[發明專利]一種大焦斑共聚焦X射線光譜分析裝置

有效

• 申請號: 201811218679.6
• 申請日: 2018-10-19
• 公開（公告）號: CN109187589B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 孫學鵬;孫天希;劉志國
• 申請（專利權）人: 北京市輻射中心;北京師范大學
• 主分類號: G01N23/00
• 分類號: G01N23/00;G01N23/20025;G01N23/2204
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 夏艷

1.一種大焦斑共聚焦X射線光譜分析裝置，其特征在于，該裝置包含：X射線光源、入射光路、探測光路、樣品調節架(5)和光譜數據分析終端(9)；其中，所述X射線光源(1)用于發射X射線；所述入射光路和探測光路的重合區域構成探測微元；所述樣品調節架(5)用于放置待檢測樣品，并調節待檢測樣品與所述探測微元接觸的位置與接觸面積大小；所述光譜數據分析終端(9)與所述探測光路和樣品調節架(5)均通過總線連接，用于調控所述的樣品調節架(5)，以及接收所述探測光路獲得的射線光譜數據并對光譜數據進行分析處理；

其中，所述入射光路包含：

毛細管X射線平行束透鏡(3)，其入口端與所述X射線光源(1)相對應，該X射線光源(1)發射的X射線從其入口端進入經其出口端射出至所述樣品調節架(5)上的待檢測樣品；

其中，所述探測光路包含：

毛細管X射線準直器(7)，其用于接收所述X射線照射待檢測樣品產生的次級射線中某一角度的準平次級射線；以及

X射線探測器(8)，其用于探測經所述毛細管X射線準直器(7)的準平次級射線，并將該準平次級射線的光譜數據發送給所述的光譜數據分析終端(9)；

其中，所述毛細管X射線平行束透鏡(3)與所述毛細管X射線準直器(7)的光束之間的夾角θ為5°～180°；所述毛細管X射線平行束透鏡(3)入口端的直徑小于出口端的直徑；

所述的探測微元形成的焦斑直徑為5～60mm，該焦斑直徑d由所述毛細管X射線平行束透鏡(3)的入口端直徑D_in和毛細管X射線準直器(7)的直徑D共同決定，其大小為：

2.根據權利要求1所述的大焦斑共聚焦X射線光譜分析裝置，其特征在于，所述X射線光源(1)為由1個或若干個毛細管組成的X射線光管，X射線光源的功率范圍為1～4000瓦，其靶材包含：銅、鉬、銀或鎢中的任一種。

3.根據權利要求2所述的大焦斑共聚焦X射線光譜分析裝置，其特征在于，所述樣品調節架包含：三個方向相互垂直的步進電機，以及樣品放置平臺；其中，所述的步進電機用于調節所述樣品放置平臺的高度和角度。

4.根據權利要求2所述的大焦斑共聚焦X射線光譜分析裝置，其特征在于，所述毛細管X射線平行束透鏡(3)單個毛細管的入口端與出口端的直徑的比例為3:10。

5.根據權利要求4所述的大焦斑共聚焦X射線光譜分析裝置，其特征在于，所述毛細管X射線平行束透鏡(3)單個毛細管的入口端直徑為1～9mm，出口端的直徑為10～60mm，長度為3～15cm。

6.根據權利要求1所述的大焦斑共聚焦X射線光譜分析裝置，其特征在于，所述毛細管X射線平行束透鏡(3)的前焦距f為10～100mm，其出口端距探測微元的距離d_i小于或等于200mm；所述探測微元到毛細管X射線準直器(7)入口端的距離d_o小于或等于200mm。

7.根據權利要求5所述的大焦斑共聚焦X射線光譜分析裝置，其特征在于，所述毛細管X射線準直器(7)單個毛細管的直徑為10～60mm。

8.根據權利要求7所述的大焦斑共聚焦X射線光譜分析裝置，其特征在于，所述X射線光管和毛細管X射線準直器(7)的單個毛細管的橫截面均為正六邊形。

9.根據權利要求8所述的大焦斑共聚焦X射線光譜分析裝置，其特征在于，在所述X射線光管和毛 細管X射線準直器(7)中，由內向外第一層含有1個毛細管，第n層含有6(n-1)個毛細管，n＞1。

10.根據權利要求1所述的大焦斑共聚焦X射線光譜分析裝置，其特征在于，所述X射線探測器(8)采用硅漂移半導體探測器。