專利名稱：具有x射線熒光及電火花發(fā)射光譜分析功能的儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及用于測(cè)量材料元素組分的分析儀器領(lǐng)域，特別涉及用于分析X
射線熒光和電火花發(fā)射光譜的儀器。
背景技術(shù)：
X射線熒光(XRF)是一種用于分析固體材料元素組分的公知技術(shù)。在XRF技 術(shù)中， 一束會(huì)聚的X射線束直射到一個(gè)樣品的表面。樣品中的原子分別發(fā)射具有其特 征能量的X射線光子。使用 一個(gè)或多個(gè)X射線探測(cè)器來接收樣品發(fā)出的X射線并將 其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，電信號(hào)處理后可確定X射線的能量和數(shù)量，并相對(duì)于樣品的各種元 素依次提供信息。XRF分析儀可商用于實(shí)驗(yàn)室(靜止的)及便攜式方式。場(chǎng)便攜式 XRF分析儀將X射線源、探測(cè)器及相關(guān)的電子元件放置在一個(gè)手持容器內(nèi)，而且可 在工業(yè)生產(chǎn)或處理設(shè)備的檢測(cè)站和原位分析場(chǎng)之間簡(jiǎn)單地進(jìn)行運(yùn)送。
由于XRF的靈敏度隨著質(zhì)子數(shù)(Z)的減少而降低，XRF儀器通常不具有對(duì)樣 品中的光線元素進(jìn)行數(shù)量分析的能力。例如，在空氣中操作便攜式XRF儀(如分 析儀探頭和樣品間的區(qū)域未進(jìn)行清洗或抽空)通常在測(cè)試鈦或更大質(zhì)子數(shù)的元素 (Z^22)時(shí)會(huì)受到限制。因此，XRF常和其他的由發(fā)光元素的濃度產(chǎn)生的信息來進(jìn) 行分析的技術(shù)結(jié)合使用，該發(fā)光元素如碳、氮、氧、磷及硫。其中一項(xiàng)技術(shù)是電火花 發(fā)射光譜術(shù)，其中在鄰近樣品表面的電極和樣品(或和樣品相接的電極)之間產(chǎn)生電 火花或電弧(其中這些用詞可替換地使用來表示一個(gè)放電)來氣化和激發(fā)樣品的原子。 受激的原子發(fā)射具有特征波長(zhǎng)的光線，該光線被探測(cè)分析從而測(cè)量出元素的組分。
在通常的實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)所中，在分離的XRF儀器和電火花發(fā)射光諳儀器 中連續(xù)地分析被測(cè)材料的樣品。這種場(chǎng)所需要在各儀器中傳輸樣品，要么手動(dòng)要么通 過一個(gè)機(jī)器設(shè)備，從而增加了樣品受污染的可能性，也增加了分析周期的時(shí)間。進(jìn)一 步地，可能需要將樣品表面制備成不同的規(guī)格以進(jìn)行XRF和電火花發(fā)射光i普分析， 尤其是當(dāng)使用實(shí)驗(yàn)XRF儀器時(shí)，上述兩種設(shè)備需要用于分離樣品的預(yù)備工具和程序。美國(guó)專利號(hào)No.6,801，959("結(jié)合激光誘導(dǎo)光子光譜的X射線熒光"，Grodzins等) 揭示了一種將XRF設(shè)備和激光誘導(dǎo)光子熒光(LIPF)光譜系統(tǒng)集成的分析儀器。一 個(gè)X射線源和一個(gè)激光排布后照射樣品表面的重疊區(qū)域，使獲得的測(cè)量數(shù)據(jù)來自相同 的樣品空間。其中聲稱的優(yōu)點(diǎn)是在同一樣本空間中搡作XRF和LIPF具有使用XRF 數(shù)據(jù)來矯正LIPF數(shù)據(jù)以使由LIPF得到的相關(guān)結(jié)果是絕對(duì)的。雖然這種類型的設(shè)備結(jié) 構(gòu)(通過在同 一樣本空間中得到XRF和光發(fā)射光譜數(shù)據(jù))結(jié)合L1PF技術(shù)具有一定的 優(yōu)點(diǎn)，但不適合在電火花發(fā)射光讒中使用。

發(fā)明內(nèi)容
