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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung.
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Technischer Hintergrund
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Aus dem Stand der Technik ist eine Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung bekannt, welche die Bestandteile einer Probe durch Bestrahlung der Probe mit Röntgenstrahlen und Detektion der von der Probe emittierten Röntgenfluoreszenz analysiert. Zum Beispiel offenbart die
japanische Patentanmeldung Nr. 2020-085826 (Patentdokument 1) eine Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung mit den folgenden Konfigurationen (1) bis (3).
- (1) einen Probentisch mit einer Öffnung, wobei der Probentisch derart konfiguriert ist, dass eine Probe darauf platziert werden kann, um von der Öffnung aus belichtet zu werden,
- (2) eine Röntgenquelle zur Bestrahlung der Probe mit Röntgenstrahlen durch die Öffnung, und
- (3) einen Detektor zum Detektieren der von der Probe erzeugten Röntgenfluoreszenz.
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Dokument des Stands der Technik
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Patentdokument
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Patentdokument 1: Japanische nicht geprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr.
2020-085826 -
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Durch die Erfindung zu lösende Probleme
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Bei der in Patentdokument 1 offenbarten Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung kann die Intensität der von der Probe auf den Detektor auftreffenden, fluoreszierenden Röntgenstrahlen in Abhängigkeit von dem Zustand der Probenplatzierung auf dem Probentisch variieren. Daher variiert auch die Zuverlässigkeit des Analyseergebnisses der Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung in Abhängigkeit von dem Zustand der Probenplatzierung auf dem Probentisch. Auch falls die Probe zum Beispiel lediglich eine geringe Menge an regulierten Stoffen enthält, die der RoHS-Richtlinie (Restriction of Hazardous Substances) unterliegen, werden die regulierten Stoffe möglicherweise nicht detektiert. Der Analytiker ist jedoch nicht in der Lage, die Verringerung der Zuverlässigkeit des Analyseergebnisses aufgrund des Probenplatzierungszustands zu erkennen.
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Die vorliegende Offenbarung erfolgte, um das oben beschriebene Problem zu lösen, und eine Aufgabe davon ist es, eine Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung bereitzustellen, welche in der Lage ist, die Zuverlässigkeit des Analyseergebnisses zu erkennen.
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Mittel zur Lösung der Probleme
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Eine Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist derart konfiguriert, dass er die Bestandteile einer Probe analysiert. Die Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung weist einen Probentisch mit einer Öffnung, wobei der Probentisch derart konfiguriert ist, dass eine Probe darauf platziert wird, so dass die Probe an der Öffnung freiliegt, eine Röntgenquelle, welche derart konfiguriert ist, dass die Probe mit primären Röntgenstrahlen von unterhalb des Probentisches durch die Öffnung hindurch bestrahlt wird, sowie einen Detektor auf, welcher derart konfiguriert ist, dass er von der Probe erzeugte Fluoreszenz-Röntgenstrahlen detektiert. Ferner weist die Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung eine Analysevorrichtung, welche derart konfiguriert ist, dass sie die Bestandteile auf Grundlage der Fluoreszenz-Röntgenstrahlen analysiert, eine Messvorrichtung, welche derart konfiguriert ist, dass sie eine Höhe einer Oberfläche der Probe misst, die an der Öffnung freiliegt, eine Bestimmungseinheit, welche derart konfiguriert ist, dass sie bestimmt, ob eine Höhendifferenz zwischen der von der Messvorrichtung gemessenen Höhe und einer Höhe einer oberen Oberfläche des Probentisches innerhalb einer Toleranz ist, sowie eine Benachrichtigungseinheit auf, welche derart konfiguriert ist, dass sie ein Bestimmungsergebnis der Bestimmungseinheit mitteilt.
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Wirkungen der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung bereitzustellen, welche in der Lage ist, die Zuverlässigkeit des Analyseergebnisses zu erkennen.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Diagramm, das schematisch die gesamte Konfiguration einer Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
- 2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine innere Konfiguration einer Messvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
- 3 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel für einen Verarbeitungsablauf einer Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
- 4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Positionsbeziehung zwischen einer Probe und einer Öffnung zeigt, wenn bestimmt wird, dass eine Höhendifferenz außerhalb einer Toleranz ist.
- 5 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Messvorrichtung gemäß einer Modifikation zeigt.
- 6 ist ein Diagramm, das schematisch die gesamte Konfiguration einer Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung gemäß Ausführungsform 2 zeigt.
- 7 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel eines Verarbeitungsablaufs einer Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung gemäß Ausführungsform 2 zeigt.
- 8 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines Bewegungsmechanismus gemäß einer Modifikation zeigt.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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Nachfolgend werden manche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es wird angemerkt, dass in der folgenden Beschreibung das gleiche oder entsprechende Teil in den Zeichnungen durch das gleiche Bezugszeichen bezeichnet wird und die Beschreibung davon wird nicht im Prinzip wiederholt werden.
