專利名稱：線上能量分散x射線衍射分析儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及用于對工藝物料流中的材料進行礦物分析的線上能量分散X射 線衍射分析儀。本發(fā)明尤其涉及對礦物漿料和干粉進行礦物分析。
背景技術(shù)：
許多礦物加工廠和用于金屬制造的技術(shù)對送入加工廠的給料的礦物成分以及元 素組分敏感。在許多情況下，就加工廠在礦物加工時的性能而言，工藝物料流的礦物組分而 非化學(xué)組分是最重要的因素。對工藝物料流的直接礦物分析主要限于線下技術(shù)。廣泛使用的技術(shù)包括掃描電子 顯微[Sutherland 1991]1和常規(guī)X射線衍射(XRD) [Roach 1998]2。這些技術(shù)要求從取至 實驗室以供分析的工藝物料流中去除小樣品或試樣。然而，從加工廠通常遇到的極大量中 提取的用于此類試樣的少量樣品一般與準(zhǔn)確控制所需信息關(guān)聯(lián)不良，這將導(dǎo)致大的取樣誤 差。此外，分析結(jié)果出來之前的延遲時間會產(chǎn)生大成本。隨后，線下分析被認為不適用于需 要對工藝物料流的日常和迅速分析的工藝控制(尤其對于漿料而言)。常規(guī)XRD基于傾向于需要昂貴設(shè)備的角度分散技術(shù)。替代技術(shù)是基于多色輻射的 能量分散技術(shù)EDXRD。對應(yīng)于布拉格方程的晶格面反射的干涉通過不同波長的衍射強度而 不是改變常規(guī)XRD中的布拉格角來研究。另一方面，對工藝物料流的線上監(jiān)測主要限于測量工藝物料流中的材料的化學(xué)組 分的元素分析儀。廣泛使用的用于工藝監(jiān)測和控制的線上元素分析技術(shù)包括X射線熒光 (XRF) [Smallbone 1977]3 和瞬發(fā)中子 / γ 射線活化分析(PGNAA) [Sowerby 2005]4。該流的 礦物成分利用所討論的材料的化學(xué)和礦物組分之間的已知關(guān)系來確定。然而，這些技術(shù)不 能區(qū)分具有相同化學(xué)組分(在此情況下為TiO2)的礦物(例如銳鈦礦和金紅石)。此外，在 組成工藝物料流的多種不同材料中存在的同一元素會導(dǎo)致錯誤的結(jié)果。例如，如果需要知 道石英(SiO2)的數(shù)量，則結(jié)果將會被工藝物料流所包含的其他材料中存在的Si和0影響。利用常規(guī)角度分散X射線衍射的準(zhǔn)線上礦物分析儀已經(jīng)出現(xiàn)[SCarlett2001]5。然 而，該技術(shù)需要復(fù)雜的自動樣品處理設(shè)備，且僅具有有限的應(yīng)用。本說明書中所包括的對文獻、作用、材料、器件、制品等的任何討論僅用于提供本 發(fā)明的背景。不承認這些內(nèi)容中的任一些或全部構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)的一部分，或者是在本 申請的各個權(quán)利要求的優(yōu)先權(quán)日之前存在的與本發(fā)明相關(guān)的領(lǐng)域中的一般常識。在本說明書通篇中，單詞“包括(comprise) ”或諸如“包括(comprises) ”或“包括 (comprising)”之類的變型將被理解為表示包括所述元件、整體或步驟、或元件組、整體或 步驟，但不排除任何其他元件、整數(shù)或步驟、或元件組、整體或步驟。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種用于對工藝物料流中的材料進行礦物分析的線上能量分散X射線 衍射(EDXRD)分析儀，該EDXRD分析儀包括殼體，該殼體限定分析區(qū)且具有貫穿通道，以允許輸送工藝物料流中的材料通過 該分析區(qū)；
經(jīng)準(zhǔn)直的多色X射線源和能量分辨X射線探測器，其各自相對于該殼體設(shè)置；設(shè)置在經(jīng)準(zhǔn)直的多色X射線源與能量分辨X射線探測器之間的主束準(zhǔn)直器，該主 束準(zhǔn)直器包括環(huán)形狹縫，該環(huán)形狹縫限定入射的多色X射線束輻照分析區(qū)的一部分；設(shè)置在主束準(zhǔn)直器與能量分辨X射線探測器之間的散射準(zhǔn)直器，該散射準(zhǔn)直器包 括環(huán)形狹縫，該環(huán)形狹縫限定被材料散射的X射線衍射束向能量分辨X射線探測器會聚；以 及探測器準(zhǔn)直器，該探測器準(zhǔn)直器包括錐形開口，該錐形開口進一步限定被材料散 射的χ射線衍射束；其中能量分辨X射線探測器測量衍射X射線在預(yù)定衍射角處的能譜，其中多色X 射線源、主束準(zhǔn)直器、散射準(zhǔn)直器、能量分辨X射線探測器以及探測器準(zhǔn)直器中的每一個的 相對定位限定所述衍射角，而且其中主束準(zhǔn)直器和散射準(zhǔn)直器中的至少一個還包括孔隙， 該孔隙或各個孔隙設(shè)置成使探測器能測量直射X射線束通過材料的透射。在一個實施例中，主束準(zhǔn)直器和散射準(zhǔn)直器各具有孔隙，相應(yīng)的孔隙沿X射線源 與能量分辨X射線探測器之間的中心軸彼此對準(zhǔn)，以使能量分辨探測器能測量直射X射線 束通過材料的透射。在可任選的實施例中，與能量分辨探測器分開的第二探測器測量直射X射線束通 過材料的透射。在這樣的實施例中，該散射準(zhǔn)直器包括相對主束準(zhǔn)直器的環(huán)形狹縫的一段 對準(zhǔn)的孔隙，以使第二探測器能測量直射X射線束透過材料的透射。該EDXRD分析儀還可包括信號處理器，該信號處理器用于處理來自探測器的信號 以確定工藝物料流內(nèi)的礦物的平面間距。該信號處理器可用于確定平面間距和/或材料中 存在的不同礦物種類的比例。該處理器可將測得的衍射X射線能譜除以直射X射線束透過 材料的透射，以解釋衰減損耗。優(yōu)選相應(yīng)的主束準(zhǔn)直器和散射準(zhǔn)直器的環(huán)形狹縫為錐體形狀。