CN203704889U - 高精尖x荧光测厚仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种高精尖X荧光测厚仪，包括工作台、工作台控制板、X射线发生装置、摄像头、探测器、总控制面板，还包括X轴伺服面板、Y轴伺服面板、Z轴伺服面板、照明机构、定位机构、门控板、计算机，所述X射线发生装置包括光管、高压包和准直器，所述探测器包括小高压包、主放板、多道板，探测器，电致冷，无需液氮。高效X射线发生装置，大大提高了检测效率和工作效率，并且控制安全易操作，自动化程度高，测厚范围大，应用范围广，可以做合金材料及重金属微量成分分析，镀液主盐以及微量杂质分析。

Description

高精尖X荧光测厚仪

技术领域

本发明属于光学仪器技术领域，涉及一种高精尖X荧光测厚仪。 

背景技术  

X荧光测厚仪利用X射线穿透被测材料时，X射线的强度的变化与材料的厚度相关的特性，从而测定材料的厚度，是一种非接触式的动态计量仪器。它能够测定电子器件、五金电镀和金属合金如贵金属合金的质量和过程控制进行厚度检测和分析，例如印制电路板的质量和可靠性取决于板上金、镍、铜的镀层厚度；检测时将印制电路板放在X荧光测厚仪的样品台上，通过激光定位检测印制电路板不同位置的金属镀层厚度。

传统的测厚仪能够测定的元素范围小，普通的X荧光测厚仪只能测定K(19)-U(92)的元素镀层，镀层测厚的可测量厚度范围只能达到0.01—35μm，元素分析精度低，随着镀层层数的提高，探测器采用液氮制冷，制冷温度不易控制，需要定期更换液氮罐。探测器检测到的镀层厚度的误差也在上升，探测器能量分别率较小，应用范围较窄，不能做合金材料及重金属微量成分分析，镀液主盐以及微量杂质分析。 

发明内容

针对上述情况，本实用新型提供一种高精尖X荧光测厚仪，采用Si-PIN半导体探测器，电致冷，无需液氮，解决了液氮降温不易控制温度，不能循环使用的缺点；相对普通X荧光光谱仪，利用高效X射线发生装置，对Si、S、AI、Na、Mg等轻元素有良好的激发，大大提高了检测效率和工作效率，并且控制安全易操作，自动化程度高，测厚范围大，应用范围广，可以做合金材料及重金属微量成分分析，镀液主盐以及微量杂质分析。 

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下： 

高精尖X荧光测厚仪，包括工作台、工作台控制板、X射线发生装置、摄像头、探测器、总控制面板，还包括X轴伺服面板、Y轴伺服面板、Z轴伺服面板、照明机构、定位机构、计算机，所述X射线发生装置包括光管、高压包和准直器，所述探测器包括小高压包、主放板、多道板，所述X轴伺服面板、Y轴伺服面板、Z轴伺服面板均与工作台控制板电连接，所述工作台控制板和照明机构均与总控制面板电连接；所述X射线发生装置、摄像头、探测器和定位机构均与计算机电连接，所述计算机与工作台控制板电连接。

所述X射线发生装置的高压包采用精密X射线专用变压器，最高输出电压50kV，保证X射线波长连续变化的连续谱的起伏明显性。 

所述探测器采用Si-PIN半导体探测器，电致冷，无需液氮，新型的探测器利用半导体制冷技术代替了笨重的液氮罐，只有大拇指般粗细。解决了液氮降温不易控制温度，不能循环使用，笨重的缺点；相对普通X荧光光谱仪，利用高效X光激光管，对Si、S、AI、Na、Mg等轻元素有良好的激发，大大提高了检测效率和工作效率。 

所述准直器孔径为Φ0.1mm，样品直径大于Φ0.1mm的样品镀层厚度均可以检测，检测范围广。 

探测器的原理是：X光子射到探测器后形成一定数量的电子-空穴对，电子-空穴对在电场作用下形成电脉冲，脉冲幅度与X光子的能量成正比。在一段时间内，来自试样的荧光X射线依次被探测器检测，得到一系列幅度与光子能量成正比的脉冲，经放大器放大后送到多道板（通常要1000道以上）。按脉冲幅度的大小分别统计脉冲数，脉冲幅度可以用X光子的能量标度，从而得到计数率随光子能量变化的分布曲线，能谱图经计算机进行校正，然后显示出来，其形状与波谱类似，只是横坐标是光子的能量。 

本实用新型的优点是：采用Si-PIN半导体探测器，电致冷，无需液氮，解决了液氮降温不易控制温度，不能循环使用的缺点；相对普通X荧光光谱仪，利用高效X射线发生装置，对Si、S、AI、Na、Mg等轻元素有良好的激发，大大提高了检测效率和工作效率，并且控制安全易操作，自动化程度高，测厚范围大，应用范围广，可以做合金材料及重金属微量成分分析，镀液主盐以及微量杂质分析。 

