CN107863172B - 光学准直器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光学准直器，包括带有准直孔的本体部分，所述准直孔的孔壁沿轴向方向间隔设置有起屏蔽作用的凸环部。当原级射线从入射端进入后，照射到凸环部侧面的射线被凸环部屏蔽；照射到两个凸环部之间的凹处内壁的射线，反射的荧光也会被凸环部的侧面屏蔽；绝大部分的经过凸环部的端面反射出来的带有内壁材料特征的射线会被反射路线上的其他凸环部屏蔽；剩下的基本上是未经反射直接从出射端离开准直器的原级射线。原级射线通过该本发明后即可以保证光路的准直，有效的避免了原级射线反射出来的带有内壁材料特征的射线对结果产生强烈干扰的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学准直器。
背景技术
X射线荧光光谱是现代仪器分析中十分重要的一种分析技术，也是无损分析领域里占据着举足轻重地位的仪器。X射线荧光光谱仪按照色散类型可以分为能量色散(EDXRF)以及波长色散(WDXRF)。自上世纪50年代末我国引进能量色散型仪器以来，我国在能散型仪器的研究生产方面得到快速发展，而能散型仪器较波散型相比无论在发展速度亦或创新及分析领域上前者均已极大地超越了后者。
随着仪器的发展与更新换代，仪器的整体性能也得到了一个又一个质的提升。这些整体提升的性能特别依赖于一些仪器内部件，如滤光片、准直器、三维偏正载体等。然而随着各种内部件在仪器系统内的引入也给X射线的传递提出了更复杂的环境及更高的要求，如X射线的准直。
传统准直器通常采取片状或管状的结构。片准直器虽然结构简单加工方便，但仅能在较短的光路中提供极其有限的准直效果，一旦距离增加则光斑形成较大的圆锥体底部形状，若降低准直器口径又会不可避免地降低X射线通量。管状准直器在功能上能提供近乎柱状而非圆锥状的光路传递轨迹，同时由于是相对较为封闭的结构较之片准直器而言提供了最大程度的防止X射线散射的保护，因此现在越来越多的企业采用管状准直器。
但管状准直器在防止X射线散射的同时，由于准直孔内壁为直通的直管，而非常容易使得X射线照射到管壁继而产生带有管壁材料的特征X射线荧光，对测试产生多种不良影响：影响测试样品中元素的激发、对某些目标元素(特别是含有准直器材质元素的待测样品的分析及该种元素临近元素或系线间干扰元素)的定量分析产生强烈干扰，其中低含量元素尤甚。
发明内容
针对以上技术问题，本发明的目的在于提供一种光学准直器，以解决现有技术中X射线束照射到准直孔内壁所产生的带有管准直器材质的特征X射线荧光，对测试产生不良影响的问题。
本发明目的是这样实现的：
光学准直器，包括带有准直孔的本体部分，其特征在于：所述准直孔的孔壁沿轴向方向间隔设置有起屏蔽作用的凸环部。
优选的，在准直孔的孔壁上，所述凸环部等间距间隔设置。进一步，相邻凸环部之间的间隔为3mm-20mm，(视管长管径而定)。
优选的，所述准直孔为等径的圆柱形孔。
优选的，所述准直孔为圆锥形轴孔。
优选的，所述凸环部的内孔端面的宽度为≤3mm(视原级X射线波长及管材质而定)。进一步，所述凸环部为扁平薄圆环。或者，所述凸环部为外厚内薄结构。
优选的，所述本体部分包括外径相同、内径不相同的小孔径环和大孔径环，小孔径环和大孔径环的厚度一样，大孔径环的数量为小孔径环的n倍，且小孔径环和大孔径环按照1：n的比例交替紧密排列，其中n为≥2的自然数(视管长管径而定)。进一步，小孔径环和大孔径环上均设置有定位销安装孔，小孔径环和大孔径环交替排列后，通过定位销连接，并由螺栓锁紧固定。
当原级射线从入射端进入后，照射到凸环部侧面的射线被凸环部屏蔽；照射到两个凸环部之间的凹处内壁(相对凸环部而言)的射线，反射的荧光也会被凸环部的侧面屏蔽；绝大部分的经过凸环部的端面反射出来的带有内壁材料特征的射线会被反射路线上的其他凸环部屏蔽；剩下的基本上是未经反射直接从出射端离开准直器的原级射线。
原级射线通过该方案所述的光学准直器后即可以保证光路的准直，又不会引入管壁材料的特征射线荧光到光路系统中，还达到了在光路传递中不发生径向散射的作用。
使用本发明，带有内壁材料特征的射线的过滤效果在95％以上。
本发明主要适用于原射线在照射到准直孔内壁时会产生其他干扰射线的准直。
本发明的特点可参阅本案附图及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图。
图2为本发明实施例2的结构示意图。
图3为本发明实施例3的结构示意图。
图4为本发明实施例4的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例进一步阐述本发明。
实施例1
如图1所示，一种光学准直器，包括带有准直孔110的本体部分100，准直孔110为等径的圆柱形孔。
准直孔110的孔壁沿轴向方向间隔设置有起屏蔽作用的凸环部120，且凸环部等间距间隔设置，形成连续凹凸的准直孔的孔壁。
凸环部120为扁平薄圆环。凸环部厚度为通常≤3mm(视原级X射线波长及管材质而定)。
相邻凸环部之间的间隔为3-20mm(视管长管径而定)。
