DE19952293B4 - Röntgenfluoreszenzanalysator - Google Patents

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Abstract

Röntgenfluoreszenzanalysator mit:
einer Detektionseinrichtung (6) zum Detektieren von Röntgenfluoreszenzstrahlen, die von einem zu analysierenden Probestück (1) emittiert werden; und
einem ersten Kollimator (10), der zwischen dem Probestück (1) und der Detektionseinrichtung (6) angeordnet und zur Bewegung zwischen einer Einführ- und einer Rückzugposition im Hinblick auf einen Laufweg der Röntgenfluoreszenzstrahlen (5) zur Detektionseinrichtung (6) gestützt ist;
wobei der erste Kollimator (10) eine zum Probestück (1) benachbarte Wand (11) aufweist, die abgestuft ist, um in Stufen verlaufende flache Wandsegmente (11a, 11b, 11c) mit darin ausgebildeten jeweiligen Öffnungen (12a, 12b, 12c) mit variierenden Durchmessern zu bilden, wobei je kleiner die Öffnung ist, um so näher sie dem Probestück (1) ist, wenn eine der Öffnungen (12a, 12b, 12c) je nach Größe einer zu messenden Zielfläche des Probestücks (1) ausgewählt und dann in Lageübereinstimmung mit dem Laufweg der Röntgenfluoreszenzstrahlen (5) zur Detektionseinrichtung (6) gebracht wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft allgemein einen Röntgenfluoreszenzanalysator und insbesondere den Röntgenfluoreszenzanalysator einer Art, die mit einem Kollimator zum Einschränken des Sichtfelds versehen ist, so daß von anderen Quellen als einem analysierten Probestück erzeugte Röntgenfluoreszenzstrahlen und/oder Streuröntgenstrahlen eine Detektionseinrichtung nicht erreichen.
  • Allgemein wird in einem Parallelstrahlen nutzenden Röntgenfluoreszenzanalysator gemäß 19 ein auf einem Probentisch fest gestütztes Probestück 1 mit primären Röntgenstrahlen 3 bestrahlt, die aus einer Röntgenröhre 4 erzeugt werden, um das Probestück 1 anzuregen. Das so angeregte Probestück 1 erzeugt Röntgenfluoreszenzstrahlen 5, die danach durch einen Kollimator 10A zu einem Sollerschlitz 7 geführt werden, um die Röntgenfluoreszenzstrahlen 5 in Form von Parallelstrahlen abzunehmen. Anschließend werden die aus dem Sollerschlitz 7 austretenden Röntgenfluoreszenzstrahlen 5 durch einen Monochromator 8 gemäß einem Spektrum unterschiedlicher Wellenlängen monochromatisiert, die im Probestück 1 enthaltenen Elementen entsprechen, wonach ein Detektor 9 die monochromatisierten Röntgenstrahlen detektiert.
  • Der zwischen Probestück 1 und Sollerschlitz 7 angeordnete Kollimator 10A kommt aus folgendem Grund zum Einsatz:
    Da die aus der Röntgenröhre 4 austretenden primären Röntgenstrahlen 3 nicht nur das zu analysierende Probestück 1, sondern auch den Probentisch 2 bestrahlen, führt ein fehlender Kollimator dazu, daß gemäß 20A nicht nur die vom Probestück 1 erzeugten Röntgenfluoreszenzstrahlen, sondern auch eine große Menge von Störstrahlen, z. B. Röntgenfluoreszenzstrahlen und/oder Streuröntgenstrahlen, die von einem zum Probestück 1 benachbarten und es umgebenden Abschnitt 2a des Probentischs 2 erzeugt werden, auf den Detektor 9 auftreffen. Daher bilden die Störstrahlen schließlich einen Hintergrund im Hinblick auf das Spektrum der vom Probestück 1 ausgehenden Röntgenfluoreszenzstrahlen, was von einer Verringerung des Signal-Rausch-Verhältnisses (S/R-Verhältnisses) begleitet wird.
  • Dagegen führt die Verwendung des Kollimators 10A dazu, daß gemäß 20B das Sichtfeld oder der Erfassungswinkel des Detektors 9 auf einen das Probestück 1 umgebenden Abschnitt 2a des Probentischs 2 begrenzt ist. Obwohl er eine Quelle für die Störstrahlen darstellt, ist insbesondere dieser vom Kollimator 10A gemäß 20B umfaßte Abschnitt 2a des Probentischs 2 auf eine kleinere Fläche als der vom Detektor 9 erfaßte Abschnitt 2a begrenzt, wenn kein Kollimator 10A verwendet wird, weshalb die meisten Störstrahlen durch den Kollimator 10A abgefangen werden und nicht den Detektor 9 erreichen, was das S/R-Verhältnis verbessert.
  • Dieser Kollimator 10A hat gemäß 19 einen Aufbau mit einem länglichen Plattenteil mit mehreren, z. B. drei, feldbegrenzenden Öffnungen 12a, 12b und 12c mit variierenden Durchmessern, die darin in einer Reihe ausgebildet sind, die einer durch den Pfeil Y dargestellten Gleitbewegungsrichtung des Kollimators 10A entspricht. Die Öffnungen 12a bis 12c werden zum Laufweg der Röntgenfluoreszenzstrahlen 5 zum Sollerschlitz 7 je nach Größe einer zu messenden Zielfläche des Probestücks 1 jeweils selektiv in Ausrichtung gebracht.
  • Allerdings liegt gemäß 20B ein bestimmter Abstand L zwischen Kollimator 10A und Probestück 1 vor. Auch wenn daher eine der Öffnungen, z. B. die Öffnung 12a mit einem Durchmesser ausgewählt wird, der im wesentlichen der Größe des Probestücks 1 gleicht, "blickt" der Detektor 9 auf das Probestück 1 durch die ausgewählte Öffnung 12a so, daß auch die Störstrahlen, die von dem das Probestück 1 außen eng umgebenden Abschnitt 2a ausgehen, die ausgewählte Öffnung 12a durchlaufen und dann auf den Detektor 9 auftreffen können, was schließlich dazu führt, daß das S/R-Verhältnis nicht verbessert werden kann.
  • Will man verhindern, daß die Störstrahlen in den Detektor eintreten, und wählt man daher eine der Öffnungen aus, die einen kleineren Durchmesser als die Größe des Probestücks 1 hat, verringert sich die Intensität der die ausgewählte Öffnung durchlaufenden Röntgenfluoreszenzstrahlen, was die Detektionsempfindlichkeit senkt.
