X-射線螢光光譜分析儀的製作方法

2023-09-23 06:11:50 1

X-射線螢光光譜分析儀的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種X-射線螢光光譜分析儀，包括箱體、真空腔體座、射線管單元及探測器單元；真空腔體座設在箱體內，真空腔體座具有真空腔；射線管單元設在真空腔體座上；探測器單元設在真空腔體座上；在真空腔體座上設有與真空腔相通的放置孔，放置孔放置有容器裝置，容器裝置內具有樣品腔，容器裝置的底部具有與樣品腔相通的通孔，在容器裝置上設有封閉通孔的透光膜，使樣品腔成為密閉腔，在容器裝置與真空腔體座之間設有密封結構。本發明的結構解決了樣品無法放置於真空腔內導致難以準確分析樣品的技術問題。
【專利說明】X-射線螢光光譜分析儀

【技術領域】
[0001]本發明涉及X-射線螢光光譜分析儀，尤其是涉及對液態或粉末態樣品進行分析的X-射線螢光光譜分析儀。

【背景技術】
[0002]任何元素的原子都是由原子核和繞核運動的電子組成，原子核外電子按其能量的高低分層分布而形成不同的能級，因此，一個原子核可以具有多種能級狀態。能量最低的能級狀態稱為基態能級，其餘能級稱為激發態能級，能量最低的激發態則稱為第一激發態。正常情況下，原子處於基態，核外電子在各自能量最低的軌道上運動。如果將一定外界能量如光能提供給該基態原子，當外界光能量E恰好等於該基態原子中基態和某一較高能級之間的能級差δΕ時，該原子將吸收這一特徵波長的光，外層電子由基態躍迀到相應的激發態，形成原子吸收光譜。電子躍迀到較高能級以後處於激發態，但激發態電子是不穩定的，經過一較短時間後，激發態電子將返回基態或其它較低能級，並將電子躍迀時所吸收的能量以光的形式釋放出去，這個過程形成原子發射光譜。可見原子吸收光譜過程吸收輻射能量，而原子發射光譜過程則釋放輻射能量。
[0003]X-射線螢光光譜分析儀的分析原理是:光源發射出原級X-射線，該射線照射樣品，待測元素的原子吸收相應的能量形成激發態，外層電子向低能級電子層躍迀，同時發射出次級X-射線，即X-射線螢光，以釋放能量，通過探測器檢測X-射線螢光的強度，進而求得待測元素的含量。
[0004]現有的X-射線螢光光譜分析儀是將樣品放置到真空腔內，然後將真空腔抽成真空，通過X-射線和探測器檢測樣品中的成分。如在申請號為201320411650.X的專利文獻中公開了一種射線螢光光譜儀，其包括樣品腔和分析腔，在分析樣品時，樣品腔和真空腔均處在真空狀態下，這種方式適合於固態樣品的測試，如果將液態或粉末態的樣品放置到真空腔內，則液態很容易揮發，粉末態容易出現懸浮態，因此，會影響分析的結果。如果將真空腔與放置樣品的容器分開，由於真空腔內為負壓，同時光線又需要通過真空腔照射到樣品上來分析樣品，因此，如果不將樣品放置到真空腔內，則需要解決一重要問題是，在存在壓差的情況下如何實現對樣品的檢測分析。


