，其它元素的特徵X射線因其波長不符合Bragg公式而被吸收。
公知的固定元素道晶體分光器有一條只能測定某一或兩種固定的元素，因此同定型WDXRFS可以同時測量的元素種類與所安裝的分光器數量相同或成倍增加。由於安裝空間的限制，在直徑一定的真空測量室周邊可以安裝的分光器數量有限，因此儀器可以同時測定的元素種類受到限制。現有的功率≤200W的小型多道WDXRFS儀器中最多可安裝12個公知的分光器，即最多可同時測定12種元素。為了增加可測定元素的種類，不得不加大真空測量室的直徑，導致樣品至晶體的光程長度增加，由於檢測到的X射線強度與光程長度成反比，因此為了保證元素的分析精度，必須加大儀器的功率，即便如此，在功率≥2000W的大型多道WDXRFS儀器中，最多也只能安裝約30個公知的分光器，而且此時儀器中已顯得十分擁擠，安裝、調試和維修均已相當困難。
由于波長色散的分光功能，使得其應用時必須已知元素的波長，而只能作為半定量分析，不能定性分析 能量色散光譜儀屬於能量色散型，由光管、高壓、探測器、多道分析器組成。被X光管射線照射後，樣品中的不同元素髮出各自的特徵X射線，其能量互不相同，這些X射線被探測器檢測，形成了連續能量譜，可以有分析Na-U之間的元素。根據所檢測到的該元素特徵X射線的強度即可計算樣品中該元素的含量。
由於能量色散的連續譜特點，能量色散螢光光譜儀可以做無損定性分析。
應用方面，同定型WDXRFS和能量色散光譜儀均是分開使用，用於不同情況的檢測。因此從結構上，波長色散光譜儀可以安裝某一個或某幾個分光器，但從未在一臺儀器上出現既是分光系統，又是連續譜測量系統的設備。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種能量色散-波長色散聯用的具有能散檢測技術的波長色散X螢光分析儀。
為實現上述目的，本實用新型採取的技術方案是 一種具有能散檢測技術的波長色散X螢光分析儀，包括裝設在一機箱內的X光管及X射線發生裝置、真空測量室、連接有探測器的一個或多個固定元素道分光器、由控制電路板卡等構成的自動控制系統、數字採集裝置，以及置於機箱外和真空測量室連通的抽真空系統、與自動控制系統和檢測裝置電連接的帶顯示器和印表機的計算機，另外在另外一固定元素道中裝設能譜探測裝置。
以上所述具有能散檢測技術的波長色散X螢光分析儀，所述能譜探測裝置包括依次連接的能譜探測器、連接固定組件和準直器，其中，準直器伸入真空測量室。
所述能譜探測裝置通過連接固定組件固定在機箱內。
以上所述具有能散檢測技術的波長色散X螢光分析儀，所述分光器具有平彎雙晶通道、雙平晶通道或雙彎晶通道設計。
採用以上設計，本實用新型的顯著特點有 1、實現了波長色散和能量色散的第一次結合； 2、補充了波長色散分析範圍狹窄的缺點一般情況下，波長色散只能同時分析12種元素，而能量色散連續譜，能同時分析幾十種元素； 3、能量色散能準確地定性分析，而波長色散必須預知樣品中的元素種類。
4、不增加體積的情況下，實現了兩者的結合； 5、操作過程簡單，一次送樣即可，大大減少了工作量； 6、節約了能量色散光譜儀所用的高壓、光管； 7、節約了附屬設備(計算機、真空泵等)。
圖1為本實用新型的整體結構示意圖。
圖2為本實用新型中能譜探測裝置的結構示意圖。
圖3為本實用新型中能譜探測裝置與其它部件連接關係示意圖。
具體實施方式
本實用新型提出一種同時具有能量色散和波長色散的X螢光光譜儀。如圖1所示，它包括裝設在一機箱內的X光管及X射線發生裝置101、真空測量室102、連接有探測器105的固定元素道分光器104、能譜探測裝置103、由控制電路板卡106等構成的自動控制系統、特徵X射線數字採集裝置107，以及置於機箱外和真空測量室102連通的抽真空系統103、與自動控制系統和數字採集裝置107電連接的帶顯示器108和印表機109的計算機100等部分。這裡，除能譜探測裝置103之外的其它整機部件組成以及連接關係與現有同定型WDXRFS基本相同，本文不予贅述。
用於本實用新型中的分光器104，可以是單通道設計，也可以是平彎雙晶通道、雙平晶通道或雙彎晶通道設計。這些雙通道分光器的設計可以使一個分光器用於兩種元素的測定。