  • Zur Erleichterung der zuvor diskutierten Probleme offenbart die JP05-126998A (JP2674675B2; siehe auch die EP 0 623 817A1) Verwendung eines Kollimators 10B gemäß 21. Der vorgeschlagene Kollimator 10B verfügt über mehrere, z. B. drei, Rohre 15a bis 15c mit variierenden Innendurchmessern, die jeweils der Größe einer zu messenden Zielfläche des Probestücks 1 entsprechen, und auch variierenden Längen, wobei die größte Länge für den kleinsten Innendurchmesser des Rohrs und die kleinste Länge für den größten Innendurchmesser des Rohrs ausgewählt ist, so daß bei Auswahl eines der Rohre 15a bis 15c gilt, daß je kleiner der Rohrinnendurchmesser ist, um so näher das Rohr zum Probestück 1 liegt. Ist in einem solchen Fall eines der Rohre 15a bis 15c im Kollimator 10B je nach spezieller Größe des zu analysierenden Probestücks 1 richtig ausgewählt, "blickt" der Detektor 9 so auf das Probestück 1 durch das ausgewählte Rohr, daß er nur das Probestück 1 umfaßt, weshalb von einer anderen Fläche als dem Probestück 1 ausgehende Störstrahlen wirksam abgefangen werden können. Daher läßt sich ohne notwendige Durchmesserverringerung der entsprechenden Öffnung auf einen kleineren Wert als die Größe des Probestücks 1 jedes mögliche Eintreten von Störstrahlen, die von einer anderen Fläche als dem Probestück 1 ausgehen, durch den Sollerschlitz 7 in den Detektor wirksam minimieren, was mit einer Verbesserung des S/R-Verhältnisses einhergeht, ohne daß die Detektionsempfindlichkeit sinkt.
  • Allerdings wurde festgestellt, daß der Einsatz des Kollimators 10B mit einem Problem gemäß 22 behaftet ist, daß beim teilweisen Abschneiden der vom Probestück 1 ausgehenden Röntgenfluoreszenzstrahlen, z. B. durch das Rohr 15a, ein Anteil 5a der vom Probestück 1 ausgehenden Röntgenfluoreszenzstrahlen 5 dazu neigt, auf eine Innenwandfläche 16a des Rohrs 15a aufzutreffen, was zur Erzeugung von Störstrahlen 30, z. B. Röntgenfluoreszenzstrahlen und/oder Streuröntgenstrahlen, von der Innenwandfläche 16a führt, die schließlich durch den Sollerschlitz 7 in den Detektor eintreten. Somit läßt sich das S/R-Verhältnis immer noch nicht ausreichend verbessern. Außerdem müssen sich jeweilige Längachsen 17a, 17b, 17c dieser Rohre 15a bis 15c parallel zur Sollerschlitzfolie erstrecken, weshalb eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit zur Produktion des Kollimators 10B erforderlich ist, so daß die Herstellbarkeit schlechter ist.
  • Andererseits wird beim bekannten Röntgenfluoreszenzana lysator gemäß 21 das Probestück 1 durch die primären Röntgenstrahlen 3 bestrahlt, wobei die Richtung einer Achse der Röntgenquelle 4 relativ zum Probestück 1 geneigt ist, so daß die vom Probestück 1 erzeugten Röntgenfluoreszenzstrahlen in den Detektor eintreten können, während die Röntgenquelle 4 möglichst nahe am Probestück 1 positioniert ist, damit es eine erhöhte Strahlungsintensität aufnimmt. Die Strahlungsintensität der primären Röntgenstrahlen 3 zur zu messenden Zielfläche des Probestücks 1 bezeichnet die gesamte Strahlungsintensität der primären Röntgenstrahlen 3 zur gesamten Zielfläche einer zu messenden Probenoberfläche 1a. Als Ergebnis einer Prüfungssimulation, die zur Bestimmung eines Verteilungsmusters der Strahlungsintensität der primären Röntgenstrahlen 3 über eine imaginäre Bestrahlungsebene mit der Probenoberfläche 1a und ihrer Ebenenausdehnung durchgeführt wurde, führte die Achsenrichtungsneigung der Röntgenquelle 4 dazu, daß gemäß einer Kurve B in 23 die Verteilung der Strahlungsintensität nicht an einer Stelle C maximiert war, an der sich die Strahlungsmittelachse der Röntgenquelle 4 zur imaginären Bestrahlungsebene erstreckt, sondern ihr Maximum an einer Stelle M hatte, die in einer Richtung verschoben war, die der Neigungsrichtung der Röntgenquelle 4 entsprach, was ein asymmetrisches Verteilungsmuster der Strahlungsintensität darstellte.
  • Nimmt man daher z. B. an, daß die zu messende Zielfläche des Probestücks 1 einen relativ großen Durchmesser D3 hat, ist die Strahlungsintensität (entspricht der schraffierten Fläche) der auf die zu messende Zielfläche des Probestücks 1 projizierten primären Röntgenstrahlen 3 an einer durch D3 gezeigten Stelle maximiert, während bei einem relativ kleinen Durchmesser D1 der zu messenden Zielfläche des Probestücks 1 ihre Strahlungsintensität an einer durch D1 dargestellten Stelle maximiert ist. Je nach Größe der Zielfläche des Probestücks 1 variiert somit die Stelle, an der die Strahlungsintensität maximiert ist. Daher schlug der Erfinder der vorliegenden Erfindung in der JP10142171 A (siehe auch die US 6, 028, 911) die Verwendung eines beweglichen Probentischs 2 vor, der in eine Optimalposition bewegt werden kann, an der die Strahlungsintensität der primären Röntgenstrahlen 3 zur Zielfläche des Probestücks 1 maximiert sein kann, um dadurch den Ausnutzungsgrad der primären Röntgenstrahlen 3 von der Röntgenquelle 4 zu maximieren.
  • Jedoch sind die zuvor diskutierten Kollimatoren 10A und 10B des Stands der Technik jeweils so gestaltet, daß die Stelle C, an der die Strahlungsmittelachse der Röntgenquelle 4 zur imaginären Bestrahlungsebene verläuft, als Stelle gewählt werden kann, an der die Kollimatoren 10A und 10B so wirken, daß sie die Röntgenfluoreszenzstrahlen 5 teilweise abschneiden. Obwohl anders ausgedrückt eine der Öffnungen in den jeweiligen Kollimatoren 10A und 10B ausgewählt wird, liegt die Umfassungsmitte der Öffnung zwangsläufig an einer bestimmten Stelle C. Wird andererseits gemäß der vorstehenden Diskussion die zu messende Zielfläche des Probestücks 1 in die Optimalposition bewegt, ist die Position M, an der die Intensität von Röntgenstrahlung maximiert ist, von der Stelle C verschoben, weshalb in dem Fall, daß die von der Apertur umfaßte Mitte an der Stelle C liegt, die von der zu messenden Zielfläche ausgehenden Röntgenfluoreszenzstrahlen 5 nicht ausreichend auf den Detektor auftreffen und folglich das S/R-Verhältnis nicht genügend verbessert ist.
