CN104395983B - 用于保护辐射窗口的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种辐射检测器组件和使用该辐射检测器组件的方法。该辐射检测器组件包括开孔、覆盖该开孔的窗口和覆盖该窗口的保护装置，该窗口配置成允许辐射通过，该窗口配置成防止流体和颗粒通过该开孔。该保护装置包括至少部分地与该开孔对齐的多个孔眼，并配置成允许至少一些辐射通过该孔眼，以及配置成防止比该孔眼大的物体接触该窗口，并且配置成抵抗外力和防止这些外力损坏该窗口。

Description

用于保护辐射窗口的设备
相关申请的交叉引用
本申请要求2012年4月20日提交的美国临时申请No.61/636,334和2013年4月19日提交的美国非临时申请No.13/866,662的申请日的优先权和权益，该申请全文通过引用结合在本文中。
技术领域
本文描述的实施方式总体上涉及包括窗口的X射线装置，其中X射线通过该窗口被传送；本文更特别地涉及保护该窗口免于受到外力。
背景技术
X射线装置(例如X射线源或X射线检测器)可利用具有窗口的真空腔室，其中X射线通过该窗口被传送。例如，铍窗口可有助于维持真空腔室内的真空，同时也允许X射线进入和/或离开腔室。窗口的传送特性取决于用于形成该窗口的材料和材料的厚度。薄的窗口或膜允许传送较低能量的X射线，该X射线典型地是从具有较低原子序数的元素发出的。换句话说，较厚的窗口可防止从具有较低原子序数的元素(例如钠)发出的X射线的传送。因此，薄的窗口经常是人们所希望的。然而，在读取过程期间，如果外物或所关注的样品被允许接触窗口，则薄的窗口也更易于受到破坏或被外物或样品损坏。X射线装置的操作者会招致由被破坏窗口带来的多种代价。这些代价包括与更换窗口相关的货币成本，还包括与X射线装置在修理时不可用相关的生产率成本。
因此，希望具有一种解决上述已知系统的缺点的保护装置。
发明内容
一方面，一种辐射组件包括开孔、覆盖该开孔的窗口和覆盖该窗口的保护装置，该窗口配置成允许辐射通过，该窗口配置成防止流体和颗粒通过该开孔，该保护装置包括至少部分地与该开孔对齐的多个孔眼，该保护装置配置成允许至少一些辐射通过该孔眼，该保护装置配置成防止比该孔眼大的物体接触该窗口，并且配置成抵抗外力和防止这些外力损坏该窗口。
另一方面，一种确定材料样品的元素组成的方法包括：提供包括辐射源装置的辐射源组件和包括辐射检测器装置的互补的辐射检测器组件，其中，辐射源组件包括覆盖辐射源装置的窗口，辐射检测器组件包括覆盖辐射检测器装置的窗口。该方法还包括用保护装置覆盖这些窗口中的至少一个、接近材料样品定位辐射源组件和辐射检测器组件、以及使用相关的保护装置防止材料样品接触这些窗口中的至少一个。
再一方面，一种用于确定材料样品的组成的光谱仪包括第一辐射组件,该第一辐射组件包括辐射源装置、开孔、覆盖所述开孔的窗口、和覆盖所述窗口的保护装置，其中该辐射源装置配置成产生要被导向材料样品的初级辐射束，该初级辐射束的第一部分必须通过该开孔到达材料样品，所述窗口配置成允许初级辐射束的至少第一部分通过，所述窗口配置成防止流体和颗粒通过该开孔，所述保护装置包括至少部分地与该开孔对齐的多个孔眼，所述保护装置配置成允许初级辐射束的至少第二部分通过该孔眼到达材料样品，所述保护装置配置成防止比该孔眼大的物体接触窗口。该光谱仪还包括第二辐射组件，该第二辐射组件包括辐射检测器装置、开孔、覆盖所述开孔的窗口和覆盖所述窗口的保护装置，其中该辐射检测器装置配置成产生检测器信号，该检测器信号表示来自材料样品的、由初级辐射束的第二部分与材料样品之间的相互作用产生的次级辐射束，该次级辐射束必须通过该开孔从材料样品到达辐射检测器装置，所述窗口配置成允许次级辐射束通过，所述窗口配置成防止流体和颗粒通过该开孔，所述保护装置包括至少部分地与该开孔对齐的多个孔眼，所述保护装置配置成允许次级辐射束的至少一部分通过该孔眼到达辐射检测器装置，所述保护装置配置成防止比该孔眼大的物体接触窗口。该光谱仪还包括耦联至所述辐射源装置和所述辐射检测器装置的处理装置。
附图说明
图1是根据本发明的示例性实施例的辐射组件10的一般部件的功能性说明。
图2是根据本发明的示例性实施例的示例性的辐射系统的框图。
图3是已知的辐射系统的一部分的剖视图。
图4是可被用于保护根据本发明的示例性实施例的辐射窗口的示例性的保护装置的剖视图。
图5是图4中所示的保护装置的透视图。
图6是图4和5中所示的保护装置的第一替换实施例的透视图，其中该实施例的一部分在图7中示出。
图7是图6中所示部分的顶视图。
具体实施方式
在这里描述的方法和设备有助于保护X射线装置窗口。X射线装置窗口通常是易碎的，且在受损时更换成本高。损坏X射线装置窗口的一个原因来自于与外物或被测样品的接触。例如，外物或被测样品可以是有锯齿的，与X射线装置窗口的任何接触都可能损坏或毁坏该窗口。然而，不希望增加从样品表面到检测器的距离以防止样品和X射线装置窗口之间的接触。在X射线荧光(XRF)分析仪的一个示例中，增加从样品表面到检测器的距离会导致由样品发出的次级辐射强度的损失，该强度与距离增加的平方成比例。在这里描述的方法和设备保护X射线装置窗口，同时将样品维持在检测器的预定距离内。
图1是辐射组件10(例如但不限于X射线荧光(XRF)光谱仪)的一般部件的功能性说明。XRF光谱仪检测从材料样品发出的、由光谱仪施加到样品材料上的辐射所激发的次级辐射。所发出的辐射的波长分布是样品中存在的元素的表征，而强度分布提供了关于样品中元素的相对富集程度的信息。通过以该方式得到的光谱，使用者通常能够确定所检测的测试样品中的成份和这些成份的数量份额。在所示实施例中，辐射组件10包括辐射源装置12、辐射检测器装置14、分析仪16和显示器19。辐射源装置12可以包括X射线管，其朝向将要测试的样品32发射初级X射线束18。在另一示例性实施例中，辐射源装置12是放射性同位素，其朝向样品32发射初级伽马射线束。在又一示例性实施例中，辐射源装置12是电子束源，其朝向样品32发射初级电子束。允许辐射组件10如在这里所述地起作用的任何适当的辐射源或多个源都可以被用作辐射源装置12。