大體而言，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的分析儀器包括 一個(gè)平臺(tái)，用于支撐位于其 上需要分析的樣品； 一個(gè)X射線源，其向樣品的第一表面發(fā)射X射線束；以及至少 一個(gè)X射線探測(cè)器，其排布成探測(cè)由樣品響應(yīng)X射線束放射而發(fā)射的X射線熒光。 該儀器進(jìn)一步包括 一個(gè)鄰近樣品第二表面的電極，所述第二表面與第一表面位于不 同的方位，尤佳的是位于所述第一表面的對(duì)面。對(duì)所述電極提供一個(gè)電壓，從而氣化 和激發(fā)樣品的一部分來產(chǎn)生火花。受激原子發(fā)射具有特征波長(zhǎng)的光線，該光線被至少 一個(gè)對(duì)應(yīng)位置的發(fā)射傳感器探測(cè)。通過對(duì)樣品的不同表面進(jìn)行XRF和電火花發(fā)射光 譜分析，上述分析同時(shí)被操作，且不用移開樣品或在儀器中重新放置樣品。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，X射線源和探測(cè)器被放置在一個(gè)便攜式手動(dòng)XRF分析儀 中，其中以插接站的方式可釋放地耦合到儀器上。所述插接站可能包括一個(gè)或多個(gè)附 件特征，其用于在對(duì)應(yīng)樣品表面的所需位置上可再現(xiàn)地固定XRF分析儀。然后，所 述XRF能容易地且快速地從儀器移除并被傳輸?shù)皆皇褂玫牧硪粋€(gè)位置上，繼而再 次耦合到結(jié)合XRF和電火花發(fā)射光諮分析的儀器上。


在附圖中
圖1顯示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的結(jié)合XRF和電火花發(fā)射光諶分析儀器的粗略 示意圖2是使用圖1所示的分析儀器的方法流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的分析儀器100的主要組件。具有大致為平面 的第一表面110和第二表面115的分析樣本105，其被支撐在平臺(tái)120上，并與孔徑 125相適應(yīng)，使得從平臺(tái)120下方的區(qū)域到第二表面115允許物理接觸。樣品105被 制備成具有不同朝向的第一表面110和第二表面115，優(yōu)選為相對(duì)的朝向，從而樣本 105能同時(shí)進(jìn)行XRF和電火花發(fā)射光鐠分析，以下對(duì)其進(jìn)行描述。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例 中，平臺(tái)120在所述第二表面115內(nèi)是可移動(dòng)的，使在所述表面的空間分離區(qū)域獲得 電火花發(fā)射光譜數(shù)據(jù)，并確定一個(gè)"平均"元素組分。利用平臺(tái)的水平移動(dòng)和與XRF 分析儀相關(guān)的樣本105來得到元素組分的空間分辨圖，且該元素組分被第一表面110 上的空間分離區(qū)域輻射并每個(gè)區(qū)域發(fā)射的輻射波的結(jié)果被測(cè)量。
儀器100包括一個(gè)X射線源130,用于向第一表面IIO的一個(gè)區(qū)域輻射X射線束。 X射線源130可為一個(gè)X射線管或一定量的放射同位素，如2"Am。在XRF的公知技 術(shù)中，X射線引起的樣品輻射使樣品中組成原子的 一部分發(fā)射對(duì)應(yīng)于發(fā)射元素的特定 能量的熒光X射線。發(fā)射的熒光X射線被X射線探測(cè)器135感應(yīng)，該探測(cè)器135可 操作地產(chǎn)生代表樣品發(fā)出的X射線輻射能量和密度的信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，X射線 探測(cè)器135可采用硅p-i-n探測(cè)器。X射線探測(cè)器135的輸出被傳輸?shù)绞占吞幚硇?號(hào)的處理器140(可包含任一個(gè)或組合的通用微處理器、數(shù)字信號(hào)處理器及特定電路) 來生成X射線光錯(cuò)并將X射線光語轉(zhuǎn)換成元素組分?jǐn)?shù)據(jù)。計(jì)算出的組分?jǐn)?shù)據(jù)可存儲(chǔ) 在內(nèi)存儲(chǔ)器145中，用于稍后觀察和/或?qū)⑵鋫鬏數(shù)酵獠坑?jì)算機(jī)設(shè)備中。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，X射線源130、探測(cè)器135及處理器140位于便攜式XRF 設(shè)備155的容器150內(nèi)。