參見圖2和圖3所示，能譜探測裝置103主要包括依次連接的能譜探測器201、連接固定組件202和準直器203，其中，連接固定組件202前端的準直器203伸入真空測量室102中，後端與能譜探測器201相連，且通過連接固定組件202將能譜探測裝置103固定在機箱內。
實際檢測功能簡述 實際檢測功能1-----對波散測試背景扣除，提高元素測試檢出限 實現過程 開啟儀器，由探測器105將固定道某元素(i)強度Ci傳導到數字採集裝置107，由能譜探測器201將擬合出的對應的該元素的背景強度Di傳導到數字採集裝置107，再傳輸到計算機，由計算機將兩個值按照相應比例相減得到淨強度Ii Ii＝Ci-Di (i＝1，2……10) 再通過以下算式計算樣品中該元素(i)的含量Yi Yi＝aIi+b (a、b為系統參數，由儀器標準標定過程中自動計算得到) 實際檢測功能2-----能散與波散共同對樣品綜合分析功能 實際過程1-----能散的快速定性分析功能 開啟儀器，由能譜探測器201將擬合出的對應的該元素的測試信號傳導到數字採集裝置107，再傳輸到計算機，經過計算機對信號處理，形成聯繫的能譜分析譜圖，計算機對譜圖進行定性分析，整個過程只需10秒以內即可完成。
實際過程2-----採用能譜延伸波譜的分析範圍，組合定量分析 一般固定道波譜的元素分析數量有限，能譜可以彌補其缺陷-----能譜可實現對樣品的全譜直讀，分析速度快。
①、開啟儀器，由探測器105將固定道某元素(i)強度Ci傳導到數字採集裝置107，再傳輸到計算機，得到該元素的特徵X射線強度Ii 再通過以下算式計算樣品中某元素(i)的含量Yi Yi＝aIi+b (a、b為波散系統參數，由儀器標準標定過程中自動計算得到) ②、開啟儀器，由能散探測裝置201將某元素(j)強度Cj傳導到數字採集裝置107，再傳輸到計算機，得到該元素的特徵X射線強度Ij 再通過以下算式計算樣品中某元素(i)的含量Yi Yj＝cIj+d (c、d為能散系統參數，由儀器標準標定過程中自動計算得到) ③、將①、②所計算的結果進行綜合分析，得出最終結果，並輸出到文件或印表機中。
權利要求1.一種具有能散檢測技術的波長色散X螢光分析儀，包括裝設在一機箱內的X光管及X射線發生裝置、真空測量室、連接有探測器的一個或多個固定元素道分光器、由控制電路板卡等構成的自動控制系統、數字採集裝置，以及置於機箱外和真空測量室連通的抽真空系統、與自動控制系統和檢測裝置電連接的帶顯示器和印表機的計算機，其特徵在於在另外一固定元素道中裝設能譜探測裝置。
2.根據權利要求1所述具有能散檢測技術的波長色散X螢光分析儀，其特徵在於，所述能譜探測裝置包括依次連接的能譜探測器、連接固定組件和準直器，其中，準直器伸入真空測量室。
3.根據權利要求2所述具有能散檢測技術的波長色散X螢光分析儀，其特徵在於，所述能譜探測裝置通過連接固定組件固定在機箱內。
4.根據權利要求1或2或3所述具有能散檢測技術的波長色散X螢光分析儀，其特徵在於，所述分光器具有平彎雙晶通道、雙平晶通道或雙彎晶通道設計。
專利摘要本實用新型公開一種具有能散檢測技術的波長色散X螢光分析儀，屬於利用X射線進行材料分析的測量設備技術領域。它包括裝設在一機箱內的X光管及X射線發生裝置、真空測量室、連接有探測器的一個或多個固定元素道分光器、由控制電路板卡等構成的自動控制系統、數字採集裝置，以及置於機箱外和真空測量室連通的抽真空系統、與自動控制系統和檢測裝置電連接的帶顯示器和印表機的計算機，並在另外一固定元素道中裝設能譜探測裝置。本實用新型在多道譜儀上，增加一個能譜通道，實現了波長色散和能量色散的第一次結合，結構緊湊，操作過程簡單，一次送樣同時測量元素的數量可增加到幾十個，大大減少了工作量，提高了檢測分析的效率。
文檔編號G01N23/223GK201522463SQ20092024665
公開日2010年7月7日 申請日期2009年10月23日 優先權日2009年10月23日
發明者吳娜, 高華, 餘正東, 秦志立, 張軍濤 申請人:北京邦鑫偉業技術開發有限公司