样品32在暴露于初级束18之后被激发。该激发导致样品32发出次级(即，特征或荧光)辐射21。次级辐射21被辐射检测器装置14收集。辐射检测器装置14包括电子电路(有时被称作前置放大器)，该电子电路将收集到的次级辐射转换成检测器信号24(即，电压信号或电子信号)，并将检测器信号24提供给分析仪16。在至少一个实施例中，分析仪16包括数字脉冲处理器或多通道分析仪。
图2是根据本发明的示例性实施例的辐射组件10的框图。在该示例性实施例中，辐射组件10包括辐射源装置12、辐射检测器装置14和分析仪16，在该示例性实施例中，分析仪16包括读出电子元件17、处理器20和存储装置22。辐射组件10还可以包括显示器19和/或滤波器26。
在这里所使用的术语“处理器”或“处理装置”指的是中央处理单元、微处理器、微控制器、精简指令集电路(RISC)、专用集成电路(ASIC)、逻辑电路和任何其它能够执行这里所述的功能的电路或处理器。
应当注意的是，本发明的实施例不限于任何特别的用于执行本发明的处理任务的处理器。在这里所使用的术语“处理器”或“处理装置”旨在表示任何能够执行执行本发明的任务所需的计算或运算的机器。术语“处理器”或“处理装置”还旨在表示任何能够接收结构化输入并根据规定的规则处理该输入以产生输出的机器。还应当注意的是，在这里所使用的短语“配置成”意味着处理器装备有用于执行本发明实施例的任务的硬件和软件的组合，如将被本领域技术人员所理解的。
另外，当被配置成执行这里描述的指令时，本发明的方面将通用计算机转变成特殊用途的计算装置。
在示例性实施例中，辐射源装置12是向所选择的要分析的样品材料32发射初级辐射束的辐射源。例如，辐射源装置12可包括向样品32发射初级X射线束18的X射线管。在可选择的实施例中，辐射源装置12是放射性同位素，其向样品32发射初级伽马射线束。在又一可选择的实施例中，辐射源装置12是向样品32发射初级电子束的电子束源。本领域已知的任何适当的束源或多个源都可以被用作辐射源装置12。如在这里所使用的，样品32包括不规则形状的物体、相对较小的物体(例如但不限于粉末、颗粒和削屑)、以及包括突起和尖的延伸部的物体。
在示例性实施例中，滤波器26被定位在辐射源装置12和样品32之间。例如，滤波器26可以是耦联至处理装置20的可选择的滤波器。处理装置20可以配置成从可被滤波器26应用的多个滤波器中选择一个或多个滤波器。处理装置20还可以配置成选择不向初级束18应用滤波器。更特别地，滤波器26可以包括以第一方式改变初级束18的特征的第一滤波器34和以第二方式改变初级束18的特征的第二滤波器36。第一滤波器34和/或第二滤波器36中包括的材料的示例包括但不限于铜、铝和钛。尽管被描述成包括两个滤波器，但是滤波器26可以包括允许辐射组件10如这里所述地起作用的任何数量的滤波器。
样品32在暴露于初级束18之后被激发。该激发导致样品32发出次级(即，特征或荧光)辐射38。次级辐射38撞击在辐射检测器装置14上。辐射检测器装置14将次级辐射转换成检测器信号24，例如代表次级辐射的电压信号或电子信号。辐射检测器装置14将检测器信号24提供给读出电子元件17，读出电子元件17确定所收集的次级辐射38的能量谱。读出电子元件17将该能量谱提供给处理装置20。尽管在这里被描述成“辐射检测器装置14将检测器信号24提供给读出电子元件17，读出电子元件17将能量谱提供给处理装置20”，但是可以设想，读出电子元件17和/或处理装置20可以采取行动接收检测器信号24和/或能量谱(例如可以执行调用(polling)或检索(retrieve)函数以便接收信号和/或光谱)。处理装置20确定样品的特殊的元素组成。处理装置20还可以被称作“分析仪”，并且可以包括数字脉冲处理器。
显示器19允许操作者查看由处理装置20向显示器19提供的结果，例如操作者可以查看能量谱或导出的元素组成和最后的分析结果，诸如样品32的合金鉴定。显示器19可以被构造成手持式壳体，或者其可以采取在通信上耦联至处理装置20的小型手持电脑或个人数字助手(PDA)的形式。
在该示例性实施例中，辐射组件10确定在样品(例如样品32)分析期间将要应用的测量条件。如上所述，处理装置20控制辐射组件10的操作，更特别地是控制辐射源装置12的操作。在该示例性实施例中，处理装置20根据至少一个预定的测量条件操作辐射源装置12，以执行对样品32的第一元素分析。例如，处理装置20可以配置成根据第一测量条件或第一组测量条件操作辐射源装置12。该测量条件包括但不限于测量所花费的时间长度、应用于辐射源装置12的电压水平、应用于辐射源装置12的电流水平和/或所使用的滤波器的类型。在该示例性实施例中，向辐射源装置12施加持续第一预定时间长度的第一预定电压水平，以执行对样品32的第一元素分析。第一元素分析也可以被称作对样品32的初步分析，该初步分析实现了对样品32的合金等级的初步确定。第一元素分析的严格程度尚不足以以预定的确信度水平来确定出样品32是由初步确定的合金等级组成的。第一组测量条件可以被存储在存储装置(例如存储装置22)中。在特定示例中，铝/钛(Al/Ti)滤波器被定位在样品32和辐射检测器装置14之间，向辐射源装置12施加40kV和10微安的功率持续5秒钟。