【發明內容】

[0005]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種X-射線螢光光譜分析儀。
[0006]解決上述技術問題的技術方案是:Χ-射線螢光光譜分析儀，包括箱體、真空腔體座、射線管單元及探測器單元；真空腔體座設在箱體內，真空腔體座具有真空腔；射線管單元設在真空腔體座上；探測器單元設在真空腔體座上；在真空腔體座上設有與真空腔相通的放置孔，放置孔放置有容器裝置，容器裝置內具有樣品腔，容器裝置的底部具有與樣品腔相通的通孔，在容器裝置上設有封閉通孔的透光膜，使樣品腔成為密閉腔，在容器裝置與真空腔體座之間設有密封結構。
[0007]上述結構光譜分析儀的分析原理是:先將液態或粉末態的樣品放入到樣品腔內，使樣品腔成為與外界隔離的密閉腔；然後將具有透光膜的容器裝置一端插入到放置孔內，讓射線管單元能夠通過真空腔照射到透光膜；然後將真空腔抽成真空，利用射線管單元和探測器單元分析樣品。在本發明中，由於設置了透光膜，因此，射線管單元的光能透過透光膜能照射到樣品上，通過探測器單元能對樣品進行分析；在對樣品進行分析時，樣品未處在真空腔內，這樣就可以防止液態樣品揮發或粉末態樣品懸浮，提高了分析的精確度；另外，在本發明中，雖然真空腔具有負壓，使得透光膜承受著一定的負壓力，但由於盛裝樣品的容器裝置為密閉腔，其不受外界大氣壓的影響，因此，透光膜兩側的壓力差小，透光膜不容易破裂，使得對樣品的分析更加可靠。
[0008]進一步的，所述的真空腔體座包括座體及上蓋板，所述的真空腔設置在座體內；在座體的上表面設有第一密封槽，蓋板固定在座體上，在蓋板與座體之間設有卡置到第一密封槽的第一密封圈；所述的放置孔設置在上蓋板上。該結構，一方面便於安裝拆卸射線管單元和探測器單元，便於加工真空腔體座，另一方面，可讓上蓋板與座體之間的密封性能好，以更好的保證真空腔內真空度穩定性。
[0009]進一步的，所述的容器裝置包括杯體及杯蓋，杯體內具有所述的樣品腔，杯體的底部為與樣品腔相通的通孔，透光膜封閉在杯體底部的通孔處，杯蓋蓋在杯體上，在杯蓋與杯體之間設有第二密封圈。該結構便於將容器裝置整體安放到真空腔體座上和從真空腔體座上取出；所述的容器裝置由杯體和杯蓋組成，便於盛裝樣品。因此，給操作帶來了方便。另夕卜，通過設置第二密封圈可提高杯體與杯蓋之間的密封性能，減小外界大氣壓對樣品腔的影響。
[0010]進一步的，透光膜自杯體的底部向上翻折，在杯體上套有杯套，杯套與杯體夾持住透光膜的翻折部分；杯體的上部具有向外延伸的第一凸緣，第一凸緣與杯套之間設有第三密封圈；杯蓋活動的連接在杯套上。該結構，通過設置杯套，一方面能起到保護杯體的作用，另一方面能壓緊透光膜，使透光膜的固定更加的牢固、可靠。通過設置第二密封圈，可提高密封性能。
[0011]進一步的，杯套的上部邊緣設有向外的第二凸緣，在第二凸緣上設有一個以上的通槽；在杯蓋上設有夾扣，夾扣的下端具有向內的卡扣，卡扣卡置在第二凸緣上。利用該結構將杯蓋與杯套活動連接起來，一方面杯蓋與杯套的連接可靠，另一方面可快速、方便的蓋上杯蓋和取下杯蓋；另外，在卡扣與第二凸緣的作用下，能讓第一、第二密封圈的密封更加的好。
[0012]進一步的，在杯套的外壁上設有限位環，這樣，能限制容器裝置插入到放置孔的深度。
[0013]進一步的，透光膜自杯體的底部向上翻折，在杯體的下端部具有臺階，在臺階上套有夾持透光膜的套環。該結構，不僅能牢固、可靠的固定透光膜，且結構簡單。
[0014]進一步的，杯蓋與杯體為一體結構。
[0015]進一步的，所述的密封結構為設在真空腔體座與容器裝置之間的油封，以提高容器裝置與真空腔體座的密封性能，提高真空腔內真空度的穩定性。
[0016]進一步的，在真空腔體座內位於透光膜的下方設有保護裝置；所述的保護裝置包括固定塊、下板及保護膜，固定塊固定在真空腔體座上，保護膜壓合在固定塊與下板之間。通過設置保護膜，能防止射線管單元以及探測器單元刺破透光膜，可有效的防止樣品腔的樣品進入到真空腔內而影響分析儀的使用壽命和分析精度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為X-射線螢光光譜分析儀的立體圖。
[0018]圖2為X-射線螢光光譜分析儀箱蓋打開時的狀態圖。
[0019]圖3為去掉箱體和箱蓋後X-射線螢光光譜分析儀的示意圖。
[0020]圖4為去掉箱體和箱蓋後X-射線螢光光譜分析儀另一視角示意圖。
[0021]圖5為去掉箱體和箱蓋後X-射線螢光光譜分析儀另一視角示意圖。
[0022]圖6為去掉箱體和箱蓋後X-射線螢光光譜分析儀的分解圖。

