CN201666885U - 用于偏振二次靶x射线荧光光谱仪的多靶材靶盘装置 - Google Patents

Abstract

一种用于X射线荧光光谱仪的多靶材靶盘装置及一种偏振二次靶X射线荧光光谱仪，属于分析仪器领域。多靶材靶盘装置包括靶材安装体、相配靶材、靶体芯轴、靶体定位组件和驱动附件，所述靶材安装体为圆台型，圆台的侧面上均布多个与侧面相垂直的孔，所述靶材安装在该孔中；所述靶材安装体和靶体定位组件均套装固定在靶体芯轴上。本实用新型中多靶材靶盘装置结构紧凑、合理，只占用一个象限的空间，将靶材面正对空间加大，这样得到的偏振二次靶X射线荧光光谱仪光程缩短，可以大幅提高了仪器的整体性能指标。

Description

用于偏振二次靶X射线荧光光谱仪的多靶材靶盘装置 

技术领域

本实用新型属于分析仪器领域，涉及X射线荧光光谱仪中的一种偏振二次靶X射线荧光光谱仪或其它偏振X射线检测仪器中发生偏振光的靶材安装装置。 

背景技术

现有X射线荧光光谱仪的光路系统中，普通能谱仪(以下简称EDXRF)是用X光管发射的原级射线直接照射样品，经样品散射后进入探测器进行检测分析。这样的结果是分析谱图具有高背景，使被测元素的峰背比低，检测限差、灵敏度低、统计精度差。随着国际上的有关法令对于有毒有害元素含量限制的要求愈来愈严格，普通能谱仪使用范围受限。 

偏振二次靶X射线荧光光谱仪器(以下简称PXRF)是一种利用偏振消光原理和二次激发原理的成分分析仪器。与普通能谱仪相比，具有测量结果准确、测量范围提高的特点。 

偏振消光及二次激发原理：原级X射线经过90°散射后，根据光学原理，将变成单向偏振光，此即偏振消光原理。单向偏振光照射样品，再经过90°散射形成全消光进入探测器检测分析，就能消除散射线产生的强背景干扰，大大提高被测元素的峰背比，提高仪器的分析精度。在偏振消光过程中原级X射线照射靶材形成第一次90°散射中，靶材受X射线照射后会产生相应的具有靶材特征的X射线(以下简称靶线)，此即二次激发。不同的靶线对特定的被测元素具有较高的激发效率。因此，二次激发的靶线也能提高仪器的分析精度。 

如上所述，欲产生单向偏振光，就须有靶材散射原级X射线，而针对不同的被测元素，又需要有不同的靶材。多靶材安装机构就是能提供多种靶材进行偏振消光的装置。 

现有偏振X射线检测仪器中，靶材安装机构一般为平面安装、圆柱体安装或其它形式。平面型的靶材安装机构将靶材安装在平面靶体上，这样如果有多个靶材时，靶材转换控制机构复杂，占据空间大。圆柱体型的靶材安装机构安装在圆柱体外弧面上，有多个靶材时，转换控制机构相对简单，但占据空间仍然较大。靶材安装机构的大小(占据空间)对仪器设备的光路总长(X光管到靶材散射面+靶材散射面到样品检测面+样品检测面到探测器信号收集窗口)影响较大。占据空间大时其光路总长就大，X射线强度损失严重。这样在相同功率的X射线下，设备检测灵敏度低、统计精度差。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的主要目的在于提供一种结构紧凑合理，占据空间小，能有效缩短光程的靶材安装机构即用于偏振二次靶X射线荧光光谱仪的多靶材靶盘装置。 

为达到上述目的，本实用新型所提供的用于X射线荧光光谱仪的多靶材靶盘装置包括靶材安装体、相配靶材、靶体芯轴、靶体定位组件和驱动附件，所述靶材安装体为圆台型，圆台的侧面上均布多个与侧面相垂直的孔，所述靶材安装在该孔中；所述靶材安装体和靶体定位组件均套装固定在靶体芯轴上。 