图3是已知的辐射组件10的一部分的剖视图。在所示实施例中，辐射组件10被包括在例如X射线荧光(XRF)分析仪中。更特别地，辐射组件10可以包括X射线组件213，该X射线组件可以包括X射线源组件或X射线检测器组件。X射线源组件包括辐射源装置12和基部202，该基部围绕具有受控气氛的腔室214。在一实施例中，腔室214被排空，从而腔室214内是真空。在不同实施例中，腔室214可以填充或部分填充有诸如不活泼/惰性气体的流体。腔室214可以被维持真空或相对于腔室214外部的压力被增压。X射线检测器组件包括辐射检测器装置14和腔室214。基部202包括辐射窗口组件218，辐射和/或电子可以通过该辐射窗口组件，同时维持腔室214内的受控气氛条件。尽管是结合X射线源组件或X射线检测器组件进行描述，但是在这里描述的方法和设备可以被应用于其它类型的源/检测器，包括但不限于电离辐射源、电子发射源、硅条带(silicon pin)探测器、硅漂移探测器和/或比例计数器。尽管这里是结合被配置成用于确定样品32的元素组成的XRF分析仪进行描述，但是辐射组件10可以被包括在其它装置中。
在所示实施例中，辐射窗口组件218包括辐射窗口支承件222，在该辐射窗口支承件中限定有开口224。窗口支承件222包括至少一个可以构成腔室214的一部分的壁。在所示实施例中，腔室214大体上是圆柱形的形状，然而，腔室214可以具有允许辐射组件10如在这里所述地起作用的任何形状。另外，开口224被图示成大体上是圆柱形的形状，然而，开口224可以具有允许辐射组件10如在这里所述地起作用的任何合适的形状，例如但不限于圆形、矩形、槽形和/或具有各种形状的多个开口。另外，辐射窗口组件218包括耦联至窗口支承件222并延伸经过开口224的窗口226。窗口226被配置成维持腔室214内的受控气氛，同时允许将辐射和/或电子传送进或传送出腔室214。窗口226可以由金属或非金属材料的膜或薄片形成，例如窗口226可以由铍和/或任何其它允许辐射窗口组件218如在这里所述地起作用的元素形成。
辐射窗口支承件222包括内侧230(即，受控气氛侧)和外侧232(即，环境侧)。开口224允许将辐射传送进或传送出腔室214。例如使用粘合剂234将窗口226密封在窗口支承件222上。窗口226覆盖开口224以防止气体进入腔室214，由此维持腔室214内的受控气氛条件。典型地，窗口226的厚度236被确定成允许传送期望的辐射，同时维持腔室214内的受控气氛。对于传送能力而言，薄的窗口226是人们所希望的，然而，薄的窗口226比厚的窗口226更容易遭受损坏。
图4是可被用于保护辐射窗口(例如图3中所示的辐射窗口组件218)的示例性的保护装置350的剖视图。更特别地，保护装置350被配置成用于保护辐射窗口组件218(图3中所示)所包括的窗口226。图5是保护装置350的透视图。在该示例性实施例中，保护装置350包括装置支承件360，该装置支承件360包括限定在其中的第一组多个辐射路径开口362。在该示例性实施例中，保护装置350被可移除地耦联至辐射组件10。例如，保护装置350可以被增加至辐射组件10，以保护辐射窗口组件218。在可选择的实施例中，辐射组件10包括保护装置350。
在该示例性实施例中，装置支承件360包括内表面364和外表面366。装置支承件360被配置成延伸在窗口支承件222的至少一部分周围。例如，装置支承件360可以被配置成使得，当被装配时，内表面364定位在窗口支承件222的外侧232周围。另外，在该示例性实施例中，装置支承件360被配置成使得保护装置350通过压配合、干涉配合和/或摩擦配合被维持就位在窗口支承件222周围。可选择地，可以使用粘合剂、夹具和/或任何其它适当的用于将保护装置350耦联至辐射组件10的手段将保护装置350固定至辐射组件10。
在该示例性实施例中，开口362被配置成允许辐射进入和/或离开腔室214。更特别地，开口362允许辐射(例如从样品32发出的辐射)通过窗口226进入腔室214。开口362还允许辐射(例如由辐射源装置12发出的辐射)从腔室214通过窗口226到达样品32。开口362还被配置成抵抗外力和防止那些力破坏窗口226。在该示例性实施例中，各开口362具有限定在装置支承件360中的基本为六边形的形状。另外，在该示例性实施例中，保护装置350包括89个开口362，这些开口以具有第一直径368的大体上为圆形的取向进行布置。例如，可以至少部分地基于X射线组件213中所包括的辐射源装置12或辐射检测器14的尺寸来确定第一直径368。
在该示例性实施例中，在窗口226和保护装置350之间维持有间隔370。例如，保护装置350可以被维持在距窗口226预定距离372处。通过维持间隔370，保护装置350通过防止保护装置350与窗口226之间接触和通过防止外部材料(例如样品32)接触窗口226来向窗口226提供保护。在该示例性实施例中，预定距离372介于0和1毫米(mm)之间，或更特别地介于0.25mm和0.75mm之间，甚至更特别地是约0.5mm。另外，在不损坏窗口226的情况下，保护装置350与外物或样品32之间可以有接触。这允许样品32被定位在距窗口226预定距离374处，并且由此在距辐射源装置12或辐射检测器装置14预定距离376处。
在该示例性实施例中，装置支承件360包括第一部分380和第二部分382。在该示例性实施例中，第一部分380由至少一种金属制成。制成第一部分380的材料可以是可在其中形成多个开口362的任何适当的材料，该材料足够牢固以保护窗口226。例如，可以使用激光加工技术和/或允许保护装置350如在这里所述地起作用的任何其它制造技术在第一部分380中形成开口362。