相應(yīng)的主束準(zhǔn)直器 和散射準(zhǔn)直器的環(huán)形狹縫優(yōu)選關(guān)于X射線源與能量分辨X射線探測器之間的中心軸沿圓周 對稱。相應(yīng)的主束準(zhǔn)直器和散射準(zhǔn)直器的環(huán)形狹縫的寬度可在十分之一毫米到若干毫米的 范圍內(nèi)。在優(yōu)選實施例中，相應(yīng)的主束準(zhǔn)直器和散射準(zhǔn)直器的環(huán)形狹縫不連續(xù)。優(yōu)選該不 連續(xù)將是該環(huán)形狹縫的總周長的最小可能部分，以支持內(nèi)錐體部分。優(yōu)選輻照分析區(qū)的入射X射線束是擴散空錐體的表面的形式。被該材料散射的X 射線衍射束優(yōu)選是會聚空錐體的表面的形式。因此，能量分辨探測器接收對應(yīng)于擴散空錐 體與會聚空錐體之間的交集的會聚錐體衍射束。在一個實施例中，EDXRD分析儀還可包括平移平臺，主束準(zhǔn)直器與散射準(zhǔn)直器安裝 在該平移平臺上。任選地，可設(shè)置獨立的平移平臺，以獨立地安裝相應(yīng)的主束準(zhǔn)直器和散射準(zhǔn)直器。在一個實施例中，限定分析區(qū)的殼體可以是工藝 物料流可通過或移動的管道、管 等。該管道可由低密度、無衍射材料制成。使工藝物料流移動的手段可以是通過泵或重力 給料。應(yīng)當(dāng)理解的是，在這樣的實施例中，經(jīng)準(zhǔn)直的多色X射線源和能量分辨X射線探測器 將位于管道的相反兩面上。該EDXRD分析儀還可包括屏蔽盒，該屏蔽盒用于容納分析儀的部件，且具有供管 道通過的通道。該盒可以是輻射屏蔽盒。該輻射屏蔽盒可用導(dǎo)線連線。在另一實施例中，該殼體可以是容器、槽或具有體積的箱子等。該通道可包括進口 和出口，以使工藝物料流能通過容器的體積移動。工藝物料流的壓力足以影響材料通過容 器的轉(zhuǎn)移；任選地，可使用泵或重力給料。該EDXRD分析儀還可包括用于容納分析儀的部件 的屏蔽盒。任選或此外，該容器可形成屏蔽盒的至少一部分。經(jīng)準(zhǔn)直的多色X射線源和能 量分辨X射線探測器可整個地位于容器、槽或箱內(nèi)。任選地，經(jīng)準(zhǔn)直的多色X射線源和能量 分辨X射線探測器分別延伸通過容器的相對壁。優(yōu)選通路端口設(shè)置在容器的相對壁上，且 多色X射線源和能量分辨X射線探測器安裝至相應(yīng)的通路端口的外圍。還優(yōu)選多色X射線 源和能量分辨X射線探測器可密封地安裝至相應(yīng)的通路端口的外圍，以防止材料從容器內(nèi) 泄漏。在殼體是容器、槽、箱等類似物的實施例中，該EDXRD分析儀可包括安裝有X射線源 和源準(zhǔn)直器的第一平移平臺和安裝有能量分辨X射線探測器和探測器準(zhǔn)直器的第二平移 平臺。在這樣的實施例中，主束準(zhǔn)直器和散射準(zhǔn)直器相對于殼體剛性地固定。例如，主束準(zhǔn) 直器和散射準(zhǔn)直器中的每一個可相應(yīng)地固定至凸出到殼體內(nèi)部的凸出裝置的第一端。相應(yīng) 的凸出裝置可按照仍使材料能通過分析區(qū)的該部分的方式彼此耦合。在這些實施例中的任一個中，該平移平臺或各個平移平臺可包括一個或多個測微 計，以實現(xiàn)主束準(zhǔn)直器和散射準(zhǔn)直器在與X射線源與能量分辨X射線探測器之間的中心軸 垂直的方向上的精細調(diào)節(jié)。多色X射線源優(yōu)選為密封的X射線管。密封的X射線管包含永久真空，因此不需 要維護。密封X射線管通常表征為具有反射靶和具有在制造期間建立和密封的極高真空度 的密封工作盒。密封X射線管的優(yōu)點是它們在較低kv下工作，且具有長工作壽命。優(yōu)選多色X射線源在150kV或約150kV電壓下工作。更優(yōu)選X射線源在80kV與 200kV之間的電壓下工作。此類工作產(chǎn)生能量在OkeV到150keV的范圍內(nèi)、更優(yōu)選在20keV 到200keV內(nèi)的多色X射線。最優(yōu)選源產(chǎn)生20keV到SOkeV的范圍內(nèi)的多色X射線。能量分辨X射線探測器優(yōu)選為CdTe探測器。任選地，該探測器可以是可在室溫或 接近室溫下工作的另一高分辨率半導(dǎo)體，例如CZT或HgI。任選地，該探測器可以是HPGe探 測器。在該探測器是HPGe探測器的一個實施例中，分析儀還可包括用于將探測器冷卻至足 以測量能譜數(shù)據(jù)的冷卻系統(tǒng)。經(jīng)準(zhǔn)直的多色X射線源可包括靠近或附連至該X射線源的源準(zhǔn)直器。該源準(zhǔn)直器 可具有圓柱形孔隙或錐形孔隙，該孔隙具有顯著減少背景散射的直徑。主束準(zhǔn)直器、散射準(zhǔn)直器以及探測器準(zhǔn)直器中的任一個或多個可包括輻射屏蔽 體。該屏蔽體可粘附至經(jīng)受X射線束的相應(yīng)準(zhǔn)直器的第一表面(面)。該殼體和/或屏蔽盒可由任何合適的材料制成，該材料具有足夠高的原子數(shù)以顯 著吸收X射線(除了到達探測器的那些X射線、被材料吸收的那些X射線)。
經(jīng)準(zhǔn)直的多色X射線源和能量分辨X射線探測器可整個設(shè)置于基本屏蔽的盒內(nèi)。該工藝物料流在非限制性示例中可包括礦物漿料。任選地，該工藝物料流可包括氣動地、通過重力、或通過螺旋給料器或類似設(shè)備運送的干粉。