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Ausführungsform 1
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<Gesamtkonfiguration der Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung>
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1 ist ein Diagramm, das schematisch die gesamte Konfiguration einer Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Offenbarung zeigt. Die Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung 100 analysiert die Bestandteile einer Probe S. Die Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung 100 ist zum Beispiel eine energiedispersive Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung.
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Wie in 1 gezeigt, ist die Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung 100 mit einer Probenkammer 1, einer Messkammer 2 und einem Computer 3 versehen. Die Probenkammer 1 und die Messkammer 2 sind hermetisch von einem Gehäuse 4 umschlossen, um den Innenraum bei Bedarf evakuiert zu halten. Das Gehäuse 4 hat zum Beispiel die Form eines rechteckigen Parallelepipeds.
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Die Probenkammer 1 enthält am Boden einen Probentisch 11. In dem Probentisch 11 ist eine Öffnung 12 ausgebildet. Eine Probe S wird auf der oberen Oberfläche 11a des Probentischs 11 platziert, so dass zumindest ein Teil der Probe an der Öffnung 12 freiliegt. Die Probe S kann in fester Form, in Pulverform oder in flüssiger Form vorliegen. Liegt die Probe S jedoch in Pulverform oder in flüssiger Form vor, wird die Probe S in einen Probenbecher gelegt.
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Die Messkammer 2 weist eine Röntgenquelle 21, einen Detektor 22, eine Messvorrichtung 23 und ein Trägerelement 24 auf. Die Röntgenquelle 21 ist unterhalb des Probentisches 11 installiert. Die Röntgenquelle 21 bestrahlt die Probe S mit primärer Röntgenstrahlung von unterhalb des Probentisches 11 durch die Öffnung 12. Die Röntgenquelle 21 weist einen Glühfaden, der thermische Elektronen emittiert, und ein Target auf, das die thermischen Elektronen in vorbestimmte primäre Röntgenstrahlen umwandelt und diese emittiert. Die Röntgenquelle 21 ist derart installiert, dass das Zentrum des Strahls der primären Röntgenstrahlen mit dem Zentrum der Öffnung 12 zusammenfällt.
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Der Detektor 22 ist unter dem Probentisch 11 angebracht und nimmt die von der Probe S erzeugte Röntgenfluoreszenz (sekundäre Röntgenstrahlung) durch die Öffnung 12 auf, um die Energie und die Intensität der Röntgenfluoreszenz zu detektieren.
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Die Röntgenquelle 21 und der Detektor 22 sind so installiert, dass die Intensität der von dem Detektor 22 detektierten Fluoreszenz-Röntgenstrahlen maximal ist, wenn die Höhe der von der Öffnung 12 in vertikaler Richtung (in der Zeichnung die Z-Achse) belichteten Oberfläche Sa der Probe S mit der Höhe der oberen Oberfläche 11a des Probentisches 11 übereinstimmt.
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Zwischen der Röntgenquelle 21 und der Öffnung 12 kann ein Filter installiert sein, der die Hintergrundkomponenten der von der Röntgenquelle 21 emittierten primären Röntgenstrahlen abschwächt, um das S/N-Verhältnis der erforderlichen charakteristischen Röntgenstrahlen zu verbessern. Alternativ kann ein Kollimator zwischen der Röntgenquelle 21 und der Öffnung 12 vorgesehen werden, um die Größe des primären Röntgenstrahls, der auf die Probe S trifft, zu bestimmen.
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Die Messvorrichtung 23 misst die Höhe der an der Öffnung 12 freiliegenden Oberfläche Sa der Probe S in Bezug auf die horizontale Bezugsebene. In Ausführungsform 1 ist die Messvorrichtung 23 ein Laserentfernungsmesser.
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2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der inneren Konfiguration der Messvorrichtung 23 gemäß Ausführungsform 1 zeigt. Wie in 2 gezeigt, ist die Messvorrichtung 23 mit einem Lichtemitter 23a und einem Lichtempfänger 23b versehen. Der Lichtemitter 23a emittiert den Laserstrahl 60 in Richtung des Zentrums der Öffnung 12. Der Lichtempfänger 23b empfängt den Laserstrahl 60, der von der Oberfläche Sa der Probe S reflektiert wird. Die Messvorrichtung 23 misst die Höhe H1 der Oberfläche Sa der Probe S, die an der Öffnung 12 freiliegt, mit einem bekannten Verfahren, wie etwa einem Phasendifferenz-Erfassungsverfahren, einem Triangulationsverfahren oder einem TOF-Verfahren (Time of Flight). Die Höhe H1 der Oberfläche Sa wird durch den Abstand zwischen der horizontalen Bezugsebene 50 und der Oberfläche Sa entlang der vertikalen Richtung (der Z-Achse in der Zeichnung) dargestellt. Die horizontale Bezugsebene 50 ist zum Beispiel eine horizontale Ebene, die einen Punkt beinhaltet, an dem Licht von dem Lichtemitter 23a emittiert wird.
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Wie in 1 dargestellt, trägt das Trägerelement 24 die Röntgenquelle 21, den Detektor 22 und die Messvorrichtung 23. Hierdurch ist die relative Position der Röntgenquelle 21, des Detektors 22 und der Messvorrichtung 23 in Bezug auf die Öffnung 12 fixiert.