便攜式XRF設(shè)備155可包含一個(gè)電池和一個(gè)屏幕，電池用 于給不同的組件供電，屏幕用于顯示所確定的元素組分和使用者需要的其他數(shù)據(jù)。便 攜式XRF設(shè)備155可通過無線或有線連接與外部計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信并由外部計(jì)算機(jī)控 制。上述可商用的XRF設(shè)備有Thermo Fisher Scientific (Waltham, MA)生產(chǎn)和銷售的 氡XLt分析儀。探測(cè)器135—般配置為能量色散探測(cè)器；還可選擇性地使用波長(zhǎng)色散 探測(cè)器組件，其具有改進(jìn)的分辨率和探測(cè)限制，但相對(duì)于能量色散探測(cè)器來說更貴更 笨重。
XRF設(shè)備155可移動(dòng)地耦合到插接站160，所述插接站160接收并保持所述設(shè)備 容器的一部分，且可通過一個(gè)或多個(gè)連接器(未示出)額外提供數(shù)據(jù)、控制源、冷卻裝置及鼓吹/真空裝置，所述連接器插入XRF設(shè)備155上相應(yīng)的連接器或插口中。插 接站160可能包含一組附件特征165,如夾子、凸起、止動(dòng)擎、閂、凹槽或引腳，其 可釋放地插入XRF設(shè)備155上的對(duì)應(yīng)的特征170中，由此，當(dāng)所述XRF設(shè)備耦合到 插接站160時(shí)，XRF設(shè)備155的組件(如X射線源130及探測(cè)器135 )被可再現(xiàn)地保 持在一個(gè)所需的位置上并對(duì)向第一表面110。插接站160通過一個(gè)鉸鏈部件被附加在 平臺(tái)120上，使插接站能容易地從平臺(tái)旋轉(zhuǎn)開來放置并移除樣本105。在某些實(shí)施例 中，儀器100可在排序、處理或生產(chǎn)環(huán)境中在線分析樣品。在上述實(shí)施例中，使用一 個(gè)自動(dòng)樣品傳輸機(jī)器，將樣品移到儀器100中合適的位置用XRF設(shè)備155對(duì)樣品進(jìn) 行分析，在分析完成時(shí)移除樣品以分析另 一個(gè)樣品。
在設(shè)備100的一個(gè)操作模式中，XRF設(shè)備155在空氣中操作，這意味著在XRF 設(shè)備155的一表面175和樣品105的第一表面IIO之間充滿了空氣。如上所述，在空 氣中操作的XRF設(shè)備一般不能測(cè)量質(zhì)子數(shù)低于鈦的元素。如果需要測(cè)量更低質(zhì)子數(shù) 的元素，XRF設(shè)備的表面175和樣品105之間的空間可能需要使用氦氣鼓吹( 一般可 將測(cè)量能力延伸到硅)或真空化(一般可將測(cè)量能力延伸到硼)?；谏鲜瞿康模?接站160的下部保持部可用于密封樣品105和/或平臺(tái)120的周圍部分，插接站160 的上部可用于密封對(duì)應(yīng)于容器150表面的部分，從而形成一個(gè)密閉空間，且將一個(gè)開 口連入密封區(qū)域的內(nèi)部用于連接一個(gè)真空管或提供氦氣。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，XRF 設(shè)備表面175可移除，從而使密閉空間至少包含XRF設(shè)備155內(nèi)部空間的一部分。 這樣使得所述區(qū)域接近X射線源130和探測(cè)器135能被鼓吹氣體或抽真空，從而能更 高效地測(cè)量更低質(zhì)子數(shù)的元素。在改進(jìn)性能(探測(cè)更低質(zhì)子數(shù)的元素和/或更高的靈 敏度)上，還可以通過使用更好的X射線源和探測(cè)發(fā)射熒光X射線的波長(zhǎng)分散探測(cè) 器來實(shí)現(xiàn)。但是，這樣增加了儀器IOO的復(fù)雜度和花費(fèi)，同時(shí)有可能增加分析周期的 時(shí)間。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，插接站160可省略，XRF設(shè)備155具有一適應(yīng)性的 平板，該平板平行放置在設(shè)備的表面且由此向外徑向延伸。通過操作使該平板緊靠樣 本105.