以下將參照附圖描述本發(fā)明的示例。圖1是用于線上礦物分析的線上能量分散X射線衍射(EDXRD)分析儀的實用裝置 的示意圖；圖2是用于線上礦物分析的線上EDXRD分析儀的替代裝置的示意圖；圖3a是圖2中所示的主束準(zhǔn)直器的示意性俯視圖；圖3b是替代主束準(zhǔn)直器的示意性側(cè)視圖；圖3c是圖3b中所示的主束準(zhǔn)直器的示意性俯視圖；圖4是EDXRD分析儀的替代裝置的示意圖；圖5a是用于線上礦物分析的線上EDXRD分析儀的另一替代裝置的示意性俯視 圖；圖5b是圖5a中所示裝置的示意性側(cè)視圖；圖6a是圖2的EDXRD分析儀存在主束準(zhǔn)直器與散射準(zhǔn)直器的水平偏移情況下的 示意圖；圖6b是示出圖6a中所示的偏移對衍射峰的影響的曲線圖；圖7a是圖2的EDXRD分析儀存在主束準(zhǔn)直器與散射準(zhǔn)直器的垂直偏移情況下的 示意圖；圖7b是示出圖6a中所示的偏移對衍射峰的影響的曲線圖；圖8是示出互換分析儀的部件影響衍射角中的變化的示意圖；圖9a是示出圖1中所示的EDXRD分析儀相對于背景技術(shù)中所提到的設(shè)備的性能 結(jié)果的曲線圖；圖9b是在背景技術(shù)和圖9a中提到的設(shè)備的示意圖；圖IOa和IOb分別是從根據(jù)本發(fā)明的分析儀采集的單種礦物金紅石和赤鐵礦的 EDXRD譜的曲線圖；以及圖11是利用圖1中所示裝置采集的礦物混合物的EDXRD譜的曲線圖。實現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式現(xiàn)參照附圖，在整個若干視圖中相同標(biāo)記表示相同元件。圖1示意性地示出用于 安裝相對于泵浦的礦物漿料的工藝物料流定位的線上能量分散X射線衍射分析儀10的實 際裝置。雖然相對于泵浦礦物漿料的分析在以下描述中描述了該裝置的配置，但應(yīng)當(dāng)理解 的是，該裝置的配置適用于干粉末的分析。分析儀10包括形式為管道28的殼體，其限定分析區(qū)22且具有貫穿通道以允許傳 輸工藝物料流中的礦物成分26通過分析區(qū)22殼體。該礦物成分26借助泵(未示出)通 過管道28向前移動，該管道28穿過分析區(qū)22。管道28由諸如塑料之類的低密度、無衍射 材料制造。設(shè)置了接有導(dǎo)線的輻射屏蔽盒20，其具有供管道28通過的通道24。
多色X射線光源30和能量分辨X射線探測器40設(shè)置在屏蔽盒20內(nèi)，且位于 管道28的相對兩側(cè)。源30產(chǎn)生多色入射X射線束。如本領(lǐng)域已知的具有合適陽極類 型的任何合適的X射線管可用于產(chǎn)生該多色束。例如，這些X射線可利用Hamama t s u L8121-01Microfocus X光管產(chǎn)生，該X光管在使用時在120kV電壓和0. 5mA電流下工作。附連至多色X射線源30的是由導(dǎo)塊組成且其中心具有錐形孔隙的源準(zhǔn)直器32。能量分辨X射線探測器40是允許極高能量分辨率(在60keV下約為570eV)的 Amptek XR-IOOT-CdTe探測器。使用CdTe 二極管探測器具有優(yōu)于其他可能探測器的多種優(yōu) 勢。與高雜質(zhì)鍺(HPGe)探測器不同，CdTe探測器不需要液氮冷卻。它們還更便宜、尺寸更 小、且具有與HPGe相當(dāng)?shù)哪芰糠直媛省dTe探測器還提供比相似的鎘鋅碲(CZT)探測器更 好的電荷輸運性質(zhì)，因此可觀測到好得多的光譜。由鋼制成的主束準(zhǔn)直器50設(shè)置在經(jīng)準(zhǔn)直的多色X射線源30與分析區(qū)22之間。主 束準(zhǔn)直器50包括半徑為Γι且具有以角度θ工傾斜的表面的貫穿環(huán)形狹縫52，該狹縫限定 X射線入射束54照射分析區(qū)22。入射束54是擴散空錐體的表面的形式。在分析區(qū)中的材 料內(nèi)，某些相干散射將出現(xiàn)，對于給定測量的最優(yōu)值將在角θ 1+ θ 2附近的相對窄范圍內(nèi)出 現(xiàn)。
同樣由鋼制成的散射準(zhǔn)直器60設(shè)置在分析區(qū)22與能量分辨X射線探測器40之 間。散射準(zhǔn)直器60還包括環(huán)形狹縫62，用于限定被該材料散射的X射線衍射束向探測器 40會聚，該環(huán)形狹縫62具有半徑r2，且也具有以角度θ 2傾斜的內(nèi)表面。設(shè)置了由鋼制成的探測器準(zhǔn)直器70。探測器準(zhǔn)直器70進一步限定了被該材料散 射的X射線衍射束。探測器準(zhǔn)直器70具有允許X射線到達探測器40的定位于中間的錐形 孔隙72。該錐形孔隙72利用電火花線切割形成。該錐形孔隙72的內(nèi)表面傾斜以使其與通 過散射準(zhǔn)直器的孔隙62至能量分辨探測器40的X射線的傳播方向平行。散射準(zhǔn)直器的孔 隙62與能量分辨探測器40的相對幾何結(jié)構(gòu)使能量分辨X射線探測器40測量在選定角θ =θ 1+θ 2附近的窄角度范圍處散射的X射線能譜。因此，能量分辨探測器40接收對應(yīng)于 擴散空錐體與會聚空錐體之間的交集的會聚錐體衍射束。最優(yōu)衍射角θ將取決于待測樣品材料的晶體結(jié)構(gòu)和入射光子的能量。如下定義 的布拉格定律描述了發(fā)生X射線光子的相長干涉的條件。λ = 2dsin( θ /2)，(1)其中λ是X射線波長，d是原子平面間距。在EDXRD的情況下，根據(jù)X射線能量 而不是波長來寫方程1更方便。
F _ he= 2 η{θ/2),(2)其中E是X射線能量，h是普朗克常數(shù)，以及c是光束。通過檢測以固定角度 (EDXRD)散射的X射線的能譜，可推導(dǎo)出存在的礦物的平面間距(d)，從而確定材料中存在 的不同礦物種類的比例。在給定材料內(nèi)可能存在許多散射面，表示平面間距(d)的范圍。某些入射光譜能 量將滿足相長干涉的布拉格定律(對于特定d值)。這導(dǎo)致將具有與待測材料相關(guān)的唯一 “簽名”的光子能譜。散射準(zhǔn)直器60還包括孔隙64。設(shè)置第二探測器80 (也是能量分辨探測器)以測量已通過主束準(zhǔn)直器的狹縫52、通過材料以及通過散射準(zhǔn)直器60的孔隙64的直射X射線 束的透射(即測量無散射地通過的透射束的那部分)。第二探測器80優(yōu)選與能量分辨探測 器40為同一類型。任選地，第二探測器80可以是較低分辨率探測器，諸如耦合至光電二極 管或光電倍增器的閃爍晶體。