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Der Computer 3 weist einen Prozessor 30, einen Speicher 31, eine Speichervorrichtung 32, eine Eingabevorrichtung 33 und eine Anzeigevorrichtung 34 auf.
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Der Prozessor 30 ist zum Beispiel durch eine CPU (Central Processing Unit), eine MPU (Micro Processing Unit) und dergleichen konfiguriert. Der Prozessor 30 liest verschiedene in der Speichervorrichtung 32 gespeicherte Programme aus, erweitert sie auf dem Speicher 31 und führt diese aus. Der Speicher 31 ist durch eine flüchtige Speichervorrichtung konfiguriert, wie etwa DRAM (Dynamic Random Access Memory) und SRAM (Static Random Access Memory). Die Speichervorrichtung 32 ist durch eine nichtflüchtige Speichervorrichtung, wie etwa eine SSD (Solid State Drive) und eine HDD (Hard Disk Drive) konfiguriert.
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Die Eingabevorrichtung 33 weist zum Beispiel eine Tastatur, eine Maus, ein Touchpanel und dergleichen auf. Die Anzeigevorrichtung 34 ist zum Beispiel eine Flüssigkristallanzeige.
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Wie in 1 gezeigt, führt der Prozessor 30 Programme aus, um die Bestimmungseinheit 35, die Röntgenquellensteuerung 36, die Detektorsteuerung 37, die Analysevorrichtung 38 und die Benachrichtigungseinheit 39 zu verwirklichen.
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Die Bestimmungseinheit 35 bestimmt, ob die Höhendifferenz ΔH (=H1-H2) zwischen der von der Messvorrichtung 23 gemessenen Höhe H1 und der Höhe H2 (siehe 2) der oberen Oberfläche 11a des Probentisches 11 innerhalb einer Toleranz ist. In Abhängigkeit von der installierten Position der Messvorrichtung 23 ist die Höhe H2 der oberen Oberfläche 11a in Bezug auf die horizontale Bezugsebene 50 vorgegeben. Daher kann die Bestimmungseinheit 35 die vorgegebene Höhe H2 speichern und die Höhendifferenz ΔH berechnen. Die Toleranz der Höhendifferenz ΔH wird vorab bestimmt, so dass aufgrund der Variation der Höhendifferenz ΔH kein fehlerhaftes Analyseergebnis ausgegeben wird. Die Toleranz der Höhendifferenz ΔH beträgt zum Beispiel -0,2 mm bis +0,2 mm.
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Die Röntgenquellensteuerung 36 veranlasst die Röntgenquelle 21, primäre Röntgenstrahlen als Reaktion auf eine Eingabe einer Analysestartanweisung an die Eingabevorrichtung 33 zu emittieren.
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Die Detektorsteuerung 37 erfasst das Fluoreszenzspektrum von dem Detektor 22 als Reaktion auf die Emission der primären Röntgenstrahlen von der Röntgenquelle 21. Das Fluoreszenzspektrum zeigt die Intensität der Fluoreszenz-Röntgenstrahlen pro Energie an.
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Die Analysevorrichtung 38 analysiert die Bestandteile der Probe S auf Grundlage des Fluoreszenzspektrums. Insbesondere führt die Analysevorrichtung 38 eine qualitative Analyse und eine quantitative Analyse der Bestandteile durch. Die Analysevorrichtung 38 gibt die Analyseergebnisse aus. Zum Beispiel erzeugt die Analysevorrichtung 38 Daten, die Analyseergebnisse anzeigen, und speichert die erzeugten Daten in den angegebenen Ordnern. Alternativ zeigt die Analysevorrichtung 38 die Analyseergebnisse auf der Anzeigevorrichtung 34 an.
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Die Benachrichtigungseinheit 39 meldet das Bestimmungsergebnis durch die Bestimmungseinheit 35. Insbesondere zeigt die Benachrichtigungseinheit 39 als Reaktion auf die Bestimmung, dass die Höhendifferenz ΔH außerhalb der Toleranz ist, auf der Anzeigevorrichtung 34 eine Warnung an, die darauf hinweist, dass die Position der Probe S nicht angemessen ist, bevor die Anweisung zum Starten der Analyse in die Eingabevorrichtung 33 eingegeben wird. Dadurch kann der Analytiker erkennen, dass die Zuverlässigkeit des Analyseergebnisses beeinträchtigt ist, wenn die Analyse unter den aktuellen Bedingungen gestartet wird, indem er die auf der Anzeigevorrichtung 34 angezeigte Warnung bestätigt. Daher kann der Analytiker die Position der Probe S ändern, um die Verschlechterung der Zuverlässigkeit zu vermeiden. Die Warnung kann eine Meldung umfassen, die den Benutzer auffordert, die Position der Probe S zu verändern.
