CN104316553B - 一种微束x射线荧光谱仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微束X射线荧光谱仪，采用高精度分辨率小于5微米的激光位移传感器探测样品与激光位移传感器的之间的距离，将距离H的信号通过数模转换卡变成数字信号传递给计算机，计算机将信号传递给步进电机控制器，随后步进电机控制器将信号传递给步进电机驱动器，再由步进电机驱动器驱动由4个步进电机电机驱动四维样品台向XYZθ四个方向运动，保持样品被测试点处于毛细管X光透镜的后焦距的位置。

Description

一种微束X射线荧光谱仪

技术领域

本发明涉及一种X射线荧光分析谱仪，具体涉及一种微束X射线荧光谱仪。

背景技术

X射线荧光分析谱仪是一种无损分析各种样品中元素含量的重要的分析方法，其原理是从X射线源(例如X射线管等)发射出来的X射线束照射在样品上，样品里所含有元素的原子核内层电子被照射的X射线激发后留下空位，核外电子向内层空位跃迁，并发出具有特征能量的X射线，X射线探测器接受样品中元素发出的特征X射线的能量，经过前置放大器、主放大器和多道分析器等电子学系统后，根据样品中元素发出的特征能量和峰面积的多少判别其元素种类和元素含量。能量色散X射线荧光谱仪分析速度快，尤其是小功率的微焦斑X射线管和毛细管X光透镜集成在一起，能实行样品快速的线扫描和面扫描分析。毛细管X光透镜的焦斑一般是指毛细管X光透镜汇聚X射线束后形成的最小光斑的直径；后焦距指的是毛细管X光透镜的出端与焦斑之间的距离。毛细管X光透镜的焦斑和后焦距是由毛细管X光透镜固有的属性，对于某一毛细管X光透镜来说，其焦斑和后焦距是固定的，不可改变的。

在正常的X射线微区分析中，对于分析样品中某一微区，是将被测试点放置在毛细管X光透镜的后焦距F2处，照射样品的焦斑最小但照射样品的X射线的强度却最大。但在微束X射线线扫描和面扫描中，由于样品表面不平整性，被测试样品的不同位置处与毛细管X光透镜出端之间的距离大于或小于毛细管X光透镜的后聚焦，导致照射样品的X射线光斑直径大于毛细管X光透镜的焦斑，同时照射样品点的强度而变小，给线扫描和面扫描的分辨率和分析数据带来误差。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的缺陷和问题，本发明提出一种微束X射线荧光谱仪，其通过高精度激光位移传感器的技术，通过控制样品的运动，保持毛细管X光透镜的出端与样品被测点之间的距离等于毛细管X光透镜的后焦距。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种微束X射线荧光谱仪，包括：X射线管，毛细管X光汇聚透镜，样品台，位移传感器，数模转换卡，计算机；

所述X射线管位于所述样品台的上方，X射线透过所述毛细管X光汇聚透镜照射到样品台上的样品上，所述样品与所述毛细管X光汇聚透镜之间的距离等于毛细管X光汇聚透镜的后焦距；

所述位移传感器位于所述样品的斜上方，其探测点与被测试点为同一点；所述位移传感器与所述计算机电连接，用于探测所述样品与所述位移传感器之间的垂直距离H，并将距离H的信号通过数模转换卡变成数字信号传递给计算机；

所述计算机通过控制所述样品台与毛细管X光汇聚透镜之间的距离，保持样品的被测试点处于毛细管X光透镜的后焦距的位置。

进一步地，所述计算机将信号传递给步进电机控制器，随后步进电机控制器将信号传递给步进电机驱动器，再由步进电机驱动器驱动由4个步进电机驱动样品台向XYZθ四个方向运动。