來自探測器40和80的輸出耦合至處理電子電路(未示出)。樣品厚度對衍射光譜的主要影響是決定低能X射線在材料中被吸收的程度。因為 低能X射線不太可能穿透材料，所以在衍射光譜中的低能處易于存在衍射計數(shù)不可觀測的 區(qū)域。低計數(shù)區(qū)域擴展能量標(biāo)度的程度由樣品的密度和厚度決定。這在EDXRD分析儀的 設(shè)計中是重要的考慮因素，因為主衍射峰必須處于能容易穿透樣品的能量處。衍射峰能量 由測量衍射束的角度確定，因此衍射角必須被選擇成使這些峰處于材料被測量的合適能量 處。對于類似于碲化鎘之類的固態(tài)探測器，X射線能量被CdTe吸收然后直接釋放為電 信號。該電信號強度與X射線的能量直接成比例。定位于中央的開口(未示出)可設(shè)置在主束準(zhǔn)直器50和散射準(zhǔn)直器60中的每一 個中以實現(xiàn)對準(zhǔn)。在工作時，插塞可阻塞相應(yīng)的開口。
圖2示出了用于安裝線上能量分散X射線衍射分析儀IOa的另一實用裝置。然 而，可對如圖1所示的EDXRD分析儀10的某些部件的配置作出微小修改。具體而言，主束 準(zhǔn)直器50和散射準(zhǔn)直器60各自包括圓柱形孔隙90，這些圓柱形孔隙90穿過相應(yīng)的準(zhǔn)直 器板50、60的整個厚度，且沿著源30與能量分辨探測器40之間的中心軸彼此對齊。這些 圓柱形孔隙90為探測器提供測量通過工藝物料流中的材料透射的直射束的裝置。而且，參 照圖1，探測器80已被棄用，且探測器40替代地測量直接透射的X射線的能譜。機械裝置 (未示出)允許中央孔隙交替地打開和關(guān)閉，以允許衍射和透射信號被分別收集。孔隙90的直徑可以在約1/10毫米到若干毫米的范圍內(nèi)。在衍射測量期間，主束 準(zhǔn)直器50和散射準(zhǔn)直器60的圓柱形孔隙90被由鎢制成的插塞(未示出)阻塞。插塞的 厚度足以完全阻止用于測量的最大X射線能量。主束準(zhǔn)直器50和散射準(zhǔn)直器60的中央開 口還提供用于對準(zhǔn)的裝置。主束準(zhǔn)直器50和散射準(zhǔn)直器60由金屬板制成，且按照完全相同的方式設(shè)計。之 前提到的狹縫52、62通過去除相應(yīng)板的錐形部分并以具有較小半徑的同一材料的錐形片 代替來制造。這樣得到供X射線束通過的恒定寬度的開口。參照圖3a到3c，更具體地參照圖3b，顯然狹縫52的內(nèi)表面是傾斜的。這允許X射 線束高效地通過狹縫52。各個狹縫52、62的寬度可在1/10毫米到若干毫米的范圍內(nèi)。在 圖1中所示的示例中，主束和散射準(zhǔn)直器的寬度相同。電火花線切割技術(shù)提供制造狹縫52、 62的高精度裝置。設(shè)置了不連續(xù)(未示出)以使內(nèi)錐體部分64相對于準(zhǔn)直器保持在適當(dāng) 的位置。然而，該不連續(xù)相對于準(zhǔn)直器的大小和重量保持盡可能小，因為該不連續(xù)越大，孔 隙的總面積越小從而計數(shù)率的減小越大。主束準(zhǔn)直器50和散射準(zhǔn)直器60的大小、形狀以及厚度根據(jù)EDXRD分析儀10或 IOa的預(yù)期最終應(yīng)用而不同。用鋼制造主束準(zhǔn)直器50和散射準(zhǔn)直器60是有利的，因為與其 他金屬相比，鋼的成本更低，而且較容易精確加工。雖然未在圖3a中示出，但可為主束準(zhǔn)直器50和散射準(zhǔn)直器60中的每一個設(shè)置用 鉛制成的附加輻射屏蔽體56 (參見圖3b和3c)。鉛屏蔽體56覆蓋主束準(zhǔn)直器50和散射準(zhǔn)直器60中的每一個受X射線束照射的那一面的整個表面積，除了狹縫52、62周圍的小圓柱 區(qū)58之外。鉛屏蔽體56直接附連至其相應(yīng)的準(zhǔn)直器，并提供除準(zhǔn)直器的鋼部分提供的X 射線屏蔽之外的額外X射線屏蔽。在此情況下使用鉛，因為這些薄板不用于準(zhǔn)直X射線束， 從而不需要加工至高準(zhǔn)確度。檢測器準(zhǔn)直器70還包括用鉛制成的輻射屏蔽體(未示出)。在錐形孔隙72區(qū)域 附近從檢測器準(zhǔn)直器屏蔽體去除圓柱形孔。上述分析儀的部件被設(shè)置成使工廠的工藝物料流通過屏蔽20。部件的對準(zhǔn)需要細 致的精度?；诠に囄锪狭髦苯优渲梅治鰞x對于管道/輸送設(shè)備的直徑小于約25mm的應(yīng) 用而言是實用的。然而，加工廠內(nèi)的管道或輸送設(shè)備的直徑一般大得多。在這種情況下設(shè) 置了支線，如圖4中示出的示意性設(shè)置。采樣器100從工藝物料流102將材料的代表性部分轉(zhuǎn)移至支線104 中。該材料然 后通過EDXRD分析儀10或IOa (如關(guān)于以上圖1或2所述)，且該材料然后返回主工藝物料 流 102。圖5a和5b示出了用于安裝特別針對礦物漿料的礦物分析的在線能量分散X射線 衍射分析儀IOb的另一實用裝置。EDXRD分析儀IOb的部件與圖1中所示的分析儀的部件 相同，且具有現(xiàn)在將描述的少量修改。與材料通過管道的上述裝置不同，此處的分析儀IOb 浸入漿料槽112中。漿料槽112(殼體)設(shè)置有漿料進口 114和漿料出口 116。來自工藝物 料流的給料經(jīng)由漿料進口 114和漿料出口 116通過漿料槽。在某些應(yīng)用中，工藝物料流的 壓力足以影響材料向槽中的轉(zhuǎn)移；或者，可使用泵或重力給料。漿料槽112的配置和體積以 及泵特征速率確保恒定材料流進入漿料進口 114并流出漿料出口 116而返回工藝物料流。 所示槽適用于高達每分鐘60升的流速。位于漿料槽任一側(cè)上的是束通路端口 118。在本 實施例中，主束準(zhǔn)直器50和散射準(zhǔn)直器60相對于漿料槽112剛性地固定。主束準(zhǔn)直器50 和散射準(zhǔn)直器60中的每一個分別安裝至鋼管120延伸至漿料槽112的第一端。這些鋼管 120中的每一根的第二端剛性地安裝至相應(yīng)的束通路端口 118。