【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明進行進一步詳細說明。
[0024]如圖1和圖2所示，X-射線螢光光譜分析儀包括箱體100及箱蓋200。箱體100的底面具有凹陷部101 ;所述的箱蓋200鉸接在箱體100上，當箱蓋200蓋合在箱體100上時，箱蓋200位於凹陷部101內。
[0025]如圖3至圖6所示，在箱體100內設有分析裝置，所述的分析裝置包括真空腔體座
1、射線管單元2、探測器單元3、容器裝置4、密封結構5及保護裝置6。
[0026]如圖6所示，真空腔體座I包括座體11和上蓋板12。所述的座體11包括下座體111和自下座體111上邊緣向外延伸的連接凸緣112，所述的下座體11有底板、前側板、後側板、左側板和右側板組成，其中右側板自下向上向外傾斜。所述的座體11具有上部開口的真空腔113。在連接凸緣112的上表面設有第一密封槽1121，第一密封槽1121用於容置第一密封圈。所述的上蓋板12通過螺釘固定在連接凸緣112上，上蓋板12與第一密封圈相接觸，隨著螺釘對上蓋板12的緊固，在第一密封圈的作用下使上蓋板12與連接凸緣112之間的密封性能更好。在上蓋板12上設有與真空腔相通的放置孔121。
[0027]在下座體111的底部設有第一伸入孔，在右側板上設有第二伸入孔。
[0028]如圖3至圖6所示，所述的射線管單元2包括X-RAY射線管21、準直器22和法蘭23。法蘭23固定在下座體111的底部，X-RAY射線管21固定在法蘭23上，X-RAY射線管發生的光線垂直向上射出；準直器22穿過第一伸入孔伸入到真空腔內。
[0029]如圖3至圖6所示，所述的探測器單元3包括探測器31、探測器固定板32、探測器固定板支撐座33、探測器密封圈壓板34、探測器密封圈及探測器屏蔽罩35。探測器31的探測頭穿過第二伸入孔伸入到真空腔113內，由於右側板傾斜設置，這樣，便於將探測器31傾斜固定到下座體上。探測器固定板32固定在探測器31上，探測器固定板支撐座33固定在探測器固定板32上，以便於將探測器31固定到箱體100上。探測器密封圈壓板34固定在右側板上，探測器密封圈設在右側板與探測器密封圈壓板34之間，以提高密封性能。探測器屏蔽罩35設在探測器31外，防止探測器工作時向外輻射，起到保護的作用。
[0030]如圖3至圖6所示，容器裝置包括杯體41、杯蓋42、杯套43及透光膜。杯體41具有樣品腔411，杯體41的底部具有與樣品腔411相通的通孔；杯體41的上部具有向外延伸的第一凸緣412，在第一凸緣412的上表面設有第二密封槽413。所述的杯蓋42包括蓋體421及夾扣422 ;蓋體42的圓周上設有卡槽4211 ;夾扣422的上端部設在卡槽4211內，並通過螺釘固定；夾扣422的下端部具有卡扣4221。所述的杯套43的上部邊緣設有向外的第二凸緣431，在第二凸緣431上設有與夾扣數量一致的通槽4311 ;在杯套43的外壁上設有限位環432。在第二凸緣431的上表面設有第三密封槽433。在蓋體421與第一凸緣412之間設有卡置到第二密封槽413內的第二密封圈44 ;在第一凸緣412與第二凸緣431之間設有卡置到第三密封槽433的第三密封圈45，以提高密封性能。所述的透光膜設在杯體的底部並向上翻折，通過杯套43夾持住，防止透光膜脫離杯體41。在使用該容器裝置時，先將透光膜套在杯體41的底部，然後將第三密封圈45套在杯體41上，接著將杯套43套在杯體41上，利用杯套43的第二凸緣431推動第三密封圈45，讓第三密封圈45位於第一凸緣412與第二凸緣431之間；然後，將液態或粉末樣品裝入到杯體41內，最後蓋上杯蓋42蓋上，其過程是:將夾扣422對著通槽4311，將杯蓋42向下壓直到卡扣4221穿過通槽4311，然後旋轉杯蓋42，在卡扣4221和第二凸緣431的作用下將杯蓋鎖扣在杯套上，拆卸的過程相反，這樣，不僅方便蓋杯蓋42，而且方便拆卸杯蓋42，同時在第二密封圈的作用下，杯蓋42與杯體41的密封性能好，讓樣品腔與外界隔離。當然，杯蓋與杯套也可以通過螺紋連接。
[0031]當然，容器裝置還可以為如下結構，包括杯體及杯蓋，杯蓋蓋在杯體上，在杯體的下端部設有臺階，透光膜自杯體的底部向上翻折，在臺階上套有夾持透光膜的套環。