进一步地，所述位移传感器与水平面成45°夹角。

进一步地，所述位移传感器采用高精度分辨率小于5微米的激光位移传感器。

进一步地，所述X射线管采用Oxford 50微米，50瓦微焦斑X射线管。

本发明提供技术方案的有益效果是：

1.解决了微束X射线荧光分析中由于样品表面不平整带来的分析误差；

2.提高了样品X射线面扫描分析的分辨率。

附图说明

图1是微束X射线荧光谱仪示意图

主要附图标记说明：

1，Oxford 50微米，50瓦微焦斑X射线管；2，毛细管X光汇聚透镜；3，被测试样品；4，XYZθ四维样品台；5，分辨率小于5微米的高精度激光位移传感器；6，模数转换卡；7，计算机；8，步进电机控制器；9，步进电机驱动器；10，步进电机。

具体实施方式

参见附图1，本发明提供了一种微束X射线荧光谱仪，包括：Oxford 50微米，50瓦微焦斑X射线管1，毛细管X光汇聚透镜2，样品台4，高精度分辨率小于5微米的激光位移传感器5，数模转换卡6，计算机7；

所述X射线管1位于所述样品台4的上方，X射线透过所述毛细管X光汇聚透镜2照射到样品台4上的样品上，所述样品3与所述毛细管X光汇聚透镜2之间的距离等于毛细管X光汇聚透镜2的后焦距；

所述位移传感器5位于所述样品3的斜上方，并与水平面成45°夹角，其探测点与被测试点为同一点；所述位移传感器5与所述计算机7电连接，用于探测所述样品3与所述位移传感器5之间的垂直距离H，并将距离H的信号通过数模转换卡6变成数字信号传递给计算机7；

所述计算机7将信号传递给步进电机控制器8，随后步进电机控制器8将信号传递给步进电机驱动器9，再由步进电机驱动器9驱动由4个步进电机10驱动样品台向XYZθ四个方向运动。

工作原理：调整毛细管X光汇聚透镜2与样品3之间的距离，使得该距离等于毛细管X光汇聚透镜2的后焦距，将位移传感器5与样品3之间垂直距离H记为h1，储存在计算机7中，仪器工作后，位移传感器5实时探测距离H，并将距离H的信号通过数模转换卡6变成数字信号传递给计算机7；计算机将测得的距离H与h1比较，并控制样品台XYZθ四个方向运动以调整距离H，保持样品的被测试点处于毛细管X光透镜的后焦距的位置。

以上所述，仅为本发明的优选实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改和完善，这些修改和完善也应在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种微束X射线荧光谱仪，其特征在于，包括：X射线管(1)，毛细管X光汇聚透镜(2)，样品台(4)，位移传感器(5)，数模转换卡(6)，计算机(7)；

样品台(4)水平放置，所述X射线管(1)位于所述样品台(4)的垂直正上方，X射线透过所述毛细管X光汇聚透镜(2)照射到样品台(4)上的样品(3)上，所述样品(3)与所述毛细管X光汇聚透镜(2)之间的距离等于毛细管X光汇聚透镜(2)的后焦距；

所述位移传感器(5)位于所述样品(3)的斜上方，其探测点与被测试点为同一点；所述位移传感器(5)与所述数模转换卡(6)电连接，用于探测所述样品(3)与所述位移传感器(5)之间的垂直距离H，并将距离H的信号通过数模转换卡(6)变成数字信号传递给计算机(7)；

所述计算机(7)通过控制所述样品台(4)与毛细管X光汇聚透镜(2)之间的距离，保持样品(3)的被测试点处于毛细管X光透镜的后焦距的位置，

所述计算机(7)将信号传递给步进电机控制器(8)，随后步进电机控制器(8)将信号传递给步进电机驱动器(9)，再由步进电机驱动器(9)驱动由4个步进电机驱动样品台(4)向XYZθ四个方向运动，所述位移传感器(5)与水平面成45°夹角，所述位移传感器(5)采用高精度分辨率小于5微米的激光位移传感器，所述X射线管(1)采用Oxford 50微米，50瓦微焦斑X射线管。