相應(yīng)管的第一端的某些部 分可連結(jié)，以輔助保持分析儀IOb的部件之間的精確對準(zhǔn)。X射線源30和源準(zhǔn)直器32安裝 至第一 X/Y可調(diào)節(jié)板122。同樣，能量分辨X射線探測器40、第二探測器80以及探測器準(zhǔn) 直器70安裝至第二 X/Y可調(diào)節(jié)板122。各個板剛性地安裝至槽112。圖5a和5b中所示的X射線衍射分析儀IOb的配置是有優(yōu)勢的，因為它可分析顯 著更多體積的材料。這樣的配置就采樣準(zhǔn)確度和維護簡易度而言可具有顯著好處。如上所述，部件的對準(zhǔn)需要細致的精度。EDXRD分析儀10、10a、IOb對多色X射線 源30、探測器40、源準(zhǔn)直器32、主束準(zhǔn)直器50、散射準(zhǔn)直器60以及探測器準(zhǔn)直器70之間的 偏移尤其敏感，而且任何此類偏移將使設(shè)備的計數(shù)率和分辨率降低。相應(yīng)的主束準(zhǔn)直器和 散射準(zhǔn)直器的狹縫52、62關(guān)于X射線源30與第一 X射線探測器40之間的中心軸沿圓周對 稱。與中心軸的對稱偏移量將增大誤差率。同樣，期望相應(yīng)的主束準(zhǔn)直器和散射準(zhǔn)直器環(huán) 形狹縫52、62盡可能平行于X射線行進方向。同樣重要的是主束準(zhǔn)直器50和散射準(zhǔn)直器 60相對源30和探測器40在垂直方向上的對準(zhǔn)，以及主束準(zhǔn)直器50和散射準(zhǔn)直器60相對 源30和探測器40在水平方向上的對準(zhǔn)。圖6a和6b示出了主束準(zhǔn)直器50和散射準(zhǔn)直器60在水平方向上的偏移對所得的 觀測到的衍射峰的影響。這些結(jié)果從其中主束準(zhǔn)直器環(huán)形狹縫52和散射準(zhǔn)直器環(huán)形狹縫62各具有0. 5mm寬度，而探測器準(zhǔn)直器孔隙72a具有1. 2mm寬度的分析儀獲得。參照圖6b， 6⑴是基本無偏移(Omm)時的曲線圖，6 (ii)是存在0. 2mm偏移時的曲線圖，6 (iii)是存在 0.4mm偏移時的曲線圖，6 (iv)是存在0. 6mm偏移時的曲線圖，6 (ν)是存在0.8mm偏移時的 曲線圖，以及6(vi)是存在1.0mm偏移時的曲線圖。如圖所見，僅0. 2mm偏移足以可觀地降 低峰值強度，并降低分辨率(峰寬)。然而，將能理解的是，對于具有更寬的準(zhǔn)直器開口的設(shè) 備而言，可允許的偏移一般更大。鑒于準(zhǔn)直器、源以及探測器放置在幾百毫米的距離上卻必 須在十分之幾毫米內(nèi)對 準(zhǔn)，加工部件以使準(zhǔn)直器以所需精度定位是困難而且昂貴的。水平對準(zhǔn)通過將主束準(zhǔn)直器50和散射準(zhǔn)直器60放置在裝配有測微計以允許精細 調(diào)節(jié)的平移平臺上而獲得。主束準(zhǔn)直器50和散射準(zhǔn)直器60可固定在一起同時保持可接受 的公差，因為它們相當(dāng)接近地分隔開(一般小于100mm)。這意味著它們可通過單次調(diào)節(jié)來 對準(zhǔn)。當(dāng)所檢測到的通過中央開口的X射線計數(shù)最大時，實現(xiàn)對準(zhǔn)。主束準(zhǔn)直器環(huán)形狹縫52和散射準(zhǔn)直器環(huán)形狹縫62相對源30和探測器40在垂直 方向上的偏移不比水平方向上的偏移關(guān)鍵。參照圖7b，7(i)是基本無偏移(Omm)時的曲線 圖，7(ii)是存在+0. 2mm偏移時的曲線圖，7(iii)是存在_0. 2mm偏移時的曲線圖，7 (iv)是 存在+0.4mm偏移時的曲線圖，7 (ν)是存在_0. 4mm偏移時的曲線圖。應(yīng)當(dāng)理解的是，7 (i) 和7(ii)、7(iii)之間的兩個曲線圖是存在士 0. Imm偏移時的曲線，類似地，7(ii)、7(iii) 和7(iv)、7(v)之間的曲線是存在士0.3mm偏移時的曲線。如圖所示，高達2mm的偏移一般 是可接受的。平移平臺可以是可調(diào)節(jié)的，以精細調(diào)節(jié)垂直方向上的對準(zhǔn)，然而這并不關(guān)鍵。然而，EDXRD分析儀10、10a以及優(yōu)選IOb可構(gòu)造為包含可互換的部件，從而該設(shè) 備的參數(shù)(具體而言是衍射角Θ)能容易地變化以適用于特定應(yīng)用。該分析儀的最優(yōu)設(shè)置 是建立一種系統(tǒng)，藉此由主束準(zhǔn)直器50和散射準(zhǔn)直器60組成的組件被去除并被不同的組 件替代，其中環(huán)形狹縫52的半徑Γι和環(huán)形狹縫62的半徑r2變化。這樣的設(shè)置在圖8中示 出ο任選地，主束準(zhǔn)直器50與散射準(zhǔn)直器60之間的距離可變化，而相應(yīng)的狹縫孔隙半 徑如同源30與探測器40之間的距離一樣保持恒定。還可能將分析儀配置成使裝配有X射線源30和探測器40、(80)的組件的高度可 調(diào)。這可利用使源和探測器準(zhǔn)直器固定于離樣品不同距離處的裝配板來實現(xiàn)。如果期望改 變衍射角，則該部件是有用的，但樣品上的入射X射線束的半徑需要恒定。通常情況就將是 這樣，因為期望使束寬度與樣品自身一樣寬，從而測量最大可能量的材料。模塊化設(shè)計的主要優(yōu)點在于該設(shè)備可改變以適合不同的應(yīng)用，而不是必須使用不 同的分析儀。它還意味著不同設(shè)計的分析儀可由標(biāo)準(zhǔn)部件的集合制成，從而降低開發(fā)和構(gòu) 造成本。處理器(未示出)可通過將測得的衍射X射線能譜除以通過材料的直射X射線束 的測得透射而將測得譜歸一化。測得譜的歸一化解釋X射線束的衰減。在不同礦物的峰之間可能存在相當(dāng)多的交迭。為解決交迭的存在，可利用簡單線 性回歸技術(shù)處理衍射數(shù)據(jù)。因此，兩個或三個能量“窗口”可分配給各種礦物，并放置在該 材料的最清楚和最強的峰附近，且確定各個窗口在特定時間周期中的X射線總數(shù)量。線性 回歸可用于將窗口計數(shù)率與礦物組分相關(guān)聯(lián)。