优选地，圆台的顶角为90°。特殊情况时也可以加工成其他度数。圆台型靶材安装体的几何中心有安装孔，用以安装靶体芯轴。 

上述靶体芯轴为一旋转体，其上有与靶材安装体相配合的台阶，有与固定其本身的轴承相配合的台阶，有与靶体定位盘相配合的台阶，还有与机构的驱动电机相配合的台阶；所述靶体芯轴与外接驱动电机相配合的台阶段具有一中心孔。所述靶材安装体与靶体芯轴为分体，特殊情况时也可将安装体与芯轴加工成一体。 

定位组件包括靶体定位盘和光电检测装置；靶体定位盘为扁圆柱体，上面设置有与靶材数量相同且平均布置的狭缝(或小孔)。通过光电检测装置控制靶体旋转到位。靶体定位盘的几何中心有安装孔，用以将其固定在靶体芯轴上。 

本实用新型的另一目的，在于提供一种偏振二次靶X射线荧光光谱仪。它包括X射线管、多靶靶体组件、准直组件、探测器和固定这些部件的框架与外壳，且所述多靶靶体组件为以上所述的多靶材靶盘装置。 

本实用新型采用上述技术方案，多靶材靶盘装置结构紧凑、合理，只占用一个象限的空间，将靶材面上方(正对)空间加大，这样得到的偏振二次靶X射线荧光光谱仪光程缩短，可以大幅提高了仪器的整体性能指标。 

附图说明

图1是本实用新型中多靶材靶盘装置整体构成轴侧图。 

图2是靶材安装体(未装靶材)的轴侧图。 

图3是靶材安装(安装靶材)的轴侧图。 

图4是靶体芯轴的轴侧图。 

图5是靶体定位盘的轴侧图。 

图6是多靶材靶盘装置使用时的X光光路示意图。 

图7是本实用新型中偏振二次靶X射线荧光光谱仪的主要构成图。 

具体实施方式

为了详细说明本多靶材靶盘装置的结构、特点及功效，现举以下较佳实施例并配合附图说明如下。 

如图1～图6所示，本实用新型多靶材靶盘装置包括靶材安装体1、靶体芯轴2、靶体定位盘5、以及轴承3、轴承压盖4、锁母6等，将多种靶材7(参见图3)安装在靶材安装体1上形成可用于X荧光光谱仪中的多靶材靶体。图中，多靶材靶盘装置在X荧光光谱仪中的安装支架、以及与靶材工作关联的器件如光电检测装置均未画出。 

其中，如图2所示，靶材安装体1为圆台型，圆台的顶角为90°。在圆台的侧面上设有多个(图中为12个)与侧面相垂直的并有一定深度的圆形孔12，这些孔12以圆台轴线为中心对称且均匀分布，孔12的深度与靶材7圆片的厚度相同。这样，在安装多个靶材7后，这些靶材7工作面仍处于同一高度和角度。靶材安装体1的中心加工有安装孔11，同靶体芯轴2上端相配合。图1和图3显示的靶材安装体1上已安装好靶材7。 

参见图1和图4，靶体芯轴2为一旋转体，设计成多台阶轴，有与靶材安装体1相配合的台阶，有与固定其本身的轴承3相配合的台阶，有与靶体定位盘5相配合的台阶，还有与机构的驱动电机相配合的台阶(或孔)。特殊情况时也可将靶材安装体1与靶体芯轴2加工成一体。具体的，如图4所示，最上端轴体21与靶材安装体1中心孔11相配，并设外螺纹用锁母6锁紧。靶体芯轴2中间轴体23装有轴承3，并用轴承压盖4压紧，轴承压盖4上设有能与机构安装支架(未画出)的孔对应的固定孔以将靶体芯轴2和轴承3固定在安装支架上，使靶体芯轴2上下固定，但可旋转。靶体芯轴2的最下端轴体22与电机连接。 

