[發(fā)明專利]一種便攜式X射線分析裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710598573.2
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN107228871B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 倪效勇;徐朝玉;楊勇奇;龔芳;程卓;宋俊磊;王典洪;羅林波
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學（武漢）
• 主分類號: G01N23/207
• 分類號: G01N23/207;G01N23/223
• 代理公司: 武漢知產(chǎn)時代知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42238
• 代理人: 郝明琴

本發(fā)明提供一種便攜式X射線分析裝置，包括X射線發(fā)生器、X射線熒光分析單元、X射線衍射分析單元及光譜分析模塊，X射線熒光分析單元包括用于放置熒光樣品的熒光樣品臺，熒光樣品臺包括水平設(shè)置的且具有缺口的第一底座和可滑動的設(shè)于缺口的且具有傾斜面的裝樣斜臺，傾斜面凹設(shè)有安置槽，用于承載熒光樣品的一第一載物片安置于安置槽，一第一通孔位于安置槽且貫穿裝樣斜臺；X射線衍射分析單元包括位于第一通孔正下方的X射線準直調(diào)節(jié)模塊、與X射線準直調(diào)節(jié)模塊的下端連接的衍射樣品臺及位于衍射樣品臺下方的與光譜分析模塊連接的CCD探測模塊。本發(fā)明的有益效果：有效縮短分析時間且體積小、質(zhì)量輕、成本低、便于工作在現(xiàn)場環(huán)境中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及X射線分析技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種便攜式X射線分析裝置。

背景技術(shù)

X射線熒光分析(X-Ray?Fluorescence,簡稱XRF)和X射線衍射分析(X-RayDiffraction,簡稱XRD)是利用X射線不同特性進行物質(zhì)組成分析的兩種方法。當一束X射線照射在物質(zhì)表面時，會發(fā)生X射線的散射和吸收現(xiàn)象。一定條件下，X射線的相干散射形成衍射條紋，不同的衍射條紋代表不同的物質(zhì)結(jié)構(gòu)，因此XRD探測儀主要用于分析物質(zhì)的物相和晶體參數(shù)，廣泛應(yīng)用在材料、冶金、水泥、礦產(chǎn)等領(lǐng)域。X射線攜帶的能量被物質(zhì)內(nèi)部電子吸收，產(chǎn)生電子躍遷而釋放出熒光X射線。熒光X射線的能量和數(shù)量與物質(zhì)元素組成及含量相關(guān)，所以X射線熒光探測儀主要用于獲得待測樣品的元素組成及量化分析，在礦產(chǎn)勘探、測井、海洋環(huán)境地質(zhì)調(diào)查等得到廣泛應(yīng)用。

目前，在一臺分析儀器中，同時具備XRF和XRD兩種分析功能已經(jīng)實現(xiàn)。采用的結(jié)構(gòu)主要分為兩種：

(1)組合結(jié)構(gòu)模式，就是把XRF和XRD的主要功能模塊組裝起來，射線源、光路和探測器大多數(shù)是獨立的，可以最大程度上保證分析效果。中國專利CN200880007232提出一種共用X射線管的組合模式，XRD分析采用基于測角儀的方法。中國專利CN201010569788則給出了一種共用X射線管的組合結(jié)構(gòu)，XRD采用能量色散型測量方法，探測器采用一維能量型；上述兩個專利都是采用單一樣品，即XRD和XRF共用樣品。

(2)單一結(jié)構(gòu)模式，由于XRF的小型化、便攜式已經(jīng)非常成熟，而XRD的便攜式研究還只局限于部分分析儀器廠家。采用單一結(jié)構(gòu)模式，主要是在XRD的分析過程中實現(xiàn)XRF分析功能。但是由于二者對入射的X射線需求不同，并且在XRD分析過程中，X射線的熒光效應(yīng)是干擾信號，會降低XRD分析效果，因此采用單一結(jié)構(gòu)模式的XRF和XRD集成化儀器，主要突出的還是XRD的分析功能。

近年來，XRD分析儀器的小型化、便攜式的設(shè)計成為行業(yè)關(guān)注的重點。一些大型的XRD分析儀器廠商推出了桌面式、小型化XRD，但是直接在現(xiàn)場應(yīng)用的還比較少。限制便攜式XRD研制的主要障礙是儀器的重量、體積與儀器性能指標的內(nèi)在約束。比如測角儀雖然使得XRD的分析精度高、測量角度范圍大，但是由于屬于精密機械旋轉(zhuǎn)裝置，不便于工作在現(xiàn)場環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的實施例提供了一種能夠縮短分析時間且體積小、質(zhì)量輕、成本低、便于工作在現(xiàn)場環(huán)境中的便攜式X射線分析裝置。

本發(fā)明的實施例提供一種便攜式X射線分析裝置，包括X射線發(fā)生器、X射線熒光分析單元、X射線衍射分析單元及與所述X射線熒光分析單元和所述X射線衍射分析單元連接的光譜分析模塊，所述X射線熒光分析單元包括用于放置用作熒光光譜采集的熒光樣品的熒光樣品臺，所述熒光樣品臺包括水平設(shè)置的且具有缺口的第一底座和可滑動的設(shè)于所述缺口的且具有傾斜面的裝樣斜臺，所述裝樣斜臺的傾斜面凹設(shè)有安置槽，用于承載所述熒光樣品的一第一載物片可裝卸的安置于所述安置槽，一第一通孔位于所述安置槽且貫穿所述裝樣斜臺的上、下表面；所述X射線衍射分析單元包括位于所述第一通孔正下方的X射線準直調(diào)節(jié)模塊、與所述X射線準直調(diào)節(jié)模塊的下端連接的衍射樣品臺及位于所述衍射樣品臺下方的與所述光譜分析模塊連接的CCD探測模塊。