CN111487270A - 一种射线诱导发光装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种射线诱导发光装置，属于光学检测技术领域，小巧轻便、接口丰富、易于联用，适用多种不同射线源，可满足闪烁材料性能测试中对射线能谱和功率的差异化需求。所述装置包括：样品箱，至少两个侧壁设有装配孔，射线源装配在任意一个装配孔上；透光窗片，装配在至少一个除装配射线源的装配孔之外的其余装配孔上，或替代至少一个除装配射线源的侧壁之外的其余侧壁，样品受射线源激发所发出的光可透过透光窗片从样品箱内出射；当样品箱侧壁设有除装配射线源和透光窗片的装配孔之外的其余装配孔时，在除装配射线源和透光窗片之外的其余装配孔上装配防辐射塞。
Description
技术领域
本发明涉及一种射线诱导发光装置，属于光学检测技术领域。
背景技术
特定种类射线诱导发光光谱检测技术是指用特定种类射线激发样品材料使其发光，然后使用光谱仪获得其发射光谱，例如采用X射线、γ射线等射线激发样品材料的技术可用于闪烁材料的闪烁性能检测等领域。
现有的特定种类射线诱导发光光谱检测设备，一般利用松散组合的X射线源和样品箱完成X射线诱导发光实验和信号收集，因防护需要导致体积偏大，不便放置于普通发射光谱仪样品仓内完成便捷联用，且现有的射线源多为X射线源且激发方式单一，难以满足不同种类材料对射线源种类、激发功率、能谱的多样需求。
发明内容
本发明提供了一种射线诱导发光装置，体积小，重量轻，联用便捷，且可方便更换几种不同小型射线源以满足不同种类闪烁材料对射线能谱和功率的差异化需求。
本发明提供了一种射线诱导发光装置，所述装置包括：
样品箱，所述样品箱的侧壁或顶壁中的至少两个上设有装配孔，所述射线源装配在任意一个所述装配孔上，透光窗片，所述透光窗片用于透光和防止辐射泄漏，所述透光窗片装配在至少一个除装配所述射线源的装配孔之外的其余装配孔上，或替代至少一个除装配所述射线源的侧壁之外的其余侧壁；待测样品受射线源激发所发出的光可透过所述透光窗片从所述样品箱内出射；
当所述样品箱侧壁设有除装配所述射线源和所述透光窗片的装配孔之外的其余装配孔时，在除装配所述射线源和所述透光窗片之外的其余装配孔上装配防辐射塞，所述防辐射塞用于防止辐射泄漏和遮光。
可选的，所述装置还包括升降支架，所述升降支架位于所述样品箱的底部，用于调节所述样品箱在竖直方向上的位置。
可选的，所述装置还包括变温台，所述变温台用于对所述待测样品的温度进行调节。
可选的，所述变温台设置在所述升降支架和所述样品箱之间，所述变温台与所述样品箱的底座连接，所述升降支架还用于调节所述变温台在竖直方向上的位置。
可选的，所述装置还包括样品架，所述样品架位于所述样品箱的箱体内，用于放置待测样品，以使所述射线源发出的射线照射到所述待测样品上。
可选的，所述装置还包括装配在所述样品箱内的连接座，所述连接座可设置在所述样品箱的底座上或所述变温台上；当所述连接座设置在所述变温台上时，所述连接座通过所述底壁上的通孔从所述变温台伸入所述样品箱；所述样品架设置在所述连接座上，且与所述连接座可拆卸连接；所述连接座采用导热材料制作而成。
可选的，所述装置还包括设置在所述样品架外部上的石英罩，所述石英罩用于将所述待测样品密封在其内部，以隔绝外部水汽进入所述待测样品中。
可选的，所述装置还包括光纤转接组件，当所述样品箱上设有装配所述透光窗片的装配孔时，所述光纤转接组件替代所述透光窗片装配在至少一个装配所述透光窗片的装配孔上。
可选的，所述射线源包括α射线源、β射线源、γ射线源和X射线源。
可选的，所述装置可放入光谱仪样品仓或暗室内，并与光谱探测系统联用；所述光谱探测系统用于接收从所述透光窗片出射的光谱信号。
