專利名稱：具有能散檢測技術(shù)的波長色散x熒光分析儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于利用X射線進(jìn)行材料分析的測量設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及X熒光光譜分析儀，特別是涉及一種能量色散-波長色散X射線熒光光譜聯(lián)用儀。

背景技術(shù)：
X射線熒光分析方法是基于不同元素的X射線的能量和波長不同，而某一特征X射線強(qiáng)度與該元素在樣品中的含量有關(guān)，來進(jìn)行定性和定量分析的。X熒光光譜儀分為波長色散型和能量色散型。
現(xiàn)有的多元素同時(shí)測定型X熒光光譜儀(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(gè)固定元素道分光器?，F(xiàn)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光管射線照射后樣品中的不同元素發(fā)出各自的特征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公式的元素特征X射線才能以同一θ角被分光晶體反射和聚焦，并被探測儀器檢測。根據(jù)所檢測到的該元素特征X射線的強(qiáng)度即可計(jì)算樣品中該元素的含量，其它元素的特征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(shí)測量的元素種類與所安裝的分光器數(shù)量相同或成倍增加。由于安裝空間的限制，在直徑一定的真空測量室周邊可以安裝的分光器數(shù)量有限，因此儀器可以同時(shí)測定的元素種類受到限制?，F(xiàn)有的功率≤200W的小型多道WDXRFS儀器中最多可安裝12個(gè)公知的分光器，即最多可同時(shí)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(dǎo)致樣品至晶體的光程長度增加，由于檢測到的X射線強(qiáng)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(gè)公知的分光器，而且此時(shí)儀器中已顯得十分擁擠，安裝、調(diào)試和維修均已相當(dāng)困難。
由于波長色散的分光功能，使得其應(yīng)用時(shí)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 能量色散光譜儀屬于能量色散型，由光管、高壓、探測器、多道分析器組成。被X光管射線照射后，樣品中的不同元素發(fā)出各自的特征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(xù)能量譜，可以有分析Na-U之間的元素。根據(jù)所檢測到的該元素特征X射線的強(qiáng)度即可計(jì)算樣品中該元素的含量。
由于能量色散的連續(xù)譜特點(diǎn)，能量色散熒光光譜儀可以做無損定性分析。
應(yīng)用方面，同定型WDXRFS和能量色散光譜儀均是分開使用，用于不同情況的檢測。因此從結(jié)構(gòu)上，波長色散光譜儀可以安裝某一個(gè)或某幾個(gè)分光器，但從未在一臺儀器上出現(xiàn)既是分光系統(tǒng)，又是連續(xù)譜測量系統(tǒng)的設(shè)備。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種能量色散-波長色散聯(lián)用的具有能散檢測技術(shù)的波長色散X熒光分析儀。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是 一種具有能散檢測技術(shù)的波長色散X熒光分析儀，包括裝設(shè)在一機(jī)箱內(nèi)的X光管及X射線發(fā)生裝置、真空測量室、連接有探測器的一個(gè)或多個(gè)固定元素道分光器、由控制電路板卡等構(gòu)成的自動(dòng)控制系統(tǒng)、數(shù)字采集裝置，以及置于機(jī)箱外和真空測量室連通的抽真空系統(tǒng)、與自動(dòng)控制系統(tǒng)和檢測裝置電連接的帶顯示器和打印機(jī)的計(jì)算機(jī)，另外在另外一固定元素道中裝設(shè)能譜探測裝置。
以上所述具有能散檢測技術(shù)的波長色散X熒光分析儀，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(zhǔn)直器，其中，準(zhǔn)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(jī)箱內(nèi)。
以上所述具有能散檢測技術(shù)的波長色散X熒光分析儀，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(shè)計(jì)。
采用以上設(shè)計(jì)，本實(shí)用新型的顯著特點(diǎn)有 1、實(shí)現(xiàn)了波長色散和能量色散的第一次結(jié)合； 2、補(bǔ)充了波長色散分析范圍狹窄的缺點(diǎn)一般情況下，波長色散只能同時(shí)分析12種元素，而能量色散連續(xù)譜，能同時(shí)分析幾十種元素； 3、能量色散能準(zhǔn)確地定性分析，而波長色散必須預(yù)知樣品中的元素種類。
4、不增加體積的情況下，實(shí)現(xiàn)了兩者的結(jié)合； 5、操作過程簡單，一次送樣即可，大大減少了工作量； 6、節(jié)約了能量色散光譜儀所用的高壓、光管； 7、節(jié)約了附屬設(shè)備(計(jì)算機(jī)、真空泵等)。

圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型中能譜探測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本實(shí)用新型中能譜探測裝置與其它部件連接關(guān)系示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提出一種同時(shí)具有能量色散和波長色散的X熒光光譜儀。如圖1所示，它包括裝設(shè)在一機(jī)箱內(nèi)的X光管及X射線發(fā)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(gòu)成的自動(dòng)控制系統(tǒng)、特征X射線數(shù)字采集裝置107，以及置于機(jī)箱外和真空測量室102連通的抽真空系統(tǒng)103、與自動(dòng)控制系統(tǒng)和數(shù)字采集裝置107電連接的帶顯示器108和打印機(jī)109的計(jì)算機(jī)100等部分。這里，除能譜探測裝置103之外的其它整機(jī)部件組成以及連接關(guān)系與現(xiàn)有同定型WDXRFS基本相同，本文不予贅述。