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Ferner fügt die Benachrichtigungseinheit 39 dem Analyseergebnis als Reaktion auf die Analyse der Bestandteile durch die Analysevorrichtung 38 auf Grundlage des Fluoreszenzspektrums, das in einem Zustand detektiert wurde, in dem die Höhe ΔH außerhalb der Toleranz ist, die Information hinzu, dass die Höhendifferenz ΔH außerhalb der Toleranz ist. Auf diese Weise kann der Analytiker erkennen, dass das Analyseergebnis unter ungeeigneten Bedingungen erstellt wurde und das Analyseergebnis nicht zuverlässig ist, indem er die zum Analyseergebnis hinzugefügten Informationen bestätigt.
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<Verarbeitungsablauf einer Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung>
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3 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel der Verarbeitung der Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
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Wie in 3 dargestellt, misst die Messvorrichtung 23 die Höhe H1 der Oberfläche Sa der Probe S, die an der Öffnung 12 freiliegt (Schritt S1).
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Der Prozessor 30 berechnet die Höhendifferenz ΔH (=H1-H2) zwischen der Höhe H1 und der Höhe H2 der oberen Oberfläche 11a des Probentischs 11 und bestimmt, ob die Höhendifferenz ΔH innerhalb einer vorgegebenen Toleranz ist (Schritt S2).
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Wenn die Höhendifferenz ΔH außerhalb der Toleranz ist (Nein in Schritt S2), meldet der Prozessor 30 die Warnung, dass die Position der Probe S nicht angemessen ist (Schritt S3).
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4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der relativen Positionsbeziehung zwischen der Probe und der Öffnung zeigt, wenn bestimmt wird, dass die Höhendifferenz ΔH außerhalb der Toleranz ist. Auf der Oberfläche der in 4 dargestellten Probe S ist eine Vielzahl von Ausnehmungen 70 ausgebildet. Wie in 4 dargestellt, wird daher, wenn die Probe S derart auf dem Probentisch 11 platziert wird, dass eine der Vielzahl von Ausnehmungen 70 die Öffnung 12 abdeckt, der Höhendifferenz ΔH zwischen der Höhe H1 der Oberfläche Sa der Probe S, die an der Öffnung 12 freiliegt, und der Höhe H2 der oberen Oberfläche 11a des Probentisches 11 außerhalb der Toleranz sind. In einem solchen Fall wird eine Warnung ausgegeben. Dadurch kann der Analytiker erkennen, dass sich die Zuverlässigkeit des Analyseergebnisses verschlechtert, wenn die Analyse unter dieser Bedingung gestartet wird, und führt eine Positionsanpassung der Probe S durch. Zum Beispiel kann der Analytiker die Probe S erneut auf den Probentisch 11 verbringen, so dass keine der Vielzahl von Ausnehmungen 70 die Öffnung 12 abdeckt.
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Wie in 3 gezeigt, bestimmt der Prozessor 30 in einem Fall, in dem die Höhendifferenz ΔH innerhalb der Toleranz ist (JA in Schritt S2), oder nach Schritt S3, ob eine Analysestartanweisung in die Eingabevorrichtung 33 eingegeben wurde (Schritt S4). Wurde keine Analysestartanweisung eingegeben (NEIN in Schritt S4), führt die Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung 100 die Verarbeitung zu Schritt S1 zurück.
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Wenn eine Analysestartanweisung eingegeben wird (JA in Schritt S4), veranlasst der Prozessor 30 die Röntgenquelle 21, primäre Röntgenstrahlen zu emittieren, und erfasst das Fluoreszenzspektrum von dem Detektor 22. Dann analysiert der Prozessor 30 die Bestandteile der Probe S auf Grundlage des Fluoreszenzspektrums (Schritt S5).
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Als nächstes gibt der Prozessor 30 das Analyseergebnis aus (Schritt S6). Wenn Schritt S5 in einem Zustand ausgeführt wird, in dem die Höhendifferenz ΔH außerhalb der Toleranz ist, fügt der Prozessor 30 dem Analyseergebnis die Information hinzu, dass die Höhendifferenz ΔH außerhalb der Toleranz ist. Dadurch kann der Analytiker erkennen, dass das Analyseergebnis unter unpassenden Bedingungen erzielt wurde und dass das Analyseergebnis wenig zuverlässig ist.
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<Modifikationen>
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In der oben beschriebenen Erläuterung ist die Messvorrichtung 23 ein Laserentfernungsmesser. Die Messvorrichtung 23 ist jedoch nicht auf einen Laserentfernungsmesser beschränkt und kann jedwede Vorrichtung sein, welche die Höhe H1 der Oberfläche Sa der Probe S, die an der Öffnung 12 freiliegt, messen kann. Zum Beispiel kann die Messvorrichtung 23 eine Vorrichtung sein, die eine dreidimensionale Bildmessung durchführt.
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5 ist ein Diagramm, welches eine Konfiguration einer Messvorrichtung gemäß einer Modifikation zeigt. Wie in 5 gezeigt, ist die Messvorrichtung 23 mit einer Beleuchtungseinheit 23c, zumindest einer Bildaufnahmeeinheit 23d und einer Bildverarbeitungseinheit 23e versehen.