對于線性回歸不適合的情況，去卷積/回歸會是合適的。在這些情況下，基于對設(shè) 備和探測器如何影響衍射譜的分布的了解，將該譜去卷積。這能顯著減少峰交迭。然后對 經(jīng)去卷積的譜進行回歸分析。任選地，可進行全圖樣分析，例如Rietveld分析。在這種情 況下，全衍射圖樣用于確定礦物量，而不是像線性回歸中一樣僅使用衍射峰。全圖樣方法一 般從計算出的衍射圖樣開始，然后對用于計算的變量進行求精，直到計算出的圖樣與實際 光譜盡可能接近地匹配。礦物量然后根據(jù)求精的變量來確定。全圖樣方法是優(yōu)選的，因為 它們一般比單峰方法準(zhǔn)確。實驗數(shù)據(jù)和分析結(jié)果
圖9a示出了如圖1所示的EDXRD分析儀10相對于如圖9b所示的已知設(shè)備6的 性能的模擬結(jié)果。各個數(shù)據(jù)點表示分析儀10于設(shè)備的不同配置，其中差別是因為準(zhǔn)直器開 口寬度(該寬度在0. Imm與2. Omm之間變化)和源到樣品以及樣品到探測器距離引起的。 因為結(jié)果是模擬出來的，所以主束準(zhǔn)直器和探測器準(zhǔn)直器孔隙的直徑、以及已知設(shè)備的部 件之間的對準(zhǔn)被認為是精確的，并與分析儀10的對準(zhǔn)一致。不論該精確度如何，都容易觀測到根據(jù)本發(fā)明的分析儀10的性能遠遠優(yōu)于圖9b 中所示的已知設(shè)備，其中任一分辨率值下的計數(shù)率性能比根據(jù)本發(fā)明的分析儀10大一個
數(shù)量級。根據(jù)本發(fā)明的EDXRD分析儀10有利地實現(xiàn)了比圖9b中所示設(shè)備測量更大體積的 材料。在圖％的設(shè)備中，入射束具有非常小的直徑(一般小于2mm)，因此僅小體積的材料 被測量，而根據(jù)本發(fā)明的分析儀測量直徑為數(shù)十毫米的材料環(huán)。這是顯著的優(yōu)點，因為采樣 誤差被降低，且能得到更有代表性的材料組分評定。圖IOa和IOb中示出了利用裝置10采集的礦物赤鐵礦(Fe2O3)(圖IOa)和金紅石 (Ti2O)(圖IOb)的示例EDXRD譜。該譜在120kV X射線管電壓和0. 5mA電流下采集。該衍 射譜包含表示來自不同晶面的反射的衍射峰的集合。圖11中示出了用裝置10采集的分別含約50%和40%重量百分比的巖鹽(NaCl) 和鉀鹽(KCl)作為多數(shù)成分、以及赤鐵礦(Fe2O3),石英(SiO2)、石膏(CaSO4 · 2 (H2O))、無水 石膏(CaSO4)和高嶺石(Al2Si2O5(OH)4)作為少數(shù)成分(均小于5%重量百分比)的樣品的 EDXRD譜的示例。在35keV與70keV之間的這四個強峰屬于主要組分巖鹽和鉀鹽。制作了 十五個此類樣品，分別包含量略有不同的各種礦物。這七種礦物中的每一種量化的準(zhǔn)確度 通過分析這十五個樣品的譜來確定。與廣泛用于工藝監(jiān)測和控制的線上元素分析技術(shù)不 同，我們發(fā)現(xiàn)多數(shù)組分能以低于0. 5%重量百分比的準(zhǔn)確度量化，而少數(shù)組分能以約0. 2% 重量百分比的準(zhǔn)確度量化。如根據(jù)上述示例顯而易見的是，與許多常規(guī)分析儀所利用的反射技術(shù)相比，根據(jù) 本發(fā)明的EDXRD分析儀使用透射技術(shù)。比較而言，根據(jù)本發(fā)明的EDXRD分析儀實現(xiàn)更高的 X射線能量(例如，EDXRD分析儀可達120keV，相比于典型的常規(guī)分析儀約lOkeV。)更高 X射線能量的優(yōu)點是能可靠地測量更厚的材料。根據(jù)本發(fā)明的EDXRD分析儀容易能測量厚 度為數(shù)十毫米的材料。而且，在EDXRD中使用更高能的X射線減小了微吸收的影響，這能減 低對樣品制備的要求。根據(jù)本發(fā)明的至少一個實施例的EDXRD分析儀的另一優(yōu)點是不存在移動零件。無 移動零件降低了分析儀的復(fù)雜度和由機械磨損和損壞引起的成本。
雖然已經(jīng)連續(xù)材料的泵浦描述了上述實施例，但某些實施例可應(yīng)用于重力給料漿料、氣動給料干粉、螺旋給料干粉以及輸送材料。關(guān)于重力給料漿料，工藝物料流在重力的 影響下通過分析儀給料。在該設(shè)置中，圖1和2中所示的管道28處于垂直方向。分析儀的 部件的相對配置保持相同。該管道可以是主工藝物料流或支線。該管道最可能由具有低原 子數(shù)的低密度材料制成。當(dāng)待測材料是干粉時，氣動系統(tǒng)可用于將材料經(jīng)由管道吹過分析 儀。關(guān)于螺旋給料干粉，可經(jīng)由旋轉(zhuǎn)的螺旋槳迫使材料通過分析儀。材料可任選地通過分 析儀運送。然而，因為材料在分析儀內(nèi)堵塞的風(fēng)險，這是最不優(yōu)選的選擇。在上述示例中，主束準(zhǔn)直器50和散射準(zhǔn)直器60的孔隙寬度相同，然而在某些情況 下，為各個準(zhǔn)直器50、60使用不同的開口寬度實際是更有利的。雖然主束準(zhǔn)直器50和散射 準(zhǔn)直器60已描述為用鋼加工而成，但應(yīng)當(dāng)理解還可使用其他材料。例如，可使用的可能材 料包括鉛和鎢，然而這些材料不如鋼合適，因為它們存在難以精確加工的缺點。鎢還具有相 比于鋼昂貴的缺點。在上述示例中，源準(zhǔn)直器26在中心處具有錐形孔隙。在可選實施例中，源準(zhǔn)直器 在中心處具有圓柱形孔隙。在上述示例中，X射線利用工作于120kV電壓和0. 5mA電流的Hamamatsu L8121-01Microfocus X射線管產(chǎn)生。然而，在產(chǎn)業(yè)環(huán)境內(nèi)，該X射線源將是比用于實驗裝置 的Hamamatsu管更高功率的X射線管。