[實(shí)用新型]一種多探測(cè)器的X射線熒光微區(qū)掃描儀器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202020646943.2
• 申請(qǐng)日: 2020-04-25
• 公開（公告）號(hào): CN212207172U
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉明博;趙雷;胡學(xué)強(qiáng);楊博贊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鋼研納克檢測(cè)技術(shù)股份有限公司
• 主分類號(hào): G01N23/223
• 分類號(hào): G01N23/223;G01N23/2204
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 趙萬凱

本實(shí)用新型涉及X射線檢測(cè)儀器的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種多探測(cè)器的X射線熒光微區(qū)掃描儀器。一種多探測(cè)器的X射線熒光微區(qū)掃描儀器，包括X射線發(fā)生裝置、X射線收束裝置、探測(cè)裝置、移動(dòng)裝置及分析處理數(shù)據(jù)信息的計(jì)算機(jī)，所述探測(cè)裝置包括至少兩個(gè)探測(cè)器，所有探測(cè)器的探測(cè)面與X射線收束裝置的射出焦點(diǎn)之間的距離相等。X射線發(fā)生裝置產(chǎn)生X射線，產(chǎn)生的X射線通過X射線收束裝置收束形成小焦斑。X射線照射樣品后產(chǎn)生的熒光數(shù)據(jù)被探測(cè)器采集發(fā)送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析。通過設(shè)置多個(gè)探測(cè)器來增加探測(cè)面積和計(jì)數(shù)率，同時(shí)探測(cè)器的死時(shí)間并不會(huì)增加，實(shí)現(xiàn)高精度且高效率的掃描。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及X射線檢測(cè)儀器的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種多探測(cè)器的X射線熒光微區(qū)掃描儀器。

背景技術(shù)

XRF技術(shù)具有無損、快速、分析范圍廣、定量精度高等優(yōu)點(diǎn)，在冶金、建材、礦產(chǎn)開發(fā)等領(lǐng)域有著十分廣泛的應(yīng)用，XRF定量范圍涵蓋痕量到常量，并且對(duì)樣品形態(tài)無要求，因此XRF掃描可以和直讀光譜、電鏡等其它類型的掃描技術(shù)形成互補(bǔ)。近年來，隨著冶金、新材料研發(fā)等領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)升級(jí)和人們的認(rèn)知不斷向微觀領(lǐng)域拓展，單純的材料宏觀元素含量檢測(cè)已經(jīng)不再滿足需求，微區(qū)掃描型XRF的概念也隨之應(yīng)運(yùn)而生。

申請(qǐng)公布號(hào)為CN109298004A的發(fā)明專利公開了一種X射線熒光光譜儀。該方案中通過X射線管發(fā)生裝置發(fā)射X射線到達(dá)樣品臺(tái)上的樣品位置。樣品被照射后，組成樣品的原子的內(nèi)層電子在X射線的照射下脫離原子的束縛，成為自由電子。此時(shí)其他的外層電子便會(huì)躍遷到這一空位，這個(gè)過程中會(huì)以熒光（次級(jí)X射線）的形式放出能量。由于每一種元素的原子能級(jí)結(jié)構(gòu)都是特定的，因此發(fā)出的熒光的能量/波長也是特定的。通過測(cè)定熒光的能量/波長便可以確定相應(yīng)元素的存在，而對(duì)應(yīng)每種元素的熒光的強(qiáng)弱則代表該元素的含量。

授權(quán)公告號(hào)為CN20141256Y的實(shí)用新型專利公開了一種毛細(xì)管X光透鏡共聚焦微區(qū)X射線熒光譜儀。該方案中通過毛細(xì)管X射線透鏡將X射線發(fā)生裝置（X光源）產(chǎn)生的X射線進(jìn)行引導(dǎo)，改變X射線的傳播方向，使得X射線匯聚成小點(diǎn)，去激發(fā)樣品的微區(qū)，探測(cè)器探測(cè)整個(gè)微區(qū)的熒光的能量/波長信息來確定元素信息。

上述中的現(xiàn)有技術(shù)方案存在以下缺陷：由于X射線的產(chǎn)生效率較低，X熒光信號(hào)的光通量更低，實(shí)際檢測(cè)時(shí)只有當(dāng)探測(cè)到的熒光計(jì)數(shù)達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，才能夠得到精度比較高的檢測(cè)結(jié)果。為了增加探測(cè)效率，節(jié)省時(shí)間，需要增加探測(cè)器面積，從而提高單位時(shí)間內(nèi)探測(cè)的熒光數(shù)量。而目前市場(chǎng)上的單顆大面積高分辨率X射線能譜探測(cè)器的制造技術(shù)尚不成熟，且對(duì)高通量X射線處理形成的死時(shí)間會(huì)十分驚人，分辨率等指標(biāo)無法達(dá)到要求。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種多探測(cè)器的X射線熒光微區(qū)掃描儀器，其優(yōu)勢(shì)在于能夠進(jìn)行高精度且高效的掃描工作。

本實(shí)用新型的上述目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：一種多探測(cè)器的X射線熒光微區(qū)掃描儀器，包括X射線發(fā)生裝置、X射線收束裝置、探測(cè)裝置、移動(dòng)裝置及分析處理數(shù)據(jù)信息的計(jì)算機(jī)，所述探測(cè)裝置包括至少兩個(gè)探測(cè)器，所有探測(cè)器的探測(cè)面與X射線收束裝置的射出焦點(diǎn)之間的距離相等。

通過采用上述技術(shù)方案，X射線發(fā)生裝置產(chǎn)生X射線，產(chǎn)生的X射線通過X射線收束裝置收束形成小焦斑。樣品放置在移動(dòng)裝置上并通過移動(dòng)裝置帶動(dòng)樣品移動(dòng)，使得X射線照射在樣品上的不同位置。X射線照射樣品后產(chǎn)生的熒光數(shù)據(jù)被探測(cè)器采集，發(fā)送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析，由于探測(cè)器和射出焦點(diǎn)之間的距離是相等，因此多個(gè)探測(cè)器同時(shí)采集的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的是樣品上同一位置。通過設(shè)置多個(gè)探測(cè)器來增加探測(cè)面積和計(jì)數(shù)率，同時(shí)探測(cè)器的死時(shí)間并不會(huì)增加，有效提高掃描效率的同時(shí)并不會(huì)降低掃描的精度，實(shí)現(xiàn)高精度且高效率的掃描。

本實(shí)用新型在一較佳示例中可以進(jìn)一步配置為：所述X射線發(fā)生裝置包括小焦斑X射線管，所述X射線收束裝置為將X射線發(fā)生裝置產(chǎn)生的X射線匯聚的多毛細(xì)管X射線透鏡。

通過采用上述技術(shù)方案，通過小焦斑X射線管和多毛細(xì)管X射線透鏡配合產(chǎn)生尺寸較小的焦斑以滿足微區(qū)掃描的需求。