[發明專利]一種微束X射線熒光譜儀

在審

• 申請號: 201410649766.2
• 申請日: 2014-11-17
• 公開（公告）號: CN104316553A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 程琳;王君玲;段澤明;李融武;潘秋麗
• 申請（專利權）人: 北京師范大學;北京市輻射中心
• 主分類號: G01N23/223
• 分類號: G01N23/223
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種X射線熒光分析譜儀，具體涉及一種微束X射線熒光譜儀。

背景技術

X射線熒光分析譜儀是一種無損分析各種樣品中元素含量的重要的分析方法，其原理是從X射線源(例如X射線管等)發射出來的X射線束照射在樣品上，樣品里所含有元素的原子核內層電子被照射的X射線激發后留下空位，核外電子向內層空位躍遷，并發出具有特征能量的X射線，X射線探測器接受樣品中元素發出的特征X射線的能量，經過前置放大器、主放大器和多道分析器等電子學系統后，根據樣品中元素發出的特征能量和峰面積的多少判別其元素種類和元素含量。能量色散X射線熒光譜儀分析速度快，尤其是小功率的微焦斑X射線管和毛細管X光透鏡集成在一起，能實行樣品快速的線掃描和面掃描分析。毛細管X光透鏡的焦斑一般是指毛細管X光透鏡匯聚X射線束后形成的最小光斑的直徑；后焦距指的是毛細管X光透鏡的出端與焦斑之間的距離。毛細管X光透鏡的焦斑和后焦距是由毛細管X光透鏡固有的屬性，對于某一毛細管X光透鏡來說，其焦斑和后焦距是固定的，不可改變的。

在正常的X射線微區分析中，對于分析樣品中某一微區，是將被測試點放置在毛細管X光透鏡的后焦距F2處，照射樣品的焦斑最小但照射樣品的X射線的強度卻最大。但在微束X射線線掃描和面掃描中，由于樣品表面不平整性，被測試樣品的不同位置處與毛細管X光透鏡出端之間的距離大于或小于毛細管X光透鏡的后聚焦，導致照射樣品的X射線光斑直徑大于毛細管X光透鏡的焦斑，同時照射樣品點的強度而變小，給線掃描和面掃描的分辨率和分析數據帶來誤差。

發明內容

為了解決上述現有技術中存在的缺陷和問題，本發明提出一種微束X射線熒光譜儀，其通過高精度激光位移傳感器的技術，通過控制樣品的運動，保持毛細管X光透鏡的出端與樣品被測點之間的距離等于毛細管X光透鏡的后焦距。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種微束X射線熒光譜儀，包括：X射線管，毛細管X光匯聚透鏡，樣品臺，位移傳感器，數模轉換卡，計算機；

所述X射線管位于所述樣品臺的上方，X射線透過所述毛細管X光匯聚透鏡照射到樣品臺上的樣品上，所述樣品與所述毛細管X光匯聚透鏡之間的距離等于毛細管X光匯聚透鏡的后焦距；

所述位移傳感器位于所述樣品的斜上方，其探測點與被測試點為同一點；所述位移傳感器與所述計算機電連接，用于探測所述樣品與所述位移傳感器之間的垂直距離H，并將距離H的信號通過數模轉換卡變成數字信號傳遞給計算機；

所述計算機通過控制所述樣品臺與毛細管X光匯聚透鏡之間的距離，保持樣品的被測試點處于毛細管X光透鏡的后焦距的位置。

進一步地，所述計算機將信號傳遞給步進電機控制器，隨后步進電機控制器將信號傳遞給步進電機驅動器，再由步進電機驅動器驅動由4個步進電機驅動樣品臺向XYZθ四個方向運動。

進一步地，所述位移傳感器與水平面成45°夾角。

進一步地，所述位移傳感器采用高精度分辨率小于5微米的激光位移傳感器。

進一步地，所述X射線管采用Oxford?50微米，50瓦微焦斑X射線管。

本發明提供技術方案的有益效果是：

1.解決了微束X射線熒光分析中由于樣品表面不平整帶來的分析誤差；

2.提高了樣品X射線面掃描分析的分辨率。

附圖說明

圖1是微束X射線熒光譜儀示意圖

主要附圖標記說明：

1，Oxford?50微米，50瓦微焦斑X射線管；2，毛細管X光匯聚透鏡；3，被測試樣品；4，XYZθ四維樣品臺；5，分辨率小于5微米的高精度激光位移傳感器；6，模數轉換卡；7，計算機；8，步進電機控制器；9，步進電機驅動器；10，步進電機。

具體實施方式

參見附圖1，本發明提供了一種微束X射線熒光譜儀，包括：Oxford?50微米，50瓦微焦斑X射線管1，毛細管X光匯聚透鏡2，樣品臺4，高精度分辨率小于5微米的激光位移傳感器5，數模轉換卡6，計算機7；

所述X射線管1位于所述樣品臺4的上方，X射線透過所述毛細管X光匯聚透鏡2照射到樣品臺4上的樣品上，所述樣品3與所述毛細管X光匯聚透鏡2之間的距離等于毛細管X光匯聚透鏡2的后焦距；

所述位移傳感器5位于所述樣品3的斜上方，并與水平面成45°夾角，其探測點與被測試點為同一點；所述位移傳感器5與所述計算機7電連接，用于探測所述樣品3與所述位移傳感器5之間的垂直距離H，并將距離H的信號通過數模轉換卡6變成數字信號傳遞給計算機7；