[實用新型]用于熒光XAFS測試的數據采集系統

有效

• 申請號: 201220076905.3
• 申請日: 2012-03-02
• 公開（公告）號: CN202486075U
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 高倩;姜政;魏向軍;李麗娜;李炯;顧頌琦;張碩;黃宇營
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海應用物理研究所
• 主分類號: G01N23/223
• 分類號: G01N23/223
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 鄧琪

技術領域

本實用新型涉及一種用于熒光XAFS(X射線吸收精細結構)測試的數據采集系統。

背景技術

上海光源是國內自主創新建造的第一臺第三代同步輻射光源，BL14W1光束線XAFS實驗站是首批七條線站之一。BL14W1光束線站是一個基于多極Wiggler(扭擺器)光源(MPW)的通用、高性能X射線吸收譜實驗裝備，主要用于高能量分辨、高光譜純度和高信噪比的X射線吸收精細結構譜學研究。

XAFS測量方法主要有透射法和熒光法兩種。透射法主要用于高濃度樣品和標準樣品的XAFS譜測量。熒光法主要用于極低濃度樣品的XAFS譜測量，它的探測濃度極限比透射法低幾個數量級。對于熒光法，在探測器接收到的光子信號中，包含待測元素的熒光信號與本底信號。其中，本底信號包括各種散射信號和其他元素的熒光信號，本底信號的存在使得熒光法的探測濃度極限上升，信噪比下降，嚴重地影響了熒光XAFS譜的質量。目前熒光XAFS方法中使用的探測器主要為普通熒光電離室(又稱Lytle電離室)。在采用Lytle電離室的數據采集系統中，X射線打在樣品上之后是通過Lytle電離室接收光束數據，Lytle電離室的優點是具有較大的接收立體角、設備簡單、價格便宜，但Lytle電離室沒有能量分辨本領，不能自動濾掉本底信號，所以通常需要采用濾波片來去除散射本底，但在濾除散射本底的同時也犧牲了部分待測元素的熒光信號，此外對于來自其他元素的熒光信號往往也難以有效地消除。因而，采用Lytle電離室的數據采集系統無法實現極低濃度樣品的精確測量。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種用于熒光XAFS測試的數據采集系統，有效消除本底信號中的散射信號和其他元素的熒光信號，提高熒光XAFS譜的質量，實現極低濃度樣品的精確測量。

基于上述目的，本實用新型所采用的技術方案為：

一種用于熒光XAFS測試的數據采集系統，包括依次設置的單色器和氣體電離室，樣品位于氣體電離室之后用于接收依次經過單色器和氣體電離室后的X射線以產生熒光信號；所述單色器帶有馬達，馬達與馬達驅動器電連接，而馬達驅動器與控制計算機電連接；所述氣體電離室與電流放大器、模擬數字轉換卡和數據采集計算機依次電連接，該數據采集計算機與控制計算機信號連通；所述數據采集計算機還與一用于接收熒光信號的固體探測器電連接。

所述固體探測器為硅漂移固體探測器。

所述固體探測器包括用于接收熒光信號的探頭，與探頭相連的數據處理系統，以及分別與數據處理系統和數據采集計算機相連的數據傳輸卡。

所述探頭為四元硅探頭。

所述數據處理系統為多道數據處理系統。

所述多道數據處理系統包括多通道分析儀。

所述多道數據處理系統與四元硅探頭通過25針數據線相連。

所述控制計算機包括與所述馬達驅動器電連接的馬達控制器。

本實用新型的用于熒光XAFS測試的數據采集系統，采用固體探測器接收來自待測元素的熒光信號，由于固體探測器具有良好的能量分辨率本領，它可以通過區分光子能量來識別待測元素的熒光信號、散射信號和其他元素的熒光信號，因此可以單獨獲得待測元素的熒光信號，從而提高熒光XAFS譜的質量，實現極低濃度樣品的精確測量。

附圖說明

圖1是本實用新型的數據采集系統的結構示意圖，其中箭頭代表X射線的方向；

圖2是本實用新型的數據采集系統進行XAFS譜采集的流程圖；

圖3是本實用新型的數據采集系統采集得到的FeCl₃水溶液樣品的熒光XAFS譜；

圖4是采用Lytle電離室的數據采集系統采集得到的FeCl₃水溶液樣品的熒光XAFS譜。

具體實施方式

下面根據附圖，給出本實用新型的較佳實施例，并予以詳細描述，使能更好地理解本實用新型的功能、特點。

如圖1所示，本實用新型的用于熒光XAFS測試的數據采集系統，包括依次設置的單色器1(又稱雙晶單色儀)和氣體電離室2，如圖中箭頭方向所示，X射線依次經過單色器1、氣體電離室2后打在樣品3上以產生熒光信號。其中，單色器1帶有馬達4，馬達4與馬達驅動器5電連接并由馬達驅動器5驅動，馬達驅動器5則與安插在控制計算機例如VME控制機6上的馬達控制器14電連接并由馬達控制器14控制，從而將單色器1轉動到需要的能量點位置，以便從入射的X射線中分離出不同能量的單色光，然后氣體電離室接收這些單色光并通過氣體電離形成電流信號。