  • Somit soll die Erfindung einen verbesserten Röntgenfluoreszenzanalysator mit einem Kollimator bereitstellen, der das S/R-Verhältnis im Vergleich zum bekannten Kollimator wirksam verbessert, ohne daß dies von einer möglichen Verringerung der Detektionsempfindlichkeit begleitet ist, und der ausgezeichnet herstellbar ist.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die Erfindung verschiedene bauliche Merkmale von Kollimatoren bereit, die einzeln oder in Kombination vorgesehen sind. In einer Ausführungsform stellt die Erfindung einen Röntgenfluoreszenzanalysator bereit, der aufweist: eine Detektionseinrichtung zum Detektieren von Röntgenfluoreszenzstrahlen, die von einem zu analysierenden Probestück emittiert werden, und einen ersten Kollimator, der zwischen dem Probestück und der Detektionseinrichtung angeordnet und zur Bewegung zwischen einer Einführ- und einer Rückzugposition im Hinblick auf einen Laufweg der Röntgenfluoreszenzstrahlen zur Detektionseinrichtung gestützt ist. Der erste Kollimator weist eine zum Probestück benachbarte Wand auf, die abgestuft ist, um in Stufen verlaufende flache Wandsegmente mit darin ausgebildeten jeweiligen Öffnungen mit variierenden Durchmessern zu bilden. Je kleiner die Öffnung ist, um so näher ist sie dem Probestück, wenn eine der Öffnungen entsprechend einer Größe einer zu messenden Zielfläche des Probestücks ausgewählt und dann in Lageübereinstimmung mit dem Laufweg der Röntgenfluoreszenzstrahlen zur Detektionseinrichtung gebracht wird.
  • Da gemäß dem zuvor beschriebenen Aufbau durch geeignetes Auswählen einer der Öffnungen je nach Größe der zu messenden Zielfläche des Probestücks nur das Probestück umfaßt werden kann, betrachtet man das Probestück von der Seite der Detektionseinrichtung, läßt sich ein mögliches Eintreten der nicht vom Probestück erzeugten Störstrahlen in die Detektionseinrichtung wie beim im Zusammenhang mit dem Stand der Technik beschriebenen Kollimator verhindern, weshalb das S/R-Verhältnis ohne Senkung der Detektionsempfindlichkeit verbessert werden kann. Da zudem der Laufweg der eine der Öffnungen durchlaufenden Röntgenfluoreszenzstrahlen nicht so ist, daß er eine schmale Breite hat, die von einer Innenwandfläche umgeben ist, treten die Störstrahlen von der Innenwandfläche kaum auf, so daß sich das S/R-Verhältnis gegenüber dem Stand der Technik noch weiter verbessern läßt.
  • Vorzugsweise weist der erste Kollimator ein Substrat bzw. einen Träger und einen auf dem Träger gebildeten Vorsprung auf, wobei der Vorsprung eine Spitze hat, an der die abgestuften flachen Wandsegmente gebildet sind.
  • Außerdem ist vorzugsweise ein zweiter Kollimator zwischen dem ersten Kollimator und der Detektionseinrichtung angeordnet und zur Bewegung zwischen einer Einführ- und einer Rückzugposition im Hinblick auf den Laufweg der Röntgenfluoreszenzstrahlen zur Detektionseinrichtung gestützt. Dieser zweite Kollimator hat eine oder mehrere Öffnungen mit einem größeren Durchmesser als jede der Öffnungen im ersten Kollimator. Da gemäß diesem Aufbau eine oder mehrere Öffnungen mit dem größeren Durchmesser als jede der Öffnungen im ersten Kollimator, die nicht der zu messenden Zielfläche des Probestücks angenähert zu werden brauchen, im zweiten Kollimator gebildet sind, der ein vom ersten Kollimator getrenntes Teil ist, und da der zweite Kollimator hinter dem ersten Kollimator im Vergleich zu allen im ersten Kollimator angeordneten Öffnungen positioniert ist, kann die Länge in Seitenrichtung verringert sein, wodurch der Kollimator mit kompakter Größe gestaltet sein kann.
  • Vorzugsweise ist zudem ein Antriebsmechanismus zum Bewegen des Probestücks in eine Optimalposition vorgesehen, an der eine Strahlungsintensität primärer Röntgenstrahlen zu einer zu messenden Zielfläche des Probestücks je nach Größe der Zielfläche des Probestücks maximiert sein kann. In diesem Fall sind die Öffnungen im ersten und zweiten Kollimator so angeordnet, daß sie die Zielfläche des Probestücks im Blick von der Detektionseinrichtung umfassen. Da gemäß diesem Aufbau die Öffnungen im ersten und zweiten Kollimator so angeordnet sind, daß sie die zu messende Zielfläche umfassen, die an der Optimalposition gehalten wird, an der die Strahlungs intensität der primären Röntgenstrahlen maximal ist, lassen sich die vom Probestück erzeugten Röntgenfluoreszenzstrahlen ausreichend nutzen, um das S/R-Verhältnis weiter zu verbessern.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform stellt die Erfindung einen Röntgenfluoreszenzanalysator bereit, der eine Detektionseinrichtung zum Detektieren von Röntgenfluoreszenzstrahlen, die von einem zu analysierenden Probestück emittiert werden, und einen zwischen dem Probestück und der Detektionseinrichtung angeordneten ersten Kollimator aufweist. Der erste Kollimator hat mehrere darin ausgebildete Öffnungen und ferner eine zum Probestück benachbarte flache Wand, wobei mindestens ein Abschnitt der flachen Wand in einer Bestrahlungsfläche primärer Röntgenstrahlen positioniert ist, die von einer Röntgenquelle erzeugt werden, sowie eine ebene Abschirmwand, die sich von der flachen Wand benachbart zu dem Probestück zu der Detektionseinrichtung erstreckt, zum Verhindern, daß die durch die Röntgenquelle erzeugten primären Röntgenstrahlen in einen Laufweg der Röntgenfluoreszenzstrahlen von der Seite der Detektionseinrichtung der zum Probestück benachbarten Wand eintreten.
  • Da gemäß diesem Aufbau die zum Probestück benachbarte Wand flach ist, läßt sie sich einfach bearbeiten. Aufgrund der Bereitstellung der Abschirmwand zum Verhindern, daß die primären Röntgenstrahlen, die als Störstrahlen wirken würden, in den Laufweg der Röntgenfluoreszenzstrahlen eintreten, lassen sich zudem die Störstrahlen verhindern, was folglich das S/R-Verhältnis verbessert.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform stellt die Erfindung einen Röntgenfluoreszenzanalysator bereit, der eine Detektionseinrichtung zum Detektieren von Röntgenfluoreszenzstrahlen, die von einem zu analysierenden Probestück emittiert werden, und einen zwischen dem Probestück und der Detektionseinrichtung angeordneten ersten Kollimator aufweist. Der erste Kollimator verfügt über eine zum Probestück benachbarte flache Wand mit mehreren darin ausgebildeten Öffnungen und einen an einer Vorderseite der flachen Wand vorgesehenen und sich an der Vorderseite der Öffnungen in Richtung zum Probestück erstreckenden Abschirmabschnitt zum Verhindern, daß durch eine Röntgenquelle erzeugte primäre Röntgenstrahlen in eine der Öffnungen eintreten.