第一部分380中所包括的材料被选择成使得对辐射组件10的操作的干扰最小。例如，在X射线检测器组件的示例中，该材料可以选择成使得撞击在辐射检测器装置14上的、从保护装置350的第一部分380发出的次级辐射最小。更特别地，该材料可以选择成使得保护装置350对辐射组件10的操作的影响最小。该材料还选择成耐受典型的外力(即，耐受由保护装置350与外物或样品32之间的接触导致的可能的机械弯曲)。在一些实施例中，保护装置350的第一部分380可以至少部分地涂覆有减少保护装置350对辐射组件10的操作的影响的材料。例如，第一部分380(更特别地是限定开口362的第一部分380的边缘)可以涂覆有第一涂层，该第一涂层吸收由第一部分380发出的不希望有的X射线能量，并且不干扰包括辐射组件10的装置所执行的分析。另外，第二涂层可以定位在第一涂层之上，该第二涂层吸收由第一涂层发出的X射线能量，并且不产生在分析上引人注意的范围内的光谱干扰。第一和第二涂层可以包括(但不限于包括)铟。
在至少一些实施例中，保护装置350可以包括覆盖开口362的第三涂层386。第三涂层386防止污染物进入开口362，同时允许辐射传送通过开口362。第三涂层386可以包括(但不限于包括)铟、铜、银、铝和/或聚酰亚胺膜，例如是DuPontTM的注册商标。
在该示例性实施例中，第二部分382由塑料(例如但不限于聚氯乙烯(PVC))制成。另外，在该示例性实施例中，第一部分380耦联至第二部分382。例如，第一部分380可以使用粘合剂、紧固件和/或任何其它用于将第一部分380耦联至第二部分382的手段耦联至第二部分382。尽管被描述成包括两个部分，但是保护装置350可以可选择地由单块材料或超过两部分的多个部分构成。
如上所述，保护装置350可移除地耦联至辐射组件10。在该示例性实施例中，保护装置350被配置成使得压配合、干涉配合和/或摩擦配合将第二部分382至少部分地保持在辐射组件10的一部分周围。在一可选择的实施例中，第二部分382例如使用粘合剂和/或任何其它适当的紧固方法而被耦联至辐射组件10，第一部分380可移除地耦联至第二部分382。在另一可选择的实施例中，第二部分382被包括在辐射组件10中，第一部分380可移除地耦联至辐射组件10。通过将第一部分380和第二部分382中的至少一个可移除地耦联至辐射组件10，向辐射窗口组件218提供了保护，同时保持了能够接近辐射窗口组件218和窗口226。
图6是保护装置350(图4和5中所示)的第一替换实施例的透视图，该实施例的一部分596在图7中示出，并且该实施例在这里被称作保护装置590。保护装置590包括限定在保护装置支承件594中的第二组多个开口592。例如，在所示实施例中，保护装置590包括布置在具有第一直径568的圆形598中的37个开口。换句话说，包括在保护装置590中的开口592比包括在保护装置350中的开口362大。
图7是部分596(图6中所示)的顶视图。在该示例性实施例中，各开口592与其它开口分隔开预定距离598。例如，预定距离598可以介于50微米(μm)和200μm之间，或更特别地介于100μm和150μm之间，或甚至更特别地是约146μm。另外，各开口592的直径600被预先确定成使得，与预定距离598相结合，这些开口592构成具有第一直径568的圆形598(图6中所示)的预定百分比。例如，在所示实施例中，开口592可以构成圆形598的面积的48％至70％，或更特别地构成圆形598的面积的50％至65％，或甚至更特别地构成圆形598的面积的约52％。更特别地，在一特定实施例中，为了在保护装置590中得到约52％的开口面积，开口592在装置支承件594中被限定成，在直径568为约2160μm的圆形598上具有约432μm的直径600，这些开口间隔开约146μm的距离598。
在该示例性实施例中，由保护装置590导致的信号损失直接与开口592的传输情况成比例。例如，在所示实施例中，由于保护装置590的存在，本来将会从样品32进入腔室214的辐射的48％将会损失。由保护装置590导致的信号的损失也是已知的，保护装置590被配置成使得信号的损失对于辐射组件10的操作者而言是可接受的。在没有保护装置590的情况下，操作者不可以将样品32尽可能靠近辐射检测器装置14定位，以防止损坏辐射窗口组件218。由于光子被存在于样品32与辐射检测器装置14之间的空气吸收，因此，增加样品32与辐射检测器装置14之间的距离改变了撞击辐射检测器装置14的辐射的光谱含量。
这里描述的是用于保护辐射组件10的辐射窗口组件218的窗口226的示例性方法和设备。更特别地，这里描述的保护装置350防止了辐射窗口组件218外部的材料(例如外物或被测样品)接触辐射窗口组件218中包括的窗口226。另外，保护装置350降低了当辐射组件10的操作者使样品32接触到检测器系统时损坏窗口226的风险。通过允许样品32接触保护装置350，样品32与辐射源装置12和辐射检测器装置14维持预定距离。另外，保护装置可移除地耦联至辐射窗口组件218，这使得保护装置在损坏时能被更换，并且还使得能够接近辐射窗口组件218以进行检查、清洁和/或维修。
这里描述的方法和设备有助于使用XRF装置对样品进行有效和经济的测试。这里详细描述和/或说明了方法和设备的示例性实施例。该方法和设备不局限于这里描述的特定实施例，相反，各设备的部件以及各方法的步骤可以相对于这里描述的其它部件和步骤被独立地和单独地使用。各部件和各方法步骤也可以与其它部件和/或方法步骤结合使用。
当介绍这里描述和/或说明的方法和设备的元件/部件/等时，冠词“一”、“该”和“所述”表示存在一个或多个元件/部件/等。术语“包括”、“包含”和“具有”表示包括在内，意思是可能存在除了所列元件/部件/等之外的附加的元件/部件/等。
该说明书使用示例来公开本发明，包括最佳实施方案，并且使得本领域任何技术人员都能够实现本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何所含方法。本发明的可获得专利的范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员可以想到的其它示例。如果这些其它示例具有并非区别于权利要求字面语言的结构元件、或者如果这些其它示例包括非实质性区别于权利要求字面语言的等同的结构元件，则这些其它示例应落在权利要求的范围内。