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Die Beleuchtungseinheit 23c emittiert Beleuchtungslicht von unterhalb des Probentischs 11 in Richtung der Öffnung 12. Zumindest eine Bildaufnahmeeinheit 23d ist derart positioniert, dass die Öffnung 12 und ihre Umgebung im Sichtfeld enthalten sind, und bildet die Öffnung 12 von unten ab.
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Die Bildverarbeitungseinheit 23e erzeugt ein dreidimensionales Bild, das aus dem Bild zumindest einer Bildaufnahmeeinheit 23d erhalten wird, und verwendet das erzeugte dreidimensionale Bild, um die Höhe H1 der Oberfläche Sa der an der Öffnung 12 freiliegenden Probe S zu berechnen.
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Die Bildverarbeitungseinheit 23e kann ein dreidimensionales Bild nach einem bekannten Verfahren erzeugen. Als Verfahren einer dreidimensionalen Bildmessung sind ein Stereo-Verfahren, ein aktives Stereo-Verfahren und dergleichen bekannt. Das Stereo-Verfahren ist ein Verfahren, welches das Prinzip der Triangulation verwendet, um ein dreidimensionales Bild aus Bildern von zwei nebeneinander angeordneten Kameras zu erzeugen. Wenn das Stereo-Verfahren verwendet wird, weist die Messvorrichtung 23 eine Vielzahl von Bildaufnahmeeinheiten 23d auf. Das aktive Stereo-Verfahren ist ein Verfahren, welches das Triangulationsprinzip auf die gleiche Weise wie das Stereo-Verfahren anwendet, jedoch ein dreidimensionales Bild aus einem Bild erzeugt, wenn der gemusterte Strahl emittiert wird. Bei dem aktiven Stereoverfahren werden eine Kamera und ein Projektor benötigt. Daher kann die Messvorrichtung 23 im Falle der Verwendung des aktiven Stereo-Verfahrens eine Bildaufnahmeeinheit 23d aufweisen.
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Wie oben beschrieben, umfasst das Sichtfeld zumindest einer Bildaufnahmeeinheit 23d den Umfang der Öffnung 12. Das heißt, das erfasste Bild spiegelt die untere Oberfläche 11b des Probentischs 11 wider. Die Höhe H3 der unteren Oberfläche 11b des Probentischs 11 in Bezug auf die Messvorrichtung 23 ist bekannt. Daher berechnet die Bildverarbeitungseinheit 23e die Höhendifferenz ΔHa (= H1-H3) zwischen dem Abschnitt, der die untere Oberfläche 11b reflektiert, und dem Abschnitt, der die Oberfläche Sa der an der Öffnung 12 freiliegenden Probe S reflektiert, unter Verwendung eines dreidimensionalen Bildes. Die Bildverarbeitungseinheit 23e kann die Höhe H1 berechnen, indem sie die bekannte Höhe H3 vorab speichert und H3 und ΔHa in die Gleichung H1=H3+ΔHa einsetzt.
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Er wird angemerkt, dass die Bildverarbeitungseinheit 23e durch den Prozessor 30 des Computers 3 verwirklicht werden kann. In diesem Fall stellt der Prozessor 30 einen Teil der Messvorrichtung 23 dar. Das heißt, der Prozessor 30 erlangt ein Bild von zumindest einer Bildaufnahmeeinheit 23d und erzeugt aus dem aufgenommenen Bild ein dreidimensionales Bild. Der Prozessor 30 verwendet das dreidimensionale Bild, um die Höhe H1 der Oberfläche Sa der an der Öffnung 12 freiliegenden Probe S zu berechnen.
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[Ausführungsform 2]
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<Gesamtkonfiguration der Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung>
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6 ist ein Diagramm, das schematisch eine vollständige Konfiguration einer Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Offenbarung zeigt. Die Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung 100A unterscheidet sich von der Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1 dadurch, dass sie mit einem Computer 3A anstelle des Computers 3 versehen ist, und ferner mit einem Bewegungsmechanismus 5 versehen ist.
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Der Bewegungsmechanismus 5 ist ein XY-Tisch, welcher derart konfiguriert ist, dass er sich entlang der oberen Oberfläche 11a des Probentisches 11 bewegt. Die Probe S ist an dem Bewegungsmechanismus 5 befestigt. Daher kann der Bewegungsmechanismus 5 die Probe S entlang der oberen Oberfläche 11a des Probentischs 11 bewegen.
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Der Computer 3A weist einen Prozessor 30, einen Speicher 31, eine Speichervorrichtung 32, eine Eingabevorrichtung 33 und eine Anzeigevorrichtung 34 auf, wie der Computer 3 gemäß Ausführungsform 1. Wenn der Prozessor 30 in der Speichervorrichtung 32 gespeicherte Programme ausführt, werden die Bestimmungseinheit 35, die Röntgenquellensteuerung 36, die Detektorsteuerung 37, die Analysevorrichtung 38 und die Benachrichtigungseinheit 39 verwirklicht und die Antriebseinheit 80 wird weiter verwirklicht.