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。 

在图中：1-工作台、2-工作台控制板、3-门控板、4-摄像头、5-总控制面板、6-X轴伺服面板、7-Y轴伺服面板、8-Z轴伺服面板、9-照明机构、10-定位机构、11-计算机、31-光管、32-高压包、33-小高压包、34-主放板、35-多道板。 

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。 

参见图1，高精尖X荧光测厚仪，包括工作台、工作台控制板、X射线发生装置、摄像头、探测器、总控制面板，还包括X轴伺服面板、Y轴伺服面板、Z轴伺服面板、照明机构、定位机构、门控板、计算机，所述X射线发生装置包括光管、高压包和准直器，所述探测器包括小高压包、主放板、多道板，所述X轴伺服面板、Y轴伺服面板、Z轴伺服面板均与工作台控制板电连接，所述工作台控制板和照明机构均与总控制面板电连接；所述X射线发生装置与门控板电连接，所述门控板、X射线发生装置、摄像头、探测器和定位机构均与计算机电连接，所述计算机与工作台控制板电连接。 

所述X射线发生装置与门控板电连接，当计算机先发送指令给门控板，门控板控制箱门关闭，计算机收到门控板的箱门关闭反馈信号之后，再下发控制X射线发生装置发生X射线的指令，保证操作人员的安全。 

所述定位机构为定位、聚焦激光管发射激光，用于确定镀层厚度的位置，保证检测位置的准确性。 

所述照明机构为LED照明，LED照明灯的明灭可由总控制面板控制。 

所述X射线发生装置的高压包采用精密X射线专用变压器，最高输出电压50kV，保证X射线波长连续变化的连续谱的起伏明显性。 

所述探测器采用Si-PIN半导体探测器，电致冷，无需液氮，新型的探测器利用半导体制冷技术代替了笨重的液氮罐，只有大拇指般粗细。解决了液氮降温不易控制温度，不能循环使用，笨重的缺点；相对普通X荧光光谱仪，利用高效X光激光管，对Si、S、AI、Na、Mg等轻元素有良好的激发，大大提高了检测效率和工作效率。 

所述准直器孔径为Φ0.1mm，样品直径大于Φ0.1mm的样品镀层厚度均可以检测，检测范围广。 

所述摄像头为300万像素CCD摄像头，20倍光学变焦。 

本实用新型可以做小点、薄镀层测厚；镀层成分分析，镀液分析。本实用新型的测厚范围：0.005—35μm；元素分析1ppm-99.99% ；精密度（厚度大于0.5μm时）：第一层相对标准差5%以下，第二层相对标准差10%以下，第三层相对标准差15%以下。准确度（厚度大于0.5μm时）：第一层相对误差5%以下，第二层相对误差10%以下，第三层相对误差15%以下。 

本实用新型的应用领域：五金、接插件、电气连接器电镀，PCB电镀，塑料、ABS、镁铝合金电镀；合金材料微量成分分析； 黄金首饰等贵金属分析；镀液主盐及微量杂质分析。 

探测器的原理是：X光子射到探测器后形成一定数量的电子-空穴对，电子-空穴对在电场作用下形成电脉冲，脉冲幅度与X光子的能量成正比。在一段时间内，来自试样的荧光X射线依次被探测器检测，得到一系列幅度与光子能量成正比的脉冲，经放大器放大后送到多道板（通常要1000道以上）。按脉冲幅度的大小分别统计脉冲数，脉冲幅度可以用X光子的能量标度，从而得到计数率随光子能量变化的分布曲线，能谱图经计算机进行校正，然后显示出来，其形状与波谱类似，只是横坐标是光子的能量。 

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型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实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型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实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。 

Claims (3)

1.高精尖X荧光测厚仪，包括工作台、工作台控制板、X射线发生装置、摄像头、探测器、总控制面板，其特征在于，还包括X轴伺服面板、Y轴伺服面板、Z轴伺服面板、照明机构、定位机构、门控板、计算机，所述X射线发生装置包括光管、高压包和准直器，所述探测器包括小高压包、主放板、多道板，所述X轴伺服面板、Y轴伺服面板、Z轴伺服面板均与工作台控制板电连接，所述工作台控制板和照明机构均与总控制面板电连接；所述X射线发生装置与门控板电连接，所述门控板、X射线发生装置、摄像头、探测器和定位机构均与计算机电连接，所述计算机与工作台控制板电连接。

2.根据权利要求1所述的高精尖X荧光测厚仪，其特征在于，所述定位机构为定位、聚焦激光管。

3.根据权利要求1所述的高精尖X荧光测厚仪，其特征在于，所述照明机构为LED照明。