  • Da gemäß diesem Aufbau der Abschirmabschnitt verhindert, daß die primären Röntgenstrahlen, die Störstrahlen darstellen würden, in eine der Öffnungen eintreten, läßt sich das S/R-Verhältnis verbessern.
  • Vorzugsweise wird das Probestück durch einen Probentisch gestützt, und der erste Kollimator ist so angeordnet, daß er Röntgenfluoreszenzstrahlen in einer relativ zum Probentisch geneigten Richtung empfängt. Der erste Kollimator hat einen Eckenbereich gegenüber dem Probentisch, der ausgeschnitten ist, um eine Ausschnittfläche parallel zur Oberfläche des Probentischs zu bilden. Gemäß diesem Aufbau kann jede der Öffnungen im ersten Kollimator nahe an den Probentisch geführt werden, ohne vom Probentisch gestört zu werden, was von einer Verbesserung des S/R-Verhältnisses begleitet wird.
  • Vorzugsweise kann der Abschirmabschnitt ferner eine einstückig mit dem ersten Kollimator gebildete Blende oder eine Blende sein, die durch Anpassen einer getrennten Platte an den ersten Kollimator gebildet ist. Außerdem hat die Blende des ersten Kollimators vorzugsweise eine Verlängerung, die mit einer primären Röntgenstrahlöffnung ausgebildet ist. Da gemäß diesem Aufbau die durch die primäre Röntgenstrahlöffnung teilweise abgeschnittenen primären Röntgenstrahlen auf das Probestück auftreffen, läßt sich jede mögliche Erzeugung der Röntgenfluoreszenzstrahlen von einem Bereich um das Probestück vorteilhaft verhindern, was zu erhöhter Meßgenauigkeit führt.
  • Ferner ist der Abschirmabschnitt vorzugsweise so angeordnet, daß er in einer Richtung geneigt ist, in der sich ein Abschnitt der zum Probestück benachbarten Wand nahe der Röntgenquelle einer Mittelachse der Röntgenquelle nähert.
  • Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen von Kollimatoranordnungen im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen näher beschrieben; sie dienen zur Veranschaulichung und Erläuterung.
  • In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszahlen in den mehreren Ansichten durchweg gleiche Teile. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Seitenansicht eines Röntgenfluoreszenzanalysators gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform;
  • 2A eine schematische Perspektivansicht eines wichtigen Abschnitts des Röntgenfluoreszenzanalysators von 1;
  • 2B eine schematische Längsschnittansicht eines ersten Kollimators, der im Röntgenfluoreszenzanalysator von 1 zum Einsatz kommt;
  • 3 eine schematische Seitenschnittansicht des ersten Kollimators, der im Röntgenfluoreszenzanalysator von 1 zum Einsatz kommt;
  • 4 eine schematische Vorderansicht des ersten Kollimators, der im Röntgenfluoreszenzanalysator von 1 zum Einsatz kommt;
  • 5 eine schematische Seitenansicht des Röntgenfluoreszenzanalysators gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform;
  • 6 eine schematische Perspektivansicht eines wichtigen Abschnitts des Röntgenfluoreszenzanalysators von 5;
  • 7A eine schematische Perspektivansicht des Röntgenfluoreszenzanalysators gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform, die einen wichtigen Abschnitt von ihm zeigt;
  • 7B eine schematische Längsschnittansicht des ersten Kollimators, der im Röntgenfluoreszenzanalysator von 7A zum Einsatz kommt;
  • 8 eine schematische Vorderansicht eines zweiten Kollimators, der im Röntgenfluoreszenzanalysator gemäß der dritten bevorzugten Ausführungsform zum Einsatz kommt;
  • 9 eine schematische Perspektivansicht des Röntgenfluoreszenzanalysators gemäß einer vierten bevorzugten Aus führungsform, die einen wichtigen Abschnitt von ihm zeigt;
  • 10 eine schematische Längsschnittansicht eines ersten Kollimators, der im Röntgenfluoreszenzanalysator von 9 zum Einsatz kommt;
  • 11 eine schematische Perspektivansicht des Röntgenfluoreszenzanalysators gemäß einer fünften bevorzugten Ausführungsform, die einen wichtigen Abschnitt von ihm zeigt;
  • 12 eine schematische Perspektivansicht des wichtigen Abschnitts des Röntgenfluoreszenzanalysators von 11;
  • 13A eine schematische Perspektivansicht eines ersten Kollimators, der im Röntgenfluoreszenzanalysator von 11 zum Einsatz kommt;
  • 13B eine schematische Vorderansicht des ersten Kollimators, der im Röntgenfluoreszenzanalysator von 11 zum Einsatz kommt;
  • 14 eine im vergrößerten Maßstab, gezeigte Längsschnittansicht eines Abschnitts des ersten Kollimators, der im Röntgenfluoreszenzanalysator von 11 zum Einsatz kommt;
  • 15 eine im vergrößerten Maßstab gezeigte Längsschnittansicht eines Abschnitts eines ersten Kollimators, der im Röntgenfluoreszenzanalysator gemäß einer sechsten bevorzugten Ausführungsform zum Einsatz kommt;
  • 16 eine im vergrößerten Maßstab gezeigte Längsschnittansicht eines Abschnitts eines ersten Kollimators, der im Röntgenfluoreszenzanalysator gemäß einer siebenten bevorzugten Ausführungsform zum Einsatz kommt;
  • 17 eine schematische Draufsicht auf den ersten Kollimator, der im Röntgenfluoreszenzanalysator gemäß der siebenten bevorzugten Ausführungsform zum Einsatz kommt;
  • 18 eine schematische Perspektivansicht eines weiteren Röntgenfluoreszenzanalysators.
  • 19 eine schematische Perspektivansicht eines Röntgenfluoreszenzanalysators des Standes der Technik, die einen wichtigen Abschnitt von ihm zeigt;
  • 20A eine schematische Seitenschnittansicht des Röntgenfluoreszenzanalysators des Standes der Technik von 19, die zeigt, wie die Röntgenfluoreszenzstrahlen durch einen Detektor detektiert werden können, wenn kein Kollimator verwendet wird;
  • 20B eine schematische Seitenschnittansicht des Röntgenfluoreszenzanalysators des Standes der Technik von 19, die zeigt, wie die Röntgenfluoreszenzstrahlen durch einen Detektor detektiert werden können, wenn der Kollimator verwendet wird;
  • 21 eine schematische Perspektivansicht eines weiteren Beispiels für den Röntgenfluoreszenzanalysator des Stand der Technik, die einen wichtigen Abschnitt von ihm zeigt;
  • 22 eine im vergrößerten Maßstab gezeigte schematische Querschnittansicht eines Kollimators, der im Röntgenfluoreszenzanalysator des Standes der Technik von 21 zum Einsatz kommt; und
  • 23 ein Diagramm eines Verteilungsmusters von Strahlungsintensitäten der primären Röntgenstrahlen auf der imaginären Bestrahlungsebene, das zustande kommt, wenn die primären Röntgenstrahlen geneigt abgestrahlt werden.