可选的，所述射线诱导发光装置和所述光谱探测系统之间光路上设置有光学组件，所述光学组件用于对从所述透光窗片出射的光线进行会聚整形。
本发明能产生的有益效果包括：
本发明提供的射线诱导发光装置，防辐射设计轻巧，可放置在普通发射光谱仪样品仓内使用，且可联用变温装置。通过在样品箱的侧壁或顶壁设置多个装配孔，不同种类射线源可以灵活地安装在不同位置的装配孔上，这样使得射线的激发方式多样，可适用不同的待测材料。
附图说明
图1为本发明实施例提供的射线诱导发光装置结构示意图一；
图2为本发明实施例提供的射线诱导发光装置结构示意图二；
图3为本发明实施例提供的射线诱导发光装置结构示意图三；
图4为本发明实施例提供的射线诱导发光装置结构示意图四；
图5为本发明实施例提供的射线诱导发光装置结构示意图五；
图6为本发明实施例提供的射线诱导发光装置结构示意图六；
图7为本发明实施例提供的射线诱导发光装置结构示意图七；
图8为本发明实施例提供的射线诱导发光装置结构示意图八；
图9为本发明实施例提供的光谱仪结构示意图；
图10为本发明实施例提供的射线诱导发光装置结构示意图九；
图11为本发明实施例提供的射线诱导发光装置结构示意图十；
图12为本发明实施例提供的射线诱导发光装置结构示意图十一；
图13为本发明实施例提供的光纤转接组件示意图。
具体实施方式
下面结合实施例详述本发明，但本发明并不局限于这些实施例。
本发明实施例提供了一种射线诱导发光装置，如图1至图8所示，所述装置包括：射线源11，用于产生射线，射线源11装配在任意一个装配孔14上，射线源11包括原子源、电子源、离子源、X射线源或γ射线源，示例的，原子源可以是α射线源，电子源可以是β射线源，在本发明实施例中，射线源11包括但不限于α射线源、β射线源、γ射线源和X射线源。样品箱12，样品箱12的侧壁或顶壁中的至少两个上设有装配孔14，射线源11装配在任意一个装配孔14内；透光窗片13用于透光和防止辐射泄漏，透光窗片13装配在至少一个除装配射线源11的装配孔之外的其余装配孔上，或替代至少一个除装配射线源11的侧壁之外的其余侧壁；当透光窗片13设置在样品箱12侧壁时，其形状为方形，可替换样品箱12的原有侧壁并与所述样品箱12的其他侧壁耦合，当透光窗片13设置在装配孔14内时，其形状适配装配孔14。样品架15，样品架15位于样品箱12的箱体内并设置在连接座19上，用于放置待测样品，以使射线源11发出的射线照射到待测样品上；防辐射塞16，防辐射塞16用于封堵除装配射线源11和透光窗片13的装配孔外的其余装配孔14。其中，透光窗片13可以设计为能使较宽波段的光透过的大口径防辐射窗口，光通量较大，适用波段宽。
本发明实施例对于装配孔14的设置数量不做限定，示例的，可以在样品箱12上除设置有透光窗片13的侧壁外的其余每个侧壁上设置一个装配孔14，射线源11或透光窗片13也可以装配在任意一个装配孔14上，其余装配孔14全部用防辐射塞16封堵，以防射线从装配孔14外泄。
为了防止样品箱12内的射线外泄，样品箱12可以采用防辐射性能好的材料制作，示例的，可以采用铜块制作样品箱12。另外，透光窗片13也选用具有防辐射功能的材料，示例的，透光窗片13可以是防辐射玻璃或晶体，示例的，可为铅玻璃、氟化钡(BaF2)玻璃、氟化锂(LiF2)窗片、氟化钙(CaF2)窗片、氟化镁(MgF2)窗片的任意一种，本发明实施例对此不做限定。
参考图1所示，为了便于放置待测样品的样品架15从样品箱12中取出或放入样品箱12，样品箱12的顶部设有开口，开口处设置有顶盖10，顶盖10可以封闭该开口。
本发明提供的射线诱导发光装置，防辐射设计轻巧，可放置在普通发射光谱仪样品仓内使用，且可联用变温装置。通过在样品箱的侧壁或顶壁设置多个装配孔，不同种类射线源可以灵活地安装在不同位置的装配孔上，这样使得射线的激发方式多样，适用于不同的待测材料。