它最可能工作于70_120kV之間和若干mA下。在上述示例中，EDXRD分析儀使用CdTe探測器。該探測器中的CdTe晶體大小非 常小，在用于實驗裝置的XR-IOOT-CdTe探測器的情況下，探測器大小為3 X 3 X Imm3,因此測 得束在探測點處必須具有非常小的直徑。根據(jù)本發(fā)明的分析儀10滿足該要求，因為衍射束 在會聚錐體的頂點處測得。此外，CdTe探測器能在室溫下工作。雖然不期望，但其他可能的X射線探測器包括高純度鍺(HPGe)。在包含HPGe探測 器的實施例中，將能理解冷卻系統(tǒng)將是必須的。應(yīng)當(dāng)理解，術(shù)語“平移平臺”一般描述用于將對象約束于一個或多個運動軸的運動 系統(tǒng)部件。平移平臺通常具有平臺和底座，該平臺和底座通過某種形式的導(dǎo)軌或線性軸承 結(jié)合，以使該平臺受限于關(guān)于底座沿X和Y方向上的運動。在常用用途中，術(shù)語“平移平臺” 可能或可能不包括平臺的位置相對于底座受控的機制。分析儀10適用于監(jiān)測大量的礦物加工。無限制的示例應(yīng)用包括鐵礦石、鋁土礦、 銅礦石、鎳礦石、波特蘭水泥以及涉及礦物加工的其他應(yīng)用。如將能理解的那樣，衍射角將 取決于應(yīng)用，從而最優(yōu)幾何配置將確定。對于其中測量連續(xù)材料流的應(yīng)用，通過分析儀10的材料體積會從每分鐘幾升到 每分鐘幾百升變化。本領(lǐng)域技術(shù)人員將能理解，可對如特定實施例中所示的本發(fā)明作出多種變化和/ 或修改，而不背離如廣泛描述的本發(fā)明的精神或范圍。因此，所給出的實施例在各方面而言 都應(yīng)被認為是說明性而非限制性的。參考文獻1. Sutherland, D.N.，Gottlieb, P.，1991 “在礦物加工中應(yīng)用自動量化礦物 學(xué)(Application of Automated Quantitative Mineralogy in MineralProcessing)，，， Miner. Eng.，4，第 753-762 頁。
2. Roach, G. , 1998. “對拜耳法應(yīng)用新興分析技術(shù)(Application ofEmerging
Analytical Technologies to the Bayer Process) ^ ^-禾 Oi 的
于傳統(tǒng)工業(yè)的新技術(shù)1998邀請討論會論文集(technology-Australia，s Further New Technology for Traditional Industry !Proceedings ofthe 1998Invitational Symposium)，弗里門托(Fremantle)，澳大利亞。3. Smallbone, A. H. ,1997. “用于控制工業(yè)加工的自動化線上分析(Automated On-line Analysis for Controlling Industrial Processes)，，，PureAppl. Chem. ,49,第 1609-1620 頁。4. Lim, C. S.，Sowerby, B. D.，2005 “利用中子-Y技術(shù)在資源工業(yè)中進行線上體 材料兀素分析(On-line Bulk Elemental Analysis in the ResourceIndustries Using Neutron-Gamma Techniques)，，，J. Radioanal. Nuc 1. Chem. , 264, (1)第 15-19 頁。
5. Scarlett, N. V. Y.，Madsen，I. C.，Manais，C.，Retallack，D.，2001. “用于量化 相分析的線上X射線衍射在波特蘭水泥產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用(On-line X-rayDiffraction for Quantitative Phases Analysis !Application in the PortlandCement Industry)，，,功率 衍射(Power diffraction) 16(2)，第 71-80 頁。6. Farquharson Μ. J and Speller R. D, 1998 “利用 EDXRD 的梁骨無機物密度測量 (Trabecular bone mineral density measurements using EDXRD)，，, J. Radiat Phys. Chem Vol,51No 4-6，第 607-608 頁。
權(quán)利要求
一種用于對工藝物料流中的材料進行礦物分析的線上能量分散X射線衍射(EDXRD)分析儀，所述EDXRD分析儀包括殼體，所述殼體限定分析區(qū)且具有貫穿通道，以允許輸送工藝物料流中的材料通過所述分析區(qū)；經(jīng)準(zhǔn)直的多色X射線源和能量分辨X射線探測器，其各自相對于所述殼體設(shè)置；設(shè)置在所述經(jīng)準(zhǔn)直的多色X射線源與所述能量分辨X射線探測器之間的主束準(zhǔn)直器，所述主束準(zhǔn)直器包括環(huán)形狹縫，所述環(huán)形狹縫限定入射的多色X射線束輻照所述分析區(qū)的一部分；設(shè)置在所述主束準(zhǔn)直器與所述能量分辨X射線探測器之間的散射準(zhǔn)直器，所述散射準(zhǔn)直器包括環(huán)形狹縫，所述環(huán)形狹縫限定被所述材料散射的X射線衍射束向所述能量分辨X射線探測器會聚；以及探測器準(zhǔn)直器，所述探測器準(zhǔn)直器包括錐形開口，所述錐形開口進一步限定被所述材料散射的X射線衍射束；其中所述能量分辨X射線探測器測量所述衍射X射線在預(yù)定衍射角處的能譜，其中所述多色X射線源、所述主束準(zhǔn)直器、所述散射準(zhǔn)直器、所述能量分辨X射線探測器以及探測器準(zhǔn)直器中的每一個的相對定位限定所述衍射角，而且其中所述主束準(zhǔn)直器和所述散射準(zhǔn)直器中的至少一個還包括孔隙，所述孔隙或每個孔隙設(shè)置成使探測器能測量直射X射線束通過所述材料的透射。