Claims (19)

1.一种辐射组件，包括：
围绕腔室的基部；
穿过所述基部延伸的开孔；
覆盖所述开孔的窗口，所述窗口配置成允许辐射通过，所述窗口配置成防止流体和颗粒通过所述开孔；和
能独立于所述基部和所述窗口的保护装置，所述保护装置可移除地耦联至所述基部并且与所述窗口隔开一定距离，所述保护装置包括：
延伸穿过所述保护装置并至少部分地与所述开孔对齐的多个孔眼，
接近所述多个孔眼覆盖该保护装置的至少一部分的第一涂层，所述第一涂层配置成吸收X射线能量，该X射线能量被确定为对使用该辐射组件所执行的光谱分析进行干扰；
所述保护装置配置成允许至少一些辐射通过所述多个孔眼，所述保护装置配置成防止比所述孔眼大的物体接触所述窗口。
2.根据权利要求1所述的辐射组件，还包括定位在所述窗口的一侧的辐射源装置。
3.根据权利要求2所述的辐射组件，还包括与辐射源装置定位在所述窗口的相同侧的辐射检测器装置。
4.根据权利要求1所述的辐射组件，其中，所述保护装置包括至少部分地覆盖所述第一涂层的第二涂层，所述第二涂层配置成吸收所述第一涂层所发出的X射线。
5.根据权利要求1所述的辐射组件，其中，所述保护装置包括至少部分地覆盖所述孔眼的第三涂层。
6.根据权利要求5所述的辐射组件，其中，所述第三涂层配置成防止流体和颗粒通过所述孔眼。
7.根据权利要求3所述的辐射组件，其中，所述保护装置配置成接触所关注的样品，以在所述样品与辐射源装置和辐射检测器装置中的至少一者之间建立预定的最优距离。
8.根据权利要求1所述的辐射组件，还包括围绕成对的辐射检测器装置和辐射源装置的中空的基部，所述中空的基部和所述窗口形成封闭的体积，所述封闭的体积包括受控的气氛。
9.一种确定材料样品的元素组成的方法，所述方法包括：
提供包括辐射源装置的第一辐射组件，所述第一辐射组件包括覆盖所述辐射源装置的第一窗口；
提供包括辐射检测器装置的第二辐射组件，所述第二辐射组件包括覆盖所述辐射检测器装置的第二窗口；
用独立的可移除的保护装置覆盖所述第一窗口和第二窗口中的至少一个，该保护装置构造成耦联至该第一辐射组件或该第二辐射组件中的相应一个的外表面，该保护装置包括延伸穿过所述保护装置并至少部分地与所述第一窗口和第二窗口中的至少一个对齐的多个孔眼，并且包括接近所述多个孔眼覆盖该保护装置的至少一部分的第一涂层，所述第一涂层配置成吸收X射线能量，该X射线能量被确定为对使用该第一辐射组件或第二辐射组件所执行的光谱分析进行干扰；
定位所述第一辐射组件和第二辐射组件中的至少一个以使所述保护装置接近所述材料样品；和
使用所述保护装置防止所述材料样品接触被覆盖的窗口。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，定位所述第一辐射组件和第二辐射组件中的至少一个包括将所述保护装置定位成与所述材料样品接触。
11.根据权利要求9所述的方法，还包括使用所述辐射源装置照射所述材料样品，所述照射导致所述材料样品产生荧光。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括使用所发出的荧光辐射的波长分布和相对强度来确定所述材料样品的成份和这些成份的数量份额。
13.根据权利要求9所述的方法，还包括通过所述保护装置对所述辐射源装置所发出的辐射中的至少一些进行反射和吸收中的至少一个。
14.根据权利要求11所述的方法，还包括基于从所述材料样品发出的荧光辐射光谱、所述保护装置的布置和所述保护装置的开口面积的大小来确定所述材料样品的元素组成。
15.一种用于确定材料样品的组成的光谱仪，所述光谱仪包括：
第一辐射组件，该第一辐射组件包括：
辐射源装置，该辐射源装置配置成产生要被导向所述材料样品的初级辐射束；
第一开孔，所述初级辐射束的第一部分必须通过该第一开孔到达所述材料样品；
覆盖所述第一开孔的第一窗口，所述第一窗口配置成允许所述初级辐射束的至少第一部分通过，所述第一窗口配置成防止流体和颗粒通过所述第一开孔；
覆盖所述第一窗口的第一保护装置，所述第一保护装置包括至少部分地与所述第一开孔对齐的多个第一孔眼，所述第一保护装置配置成允许所述初级辐射束的至少第二部分通过所述多个第一孔眼到达材料样品，所述第一保护装置配置成防止比所述多个第一孔眼中的任何一个第一孔眼大的物体接触所述第一窗口；和
第二辐射组件，该第二辐射组件包括：
辐射检测器装置，该辐射检测器装置配置成产生检测器信号，该检测器信号表示来自所述材料样品的、由所述初级辐射束的第二部分与所述材料样品的相互作用产生的次级辐射束；
第二开孔，所述次级辐射束必须通过该第二开孔从所述材料样品到达所述辐射检测器装置；
覆盖所述第二开孔的第二窗口，所述第二窗口配置成允许所述次级辐射束通过，所述第二窗口配置成防止流体和颗粒通过所述第二开孔；
覆盖所述第二窗口的第二保护装置，所述第二保护装置包括至少部分地与所述第二开孔对齐的多个第二孔眼，所述第二保护装置配置成允许所述次级辐射束的至少一部分通过所述多个第二孔眼到达所述辐射检测器装置，所述第二保护装置配置成防止比所述多个第二孔眼中的任何一个第二孔眼大的物体接触所述第二窗口；
处理装置，该处理装置耦联至所述辐射源装置和所述辐射检测器装置。
16.根据权利要求15所述的光谱仪，其中，所述第一保护装置和所述第二保护装置中的至少一个包括接近相应的多个孔眼覆盖所述第一保护装置和所述第二保护装置中的所述至少一个的至少一部分的第一涂层。
17.根据权利要求15所述的光谱仪，其中，所述第一保护装置和所述第二保护装置中的至少一个包括接近相应的多个孔眼覆盖所述第一保护装置和所述第二保护装置中的所述至少一个的至少一部分的第一涂层，所述第一涂层配置成吸收被确定为干扰所述处理装置所执行的分析的X射线能量。