靶体定位盘5和光电检测装置(图中未画)构成靶体定位组件。如图1和图5所示，靶体定位盘5边缘均布设有多个狭缝52(也可以为定位孔)，数量和位置与靶材7的数量和位置一一对应(图中为12个)。通过这些狭缝52(或定位孔)透光，经光电检测装置检测可以将所需靶材7旋转到位并定位。靶体定位盘5通过其中心孔51套在靶体芯轴2中段，位于轴承压盖4下方，并也通过锁母使其固定在靶体芯轴2上。 

工作时，电机带动靶体芯轴2旋转，靶体定位盘组件检测旋转到位后给出信号使电机停止旋转，这时所需靶材7位置正好对正X荧光光谱仪的原级射线。如图6所示，为一个靶材7工作时的光路图，水平入射射线(原级射线)与靶材7工作 面成45°，垂直向上出射后仍与靶材7工作面成45°，保证原级射线能可靠地变成所需单向偏振光。当然入射射线(原级射线)也可以从上方垂直向下入射而出射射线水平射出。从图6可以看出，如果将入射轴线和出射轴线组成一个平面坐标系，该装置所占据空间在第四象限，其余象限占据空间很小，为仪器缩短光程提供了可能。 

图7示出了装配有上述多靶材靶盘装置的偏振二次靶X射线荧光光谱仪，还包括有X光管、准直组件、探测器，当然，仪器还应包括固定这些部件的框架与外壳(图中省略)。其中，X射线管71发出原级X射线7a，为非偏振光，经一准直器72准直后以45°入射照射多靶材靶盘装置77上的某一靶材；经90°散射，再经另一准直器73准直后形成单向偏振光7b，再以45°入射照射被测样品74；又经90°散射后，再经再一准直器75准直形成全消光7c，进入探测器76。需要指出的是，第一次90°散射和第二次90°散射所在的两个平面(即7a、7b组成的平面与7b、7c组成的平面)也是相互垂直的。这样保证了原级X射线经过两次空间立体90°散射，形成全消光，再进入探测器检测分析，就能消除散射线产生的强背景，提高仪器的分析精度。 

Claims (9)

1.一种用于X射线荧光光谱仪的多靶材靶盘装置，包括靶材安装体、相配靶材、靶体芯轴、靶体定位组件和驱动附件，其特征在于：所述靶材安装体为圆台型，圆台的侧面上均布多个与侧面相垂直的孔，所述靶材安装在该孔中；所述靶材安装体和靶体定位组件均套装固定在靶体芯轴上。

2.根据权利要求1所述多靶材靶盘装置，其特征在于：所述圆台的顶角为90°。

3.根据权利要求1所述多靶材靶盘装置，其特征在于：所述圆台型靶材安装体的几何中心有用以安装靶体芯轴的安装孔。

4.根据权利要求1所述多靶材靶盘装置，其特征在于：所述靶体定位组件包括靶体定位盘和光电检测装置，靶体定位盘为扁圆柱体，上面设置有与靶材数量和位置相对的狭缝或小孔。

5.根据权利要求4所述多靶材靶盘装置，其特征在于：所述靶体定位盘几何中心设有用以安装靶体芯轴的安装孔。

6.根据权利要求1至5任一所述多靶材靶盘装置，其特征在于：所述靶体芯轴为一旋转体，呈台阶状，依次设有与靶材安装体相配合的台阶，与固定其本身的轴承相配合的台阶，与靶体定位组件相配合的台阶，和与外接驱动电机相配合的台阶。

7.根据权利要求6所述多靶材靶盘装置，其特征在于：所述靶体芯轴与外接驱动电机相配合的台阶段具有一中心孔。

8.根据权利要求1所述多靶材靶盘装置，其特征在于：所述靶材安装体与靶体芯轴为一体或分体。

9.一种偏振二次靶X射线荧光光谱仪，包括X光管、多靶靶体组件、准直组件、探测器和固定这些部件的框架与外壳，其特征在于，所述多靶靶体组件为权利要求1至8任一所述的多靶材靶盘装置。

Images