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Die Antriebseinheit 80 steuert die Bewegung des Bewegungsmechanismus 5. Insbesondere steuert die Antriebseinheit 80 die Bewegung des Bewegungsmechanismus 5, indem sie den Betrieb des Motors (nicht dargestellt) steuert, der in dem Bewegungsmechanismus 5 enthalten ist.
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Als Reaktion auf die Bestimmung durch die Bestimmungseinheit 35, dass die Höhendifferenz ΔH außerhalb der Toleranz ist, bewegt die Antriebseinheit 80 den Bewegungsmechanismus 5 in einer vorbestimmten Richtung um einen vorbestimmten Bewegungsbetrag. Zum Beispiel bewegt die Antriebseinheit 80 den Bewegungsmechanismus in Richtung der X-Achse um einen Bewegungsbetrag ΔX. Alternativ dazu bewegt die Antriebseinheit 80 den Bewegungsmechanismus in Richtung der Y-Achse um einen Bewegungsbetrag ΔY. Wie in 6 gezeigt, bewegt sich der Bewegungsmechanismus 5 selbst dann, wenn die Probe S auf der oberen Oberfläche 11a des Probentischs 11 derart platziert ist, dass die Ausnehmung 70 die Öffnung 12 abdeckt, so dass sich die Probe S zu der Position bewegt, in der die Ausnehmung 70 die Öffnung 12 nicht abdeckt. Folglich ist es möglich, die Abnahme der Zuverlässigkeit des Analyseergebnisses zu unterdrücken.
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<Verarbeitungsablauf der Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung>
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7 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel des Verarbeitungsablaufs der Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung gemäß Ausführungsform 2 zeigt.
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Das in 7 gezeigte Ablaufdiagramm unterscheidet sich von dem in 3 gezeigten Ablaufdiagramm dadurch, dass es die Schritte S11 bis S13 enthält, wenn es in Schritt S2 NEIN lautet. Daher werden die Schritte S11 bis S13 beschrieben, und die Beschreibung der anderen Schritte entfällt.
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In einem Fall, bei dem die Höhendifferenz ΔH außerhalb der Toleranz ist (NEIN in Schritt S2), bestimmt der Prozessor 30, ob die Anzahl der Bewegungen n seit Beginn der Bearbeitung einen vorgegebenen Wert N überschritten hat (Schritt S11). N ist z.B. 10. Die Anzahl der Bewegungen n wird zu Beginn des in 7 dargestellten Ablaufs auf 0 (Null) zurückgesetzt.
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Wenn die Anzahl der Bewegungen n N nicht überschritten hat (NEIN in Schritt S11), bewegt der Prozessor 30 den Bewegungsmechanismus 5 in einer vorbestimmten Richtung um einen vorbestimmten Bewegungsbetrag (Schritt S12). Zum Beispiel kann der Prozessor 30 den Bewegungsmechanismus 5 in Richtung der X-Achse um einen Bewegungsbetrag ΔX bewegen. Alternativ dazu kann der Prozessor 30 den Bewegungsmechanismus 5 in Richtung der Y-Achse um einen Bewegungsbetrag ΔY bewegen. Alternativ kann der Prozessor 30 den Bewegungsmechanismus 5 in Richtung der X-Achse um einen Bewegungsbetrag ΔX bewegen, wenn n eine ungerade Zahl ist, und kann den Bewegungsmechanismus 5 in Richtung der Y-Achse um einen Bewegungsbetrag ΔY bewegen, wenn n eine gerade Zahl ist.
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Nach Schritt S12 inkrementiert der Prozessor 30 die Anzahl der Bewegungen n um eins. Nach Schritt S13 kehrt der Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung 100A zur Verarbeitung von Schritt S1 zurück.
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Wenn die Anzahl der Bewegungen n N nicht überschritten hat (NEIN in Schritt S11), führt der Prozessor 30 die Verarbeitung von Schritt S3 aus.
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Gemäß der Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung 100A nach Ausführungsform 2 bewegt der Bewegungsmechanismus 5 die Probe S, wenn die Höhendifferenz ΔH außerhalb der Toleranz ist, so dass die Höhendifferenz ΔH automatisch innerhalb der Toleranz liegen kann. Folglich ist es möglich, den Zeit- und Arbeitsaufwand des Analytikers für die Einstellung der Position der Probe S einzusparen.
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In Abhängigkeit von Probe S kann es jedoch vorkommen, dass die Höhendifferenz ΔH nicht innerhalb der Toleranz ist, selbst wenn sie N-mal verschoben wird. Nur in einem solchen Fall gibt der Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung 100A eine Warnung aus, dass die Position der Probe S nicht angemessen ist. Daher wird die Häufigkeit der Warnmeldung im Vergleich zu Ausführungsform 1 verringert. Dadurch verringert sich auch die Häufigkeit, mit der der Analytiker als Reaktion auf die Warnung eine Positionsanpassung der Probe S vornimmt.