进一步的，所述装置还包括升降支架17，升降支架17位于样品箱12的底部，用于调节样品箱12在竖直方向上的位置。这样便于射线源11激发的可见光的收集光路对准光谱探测系统，利于发射光谱分析的光路对中准直。
在本发明实施例中，所述装置还包括变温台18，变温台18用于对待测样品的温度进行调节。变温台18设置在升降支架17和样品箱12之间，变温台18与样品箱12的底座连接，升降支架17还用于调节变温台18在竖直方向上的位置。本发明实施例中的变温台18可在77K～800K之间进行检测。在实际应用中，变温台18可以是冷热台。
进一步的，所述装置还包括设置在变温台18上的连接座19，样品架15设置在连接座19上，且与连接座19可拆卸连接；连接座19采用导热材料制作而成。连接座19可以位于样品箱12内，连接座19采用导热性能好的材料制作而成，示例的，可以采用铜材料来制作连接座19。所述样品架15外部设置石英罩25，石英罩25用于将待测样品密封在其内部，以隔绝外部水汽进入待测样品中。
图1和图2示出了射线诱导发光装置的第一种装配方式。样品箱12的侧壁具有装配孔14(可参见图8)，不用时用防辐射塞16塞住，顶部装有顶盖10，下方为变温台18，变温台18上装配有连接座19，及装配在连接座19上的样品架15，样品架15和连接座19之间采用连接件紧密连接，便于传热。示例的，连接件可以为螺丝。样品架15可以是常温样品架，也可以是变温样品架。变温台18下方为升降支架17，用于调节样品箱12和变温台18的高度。射线源11位于样品箱12侧壁，样品箱12上与装配有射线源11的侧壁相邻的两个侧壁中的一个装配防辐射的透光窗片13，另一个的装配孔14上装配防辐射塞16，与射线源11相对的侧壁上的装配孔14上也装配防辐射塞16。射线源11可采用1-3种型号。射线从射线源11的出射口出射后照射样品架15上的待测样品，待测样品被激发的光谱信号散射后从透光窗片13所在侧壁透过透光窗片13进入光谱探测系统23，用光谱探测系统获得光谱信号的检测结果。
图3所示为射线诱导发光装置第一种装配方式的常温型，即去除了变温台18，其他结构不变。连接座19设置在样品箱12的底座上，不采用连接件连接。
图4、图5和图10所示为射线诱导发光装置的第二种装配方式，与第一种装配方式不同的是，样品箱12上与射线源11所在侧壁相邻的2个侧壁装配防辐射塞16，对面为透光窗片13。射线从射线源11出射口穿过石英罩25照射样品架15内的待测样品，待测样品被激发出的光谱信号直接从透光窗片13所在侧壁经透光窗片13透射进入光谱探测系统20(可参见图9)，射线被透光窗片13阻挡，透射的光谱信号用光谱探测系统23获得检测结果。
图6和图7所示为射线诱导发光装置的第三种装配方式，与第一种装配方式不同的是，射线源11装配在样品箱12的正上方，从顶盖10伸入样品箱12。样品箱12内部装配样品架15。样品架15外部有石英罩将待测样品密封在其内部，以隔绝外部水汽进入待测样品中，结构与图5和图10类似，并被连接座19固定，连接座19被固定在变温台18上。在样品架15的斜面正对装配在装配孔14内的透光窗片13，其他侧壁装配有防辐射塞16。射线从射线源11出射口照射样品架15内的待测样品，待测样品被激发出的光谱信号直接从透光窗片13所在侧壁经透光窗片13透射进入光谱探测系统20(可参见图9)，射线被透光窗片13阻挡，透射的光谱信号用光谱探测系统20获得检测结果。
参见图9所示，所述射线诱导发光装置可放置于光谱仪样品仓22内，所述光谱仪由激发装置23，光谱探测系统20，样品仓22和光学平台24组成，进一步的，光谱仪样品仓22内还包括位于射线诱导发光装置和光谱探测系统22之间光路上的光学组件21，光学组件21用于对从透光窗片13出射的光谱信号进行会聚整形。其中，光学组件21可以为透镜、透镜组或通过光纤接头耦合在装配孔14上的光纤。
