[發明專利]一種用于痕量元素測定的單波長X射線裝置及設計方法

在審

• 申請號: 202010960768.9
• 申請日: 2020-09-14
• 公開（公告）號: CN111896570A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 程大偉;劉明博;岳元博;廖學亮
• 申請（專利權）人: 鋼研納克檢測技術股份有限公司
• 主分類號: G01N23/223
• 分類號: G01N23/223
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 侯巍巍

1.一種用于痕量元素測定的單波長X射線裝置，其特征是，包括箱體(1)、位于箱體(1)內的X射線發生元件(2)、X射線衍射聚焦元件(3)，所述X射線衍射聚焦元件(3)包括雙曲面彎晶(7)，所述箱體(1)的上方成型有通孔(4)，X射線發生元件(2)發射的X射線經X射線衍射聚焦元件(3)衍射后聚焦在通孔(4)。

2.根據權利要求1所述的用于痕量元素測定的單波長X射線裝置，其特征是，所述X射線衍射聚焦元件(3)還包括用于安裝并調節雙曲面彎晶(7)角度的彎晶安裝座(8)。

3.根據權利要求2所述的用于痕量元素測定的單波長X射線裝置，其特征是，所述彎晶安裝座(8)包括用于粘接固定雙曲面彎晶(7)的粘接板(9)、與粘接板(9)固定連接的安裝板(10)、與安裝板(10)中部球鉸接的支撐板(11)，以及用于連接支撐板(11)和箱體(1)的連接板(12)，所述支撐板(11)背向安裝板(10)一側的周向一圈上設有至少三枚與支撐板(11)螺紋連接的調節螺栓(13)，所述調節螺栓(13)的螺桿穿過支撐板(11)后與安裝板(10)抵接。

4.根據權利要求1所述的用于痕量元素測定的單波長X射線裝置，其特征是，所述通孔(4)內安裝有透明的承載板(5)。

5.根據權利要求4所述的用于痕量元素測定的單波長X射線裝置，其特征是，所述箱體(1)上位于通孔(4)外側的位置成型有一圈環形的凸沿(6)。

6.根據權利要求4所述的用于痕量元素測定的單波長X射線裝置，其特征是，還包括與箱體(1)連通的抽真空組件(14)。

7.一種權利要求1-6任一項所述的單波長X射線裝置的設計方法，其特征是，包括：

步驟一、選定靶材和晶體材質；

根據待測元素的不同，選擇用來激發樣品的X射線源和彎晶組合，衍射出的單波長X射線能量比待測元素的吸收限能量高；

步驟二、入射角度設計；

將選定的彎晶的晶面間距d、反射級數n和選定的波長λ代入2dsinθ=nλ后，計算得到θ；

步驟三、雙曲面彎晶(7)參數設計；

設定羅蘭圓半徑R，根據公式r=2Rsin2θ計算出旋轉半徑r，設計并加工相應模具；

步驟四、單波長光路優化設計；

激發狀態下，通過彎晶安裝座(8)調節雙曲面彎晶(7)方向，使其激發特定樣品單色譜峰至強度最大；同時需減少譜圖中的干擾峰，降低背景噪聲。

8.根據權利要求7所述的單波長X射線裝置的設計方法，其特征是，步驟一中選定靶材和晶體材質后，判斷逃逸峰是否引起干擾，當逃逸峰引起干擾時重新選定X射線源。

9.根據權利要求7所述的單波長X射線裝置的設計方法，其特征是，還包括：

步驟五、抽真空設計；

測定譜線能量低于4.0keV的元素時，設置抽真空組件(14)；測定譜線能量大于4.0keV的元素時，不設置抽真空組件(14)。

10.根據權利要求9所述的單波長X射線裝置的設計方法，其特征是，還包括：

步驟六、多元素同時檢測設計；

判斷是否需要多元素同測，當需要多元素同測時，根據待測元素的多少、不同，選定靶材、雙曲面彎晶(7)及入射角，可選用多種X射線源、多種雙曲面彎晶(7)或組合式彎晶。