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<Modifikationen>
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In der obigen Beschreibung wird davon ausgegangen, dass sich der Bewegungsmechanismus 5 in dem XY-Tisch befindet. Der Bewegungsmechanismus 5 ist jedoch nicht auf die XY-Stufe beschränkt und kann jeder Mechanismus sein, der die Probe S entlang der oberen Oberfläche 11a des Probentisches 11 bewegt.
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8 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines Bewegungsmechanismus gemäß einer Modifikation zeigt. Wie in 8 dargestellt, umfasst der Bewegungsmechanismus 5 eine Vielzahl von Rollen 51, die in den Probentisch 11 eingebettet sind. Die Vielzahl der Rollen 51 ist um die Öffnung 12 herum angeordnet. Ein Teil der Rollen 51 steht von der oberen Oberfläche 11a des Probentischs 11 vor. Deshalb berührt die auf dem Probentisch 11 platzierte Probe S die Rolle 51 und bewegt sich als Reaktion auf die Drehung der Rolle 51. Die in 8 dargestellte Rolle 51 hat eine Drehachse entlang der Y-Achse. Daher bewegt sich die Probe S als Reaktion auf die Drehung der Walze 51 in der X-Achsen-Richtung.
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Die Drehachsen der Vielzahl von Rollen 51 sind derart an dem Probentisch 11 befestigt, dass die Höhendifferenz zwischen dem oberen Ende der Rolle 51 und der oberen Oberfläche 11a des Probentisches 11 innerhalb der Toleranz ist.
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Wie in 8 gezeigt, wird die Probe S, selbst wenn die Probe S so auf dem Probentisch 11 platziert wird, dass die Ausnehmung 70 die Öffnung 12 abdeckt, automatisch an eine Position bewegt, in der die Ausnehmung 70 die Öffnung 12 nicht abdeckt, wenn sich die Rolle 51 dreht. Folglich ist die Höhendifferenz ΔH innerhalb der Toleranz, und der Zeit- und Arbeitsaufwand für den Analytiker zum Einstellen der Position der Probe S kann entfallen.
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Es wird angemerkt, dass die Drehachsen der Vielzahl von Rollen 51 in der Aufwärts-Abwärts-Richtung (Z-Achsen-Richtung) beweglich sein können. Die Antriebseinheit 80 bewegt die Drehachse in der Aufwärtsrichtung, so dass ein Teil jeder Rolle 51 unmittelbar vor dem Drehen der Vielzahl von Rollen 51 von der oberen Oberfläche 11a des Probentischs 11 nach oben vorsteht. Dadurch kommt die Probe S mit der Vielzahl von Rollen 51 in Berührung und bewegt sich in Abhängigkeit von den Drehungen der Vielzahl von Rollen 51. Nach Beendigung des Drehantriebs der Vielzahl von Rollen 51 bewegt die Antriebseinheit 80 die Drehachse nach unten, so dass das obere Ende jeder Rolle 51 gleich oder niedriger als die Höhe der oberen Oberfläche 11a des Probentischs 11 wird. Dadurch kommt die Probe S mit der oberen Oberfläche 11a des Probentischs 11 in Berührung. Folglich kann die Höhendifferenz ΔH gegen 0 gebracht werden.
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[Aspekte]
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Ein Fachmann wird erkennen, dass die oben beschriebene Vielzahl von beispielhaften Ausführungsformen und deren Modifikation die folgenden Aspekte veranschaulichen.
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(Punkt 1)
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Eine Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung 100, 100A gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist derart konfiguriert, dass sie die Bestandteile einer Probe analysiert. Die Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung umfasst einen Probentisch 11 mit einer Öffnung 12, wobei der Probentisch 11 derart konfiguriert ist, dass er eine Probe S darauf platziert, so dass die Probe S an der Öffnung freiliegt, eine Röntgenquelle 21, die derart konfiguriert ist, dass sie die Probe mit primären Röntgenstrahlen von unterhalb des Probentisches durch die Öffnung hindurch bestrahlt, und einen Detektor 22, welcher derart konfiguriert ist, dass er von der Probe erzeugte Fluoreszenz-Röntgenstrahlen erfasst. Die Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung umfasst ferner eine Analysevorrichtung 38, welche derart konfiguriert ist, dass sie die Bestandteile auf Grundlage der Fluoreszenz-Röntgenstrahlen analysiert, eine Messvorrichtung 23, die derart konfiguriert ist, dass sie eine Höhe einer Oberfläche der an der Öffnung freiliegenden Probe misst, eine Bestimmungseinheit 35, die derart konfiguriert ist, dass sie bestimmt, ob eine Höhendifferenz zwischen der von der Messvorrichtung gemessenen Höhe und einer Höhe einer oberen Oberfläche 11a des Probentisches innerhalb einer Toleranz ist, sowie eine Benachrichtigungseinheit 39, die derart konfiguriert ist, dass sie ein Bestimmungsergebnis der Bestimmungseinheit mitteilt.
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Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration kann der Analytiker die Zuverlässigkeit des Analyseergebnisses der Bestandteile der Probe S durch Bestätigen des Bestimmungsergebnisses erkennen.