  • Zunächst wird anhand von 1 bis 4 ein Röntgenfluoreszenzanalysator gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Mit speziellem Bezug auf 1 weist der hier gezeigte Röntgenfluoreszenzanalysator auf: einen Probentisch 2 zum Stützen eines Probestücks 1 darauf, eine Röntgenquelle 4 zum Projizieren primärer Röntgenstrahlen 3 zu einer Oberfläche 1a des Probestücks 1 in einem geneigten Winkel und eine Detektionseinrichtung 6 zum Messen der Intensität von Röntgenfluoreszenzstrahlen 5, die eine Art sekundärer Röntgenstrahlen sind, die vom Probestück 1 erzeugt werden. Die Detektionseinrichtung 6 verfügt über einen Sollerschlitz 7 zum Parallelrichten der Röntgenfluoreszenzstrahlen, einen Monochromator 8, einen Detektor 9 und ein (nicht gezeigtes) Goniometer. Zu beachten ist, daß die Detektion einrichtung 6 nicht unbedingt in einem Parallelstrahlverfahren arbeiten muß, bei dem parallele Strahlen durch den Sollerschlitz 7 abgenommen werden können, sondern auch in einem sogenannten Fokussierverfahren. In einem solchen Fall wird ein Krümmungskristall für einen Monochromator verwendet, und der Detektor ist an einem Brennpunkt positioniert, wobei kein Sollerschlitz 7 zum Parallelrichten verwendet wird.
  • Ein erster Kollimator 10 ist auf einem Laufweg der Röntgenfluoreszenzstrahlen 5 vom Probestück 1 zur Detektionseinrichtung 6 angeordnet. Gemäß 2B verfügt der erste Kollimator 10 über eine zum Probestück 1 benachbarte Vorderwand 11, eine zur Detektionseinrichtung 6 benachbarte Rückwand 13 sowie eine obere und eine untere Wand 35 und 36, die alle so zusammengebaut sind, daß der erste Kollimator 10 allgemein trapezförmig im Längsschnitt ist. Zu beachten ist, daß der erste Kollimator 10 durch Biegen eines Plattenteils oder durch Schleifen einer dicken Platte oder eines Blocks hergestellt sein kann. Gemäß 2A ist die zum Probestück 1 weisende Vorderwand 11 treppenartig abgestuft und hat mehrere Vorderwandsegmente, z. B. ein erstes, zweites und drittes Vorderwandsegment 11a, 11b und 11c, die jeweils eine darin gebildete erste, zweite oder dritte Öffnung 12a, 12b oder 12c mit variierendem Durchmesser haben. Je näher das Vorderwandsegment der Vorderwand 11 zum Probestück 1 vorsteht, um so kleiner ist der Durchmesser der entsprechenden Öffnung. In der dargestellten Ausführungsform ist das erste Vorderwandsegment 11a dem Probestück 1 von allen am nächsten, weshalb die im ersten Vorderwandsegment 11a gebildete Öffnung 12a die kleinste von allen ist. Somit ist leicht deutlich, daß bei Bewegung des ersten Kollimators 10, um eine der ersten bis dritten Öffnung 12a bis 12c, die so ausgewählt ist, daß sie der Größe der zu messenden Zielfläche des Probestücks 1 entspricht, in Ausrichtung zum Laufweg der Röntgenfluoreszenzstrahlen 5 zu bringen, die angenäherte Öffnung mit kleinstem Durchmesser den kleinsten verfügbaren Abstand vom Probestück 1 hat. Auf diese Weise läßt sich ohne notwendige weitere Durchmesserverringerung der ersten bis dritten Öffnung 12a bis 12c jeder mögliche Durchgang von Röntgenstrahlen, die von einer anderen Fläche als der Zielfläche ausgehen, durch die ausgewählte Öffnung vorteilhaft unterdrücken.
  • Durch richtige Auswahl einer der ersten bis dritten Öffnung 12a bis 12c je nach Größe der Zielfläche des Probestücks 1 "blickt" somit die Detektionseinrichtung 6 auf das Probestück 1 durch die ausgewählte Öffnung 12a, 12b oder 12c so, daß nur das Probestück 1 umfaßt ist, weshalb von einer anderen Fläche als dem Probestück 1 ausgehende Störstrahlen wirksam abgefangen werden können, was das S/R-Verhältnis verbessert, ohne von einer möglichen Verringerung der Detektionsempfindlichkeit begleitet zu sein.
  • Da zudem der erste Kollimator 10 aus dem Plattenteil mit der darin ausgebildeten ersten bis dritten Öffnung 12a bis 12c hergestellt ist, ist der erste Kollimator 10 ausgezeichnet herstellbar.
  • Wie 3 am besten zeigt, hat die zum Sollerschlitz 7 weisende Rückwand 13 des ersten Kollimators 10 die Form einer flachen Platte mit einer darin ausgebildeten ersten bis dritten Hilfsöffnung 14a, 14b und 14c in jeweiliger Ausrichtung zur ersten bis dritten Öffnung 12a bis 12c. Die erste bis dritte Hilfsöffnung 14a bis 14c können einen gleichen oder größeren Durchmesser als die entsprechenden Öffnungen 12a, 12b oder 12c haben und so angeordnet sein, daß die Detektionseinrichtung 6 nur auf das Probestück 1"blicken" kann. Zu beachten ist, daß der erste Kollimator 10 keine zum Sollerschlitz 7 weisende Rückwand 13 zu haben braucht, sondern es ausreichen kann, daß er nur die Vorderwand 11 mit der darin ausgebildeten ersten bis dritten Öffnung 12a bis 12c zum teilweisen Abschneiden der Röntgenfluoreszenzstrahlen 5 hat.
  • Gemäß 1 ist der erste Kollimator 10 des Röntgenfluoreszenzanalysators ferner auf einem (nicht gezeigten) Führungsteil beweglich, das sich in einer Richtung Y senkrecht zur Ebene des Zeichnungsblatts erstreckt. Eine Zahnstange 21 ist an einer Bodenfläche des ersten Kollimators 10 befestigt und steht im Antriebseingriff mit einem Zahnrad 22, das starr an einer Antriebswelle eines Schrittmotors 23 angeordnet ist. Folglich kann der erste Kollimator 10 auf dem (nicht gezeig ten) Führungsteil durch Antrieb des Schrittmotors 23 in Richtung Y verschoben werden.