当原级X射线从入射端进入后，照射到准直孔孔壁的凸环部侧面121的X射线被凸环部屏蔽(如图1中的光线B)；照射到两个凸环部之间的凹处内壁(相对凸环部而言)的X射线，反射的带有内壁材料特征的X射线荧光也会被凸环部的侧面屏蔽；绝大部分的经过凸环部的端面反射出来的带有内壁材料特征的X射线会被反射路线上的其他凸环部屏蔽；且凸环部的厚度很薄，即使能产生内壁材料特征X射线荧光，对测试结果的最终影响亦可忽略不计。剩下的基本上是未经反射直接从出射端离开准直器的原级射线(如图1中的光线A)。
使用这种结构的光学准直器，带有内壁材料特征的射线的过滤效果在95％以上。
实施例2
如图2所示，一种光学准直器，包括带有准直孔的本体部分，与实施例1的主要区别是：准直孔为圆锥形轴孔111。
准直孔的孔壁沿轴向方向间隔设置有起屏蔽作用的凸环部，且凸环部等间距间隔设置，形成连续凹凸的准直孔的孔壁。
凸环部为扁平薄圆环。凸环部厚度为通常≤3mm(视原级X射线波长及管材质而定)。
相邻凸环部之间的间隔为3mm-20mm(视管长管径而定)。
当原级X射线从入射端进入后，照射到准直孔孔壁的凸环部侧面的X射线被凸环部屏蔽；照射到两个凸环部之间的凹处内壁(相对凸环部而言)的X射线，反射的带有内壁材料特征的X射线荧光也会被凸环部的侧面屏蔽；绝大部分的经过凸环部的端面反射出来的带有内壁材料特征的X射线会被反射路线上的其他凸环部屏蔽；且凸环部的厚度很薄，即使能产生内壁材料特征X射线荧光，对测试结果的最终影响亦可忽略不计。剩下的基本上是未经反射直接从出射端离开准直器的原级射线。
使用这种结构的光学准直器，带有内壁材料特征的射线的过滤效果在95％以上。
实施例3
如图3所示，一种光学准直器，包括带有准直孔的本体部分，准直孔为等径的圆柱形孔。
准直孔的孔壁沿轴向方向间隔设置有起屏蔽作用的凸环部，且凸环部等间距间隔设置，形成连续凹凸的准直孔的孔壁。与实施例1的主要区别是：凸环部130为外厚内薄结构。
相邻凸环部之间的间隔为3mm-20mm(视管长管径而定)。
当原级X射线从入射端进入后，照射到准直孔孔壁的凸环部侧面的X射线被凸环部屏蔽；照射到两个凸环部之间的凹处内壁(相对凸环部而言)的X射线，反射的带有内壁材料特征的X射线荧光也会被凸环部的侧面屏蔽；绝大部分的经过凸环部的端面反射出来的带有内壁材料特征的X射线会被反射路线上的其他凸环部屏蔽；由于凸环部130为外厚内薄结构，即使能产生内壁材料特征X射线荧光，对测试结果的最终影响亦可忽略不计。剩下的基本上是未经反射直接从出射端离开准直器的原级射线。
使用这种结构的光学准直器，带有内壁材料特征的射线的过滤效果在97％以上。
实施例4
如图4所示，一种光学准直器，包括带有准直孔的本体部分，本体部分包括外径相同、内径不相同的小孔径环140和大孔径环150，小孔径环140和大孔径环150的厚度一样，大孔径环150的数量为小孔径环140的n倍，且小孔径环和大孔径环按照1：4(可以根据实际情况调整)的比例交替紧密排列。小孔径环140和大孔径环150上均设置有定位销安装孔，小孔径环和大孔径环交替排列后，通过定位销160连接，并通过平垫圈170和螺栓180锁紧固定。
小孔径环140与大孔径环150的孔径差即为凸环部141，形成连续凹凸的准直孔孔壁。
当原级X射线从入射端进入后，照射到准直孔孔壁的凸环部侧面的X射线被凸环部141屏蔽；照射到两个凸环部之间的凹处内壁(相对凸环部而言)的X射线，反射的带有内壁材料特征的X射线荧光也会被凸环部141的侧面屏蔽；绝大部分的经过凸环部的端面反射出来的带有内壁材料特征的X射线会被反射路线上的其他凸环部屏蔽；且凸环部141的厚度很薄，即使能产生内壁材料特征X射线荧光，对测试结果的最终影响亦可忽略不计。剩下的基本上是未经反射直接从出射端离开准直器的原级射线。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (9)
1.光学准直器，包括带有准直孔的本体部分，其特征在于，所述准直孔的孔壁沿轴向方向间隔设置有起屏蔽作用的凸环部；
所述本体部分包括外径相同、内径不相同的小孔径环和大孔径环，小孔径环与大孔径环的孔径差即为凸环部，形成连续凹凸的准直孔孔壁；小孔径环和大孔径环的厚度一样，大孔径环的数量为小孔径环的n倍，且小孔径环和大孔径环按照1：n的比例交替紧密排列，其中n为≥2的自然数。
2.根据权利要求1所述的光学准直器，其特征在于，小孔径环和大孔径环上均设置有定位销安装孔，小孔径环和大孔径环交替排列后，通过定位销连接，并由螺栓锁紧固定。
3.根据权利要求1所述的光学准直器，其特征在于，在准直孔的孔壁上，所述凸环部等间距间隔设置。
4.根据权利要求3所述的光学准直器，其特征在于，相邻凸环部之间的间隔为3mm-20mm。
5.根据权利要求1所述的光学准直器，其特征在于，所述准直孔为等径的圆柱形孔。
6.根据权利要求1所述的光学准直器，其特征在于，所述准直孔为圆锥形轴孔。
7.根据权利要求1所述的光学准直器，其特征在于，所述凸环部的内孔端面的宽度为≤3mm。
8.根据权利要求1所述的光学准直器，其特征在于，所述凸环部为扁平薄圆环。
9.根据权利要求1所述的光学准直器，其特征在于，所述凸环部为外厚内薄结构。
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