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(Punkt 2)
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Bei der Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung, wie sie in dem oben beschriebenen Punkt 1 beschrieben ist, teilt die Benachrichtigungseinheit als Reaktion auf eine Bestimmung, dass die Höhendifferenz außerhalb der Toleranz ist, eine Warnung mit, die anzeigt, dass eine Position der Probe nicht angemessen ist.
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Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration kann der Analytiker erkennen, dass die Zuverlässigkeit des Analyseergebnisses abnimmt, wenn die Analyse unter den aktuellen Bedingungen gestartet wird, indem er die Warnung bestätigt. So kann der Analytiker die Position der Probe anpassen und vermeiden, dass das unzuverlässige Analyseergebnis ausgegeben wird.
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(Punkt 3)
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Bei der Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung, wie sie in den oben beschriebenen Punkten 1 oder 2 beschrieben ist, fügt die Benachrichtigungseinheit Informationen, die anzeigen, dass die Höhendifferenz außerhalb der Toleranz ist, einem Analyseergebnis der Analysevorrichtung als Reaktion auf eine Bestimmung hinzu, dass die Analysevorrichtung die Bestandteile in einem Zustand analysiert hat, in dem die Höhendifferenz außerhalb der Toleranz ist.
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Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration kann der Analytiker erkennen, dass das Analyseergebnis unter unpassenden Bedingungen durchgeführt wurde und die Zuverlässigkeit des Analyseergebnisses gering ist, indem er die zum Analyseergebnis hinzugefügten Informationen überprüft.
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(Punkt 4)
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Die Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung, wie sie in einem der oben beschriebenen Punkte 1 bis 3 beschrieben ist, umfasst ferner einen Bewegungsmechanismus 5, der derart konfiguriert ist, dass er die Probe als Reaktion auf die Bestimmung, dass die Höhendifferenz außerhalb der Toleranz ist, entlang der oberen Oberfläche bewegt.
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Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration kann die Probe, selbst wenn sie nicht korrekt auf dem Probentisch platziert ist, durch Bewegen des Bewegungsmechanismus in eine geeignete Position gebracht werden. Folglich ist es möglich, den Zeit- und Arbeitsaufwand für den Analytiker zum Einstellen der Position der Probe einzusparen.
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(Punkt 5)
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Bei der Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung nach einem der oben beschriebenen Punkte 1 bis 4 ist die Messvorrichtung ein Laserentfernungsmesser.
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(Punkt 6)
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Bei der Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung, wie sie in einem der oben beschriebenen Punkte 1 bis 4 beschrieben ist, weist die Messvorrichtung auf
- eine Beleuchtungseinheit 23c, die derart konfiguriert ist, dass sie Beleuchtungslicht auf die Öffnung emittiert;
- eine Bildaufnahmeeinheit 23d, die derart konfiguriert ist, dass sie die Öffnung abbildet; und
- eine Bildverarbeitungseinheit 23e, die derart konfiguriert ist, dass sie ein dreidimensionales Bild aus einem von der Bildaufnahmeeinheit erhaltenen Bild erzeugt und die Höhe der Oberfläche unter Verwendung des dreidimensionalen Bildes berechnet.
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Gemäß den Konfigurationen des fünften oder sechsten Punktes ist es möglich, die Höhe der Oberfläche der Probe, die an der Öffnung freiliegt, genau zu messen.
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Die Ausführungsformen sind in jeder Hinsicht als beispielhaft und nicht einschränkend zu betrachten. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird eher durch die Ansprüche als durch die oben beschriebenen Ausführungsformen angegeben und soll alle Änderungen innerhalb der Bedeutung und des Schutzumfangs umfassen, die den Ansprüchen entsprechen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Probenkammer
- 2
- Messkammer
- 3, 3A
- Computer
- 4
- Gehäuse
- 5
- Bewegungsmechanismus
- 11
- Probentisch
- 11a
- obere Oberfläche
- 11b
- untere Oberfläche
- 12
- Öffnung
- 21
- Röntgenquelle
- 22
- Detektor
- 23
- Messvorrichtung
- 23a
- Lichtemitter
- 23b
- Lichtempfänger
- 23c
- Beleuchtungseinheit
- 23d
- Bildaufnahmeeinheit
- 23e
- Bildverarbeitungseinheit
- 24
- Trägerelement
- 30
- Prozessor
- 31
- Speicher
- 32
- Speichervorrichtung
- 33
- Eingabevorrichtung
- 34
- Anzeigevorrichtung
- 35
- Bestimmungseinheit
- 36
- Quellensteuerungseinheit
- 37
- Detektorsteuerung
- 38
- Analysevorrichtung
- 39
- Benachrichtigungseinheit
- 50
- horizontale Bezugsebene
- 51
- Rolle
- 60
- Laserstrahl
- 70
- Ausnehmung
- 80
- Antriebseinheit
- 100, 100A
- Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung
- S
- Probe
- Sa
- Oberfläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2020085826 [0002, 0003]