  • Ferner weist der Röntgenfluoreszenzanalysator einen Antriebsmechanismus 24 auf, z. B. eine X-Y-Stufe zum Bewegen des Probestücks 1 in eine Optimalposition, an der die Strahlungsintensität der primären Röntgenstrahlen 3, die die zu messende Zielfläche bestrahlen, einen Maximalwert je nach Größe der Zielfläche des Probestücks 1 annehmen kann. Daher ist der Probentisch 2 fest auf einem oberen Abschnitt 24a des Antriebsmechanismus 24 angeordnet. Der obere Abschnitt 24a der X-Y-Stufe ist auf einem unteren Abschnitt 24b zur Bewegung in einer mit X bezeichnete Richtung angeordnet, während der untere Abschnitt 24b der X-Y-Stufe auf einem Sockel 25 zur Bewegung in einer Richtung Y senkrecht zur Richtung X angeordnet ist. Anders ausgedrückt repräsentieren X-Y die Orthogonalkoordinaten, die auf der imaginären Bestrahlungsoberfläche eingestellt werden. Zu beachten ist, daß der Antriebsmechanismus 24 eine r-θ-Stufe sein kann, wobei r-θ hierbei die auf der imaginären Bestrahlungsebene eingestellten Polarkoordinaten darstellen und als ihr Pol der Mittelpunkt der Probenoberfläche 1a herangezogen wird.
  • Die X-Y-Stufe 24 und der erste Kollimator 10 werden durch eine Steuereinrichtung 26 gesteuert. Anders ausgedrückt steuert die Steuereinrichtung 26 die X-Y-Stufe 24 so, daß der Probentisch 2 in die Optimalposition bewegt werden kann, an der die Strahlungsintensität der primären Röntgenstrahlen 3 zur Zielfläche des Probestücks 1 je nach Größe der Zielfläche des Probestücks 1 maximiert werden kann, und sie steuert zudem den Schrittmotor 23 zum Antreiben des ersten Kollimators 10, um eine der ersten bis dritten Öffnung 12a bis 12c im ersten Kollimator 10 je nach Größe der zu messenden Zielfläche des Probestücks 1 so auszuwählen, daß nur die von der zu messenden Zielfläche des Probestücks 1 ausgehenden Röntgenfluoreszenzstrahlen 5 durch die Detektionseinrichtung 6 über die ausgewählte Öffnung 12a, 12b oder 12c empfangen werden.
  • Da also die Position des Probestücks 1 je nach Größe der Zielfläche des Probestücks 1 bewegt werden kann, liegen gemäß 4 jeweilige Mittenpositionen der ersten bis dritten Öffnung 12a bis 12c im ersten Kollimator 10 nicht auf gleicher Höhe im Hinblick auf die Höhenrichtung h des ersten Kollimators 10, sondern sind zunehmend in Höhenrichtung h verschoben. Dies bezweckt, daß im Blick von der Detektionseinrichtung 6 die Zielfläche des an der Optimalposition befindlichen Probestücks 1 (23), an der die Strahlungsintensität der primären Röntgenstrahlen 3 zur Zielfläche des Probestücks 1 den Maximalwert annimmt, umfaßt werden kann, wobei durch solches Anordnen der ersten bis dritten Öffnung 12a bis 12c auf die beschriebene Weise die von der zu messenden Zielfläche des Probestücks 1 ausgehenden Röntgenfluoreszenzstrahlen ausreichend auf die Detektionseinrichtung 6 geführt werden können, um dadurch das S/R-Verhältnis weiter zu verbessern.
  • Das Verteilungsmuster B der Strahlungsintensitäten der primären Röntgenstrahlen 3 auf der imaginären Bestrahlungsebene läßt sich vorab mittels einer simulierten Berechnung oder einer Folge von Experimenten gemäß 23 bestimmen. In diesem Verteilungsmuster B der Strahlungsintensitäten wird ähnlich bestimmt, daß bei einer Größe der zu messenden Zielfläche des Probestücks 1 mit einem Durchmesser D3 die Strahlungsintensität der primären Röntgenstrahlen 3 zur zu messenden Zielfläche des Probestücks 1 in der schraffierten Fläche im Diagramm von 23 maximiert ist. Somit ist die Position auf der imaginären Bestrahlungsebene, die der schraffierten Fläche im Diagramm von 23 entspricht, in der Steuereinrichtung 26 als Position gespeichert, die dem Durchmesser D3 der Zielfläche entspricht. Ähnlich sind die jeweiligen Positionen in Zuordnung zu den Durchmessern D1 und D2 (wobei D1 < D2 < D3) in der Steuereinrichtung 26 gespeichert.
  • Sobald andererseits die Größe der Zielfläche des Probestücks 1 bestimmt ist, werden der Durchmesser der Öffnung im ersten Kollimator 10 und der Abstand zwischen Öffnung im ersten Kollimator 10 und zu messender Zielfläche bestimmt, die beide erforderlich sind, damit nur die von der zu messenden Zielfläche ausgehenden Röntgenfluoreszenzstrahlen in die Detektionseinrichtung 6 eintreten können. Hat aufgrund dessen die zu messende Zielfläche eine von z. B. drei unterschiedli chen Größen, ist die Tatsache, daß die jeweils den Durchmessern D1, D2 und D3 der zu messenden Zielfläche entsprechenden Öffnungen im ersten Kollimator 10 die durch die Öffnungen 12a, 12b und 12c bezeichnet sind, in der Steuereinrichtung 26 gespeichert.
  • Im folgenden wird der Betrieb des gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gestalteten Röntgenfluoreszenzanalysators beschrieben.
  • Zunächst wird gemäß 1 das Probestück 1 fest auf dem Probentisch 2 plaziert, wobei seine Mitte zur Mitte des Probentischs 2 ausgerichtet ist. Bei Eingabe von Informationen in die Steuereinrichtung 26, die besagen, daß die zu messende Zielfläche einen z. B. durch D1 bezeichneten Durchmesser hat, steuert die Steuereinrichtung 26 die X-Y-Stufe 24 so, daß der Probentisch 2 in die dem Durchmesser D1 der zu messenden Zielfläche entsprechende Position bewegt werden kann, die in der Steuereinrichtung 26 gespeichert ist, d. h. die Position, an der die Strahlungsintensität der primären Röntgenstrahlen 3 zur zu messenden Zielfläche des Probestücks 1 den Maximalwert annimmt. Gleichzeitig steuert die Steuereinrichtung 26 den Schrittmotor 23, so daß die erste Öffnung 12a im ersten Kollimator 10, die dem Durchmesser D1 der zu messenden Zielfläche entspricht, der in der Steuereinrichtung 26 gespeichert wurde, ausgewählt werden kann, d. h. daß nur die von der Zielfläche ausgehenden Röntgenfluoreszenzstrahlen 5 in die Detektionseinrichtung 6 eintreten können. Als Ergebnis der Drehung des Schrittmotors 23 wird der erste Kollimator 10 in Richtung Y gemäß 2A bewegt, um die erste Öffnung 12a im ersten Kollimator 10 in Ausrichtung zum Laufweg der Röntgenfluoreszenzstrahlen 5 zwischen dem Probestück 1 und der Detektionseinrichtung 6 zu bringen.