18.根据权利要求17所述的光谱仪，其中，所述第一保护装置和所述第二保护装置中的至少一个包括至少部分地覆盖所述第一涂层的第二涂层，所述第二涂层配置成吸收所述第一涂层所发出的X射线。
19.根据权利要求15所述的光谱仪，其中，所述第一保护装置和所述第二保护装置中的至少一个包括至少部分地覆盖相应的多个孔眼的第三涂层，所述第三涂层配置成防止流体和颗粒通过所述相应的多个孔眼中的任何一个。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011109822B4 (de) * 2011-08-09 2019-10-10 Ketek Gmbh Vorrichtung für einen Strahlungsdetektor sowie Strahlungsdetektor mit der Vorrichtung
JP6081260B2 (ja) * 2013-03-28 2017-02-15 株式会社日立ハイテクサイエンス 蛍光ｘ線分析装置
US20140301531A1 (en) * 2013-04-08 2014-10-09 James L. Failla, JR. Protective shield for x-ray fluorescence (xrf) system
US9372164B2 (en) * 2013-04-10 2016-06-21 Olympus Scientific Solutions Americas Inc. XRF instrument with removably attached window protecting films
JP6355934B2 (ja) 2014-02-18 2018-07-11 株式会社堀場製作所 放射線透過窓、放射線検出器及び放射線検出装置
WO2018082140A1 (zh) * 2016-11-02 2018-05-11 江苏超敏科技有限公司 术前束流剂量测量设备
GB2559164B (en) * 2017-01-27 2021-11-10 Teraview Ltd Method and system for measuring coating thicknesses
CN106908466A (zh) * 2017-03-29 2017-06-30 中国科学院过程工程研究所 一种在线x射线荧光光谱分析系统
DE102018120019A1 (de) * 2018-08-16 2020-02-20 Günter Dittmar Detektormodul
WO2021007590A1 (en) * 2019-07-08 2021-01-14 Thermo Scientific Portable Analytical Instruments Inc. Devices and methods for detecting elements in a sample

Family Cites Families (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2822479A (en) * 1954-02-25 1958-02-04 William W Goldsworthy Radiation counter
US2965759A (en) * 1957-01-16 1960-12-20 Eberline Instr Division Of Rey Proportional counter
US3143652A (en) * 1960-05-31 1964-08-04 Gen Electric X-ray collimator comprising a plurality of spaced plastic lamina with X-ray absorbent material coated thereon
US3388427A (en) * 1964-11-19 1968-06-18 Applied Res Lab Inc Apparatus for preparing samples for X-ray analysis
JPS59216075A (ja) 1983-05-23 1984-12-06 Toshiba Corp 放射線検出器
JPH01263261A (ja) 1988-04-15 1989-10-19 Yamaha Corp Ｘ線源窓用ベリリウム薄板の製造方法
US4933557A (en) 1988-06-06 1990-06-12 Brigham Young University Radiation detector window structure and method of manufacturing thereof
JPH02208601A (ja) 1989-02-08 1990-08-20 Seiko Instr Inc 光学用窓材及びその製造方法
US5161179A (en) 1990-03-01 1992-11-03 Yamaha Corporation Beryllium window incorporated in X-ray radiation system and process of fabrication thereof
US5323442A (en) 1992-02-28 1994-06-21 Ruxam, Inc. Microwave X-ray source and methods of use
US5226067A (en) * 1992-03-06 1993-07-06 Brigham Young University Coating for preventing corrosion to beryllium x-ray windows and method of preparing