儀器100進(jìn)一步包括一個(gè)火花電極180，其具有一個(gè)靠近樣本105第二表面115 的終端。 一個(gè)未示出的DC或AC電源向所述電極提供電源以在火花電極180和樣本 105之間產(chǎn)生一個(gè)電極放電(電火花)。 一個(gè)接地極與樣本105電接觸以實(shí)現(xiàn)一個(gè)電火
8花回路> 或樣本自身提供接地極(通過與平臺(tái)120的接地表面相連)。為了就進(jìn)一步 控制電火花的能量以進(jìn)行定量分析，電火花電極180之間的空間可充滿氬氣或其他惰 性氣體。在電火花發(fā)射光譜的在先技術(shù)中，電火花蒸發(fā)樣品105的一部分并激發(fā)樣品 中的原子，使原子發(fā)射具有特征波長(zhǎng)的輻射。發(fā)射的輻射被至少一個(gè)適當(dāng)位置的發(fā)射 探測(cè)器185感應(yīng)，探測(cè)器185相應(yīng)地產(chǎn)生代表發(fā)射光波長(zhǎng)和密度的信號(hào)。然后，這些 信號(hào)被傳輸?shù)街辽僖粋€(gè)處理器190中根據(jù)既定方式來生成元素組分的光鐠并定量確定 元素組分。
XRF和電火花發(fā)射光語子系統(tǒng)可被獨(dú)立地控制，或在計(jì)算設(shè)備190的共同控制下 可選擇地通信。計(jì)算設(shè)備190的使用是很有利的，使得XRF和電火花發(fā)射光諮分析 回路在自動(dòng)模式下互相協(xié)調(diào)，且使兩組元素組分?jǐn)?shù)據(jù)(XRF得到的一組數(shù)據(jù)和電火花 發(fā)射光譜得到的一組數(shù)據(jù))互相結(jié)合，從而操作者可以很容易地觀察和檢查從一個(gè)特 殊樣品中得到的所有元素組分?jǐn)?shù)據(jù)。計(jì)算設(shè)備190可采用載荷數(shù)據(jù)(on-board data) 的方式且將控制系統(tǒng)集成到一個(gè)實(shí)驗(yàn)室(如固定的)的電火花發(fā)射光譜系統(tǒng)中。
圖2顯示了使用上述集成的XRF/電火花發(fā)射光譜儀器100來獲得一個(gè)樣品的元 素組分信息的方法步驟。在最初的步驟210中，采用切割、成型或其他合適的方法將 樣品制備成所需的形狀。在設(shè)備100中，樣品最好整形為具有相對(duì)的第一和第二主平 面的薄的圓盤，且其直徑大到能覆蓋住孔125,使得臨近第一表面和第二表面的氣體 組分和氣壓能^皮獨(dú)立地控制。然后第一表面和第二表面通過研磨和/或拋光達(dá)到所需 的條件(光潔度，純度)。 一般而言，XRF分析相對(duì)于電火花發(fā)射光譜而言，對(duì)表面 條件的靈敏性要求更低(因?yàn)檩椛涞膮^(qū)域更大且X射線束從表面穿透的距離更長(zhǎng))， 因此XRF中的磨光要求會(huì)更不嚴(yán)格?；谏鲜鲈?，所述第一表面和第二表面的磨 光細(xì)節(jié)要求是不同的，例如，第一表面IIO僅僅需要研磨，然而第二表面115需要研 磨和拋光?？蛇x擇地，兩表面都加工成電火花發(fā)射光語所需的更嚴(yán)格的磨光細(xì)節(jié)要求。 在另 一可選實(shí)施例中，樣品105的一個(gè)表面按照電火花發(fā)射光譜規(guī)范要求進(jìn)行加工(通 過研磨和拋光)，而另一表面則沒有加工。在該可選實(shí)施例中，XRF和電火花發(fā)射光 語分析回路是連續(xù)的-完全制備的表面起初朝向XRF設(shè)備155用于XRF分析，接下來 翻轉(zhuǎn)后朝向電火花電極180用于電火花發(fā)射光譜分析。
然后，進(jìn)行步驟220，將樣品105放置在儀器100的平臺(tái)120上。如上所述，通 過一個(gè)鉸鏈裝置，插接站160可附接到平臺(tái)120上，使得插接站160可以很容易地從
9平臺(tái)120扭轉(zhuǎn)掉而接入樣品放置的區(qū)域。如果提供一個(gè)分離的接地極，接地極可被引 入以-接觸4羊品。