如图5和图9所示，射线从射线源11照射样品架15内的待测样品，激发的光谱信号散射后从透光窗片13出射，经光学组件21后进入光谱探测系统20，用光谱探测系统20获得光谱信号的光谱检测结果。
图11和图12所示为射线诱导发光装置的第四种装配方式，与第一种装配方式不同的是，在样品箱12的装配孔内不装配透光窗片13，改为装配光纤转接组件26。参考图13所示，光纤转接组件26由光纤接头2601，镜筒2602和透镜2603组成，镜筒2602连接光纤接头2601和透镜2603，采用压圈将透镜2603固定在镜筒2602一端。镜筒2602装配透镜2603的一端通过转接法兰装配在样品箱3的装配孔上。射线从射线源11照射样品架15上的样品，样品的发射光信号从光纤转接组件26出射，通过光纤转接组件26连接的光纤进入光纤光谱仪。
以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。
Claims (10)
1.一种射线诱导发光装置，其特征在于，所述装置包括：
射线源，用于产生射线；
样品箱，所述样品箱的侧壁或顶壁中的至少两个上设有装配孔，所述射线源装配在任意一个所述装配孔上；
透光窗片，所述透光窗片用于透光和防止辐射泄漏，所述透光窗片装配在至少一个除装配所述射线源的装配孔之外的其余装配孔上，或替代至少一个除装配所述射线源的侧壁之外的其余侧壁；待测样品受射线源激发所发出的光可透过所述透光窗片从所述样品箱内出射；
当所述样品箱侧壁设有除装配所述射线源和所述透光窗片的装配孔之外的其余装配孔时，在除装配所述射线源和所述透光窗片之外的其余装配孔上装配防辐射塞，所述防辐射塞用于防止辐射泄漏和遮光。
2.根据权利要求1所述的射线诱导发光装置，其特征在于，所述装置还包括升降支架，所述升降支架位于所述样品箱的底部，用于调节所述样品箱在竖直方向上的位置。
3.根据权利要求2所述的射线诱导发光装置，其特征在于，所述装置还包括变温台，所述变温台用于对所述待测样品的温度进行调节。
4.根据权利要求3所述的射线诱导发光装置，其特征在于，所述变温台设置在所述升降支架和所述样品箱之间，所述变温台与所述样品箱的底座连接，所述升降支架还用于调节所述变温台在竖直方向上的位置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的射线诱导发光装置，其特征在于，所述装置还包括样品架，所述样品架位于所述样品箱的箱体内，用于放置所述待测样品，以使所述射线源发出的射线照射到所述待测样品上。
6.根据权利要求5所述的射线诱导发光装置，其特征在于：所述装置还包括连接座，所述连接座可设置在所述样品箱的底座上或所述变温台上，所述样品架设置在所述连接座上，且与所述连接座可拆卸连接；所述连接座采用导热材料制作而成。
7.根据权利要求5所述的射线诱导发光装置，其特征在于，所述装置还包括设置在所述样品架外部上的石英罩，所述石英罩用于将所述待测样品密封在其内部。
8.根据权利要求1所述的射线诱导发光装置，其特征在于，所述透光窗片材质为铅玻璃、氟化钡、氟化锂、氟化钙、氟化镁中的任意一种。
9.根据权利要求1所述的射线诱导发光装置，其特征在于，所述装置还包括光纤转接组件，当所述样品箱上设有装配所述透光窗片的装配孔时，所述光纤转接组件替代所述透光窗片装配在至少一个装配所述透光窗片的装配孔上。
10.根据权利要求1所述的射线诱导发光装置，其特征在于：所述射线源包括α射线源、β射线源、γ射线源和X射线源。
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