用于本實(shí)用新型中的分光器104，可以是單通道設(shè)計(jì)，也可以是平彎雙晶通道、雙平晶通道或雙彎晶通道設(shè)計(jì)。這些雙通道分光器的設(shè)計(jì)可以使一個(gè)分光器用于兩種元素的測定。
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(zhǔn)直器203，其中，連接固定組件202前端的準(zhǔn)直器203伸入真空測量室102中，后端與能譜探測器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(jī)箱內(nèi)。
實(shí)際檢測功能簡述 實(shí)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(shí)現(xiàn)過程 開啟儀器，由探測器105將固定道某元素(i)強(qiáng)度Ci傳導(dǎo)到數(shù)字采集裝置107，由能譜探測器201將擬合出的對應(yīng)的該元素的背景強(qiáng)度Di傳導(dǎo)到數(shù)字采集裝置107，再傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)將兩個(gè)值按照相應(yīng)比例相減得到凈強(qiáng)度Ii Ii＝Ci-Di (i＝1，2……10) 再通過以下算式計(jì)算樣品中該元素(i)的含量Yi Yi＝aIi+b (a、b為系統(tǒng)參數(shù)，由儀器標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)定過程中自動(dòng)計(jì)算得到) 實(shí)際檢測功能2-----能散與波散共同對樣品綜合分析功能 實(shí)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(yīng)的該元素的測試信號傳導(dǎo)到數(shù)字采集裝置107，再傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，經(jīng)過計(jì)算機(jī)對信號處理，形成聯(lián)系的能譜分析譜圖，計(jì)算機(jī)對譜圖進(jìn)行定性分析，整個(gè)過程只需10秒以內(nèi)即可完成。
實(shí)際過程2-----采用能譜延伸波譜的分析范圍，組合定量分析 一般固定道波譜的元素分析數(shù)量有限，能譜可以彌補(bǔ)其缺陷-----能譜可實(shí)現(xiàn)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(qiáng)度Ci傳導(dǎo)到數(shù)字采集裝置107，再傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，得到該元素的特征X射線強(qiáng)度Ii 再通過以下算式計(jì)算樣品中某元素(i)的含量Yi Yi＝aIi+b (a、b為波散系統(tǒng)參數(shù)，由儀器標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)定過程中自動(dòng)計(jì)算得到) ②、開啟儀器，由能散探測裝置201將某元素(j)強(qiáng)度Cj傳導(dǎo)到數(shù)字采集裝置107，再傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，得到該元素的特征X射線強(qiáng)度Ij 再通過以下算式計(jì)算樣品中某元素(i)的含量Yi Yj＝cIj+d (c、d為能散系統(tǒng)參數(shù)，由儀器標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)定過程中自動(dòng)計(jì)算得到) ③、將①、②所計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行綜合分析，得出最終結(jié)果，并輸出到文件或打印機(jī)中。
權(quán)利要求1.一種具有能散檢測技術(shù)的波長色散X熒光分析儀，包括裝設(shè)在一機(jī)箱內(nèi)的X光管及X射線發(fā)生裝置、真空測量室、連接有探測器的一個(gè)或多個(gè)固定元素道分光器、由控制電路板卡等構(gòu)成的自動(dòng)控制系統(tǒng)、數(shù)字采集裝置，以及置于機(jī)箱外和真空測量室連通的抽真空系統(tǒng)、與自動(dòng)控制系統(tǒng)和檢測裝置電連接的帶顯示器和打印機(jī)的計(jì)算機(jī)，其特征在于在另外一固定元素道中裝設(shè)能譜探測裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有能散檢測技術(shù)的波長色散X熒光分析儀，其特征在于，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(zhǔn)直器，其中，準(zhǔn)直器伸入真空測量室。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述具有能散檢測技術(shù)的波長色散X熒光分析儀，其特征在于，所述能譜探測裝置通過連接固定組件固定在機(jī)箱內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述具有能散檢測技術(shù)的波長色散X熒光分析儀，其特征在于，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(shè)計(jì)。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種具有能散檢測技術(shù)的波長色散X熒光分析儀，屬于利用X射線進(jìn)行材料分析的測量設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。它包括裝設(shè)在一機(jī)箱內(nèi)的X光管及X射線發(fā)生裝置、真空測量室、連接有探測器的一個(gè)或多個(gè)固定元素道分光器、由控制電路板卡等構(gòu)成的自動(dòng)控制系統(tǒng)、數(shù)字采集裝置，以及置于機(jī)箱外和真空測量室連通的抽真空系統(tǒng)、與自動(dòng)控制系統(tǒng)和檢測裝置電連接的帶顯示器和打印機(jī)的計(jì)算機(jī)，并在另外一固定元素道中裝設(shè)能譜探測裝置。本實(shí)用新型在多道譜儀上，增加一個(gè)能譜通道，實(shí)現(xiàn)了波長色散和能量色散的第一次結(jié)合，結(jié)構(gòu)緊湊，操作過程簡單，一次送樣同時(shí)測量元素的數(shù)量可增加到幾十個(gè)，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(yōu)先權(quán)日2009年10月23日
發(fā)明者吳娜, 高華, 余正東, 秦志立, 張軍濤 申請人:北京邦鑫偉業(yè)技術(shù)開發(fā)有限公司