  • Erzeugt, ausgehend von diesem Zustand, das Probestück 1 die Röntgenfluoreszenzstrahlen 5 als Ergebnis der Bestrahlung mit den primären Röntgenstrahlen 3 aus der Röntgenquelle 4, durchlaufen die Röntgenfluoreszenzstrahlen 5 die erste Öffnung 12a. Hierbei treffen gemäß 3 von einer zum Sollerschlitz 7 benachbarten Innenwandfläche 18 des ersten Kollimators 10 reflektierte Röntgenstrahlen 31 auf eine zum Probestück 1 benachbarte Innenwandfläche 18 davon auf, um Stör strahlen 32 zu erzeugen, und/oder auf die zum Sollerschlitz 7 benachbarte Innenwandfläche 19 auftreffende Röntgenstrahlen 33 erzeugen Röntgenfluoreszenzstrahlen, die anschließend auf die zum Probestück 1 benachbarte Innenwandfläche 18 auftreffen, um dadurch Störstrahlen 34 zu bilden. Allerdings werden diese keine starken Störstrahlen, da Reflexion an den Innenwandflächen 18 und 19 zur Intensitätsdämpfung führt. Da der erste Kollimator 10 kein Gegenstück der Innenwandfläche 16a hat, die im Kollimator 10 des Stands der Technik gemäß 22 zum Einsatz kommt, läßt sich so eine Erzeugung der Störstrahlen vorteilhaft unterdrücken, was zu weiterer Verbesserung des S/R-Verhältnisses führt.
  • Zu beachten ist, daß in der vorstehenden Ausführungsform der erste Kollimator 10 zwar mit drei Öffnungen beschrieben und gezeigt wurde, die Anzahl der im Kollimator 10 verwendeten Öffnungen aber unter Berücksichtigung der zu analysierenden Probestücke gewählt werden sollte.
  • Im folgenden wird der Röntgenfluoreszenzanalysator gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
  • Der Röntgenfluoreszenzanalysator gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform unterscheidet sich von dem gemäß der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform darin, daß ein zweiter Kollimator 40 zum Einsatz kommt. Gemäß 5 ist dieser zweite Kollimator 40 zwischen dem ersten Kollimator 10 und der Detektionseinrichtung 6 angeordnet. Der zweite Kollimator 40 weist ein längliches Plattenteil auf, in dem eine oder mehrere Öffnungen 42a, 42b, 42c mit einem größeren Durchmesser als jede der Öffnungen 12a bis 12c im ersten Kollimator 10 gebildet sind, und ist zur Bewegung in einer durch Y bezeichneten Richtung zwischen einer Einführ- und einer Rückzugposition relativ zum Laufweg der Röntgenfluoreszenzstrahlen 5 gestützt. In der dargestellten Ausführungsform von 5 beträgt die Anzahl der Öffnungen im zweiten Kollimator 40 drei, die in 6 mit 42a, 42b und 42c bezeichnet sind.
  • Der zweite Kollimator 40 ist an einem (nicht gezeigten) Führungsteil beweglich angeordnet und hat eine Zahnstange 51, die an einem Bodenabschnitt des zweiten Kollimators 40 befes tigt ist und im Antriebseingriff mit einem Zahnrad 52 steht, das fest an einer Antriebswelle eines Schrittmotors 53 angeordnet ist. Bei Antrieb des Schrittmotors 53 läßt sich somit der zweite Kollimator 40 auf dem (nicht gezeigten) Führungsteil in Richtung Y ähnlich wie der erste Kollimator 10 verschieben.
  • Das Verteilungsmuster B der Strahlungsintensität der primären Röntgenstrahlen 3 auf der imaginären Bestrahlungsebene gemäß 23 ist in der Steuereinrichtung 26 als Informationen über ihre jeweiligen Positionen im Hinblick auf die Durchmesser D1, D2, D3, D4, D5 und D6 (wobei D1 < D2 < D3 < D4 < D5 < D6) der zu messenden Zielfläche gespeichert, oder die Optimalposition, an der die Strahlungsintensität der primären Röntgenstrahlen 3 zur Zielfläche des Probestücks 1 maximiert werden kann, ist für jeden der Durchmesser D1, D2, D3, D4, D5 und D6 gespeichert. Gleichermaßen ist die Tatsache, daß die den Durchmessern D1, D2 und D3 der zu messenden Zielflächen entsprechenden Öffnungen jene des ersten Kollimators 10 sind, die mit 12a, 12b bzw. 12c bezeichnet sind, und die den Durchmessern D4, D5 und D6 der zu messenden Zielflächen entsprechenden Öffnungen jene des zweiten Kollimators 40 sind, die mit 42a, 42b bzw. 42c bezeichnet sind, ebenfalls in der Steuereinrichtung 26 gespeichert.
  • Ist also der Durchmesser der zu messenden Zielfläche groß, wird eine der Öffnungen 42a bis 42c im länglichen Plattenteil des zweiten Kollimators 40 ausgewählt. Obwohl in einem solchen Fall ein relativ großer Abstand zwischen jeder der Öffnungen 42a, 42b und 42c im zweiten Kollimator 40 und der zu messenden Zielfläche vorhanden ist, läßt sich eine Detektion der Störstrahlen wirksam und ausreichend vermeiden, da der Durchmesser der zu messenden Zielfläche groß ist. Somit reduziert die Bereitstellung des zweiten Kollimators 40 zwischen erstem Kollimator 10 und Detektionseinrichtung 6 wirksam die Länge des ersten Kollimators 10 in Richtung Y gegenüber der Länge, die der erste Kollimator 10 annehmen würde, wären sechs Öffnungen in einer Reihe im ersten Kollimator 10 gebildet. Ihrerseits vermeidet die Längenverringerung des ersten Kollimators 10 wirksam jede mögliche Zunahme der Ent fernung, über die sich der erste Kollimator 10 in Richtung Y bewegen muß, und dient ferner dazu, den ersten Kollimator 10 kompakt zu gestalten. Obwohl der zweite Kollimator 40 mit drei Öffnungen 42a bis 42c gezeigt und beschrieben wurde, braucht in der Praxis der zweiten Ausführungsform der Erfindung die Anzahl der Öffnungen im zweiten Kollimator 40 nicht immer auf drei wie in der Darstellung beschränkt zu sein, sondern kann eins oder zwei oder mehr als drei betragen und somit je nach Anzahl jeweiliger Größen der zu analysierenden Probestücke gewählt sein.
  • Im folgenden wird der Betrieb des gemäß der zweiten Ausführungsform gestalteten Röntgenfluoreszenzanalysators beschrieben.
