CN107328800A - 一种x射线荧光光谱分析方法 - Google Patents

一种x射线荧光光谱分析方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种X射线荧光光谱分析方法，X射线荧光光谱分析方法中X射线源设置在检测仓底部，X射线源发射的X射线以垂直角度照射到样品上，提高了检测精度。同时，通过设置具有反射镜的准直部件，在需要通过摄像头观察样品位置时，通过直线电机使准直块处于观察位置，此时可通过摄像头观察样品，且拍摄的图像不产生变形失真，产品成像和位置的调整更为精确。

Description

一种X射线荧光光谱分析方法
技术领域
本发明涉及一种X射线荧光光谱分析方法，属于元素分析设备技术领域。
背景技术
任何元素的原子都是由原子核和绕核运动的电子组成，原子核外电子按其 能量的高低分层分布而形成不同的能级，因此，一个原子核可以具有多种能级 状态。能量最低的能级状态称为基态能级，其余能级称为激发态能级，能量最 低的激发态则称为第一激发态。正常情况下，原子处于基态，核外电子在各自 能量最低的轨道上运动。如果将一定外界能量如光能提供给该基态原子，当外 界光能量E恰好等于该基态原子中基态和某一较高能级之间的能级差△E时，该 原子将吸收这一特征波长的光，外层电子由基态跃迁到相应的激发态，形成原 子吸收光谱。电子跃迁到较高能级以后处于激发态，但激发态电子是不稳定的， 经过一较短时间后，激发态电子将返回基态或其它较低能级，并将电子跃迁时 所吸收的能量以光的形式释放出去，这个过程形成原子发射光谱。可见原子吸 收光谱过程吸收辐射能量，而原子发射光谱过程则释放辐射能量。X-射线荧光 光谱分析仪的分析原理是：光源发射出原级X-射线，该射线照射样品，待测元 素的原子吸收相应的能量形成激发态，外层电子向低能级电子层跃迁，同时发 射出次级X-射线，即X-射线荧光，以释放能量，通过探测器检测X-射线荧光的 强度，进而求得待测元素的含量。
现有技术中X射线荧光光谱分析仪，X射线源通常设置在底端，正对样品， 此时，用于拍摄样品的摄像头就必须倾斜设置，倾斜设置的摄像头拍摄的样品 图像必然会出现失真，如梯形失真等，导致无法正确识别出样品待检测部位的 中心，也就无法给样品调整到正确位置提供正确的图像指示。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为解决X射线荧光光谱分析仪中摄像头拍摄 样品图像失真的技术问题，提供一种位置定位精确的X射线荧光光谱分析方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明提供一种X射线荧光光谱分析方法，
使用XRF样品检测装置，XRF样品检测装置包括，
样品台，中间设置有样品检测孔；
检测仓，密封设置在样品台底部，一侧安装有观察窗；
X射线源，设置在检测仓底部，X射线源的X射线发射管沿竖直方向布置；
探测器，设置在检测仓另一侧，用于探测样品发出的二次X射线；
摄像头，镜头对准观察窗；
准直部件，包括，设置在检测仓外的电机；设置在检测仓底部的导轨；设 置导轨上的准直块；准直块上设置有反射镜和至少一个竖直布置的准直孔，准 直块能够在直线电机的驱动下沿导轨运动；
包括以下步骤：
S1：将样品放置在样品台上，样品对准检测孔；
S2：通过电机调节准直块上的反射镜位置，使摄像头经反射镜能拍摄到样 品台上样品；
S3：根据摄像头拍摄到的图像调节样品的位置，使样品上的检测区域位于 检测孔中心；
S4：通过电机调节准直块位置，使准直块上的准直孔处于X射线源与检测 孔之间，准直孔为多个时，还需要根据检查区域的大小选择准直孔的孔径；
S5：启动X射线源和探测器，完成对样品的X射线荧光光谱分析。
优选地，本发明的X射线荧光光谱分析方法，准直孔为成一列排布的若干 个，准直孔孔径为0.1mm-5mm之间的任意值，在S4步骤中，还需要根据检查区 域的大小选择准直孔的孔径。
优选地，本发明的X射线荧光光谱分析方法，准直孔为7个，孔径分别为 0.1mm、0.2mm、0.5mm、1mm、2mm、5mm、5mm。
优选地，本发明的X射线荧光光谱分析方法，样品被放置在真空仓内，调 节完样品的位置后，还包括密封真空仓，对真空仓进行抽真空的步骤。
