[發(fā)明專利]一種毛細(xì)管聚焦的便攜式微束X射線熒光譜儀及使用方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810025721.6
• 申請(qǐng)日: 2018-01-11
• 公開（公告）號(hào): CN108344758A
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程琳;段澤明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京師范大學(xué);北京聚科科儀科技有限公司
• 主分類號(hào): G01N23/223
• 分類號(hào): G01N23/223;G01N23/2204;G05D3/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種毛細(xì)管聚焦的便攜式微束X射線熒光譜儀，包括：殼體，安裝板和通信固定架；所述殼體內(nèi)安裝有X射線管，與X射線管相連的毛細(xì)管透鏡；X射線探測(cè)器與所述毛細(xì)管透鏡對(duì)稱安裝；CCD攝像機(jī)垂直于水平面安裝；高壓管線通過通信固定架為X射線管提供高壓電，同時(shí)CCD攝像機(jī)與X射線探測(cè)器均通過高壓管線與外界進(jìn)行通信傳輸；安裝板可拆卸地安裝在殼體上部或側(cè)部，用于將便攜式微束X射線熒光譜儀安裝到三維移動(dòng)平臺(tái)或其他位置；激光筆和激光位移傳感器與水平面夾角分別為45°安置在CCD攝像機(jī)兩側(cè)。還進(jìn)一步包括了使用方法。本發(fā)明經(jīng)過設(shè)計(jì)集成為一個(gè)小型設(shè)備，該設(shè)備輕巧，方便移動(dòng)，可以滿足現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種X射線熒光分析譜儀，具體涉及一種毛細(xì)管聚焦的便攜式微束X射線熒光譜儀及使用方法。

背景技術(shù)

X射線熒光分析譜儀是一種測(cè)量元素成分和含量的重要分析儀器，微束X射線熒光譜儀是利用毛細(xì)管X光透鏡將X射線光源發(fā)出的X射線束聚焦到一點(diǎn)，形成直徑幾十或幾百微米的焦斑。便攜式微束X射線熒光譜儀是將利用毛細(xì)管X光透鏡聚焦X射線的特點(diǎn)而開發(fā)的一款新型的儀器設(shè)備，體積小重量輕，在計(jì)算機(jī)的控制下主要針對(duì)古陶瓷、礦物等不可移動(dòng)的樣品能自動(dòng)掃描分析。

常規(guī)微束X射線熒光譜儀裝置如圖1所示，由1)X射線源、2)多毛細(xì)管X光透鏡、3)CCD、 4)探測(cè)器、5)計(jì)算機(jī)6)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、7)樣品臺(tái)等組成。X射線源通常為點(diǎn)光源X射線光管；多毛細(xì)管X光透鏡用于聚焦X射線，形成X光焦斑；CCD用于觀察樣品；探測(cè)器探測(cè)樣品被激發(fā)出來的X射線；計(jì)算機(jī)用來控制各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行并接受信號(hào)；運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)用于控制樣品臺(tái)的移動(dòng)。傳統(tǒng)微束X射線熒光譜儀屬于臺(tái)式譜儀，一般面向?qū)嶒?yàn)室使用，進(jìn)行樣品測(cè)量時(shí)，使樣品目標(biāo)測(cè)量點(diǎn)與X射線焦斑重合，照射樣品的X射線光斑大小固定。其存在以下問題：(1) 體積大，不易移動(dòng)，無法滿足現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的要求。(2)照射樣品的光斑大小固定，目標(biāo)掃描大區(qū)域時(shí)，在高分辨率的條件下如果光斑過小，會(huì)花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間；目標(biāo)掃描區(qū)域比較小時(shí)，如果光斑過大，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果分辨率較低。(3)樣品表面不平整會(huì)使得在掃描測(cè)量過程中樣品目標(biāo)探測(cè)點(diǎn)到透鏡出口端距離發(fā)生改變，導(dǎo)致照射樣品的X射線光斑大小發(fā)生變化，影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和分辨率。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷和問題，本發(fā)明提出一種毛細(xì)管聚焦的便攜式微束 X射線熒光譜儀。可以精確測(cè)量距離的激光位移傳感器集成到該設(shè)備中，通過控制樣品目標(biāo)探測(cè)點(diǎn)到X光透鏡出口端的距離，選擇照射樣品的X射線光斑大小。在選定照射樣品的X射線光斑大小后，在掃描測(cè)量不平整或有弧度的樣品表面時(shí)，又可以通過激光位移傳感器控制樣品目標(biāo)探測(cè)點(diǎn)到X光透鏡出口端距離不發(fā)生改變，保證照射樣品光斑大小不變，提高測(cè)量準(zhǔn)確性和分辨率。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種毛細(xì)管聚焦的便攜式微束X射線熒光譜儀，包括：殼體，安裝板和通信固定架；所述殼體內(nèi)安裝有X射線管，與X射線管相連的毛細(xì)管透鏡，所述毛細(xì)管透鏡與水平面夾角為 45°；X射線探測(cè)器與所述毛細(xì)管透鏡對(duì)稱安裝，與水平面夾角為45°；CCD攝像機(jī)垂直于水平面安裝與所述毛細(xì)管透鏡與X射線探測(cè)器中間的位置；高壓管線通過通信固定架為X射線管提供高壓電，同時(shí)CCD攝像機(jī)與X射線探測(cè)器均通過高壓管線與外界進(jìn)行通信傳輸；安裝板可拆卸地安裝在殼體上部或側(cè)部，用于將便攜式微束X射線熒光譜儀安裝到三維移動(dòng)平臺(tái)或其他位置；激光筆和激光位移傳感器與水平面夾角分別為45°安置在CCD攝像機(jī)兩側(cè)。

進(jìn)一步地，所述便攜式微束X射線熒光譜儀通過高壓管線與數(shù)模轉(zhuǎn)換卡通信連接，并將距離信號(hào)通過數(shù)模轉(zhuǎn)換卡變成數(shù)字信號(hào)傳遞給計(jì)算機(jī)；所述計(jì)算機(jī)通過控制所述三維樣品臺(tái)的移動(dòng)，使得所述便攜式微束X射線熒光譜儀與樣品之間的距離保持在30mm-38mm；并使得照射樣品的束斑大小為190.7－465μm之間。

進(jìn)一步地，所述便攜式微束X射線熒光譜儀固定安裝在三維移動(dòng)平臺(tái)上，樣品保持不動(dòng)；或者樣品放置在三維移動(dòng)平臺(tái)上，便攜式微束X射線熒光譜儀保持不動(dòng)。