然后，進(jìn)行步驟230，通過操作XRF設(shè)備155對(duì)第 一表面110進(jìn)行輻射并測(cè)量 熒光發(fā)射X射線光子的能量和密度來對(duì)樣品105進(jìn)行XRF分析。XRF的分析循環(huán)可 由一個(gè)操作者手動(dòng)啟動(dòng)，也可在計(jì)算設(shè)備190的控制下啟動(dòng)。如公眾所知，將記錄的 熒光X射線光語轉(zhuǎn)換(根據(jù)已知的與特征X射線能量相關(guān)的參考數(shù)據(jù))成能表示樣 品的最小和最大質(zhì)子數(shù)的元素成分的元素組分?jǐn)?shù)據(jù)。如上所述，對(duì)于低-Z元素(例如 在空氣中操作的便攜式XRF設(shè)備的質(zhì)子數(shù)低于鈦的元素)的組分?jǐn)?shù)據(jù)將不能運(yùn)用 XRF分析來測(cè)量。 一般便攜式XRF設(shè)備的分析周期時(shí)間為5-10秒。
最后，進(jìn)4亍240步驟，通過在火花電極180和第二表面115之間產(chǎn)生電極力夂電并 測(cè)量受激原子發(fā)射光線的波長(zhǎng)和密度來對(duì)樣品105進(jìn)行電火花發(fā)射光譜分析。然后將 光語轉(zhuǎn)換成元素組分?jǐn)?shù)據(jù)。在某些實(shí)施例中，通過連續(xù)曝光第二表面115不同的區(qū)域 產(chǎn)生電極放電(例如，通過移動(dòng)樣品和/或火花電極)來得到多個(gè)光譜，從多個(gè)光i普 可計(jì)算元素組分的平均值，從而減少了由表面雜質(zhì)導(dǎo)致的噪聲或異常結(jié)果。如果需要 空間分辨的XRF測(cè)量，X射線束將輻射第一表面110的不同區(qū)域，而且由此產(chǎn)生的 熒光發(fā)射X射線將被探測(cè)，從而得到多條光學(xué)發(fā)射光譜。 一般而言，由電火花光鐠測(cè) 量得到的元素組分?jǐn)?shù)據(jù)將包括不能由XRF分析測(cè)量的相對(duì)低-Z元素(例如碳、氮 和氧)。完成電火花發(fā)射光語分析一般所需時(shí)間為30-45秒(對(duì)于這樣一種XRF測(cè)量， 這樣的分析時(shí)間是相稱的，在兩種分析的情況下)。優(yōu)選的是，XRF分析(步驟230) 和電火花發(fā)射光i脊分析(步驟240)可同時(shí)進(jìn)行(如圖2所示)來減少分析的總體時(shí) 間，即使在某些實(shí)施例中(例如，僅僅完全制備樣品的一個(gè)表面，如上所述)需要順 序?qū)嵤﹥煞N分析。
值得注意的是，當(dāng)表面120和樣品115構(gòu)成一個(gè)電絕緣法拉第腔的一邊時(shí)，圖1 的排布非常適合同時(shí)進(jìn)行XRF/OES檢測(cè)，從而XRF可并行操作，有效減少了電火花 的EMI輻射。
雖然本發(fā)明對(duì)電火花發(fā)射光譜系統(tǒng)進(jìn)行了描述，但除了使用 一個(gè)常規(guī)的火花或電 弧來激發(fā)第二表面上或鄰近第二表面的原子來得到特征波長(zhǎng)的發(fā)射光i普外，還可以使 用其他的激發(fā)源。在一個(gè)顯示出的的實(shí)施例中， 一個(gè)激光誘導(dǎo)光子光譜(UPS )技術(shù) 可用來代替電火花發(fā)射光譜。所述LIPS (在先引用的一種激光誘導(dǎo)擊穿光語學(xué)，或LIBS)技術(shù)是光鐠學(xué)的一種公知技術(shù)，因此不需要在此描述。在本發(fā)明基于LIPS的 實(shí)施例中，將激光源放在能將合適波長(zhǎng)的輻射光束和能量直射到樣品105第二表面 115的區(qū)域內(nèi)。激光束撞擊到樣品表面產(chǎn)生等離子，從而激發(fā)原子和樣品并使其產(chǎn)生 特征波長(zhǎng)的熒光發(fā)射光和近紫外光。至少一個(gè)相對(duì)位置的發(fā)射探測(cè)器感應(yīng)所述光，從 而產(chǎn)生代表發(fā)射光波長(zhǎng)和密度的信號(hào)。按照基于電火花發(fā)射光譜分析相同的操作方 法，探測(cè)器產(chǎn)生的信號(hào)傳輸?shù)教幚砥鳎词熘姆椒ㄉ晒庾V并對(duì)元素組分進(jìn)行定 量確定。