[0032]容器裝置的另一種結構，包括杯體、杯蓋和透光膜，透光膜設在杯體的底部，杯蓋與杯體為一體結構。
[0033]當完成了容器裝置的組裝後，將容器裝置4的下端插入到放置孔121。通過密封結構對容器裝置與上蓋板12之間進行密封，所述的密封結構5為油封，這樣，可保證真空腔的真空度的穩定性。
[0034]所述的保護裝置6包括固定塊61、下板62及保護膜。固定塊61具有第一通孔，固定塊上自第一通孔向外延伸形成有第一臺階611 ;下板62具有第二通孔，下板的上表面設有槽621 ;下板62設在第一臺階611內，保護膜設在固定塊61對應的第一通孔處，並利用下板夾持固定，在固定塊61上設有螺釘，用於鎖緊下板62。固定塊61固定在上蓋板12的下表面，所述的第一通孔和第二通孔與放置孔121對應。
[0035]上述結構光譜分析儀的分析原理是:將上述組裝好的容器裝置放置到放置孔121內，此時，樣品腔411為密閉空間；讓準直器22能夠通過真空腔113照射到透光膜；然後將真空腔113抽成真空，利用射線管單元2和探測器單元3分析樣品。在本發明中，由於設置了透光膜，因此，射線管單元2的光能透過透光膜能照射到樣品上，通過探測器單元3能對樣品進行分析；在對樣品進行分析時，樣品未處在真空腔內，這樣就可以防止液態樣品揮發或粉末態樣品懸浮，提高了分析的精確度；另外，在本發明中，雖然真空腔113具有負壓，使得透光膜承受著一定的負壓力，但由於盛裝樣品的容器裝置為密閉腔，其不受外界大氣壓的影響，因此，透光膜兩側的壓力差小，透光膜不容易破裂，使得對樣品的分析更加可靠。
[0036]在本發明中，由於準直器22位於透光膜的下方，為了防止準直器22刺破透光膜，避免液態或粉末樣品進入到真空腔內，本發明設置了保護裝置。
【權利要求】
1.X-射線螢光光譜分析儀，包括箱體、真空腔體座、射線管單元及探測器單元；真空腔體座設在箱體內，真空腔體座具有真空腔；射線管單元設在真空腔體座上；探測器單元設在真空腔體座上；其特徵在於:在真空腔體座上設有與真空腔相通的放置孔，放置孔放置有容器裝置，容器裝置內具有樣品腔，容器裝置的底部具有與樣品腔相通的通孔，在容器裝置上設有封閉通孔的透光膜，使樣品腔成為密閉腔，在容器裝置與真空腔體座之間設有密封結構。
2.根據權利要求1所述的X-射線螢光光譜分析儀，其特徵在於:所述的真空腔體座包括座體及上蓋板，所述的真空腔設置在座體內；在座體的上表面設有第一密封槽，蓋板固定在座體上，在蓋板與座體之間設有卡置到第一密封槽的第一密封圈；所述的放置孔設置在上蓋板上。
3.根據權利要求1所述的X-射線螢光光譜分析儀，其特徵在於:所述的容器裝置包括杯體及杯蓋，杯體內具有所述的樣品腔，杯體的底部為與樣品腔相通的通孔，透光膜封閉在杯體底部的通孔處，杯蓋蓋在杯體上，在杯蓋與杯體之間設有第二密封圈。
4.根據權利要求3所述的X-射線螢光光譜分析儀，其特徵在於:透光膜自杯體的底部向上翻折，在杯體上套有杯套，杯套與杯體夾持透光膜的翻折部分；杯體的上部具有向外延伸的第一凸緣，第一凸緣與杯套之間設有第三密封圈；杯蓋活動的連接在杯套上。
5.根據權利要求4所述的X-射線螢光光譜分析儀，其特徵在於:杯套的上部邊緣設有向外的第二凸緣，在第二凸緣上設有一個以上的通槽；在杯蓋上設有夾扣，夾扣的下端具有向內的卡扣，卡扣卡置在第二凸緣上。
6.根據權利要求4所述的X-射線螢光光譜分析儀，其特徵在於:在杯套的外壁上設有限位環。
7.根據權利要求3所述的X-射線螢光光譜分析儀，其特徵在於:透光膜自杯體的底部向上翻折，在杯體的下端部具有臺階，在臺階上套有夾持透光膜的套環。
8.根據權利要求7所述的X-射線螢光光譜分析儀，其特徵在於:杯蓋與杯體為一體結構。
9.根據權利要求1所述的X-射線螢光光譜分析儀，其特徵在於:所述的密封結構為設在真空腔體座與容器裝置之間的油封。
10.根據權利要求1所述的X-射線螢光光譜分析儀，其特徵在於:在真空腔體座內位於透光膜的下方設有保護裝置；所述的保護裝置包括固定塊、下板及保護膜，固定塊固定在真空腔體座上，保護膜壓合在固定塊與下板之間。
【文檔編號】G01N23/223GK104502386SQ201410781659
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月16日 優先權日:2014年12月16日
【發明者】韓曉朋 申請人:韓曉朋