US5329569A (en) 1993-02-18 1994-07-12 Sandia Corporation X-ray transmissive debris shield
JPH06317700A (ja) * 1993-04-30 1994-11-15 Iwasaki Electric Co Ltd 電子線照射装置
US5519752A (en) 1994-10-13 1996-05-21 Sandia Corporation X-ray transmissive debris shield
JP3166638B2 (ja) * 1996-11-29 2001-05-14 株式会社島津製作所 蛍光ｘ線分析装置
US6271913B1 (en) 1997-07-01 2001-08-07 Lj Laboratories, Llc Apparatus and method for measuring optical characteristics of an object
FR2778306B1 (fr) 1998-05-04 2000-07-21 Ecole Polytech Source de rayons x et application a la radiographie
US6408054B1 (en) * 1999-11-24 2002-06-18 Xerox Corporation Micromachined x-ray image contrast grids
US20030002627A1 (en) 2000-09-28 2003-01-02 Oxford Instruments, Inc. Cold emitter x-ray tube incorporating a nanostructured carbon film electron emitter
US6477227B1 (en) * 2000-11-20 2002-11-05 Keymaster Technologies, Inc. Methods for identification and verification
US6501825B2 (en) * 2001-01-19 2002-12-31 Keymaster Technologies, Inc. Methods for identification and verification
JP4046612B2 (ja) * 2001-05-04 2008-02-13 ニトン・コーポレーション レーザー誘起蛍光量子分析装置と組み合わせた蛍光ｘ線分析装置
US6850592B2 (en) * 2002-04-12 2005-02-01 Keymaster Technologies, Inc. Methods for identification and verification using digital equivalent data system
JP2005539351A (ja) 2002-09-13 2005-12-22 モックステック・インコーポレーテッド 放射窓及びその製造方法
WO2004089056A2 (en) * 2003-04-01 2004-10-21 Keymaster Technologies, Inc. Exempt source for an x-ray fluorescence device
US7375359B1 (en) * 2003-05-22 2008-05-20 Thermo Niton Analyzers Llc Portable X-ray fluorescence instrument with tapered absorption collar
JP4401691B2 (ja) * 2003-06-13 2010-01-20 株式会社オクテック 電子ビーム照射管の電子ビーム透過窓の製造方法
JP2005003564A (ja) * 2003-06-13 2005-01-06 Ushio Inc 電子ビーム管および電子ビーム取り出し用窓
FI20031753A (fi) * 2003-12-01 2005-06-02 Metorex Internat Oy Parannettu mittausjärjestely röntgenfluoresenssianalyysiä varten
US7020238B1 (en) * 2005-01-31 2006-03-28 Oxford Instruments Analytical Oy Adapter and analyzer device for performing X-ray fluorescence analysis on hot surfaces
US7409037B2 (en) * 2006-05-05 2008-08-05 Oxford Instruments Analytical Oy X-ray fluorescence analyzer having means for producing lowered pressure, and an X-ray fluorescence measurement method using lowered pressure
US7443959B2 (en) * 2006-10-10 2008-10-28 Oxford Instruments Analytical Oy Selective irradiation of small target area in X-ray fluorescent spectroscopy