优选地，本发明的X射线荧光光谱分析方法，真空仓进行抽真空后真空仓 内部压力为5-50pa。
优选地，本发明的X射线荧光光谱分析方法，检测孔处还设置有mylar膜。
本发明的有益效果是：
本发明的X射线荧光光谱分析方法中X射线源设置在检测仓底部，X射线源 发射的X射线以垂直角度照射到样品上，提高了检测精度。同时，通过设置具 有反射镜的准直部件，在需要通过摄像头观察样品位置时，通过直线电机使准 直块处于观察位置，此时可通过摄像头观察样品，且拍摄的图像不产生变形失 真，产品成像和位置的调整更为精确。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是具有本发明实施例的X射线荧光光谱分析方法的立体视图；
图2是具有本发明实施例的无样品台时X射线荧光光谱分析方法的立体视 图；
图3是具有本发明实施例的X射线荧光光谱分析方法的侧视图；
图4是本发明实施例的XRF准直部件的立体视图；
图中的附图标记为：
40-检测仓；401-观察窗；41-样品台；411-检测孔；42-X射线源；43-摄像 头；44-探测器；45-准直部件；451-准直块；452-直线电机；453-前挡块；454- 后挡块；4511-反射镜；4512-准直孔。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图， 仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例1
本实施例提供一种XRF样品检测装置，包括：
样品台41，中间设置有样品检测孔411，检测孔411可设置在一个能够拆 卸的样品放置板上，以方便放置板的更换，检测孔411处还设置有mylar膜；
检测仓40，密封设置在样品台41底部，一侧安装有观察窗401；
X射线源42，设置在检测仓40底部，X射线源42的X射线发射管沿竖直方 向布置(也即能以竖直方向发射X射线)；
探测器44，设置在检测仓40另一侧，用于探测样品发出的二次X射线；
准直部件45，包括直线电机452，导轨453，设置导轨453上的准直块451， 准直块451上设置有反射镜4511，若干竖直布置的准直孔4512，准直孔4512 孔径从0.1mm-5mm之间的任意值，如可以有0.1mm、0.2mm、0.5mm、1mm、2mm、 5mm等等，当然也可以更大或者更小，准直孔4512与准直孔4512之间的距离为 6-12mm，如6mm、8mm、9mm、12mm等等，准直孔4512的底部设置有滤光片，图 中有两个5mm的准直孔，其中一个未设置滤光片，另一个设置有滤光片，准直 块451能够在直线电机452的驱动下，到达如下位置：1、摄像头43经准直块 451上的反射镜4511透过检测孔411拍到位于样品台41上样品的观察位置；2、 任一准直孔4512位于X射线源42与检测孔411之间的检测位置，X射线源42 发出的X射线能够通过准直孔4512照射到位于样品台41上样品。检测仓40底 部、导轨453一侧还设置有前挡块453与后挡块454，用于限制准直块451的运 动行程。
摄像头43，镜头对准观察窗401，当摄像头43位于观察位置时，能够通过 反射镜4511观察到位于样品台41上样品；优选为水平设置，此时，反射镜4511 应与水平面成45°夹角设置。但摄像头43可以以一定角度设置，此时，反射镜 4511也需根据入射角等于反射角的原理调整角度保证能拍到样品台41。
作为变形直线电机452也可以是电机加上滚珠丝杆传动副。
上述X射线荧光光谱分析方法中X射线源42设置在检测仓40底部，X射线 源42发射的X射线以垂直角度照射到样品上，提高了检测精度。同时，通过设 置具有反射镜4511的准直部件45，在需要通过摄像头43观察样品位置时(需 要将检测位置中心对准检测孔411中心)，通过直线电机452使准直块451处于 观察位置，此时可通过摄像头43观察样品，且拍摄的图像不产生变形失真，产 品成像和位置的调整更为精确，样品位置调整结束后，再通过直线电机452使 准直块451处于检测位置，此时通过X射线源42发生X射线就可以进行X射线检测，不影响X射线检测的功能。
实施例2
