CN108469446A - 一种荧光x射线吸收谱探测器 - Google Patents
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Abstract
本发明创造提供了一种荧光X射线吸收谱探测器，包括实验样品仓，实验样品仓前端设置两个一维狭缝结构，第二个一维狭缝结构与第一个一维狭缝结构成90°叠放，一维狭缝结构后端设置大面积半导体光电二极管探测器，一维狭缝结构包括铝框，铝框内安装有若干叶片，其中叶片的安装与焦点的射线方向重合，焦点为狭缝到样品的距离；大面积半导体光电二极管探测器包括铝壳体，光电二极管固定于铝壳体，并通过BNC信号引出插座输出电信号。本发明创造将两个一维狭缝结构成90°组合则具有二维狭缝的作用，提高了效荧光的通过效率；本发明创造探测效率高，检测灵敏度高，结构简单，制作简单，成本低。
Description
技术领域
本发明创造属于物质结构分析仪器设备领域，尤其是涉及一种荧光X射线吸收谱探测器。
背景技术
图1为美国EXAFS公司生产的LYTLE型荧光X射线电离室探测器的结构示意图。其工作原理：当同步辐射X光束进入实验样品仓穿过固定于样品架上的样品，被入射X射线激发的样品产生特定的X射线荧光，该X射线荧光中包含携带样品结构的信息的成分，同时也包含干扰成分。为了提高信噪比，在探测器前设置了滤波片用以滤除干扰成分。但在X射线荧光作用下滤波片会发生二次荧光发射，成为新的干扰源。为了解决这一问题在滤波片后设置了一个二维狭缝，狭缝的焦点位于样品上，则由样品产生的荧光能最大程度的通过狭缝而到达探测器，但滤波片不在狭缝的焦点，所以很大程度被狭缝阻挡，不能通过。探测器设置在狭缝后边，该产品采用一种大接收面积的电离室做为探测器，用于将荧光X射线转换为电信号输出以便数据采集分析获得样品结构信息。
其基本结构由二维狭缝及大接收面积的电离室与弱电流信号放大器组成。两者的设计与制造都存在较大的难度，而且该设备的测量精度也存在提高的空间。
发明内容
有鉴于此，本发明创造旨在提出一种荧光X射线吸收谱探测器，以提高探测效率，以及检测的灵敏度。
为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：
一种荧光X射线吸收谱探测器，包括实验样品仓，实验样品仓前端设置两个一维狭缝结构，其中，第二个一维狭缝结构与第一个一维狭缝结构成90°叠放，一维狭缝结构后端设置大面积半导体光电二极管探测器，用于将光信号转换成电信号输出。
进一步的，所述一维狭缝结构包括铝框，所述铝框内安装有若干叶片，其中叶片的安装与焦点的射线方向重合，焦点为狭缝到样品的距离。
进一步的，所述叶片选用11片。
进一步的，所述大面积半导体光电二极管探测器包括铝壳体，光电二极管固定于铝壳体，并通过BNC信号引出插座输出电信号。
进一步的，所述光电二极管采用滨松S4276-02，有效面积为48×48mm。
相对于现有技术，本发明创造所述的一种荧光X射线吸收谱探测器具有以下优势：
(1)本发明创造将两个一维狭缝结构成90°叠放组合则具有二维狭缝的作用，提高了效荧光的通过效率；
(2)本发明创造利用大面积半导体光电二极管(滨松S4276-02)构成探测器，替代了大接收面积的电离室作为光电转换的探测器，具有更高的探测灵敏度，结构简单，制作工艺简单；
(3)本发明创造探测效率高，检测灵敏度高，结构简单，制作简单，成本低。
附图说明
构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：
图1为本发明创造实施例所述的LYTLE型X射线荧光谱学探测器结构示意图；
图2为本发明创造实施例所述的光电二极管仓内部俯视图；
图3为本发明创造实施例所述的光电二极管仓的剖面图；
图4为本发明创造实施例所述的一维狭缝结构的俯视图；
图5为本发明创造实施例所述的一维狭缝结构的剖面图。
附图标记说明：
1-光电二极管；2-铝壳体；3-BNC信号引出插座；4-叶片；5-焦点；6-铝框。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。
如图1-5所示，本发明创造提供一种荧光X射线吸收谱探测器，包括：一维狭缝结构、大面积半导体光电二极管探测器为主要部件组合构成的一种荧光X射线吸收谱探测器，在实验样品仓的窗口一次固定安装一维狭缝结构，第二个一维狭缝结构与第一个成90°叠放，最后为大面积半导体光电二极管探测器，由此构成了荧光X射线吸收谱探测器的整体；
如图4-5所示，一维狭缝包括：铝框6；用于固定叶片；叶片4，一维狭缝即是由一组特定安装位置的叶片组成；焦点5，对于一维狭缝，有一个焦点5，在荧光X射线吸收谱探测器的整体结构中，焦点应该处于样品上，即狭缝到样品的距离为F，而每一叶片4，安装应与焦点的射线方向重合如图5所示。叶片的数量越多对干扰的阻断效应越高，但有效光的通过率也减少，综合考虑本设计选用11叶片。本发明创造将两个一维狭缝成90°叠放，则同样起到二维狭缝的作用，但其设计与制造都大大简化，便于生产，此外这种替代的结果提高了有效荧光的通过效率；
如图2、3所示，大面积半导体光电二极管探测器特征包括：光电二极管(滨松S4276-02)1，铝壳体2，BNC信号引出插座3；其中，滨松S4276-02光电二极管有效面积为48×48mm，为了降低暗电流，采用无偏压运用，其暗电流>15pA。铝壳体采用一体加工，屏蔽可见光，光电二极管固定于壳体。用大面积半导体光电二极管(滨松S4276-02)构成探测器，替代了大接收面积的电离室作为光电转换的探测器。与电离室相同，光电二极管也可以将X射线转换为电流，由于其电离能比气体的电离能低一个量级，所以他的探测灵敏度高。此外其外部结构简单，所以制作工艺简单，且省略了弱电流信号放大器。
本发明创造的一种荧光X射线吸收谱探测器具有探测效率高，检测灵敏度高，结构简单，成本低的优势，使生产制作提供了成为可能。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种荧光X射线吸收谱探测器，其特征在于：包括实验样品仓，实验样品仓前端设置两个一维狭缝结构，其中，第二个一维狭缝结构与第一个一维狭缝结构成90°叠放，一维狭缝结构后端设置大面积半导体光电二极管探测器，用于将光信号转换成电信号输出。
2.根据权利要求1所述的一种荧光X射线吸收谱探测器，其特征在于：所述一维狭缝结构包括铝框，所述铝框内安装有若干叶片，其中叶片的安装与焦点的射线方向重合，焦点为狭缝到样品的距离。
3.根据权利要求2所述的一种荧光X射线吸收谱探测器，其特征在于：所述叶片选用11片。
4.根据权利要求1所述的一种荧光X射线吸收谱探测器，其特征在于：所述大面积半导体光电二极管探测器包括铝壳体，光电二极管固定于铝壳体，并通过BNC信号引出插座输出电信号。
5.根据权利要求4所述的一种荧光X射线吸收谱探测器，其特征在于：所述光电二极管采用滨松S4276-02，有效面积为48×48mm。
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