應(yīng)當(dāng)理解的是，雖然對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但前面的描述僅僅是為了說明， 本發(fā)明不僅僅限于此范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求限定。另外，本領(lǐng)域的技術(shù) 人員可以在以下權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出變形和改變。
權(quán)利要求
1、一種分析儀器，包括平臺(tái)，用于支撐一個(gè)具有不同朝向的第一表面和第二表面的樣品；X射線源，放置成用X射線束輻射樣品第一表面；至少一個(gè)X射線探測(cè)器，設(shè)置成探測(cè)樣品響應(yīng)X射線束的輻射而發(fā)射的X射線熒光；火花電極，放置成鄰近所述第二表面，在所述火花電極上施加一個(gè)可控電壓，使所述第二表面上或鄰近所述第二表面處產(chǎn)生一個(gè)放電來激發(fā)所述樣品的原子；以及，至少一個(gè)發(fā)射探測(cè)器，用于探測(cè)受激原子發(fā)射的光線；其中，所述樣品的元素組分可同時(shí)被X射線熒光技術(shù)和電火花發(fā)射光譜技術(shù)分析。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀器，其中所述X射線源和所述至少一個(gè)X射 線探測(cè)器包含在便攜式X射線熒光分析設(shè)備的容器中，且所述便攜式X射線熒光 分析設(shè)備可移動(dòng)地與 一個(gè)插接站耦合。
3 、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀器，其中所述插接站具有一個(gè)或多個(gè)附件，所 述附件能根據(jù)所述分析設(shè)備容器的特征可釋放地操作。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的儀器，其中所述插接站的內(nèi)部空間具有一個(gè)位于 X射線熒光分析設(shè)備和樣品之間的密封區(qū)域。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的儀器，其中所述的密封區(qū)域部分至少部分地延伸 到由所述分析設(shè)備容器所確定的內(nèi)部空間內(nèi)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的儀器，其中所述插接站包括一個(gè)端口 ，所述端口 和一個(gè)氣源或泵相連通，用于分別向所述密封區(qū)域鼓吹氣體或?qū)λ雒芊鈪^(qū)域抽真
7、 根據(jù)在前的任一權(quán)利要求所述的儀器，其中所述的第一表面和第二表面 大致為相對(duì)配置。
8、 根據(jù)在前的任一權(quán)利要求所述的儀器，其中火花電極位于充滿氬氣的腔內(nèi)。
9、 根據(jù)在前的任一權(quán)利要求所述的儀器，還包括一個(gè)公共計(jì)算設(shè)備，其用 于協(xié)調(diào)樣品的XRF分析和電火花發(fā)射光譜分析。
10、 根據(jù)在前的任一權(quán)利要求所述的儀器，其中所述平臺(tái)具有孔，以允許接 觸樣品的所述第二表面。
11、 一種分析樣品的方法，所述樣品具有不同朝向的第一表面和第二表面，包括(a) 用X射線束輻射所述第一表面；(b) 探測(cè)所述樣品響應(yīng)所述X射線束輻射而發(fā)射的X射線熒光；(c) 在所述第二表面上或鄰近所述第二表面處產(chǎn)生電子;J丈電，并探測(cè)由所 述樣品的受激原子發(fā)射的響應(yīng)光線。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括確定來自被探測(cè)的熒光X射線的 第一組元素組分?jǐn)?shù)據(jù)和來自被發(fā)射光線的第二組元素組分?jǐn)?shù)據(jù)。