2.如權(quán)利要求1所述的EDXRD分析儀，其特征在于，所述主束準(zhǔn)直器與所述散射準(zhǔn)直器 中的每一個具有孔隙，所述相應(yīng)的孔隙沿所述經(jīng)準(zhǔn)直的多色X射線源與所述能量分辨X射 線探測器之間的中心軸彼此對準(zhǔn)。
3.如權(quán)利要求1所述的EDXRD分析儀，其特征在于，還包括與所述能量分辨探測器分開 的第二探測器。
4.如權(quán)利要求3所述的EDXRD分析儀，其特征在于，所述散射準(zhǔn)直器包括相對所述主束 準(zhǔn)直器的所述環(huán)形狹縫的一段對準(zhǔn)的孔隙，以使直射X射線束能透射以照射在所述第二探 測器上。
5.如以上權(quán)利要求中的任一項所述的EDXRD分析儀，其特征在于，還包括信號處理器， 用于處理來自所述探測器的信號以確定所述工藝物料流內(nèi)的礦物的平面間距。
6.如以上權(quán)利要求中的任一項所述的EDXRD分析儀，其特征在于，所述相應(yīng)的主束準(zhǔn) 直器和散射準(zhǔn)直器的所述環(huán)形狹縫為錐體形狀。
7.如以上權(quán)利要求中的任一項所述的EDXRD分析儀，其特征在于，所述相應(yīng)的主束準(zhǔn) 直器和散射準(zhǔn)直器的所述環(huán)形狹縫關(guān)于所述經(jīng)準(zhǔn)直的多色X射線源與所述能量分辨X射線 探測器之間的中心軸沿圓周對稱。
8.如權(quán)利要求7所述的EDXRD分析儀，其特征在于，所述主束準(zhǔn)直器和散射準(zhǔn)直器的相 應(yīng)環(huán)形狹縫的寬度在十分之一毫米到若干毫米的范圍內(nèi)。
9.如以上權(quán)利要求中的任一項所述的EDXRD分析儀，其特征在于，所述相應(yīng)的主束準(zhǔn) 直器和散射準(zhǔn)直器的所述環(huán)形狹縫不連續(xù)。
10.如以上權(quán)利要求中的任一項所述的EDXRD分析儀，其特征在于，照射所述分析區(qū)的 所述部分的入射X射線束是擴散空錐體的表面的形狀。
11.如權(quán)利要求10所述的EDXRD分析儀，其特征在于，所述被所述材料散射的X射線衍射束是會聚空錐體的表面的形狀。
12.如以上權(quán)利要求中的任一項所述的EDXRD分析儀，其特征在于，所述多色X射線源是密封X射線管。
13.如以上權(quán)利要求中的任一項所述的EDXRD分析儀，其特征在于，所述X射線源在 80kV與120kV之間的電壓下工作。
14.如以上權(quán)利要求中的任一項所述的EDXRD分析儀，其特征在于，所述能量分辨X射 線探測器是CdTe探測器或基本可在室溫下工作的另一高分辨率半導(dǎo)體。
15.如權(quán)利要求1到13中的任一項所述的EDXRD分析儀，其特征在于，所述能量分辨X 射線探測器是HPGe探測器。
16.如權(quán)利要求15所述的EDXRD分析儀，其特征在于，還包括將所述HPGe探測器冷卻 至足以測量能譜數(shù)據(jù)的溫度的冷卻系統(tǒng)。
17.如以上權(quán)利要求中的任一項所述的EDXRD分析儀，其特征在于，還包括靠近或附連 至所述X射線源的源準(zhǔn)直器。
18.如權(quán)利要求17所述的EDXRD分析儀，其特征在于，所述源準(zhǔn)直器具有圓柱形孔隙和 錐形孔隙中的一種。
19.如以上權(quán)利要求中的任一項所述的EDXRD分析儀，其特征在于，還包括安裝有所述 主束準(zhǔn)直器的第一平移平臺和安裝有所述散射準(zhǔn)直器的第二獨立平移平臺。
20.如權(quán)利要求1到18中的任一項所述的EDXRD分析儀，其特征在于，所述主束準(zhǔn)直器 和所述散射準(zhǔn)直器相對于所述殼體剛性地固定。
21.如權(quán)利要求20所述的EDXRD分析儀，其特征在于，還包括安裝有所述X射線源和源 準(zhǔn)直器的第一平移平臺和安裝有所述能量分辨X射線探測器和探測器準(zhǔn)直器的第二平移平臺 ο
22.如權(quán)利要求20或21所述的EDXRD分析儀，其特征在于，所述殼體的至少一部分包 括具有進口和出口的容器，工藝物料流中的材料通過所述容器。
全文摘要
一種線上EDXRD分析儀包括(i)殼體，其限定分析區(qū)且具有貫穿通道，以允許輸送工藝物料流中的材料通過分析區(qū)；(ii)經(jīng)準(zhǔn)直的多色X射線源(iii)能量分辨(ER)X射線探測器；(iv)設(shè)置在X射線源與(ER)X射線探測器之間的主束準(zhǔn)直器，其包括環(huán)形狹縫，該環(huán)形狹縫限定多色X射線的入射束輻照分析區(qū)的一部分；(v)設(shè)置在主束準(zhǔn)直器與(ER)X射線探測器之間的散射準(zhǔn)直器，該散射準(zhǔn)直器包括環(huán)形狹縫，該環(huán)形狹縫限定被材料散射的X射線衍射束向(ER)X射線探測器會聚；以及(vi)探測器準(zhǔn)直器，其包括錐形開口，該錐形開口進一步限定被材料散射的X射線衍射束。該(ER)X射線探測器測量在由(ii)到(vi)的相對定位所限定的預(yù)定衍射角處的衍射X射線的能譜，且其中(iv)和(v)中的一個包括設(shè)置成使探測器能測量直射X射線束通過材料的透射。
文檔編號G01T1/36GK101849178SQ200880115317
公開日2010年9月29日 申請日期2008年10月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月3日
發(fā)明者J·歐杜耶, J·蒂克納 申請人:聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織