本实施例提供一种X射线荧光光谱分析方法，采用实施例1所述的XRF样 品检测装置，包括以下步骤：
S1：将样品放置在样品台41上，样品对准检测孔411；
S2：通过直线电机452调节准直块451上的反射镜4511位置，使摄像头43 经反射镜4511能拍摄到样品台41上样品；
S3：根据摄像头43拍摄到的图像调节样品的位置，使样品上的检测区域位 于检测孔411中心；
S4：通过直线电机452调节准直块451位置，使准直块451上的准直孔4512 处于X射线源42与检测孔411之间，准直孔4512为多个时，还需要根据检查 区域的大小选择准直孔4512的孔径；
S5：启动X射线源42和探测器44，完成对样品的X射线荧光光谱分析。
进一步地，样品被放置在真空仓内，调节完样品的位置后，还包括密封真 空仓，对真空仓进行抽真空的步骤。
X射线荧光光谱分析方法中X射线源设置在检测仓底部，X射线源发射的X 射线以垂直角度照射到样品上，提高了检测精度。同时，通过设置具有反射镜 的准直部件，在需要通过摄像头观察样品位置时，通过直线电机使准直块处于 观察位置，此时可通过摄像头观察样品，且拍摄的图像不产生变形失真，产品 成像和位置的调整更为精确。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作 人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。 本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围 来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种X射线荧光光谱分析方法，其特征在于，
使用XRF样品检测装置，XRF样品检测装置包括，
样品台(41)，中间设置有样品检测孔(411)；
检测仓(40)，密封设置在样品台(41)底部，一侧安装有观察窗(401)；
X射线源(42)，设置在检测仓(40)底部，X射线源(42)的X射线发射管沿竖直方向布置；
探测器(44)，设置在检测仓(40)另一侧，用于探测样品发出的二次X射线；
摄像头(43)，镜头对准观察窗(401)；
准直部件(45)，包括，设置在检测仓(40)外的电机；设置在检测仓(40)底部的导轨(453)；设置导轨(453)上的准直块(451)；准直块(451)上设置有反射镜(4511)和至少一个竖直布置的准直孔(4512)，准直块(451)能够在直线电机(452)的驱动下沿导轨(453)运动；
包括以下步骤：
S1：将样品放置在样品台(41)上，样品对准检测孔(411)；
S2：通过电机调节准直块(451)上的反射镜(4511)位置，使摄像头(43)经反射镜(4511)能拍摄到样品台(41)上样品；
S3：根据摄像头(43)拍摄到的图像调节样品的位置，使样品上的检测区域位于检测孔(411)中心；
S4：通过电机调节准直块(451)位置，使准直块(451)上的准直孔(4512)处于X射线源(42)与检测孔(411)之间，准直孔(4512)为多个时，还需要根据检查区域的大小选择准直孔(4512)的孔径；
S5：启动X射线源(42)和探测器(44)，完成对样品的X射线荧光光谱分析。
2.根据权利要求1所述的X射线荧光光谱分析方法，其特征在于，准直孔(4512)为成一列排布的若干个，准直孔(4512)孔径为0.1mm-5mm之间的任意值，在S4步骤中，还需要根据检查区域的大小选择准直孔(4512)的孔径。
3.根据权利要求2所述的X射线荧光光谱分析方法，其特征在于，准直孔(4512)为7个，孔径分别为0.1mm、0.2mm、0.5mm、1mm、2mm、5mm、5mm。
4.根据权利要求1-3任一项所述的X射线荧光光谱分析方法，其特征在于，样品被放置在真空仓内，调节完样品的位置后，还包括密封真空仓，对真空仓进行抽真空的步骤。
5.根据权利要求4所述的X射线荧光光谱分析方法，其特征在于，真空仓进行抽真空后真空仓内部压力为5-50pa。
6.根据权利要求4所述的X射线荧光光谱分析方法，其特征在于，检测孔(4512)处还设置有mylar膜。
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