13、 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的方法，其中步驟(a)、 (b)和(c)可在時(shí)間上重疊。
14、 根據(jù)權(quán)利要求11-13的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，還包括在鄰近所述 樣品的所述第 一表面處進(jìn)行排空或鼓吹氦氣的步驟。
15、 根據(jù)權(quán)利要求11-14的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，還包括在鄰近所述 樣品的所述第二表面處進(jìn)行鼓吹氦氣的步驟。
16、 一種電火花發(fā)射光鐠儀，包括平臺(tái)，用于支撐具有不同朝向的第一表面和第二表面的樣品；火花電極，鄰近所述第二表面而放置，在所述電極上施加可控電壓， 以在所述第二表面上或鄰近所述第二表面處產(chǎn)生一個(gè)放電，從而激發(fā)樣品的原子；至少一個(gè)發(fā)射探測(cè)器，用于探測(cè)由受激原子發(fā)射的光線；插接站，構(gòu)造成容納和保持便攜式X射線熒光分析設(shè)備的容器，使得 所述設(shè)備能輻射和探測(cè)所述樣品的第 一表面發(fā)射的X射線焚光；其中，所述樣品的元素組分可同時(shí)被X射線熒光技術(shù)和電火花發(fā)射光 譜技術(shù)分析。
17、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析儀器，其中所述X射線探測(cè)器為能量色散 探測(cè)器。
18、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析儀器，其中所述X射線探測(cè)器為波長(zhǎng)色散 探測(cè)器。
19、 一種分析儀器，包括平臺(tái)，用于支撐一個(gè)基本上相對(duì)的第一表面和第二表面的樣品，所述平臺(tái)具有一個(gè)允許對(duì)所述第二表面進(jìn)行物理接觸的孔；X射線源，放置成通過X射線束輻射樣品的第 一表面；至少一個(gè)X射線探測(cè)器，其用于探測(cè)樣品響應(yīng)X射線束的輻射而發(fā)射的 X射線熒光；激發(fā)源，構(gòu)造成使得在所述第二表面或鄰近所述第二表面的樣品原子受激 發(fā)或發(fā)射光線；至少 一個(gè)發(fā)射探測(cè)器，沒置成^l笨測(cè)受激原子發(fā)射的光線；其中，所述樣品的元素組分可同時(shí)由X射線熒光技術(shù)和電火花發(fā)射光譜技術(shù)分析。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的分析儀器，其中激發(fā)源是火花電極。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的分析儀器，其中激發(fā)源是激光。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種同時(shí)具有XRF和電火花發(fā)射光譜功能的分析儀器。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，便攜式XRF設(shè)備由插接站耦合到分析儀器上。用X射線束輻射樣品的第一表面，探測(cè)并分析樣品發(fā)射的X射線輻射熒光以得到元素組分?jǐn)?shù)據(jù)。該儀器還包括鄰近樣品第二表面的電火花源和感應(yīng)電火花受激材料發(fā)出的輻射的探測(cè)器。所組合的儀器能得到由XRF和電火花發(fā)射光譜生成的補(bǔ)償后的元素組分?jǐn)?shù)據(jù)，而不需要將一個(gè)樣品在兩個(gè)分離的儀器間運(yùn)送。
文檔編號(hào)G01N23/223GK101636651SQ200880005918
公開日2010年1月27日 申請(qǐng)日期2008年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月23日
發(fā)明者拉維瑟卡·耶勒佩迪, 李·格羅德津斯 申請(qǐng)人:賽默飛世爾科技公司