US7474730B2 (en) * 2006-10-17 2009-01-06 Oxford Instruments Analytical Oy Compensation for fluctuations over time in the radiation characteristics of the X-ray source in an XRF analyser
US7916834B2 (en) * 2007-02-12 2011-03-29 Thermo Niton Analyzers Llc Small spot X-ray fluorescence (XRF) analyzer
US20080192889A1 (en) * 2007-02-14 2008-08-14 Martin Rohde Handheld x-ray fluorescence spectrometer
US7430274B2 (en) * 2007-02-27 2008-09-30 Innov-X-Systems, Inc. XRF analyzer
US7508906B2 (en) * 2007-04-26 2009-03-24 Oxford Instruments Analytical Oy Filter for X-ray radiation, and an arrangement for using filtered X-ray radiation for excitation
US20110121179A1 (en) * 2007-06-01 2011-05-26 Liddiard Steven D X-ray window with beryllium support structure
US7709820B2 (en) * 2007-06-01 2010-05-04 Moxtek, Inc. Radiation window with coated silicon support structure
US20080296479A1 (en) 2007-06-01 2008-12-04 Anderson Eric C Polymer X-Ray Window with Diamond Support Structure
US7737424B2 (en) 2007-06-01 2010-06-15 Moxtek, Inc. X-ray window with grid structure
US7756251B2 (en) 2007-09-28 2010-07-13 Brigham Young Univers ity X-ray radiation window with carbon nanotube frame
US8498381B2 (en) * 2010-10-07 2013-07-30 Moxtek, Inc. Polymer layer on X-ray window
US20100080351A1 (en) 2008-09-26 2010-04-01 i-Nalysis LLC Handheld spectrometer
NL2003396A (en) * 2008-09-26 2010-03-29 Asml Netherlands Bv Spectral purity filter, lithographic apparatus, and method for manufacturing a spectral purity filter.
CN102246025A (zh) * 2008-12-12 2011-11-16 特莫尼托恩分析仪器股份有限公司 X射线荧光分析仪中的自动化和峰抑制
US8155268B2 (en) * 2009-04-23 2012-04-10 Thermo Niton Analyzers Llc Rapid screening for lead concentration compliance by X-ray fluorescence (XRF) analysis
FI20105626A0 (fi) * 2010-06-03 2010-06-03 Hs Foils Oy Erittäin ohut berylliumikkuna ja menetelmä sen valmistamiseksi
US8494119B2 (en) 2010-06-18 2013-07-23 Oxford Instruments Analytical Oy Radiation window, and a method for its manufacturing
US8929515B2 (en) * 2011-02-23 2015-01-06 Moxtek, Inc. Multiple-size support for X-ray window
US8787523B2 (en) * 2011-07-01 2014-07-22 Olympus Ndt, Inc. X-ray analysis apparatus with radiation monitoring feature
DE102011109822B4 (de) * 2011-08-09 2019-10-10 Ketek Gmbh Vorrichtung für einen Strahlungsdetektor sowie Strahlungsdetektor mit der Vorrichtung
US20130268210A1 (en) * 2012-04-05 2013-10-10 John I.H. Patterson Methods and systems for performing an elemental analysis

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