  • Unter der Annahme, daß der Durchmesser der zu messenden Zielfläche D1, D2 oder D3 beträgt, wird eine der Öffnungen 12a bis 12c im ersten Kollimator 10, die dem Durchmesser der zu messenden Zielfläche entspricht, in Ausrichtung zum Laufweg der Röntgenfluoreszenzstrahlen 5 zwischen Probestück 1 und Detektionseinrichtung 6 wie bei der ersten Ausführungsform der Erfindung gebracht. Hierbei ist der zweite Kollimator 40 in der Rückzugposition außerhalb des Laufwegs der Röntgenfluoreszenzstrahlen 5 festgehalten.
  • Ist der Durchmesser der Zielfläche des Probestücks 1 groß und werden Befehle in die Steuereinrichtung 26 eingegeben, die darauf verweisen, daß der Durchmesser der zu messenden Zielfläche D3, D4 oder D5 ist, steuert die Steuereinrichtung 26 die X-Y-Stufe 24 so, daß der Probentisch 2 in eine Position bewegt werden kann, an der die Strahlungsintensität der primären Röntgenstrahlen 3 zur zu messenden Zielfläche des Probestücks 1 maximal ist. Gleichzeitig steuert die Steuereinrichtung 26 den Schrittmotor 53 so, daß eine der Öffnungen 42a, 42b und 42c im zweiten Kollimator 40, die dem Durchmesser D3, D4 oder D5 der zu messenden Zielfläche des Probestücks 1 entspricht, ausgewählt werden kann. Als Ergebnis der Drehung des Schrittmotors 53 wird der zweite Kollimator 40 in Richtung Y bewegt, um die ausgewählte Öffnung 42a, 42b oder 42c in Ausrichtung zum Laufweg der Röntgenfluoreszenzstrahlen 5 zwischen Probestück 1 und Detektionseinrichtung 6 zu brin gen. Hierbei ist der erste Kollimator 10 in die Rückzugposition aus dem Laufweg der Röntgenfluoreszenzstrahlen 5 bewegt.
  • Gemäß der vorstehenden Diskussion kann durch abwechselndes Bewegen des ersten und zweiten Kollimators 10 und 40 die jeweilige Bewegungsstrecke des ersten und zweiten Kollimators 10 und 40 ausreichend klein sein, vergleicht man sie mit derjenigen bei Verwendung des einzelnen Kollimators.
  • Mit speziellem Bezug auf 7A bis 8 wird im folgenden der Röntgenfluoreszenzanalysator gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
  • Auch beim Röntgenfluoreszenzanalysator gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung, der am besten aus 7A hervorgeht, werden der erste Kollimator 10, der zweite Kollimator 40 und die Position des Probestücks 1 durch die Steuereinrichtung 26 wie in der zweiten Ausführungsform der Erfindung von 5 gesteuert. Wie 7B am besten zeigt, weist der erste Kollimator 10 einen einzelnen, allgemein rechtwinkligen Träger 60 auf, der eine zum Sollerschlitz 7 weisende Wand bildet. Dieser einzelne Träger 60 ist mit einem ersten Hohlvorsprung 61 und einem zweiten Hohlvorsprung 62 ausgebildet, der seitlich vom ersten Hohlvorsprung 61 in einer Richtung positioniert ist, die mit der Längsachse des einzelnen Trägers 60 übereinstimmt. Der erste Hohlvorsprung 61 hat eine Vorderwand 61c, die so abgestuft ist, daß sie Vorderwandsegmente 11a, 11b und 11c bildet, in denen jeweils die entsprechende Öffnung 12a, 12b oder 12c in Übereinstimmung mit der Größe einer Analysenoberflächenform des Probestücks 1 ausgebildet ist. Der zweite Hohlvorsprung 62 ist allgemein pyramidenstumpfförmig und mit einer Öffnung 12d mit einem kleineren Durchmesser als der Durchmesser jeder der Öffnungen 12a bis 12c ausgebildet. Der zweite Hohlvorsprung 62 steht vom einzelnen Träger 60 über eine größere Entfernung als der erste Hohlvorsprung 61 vor.
  • Obwohl in der dargestellten Ausführungsform der zweite Hohlvorsprung 62 allgemein pyramidenstumpfförmig ist, kann er auch allgemein kegelstumpfförmig sein oder eine Zylinder- oder Rohrform haben.
  • Der zweite Hohlvorsprung 62 hat eine Seitenwand 63, in der ein Fenster gebildet sein kann, wobei in diesem Fall ein Teil der in die Öffnung 12d eintretenden Röntgenstrahlen aus dem zweiten Hohlvorsprung 62 durch das Fenster austritt. Somit treten die Störstrahlen, z. B. Röntgenfluoreszenzstrahlen und/oder Streuröntgenstrahlen, die als Ergebnis des Auftreffens der Röntgenfluoreszenzstrahlen auf die Innenwandfläche des zweiten Hohlvorsprungs 62 erzeugt würden, kaum auf, was das S/R-Verhältnis weiter verbessert.
  • Im Träger 60 des ersten Kollimators 10 sind Hilfsöffnungen mit jeweiligen Durchmessern gebildet, die gleich oder größer als die der Öffnungen 12a, 12b und 12c sind, die jeweils den Öffnungen 14a, 14b und 14c gemäß 3 entsprechen und die so angeordnet sind, daß im Blick auf das Probestück 1 von der Detektionseinrichtung 6 nur das Probestück 1 umfaßt werden kann.
  • Der zweite Kollimator 40 weist ein allgemein längliches flaches Plattenteil mit darin ausgebildeten Öffnungen 42a und 42b mit einem größeren Durchmesser als die Öffnungen 12a, 12b, 12c und 12d im ersten und zweiten Hohlvorsprung 61 und 62 auf. Wie 8 am besten zeigt, ist der zweite Kollimator 40 ferner mit einem Energiedispersionsdetektor versehen, z. B. einem SSD (Festkörperdetektor) 43, der seitlich von den Öffnungen 42a und 42b zum Detektieren der Röntgenfluoreszenzstrahlen 5 angeordnet ist, die durch eine der Öffnungen 12a bis 12d im ersten Kollimator 10 teilweise abgeschnitten wurden.
  • Der Röntgenfluoreszenzanalysator gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung arbeitet auf die nachstehend beschriebene Weise.
  • Die Art und Weise, wie die Röntgenfluoreszenzstrahlen durch Auswählen einer der Öffnungen 12a bis 12c im ersten Kollimator 10 oder einer der Öffnungen 42a und 42b im zweiten Kollimator 40 teilweise abgeschnitten werden, ähnelt im wesentlichen der Praxis in der ersten oder zweiten Ausführungsform der Erfindung.
  • Ist die zu messende Zielfläche des Probestücks 1 klein, wird die Öffnung 12d im zweiten Hohlvorsprung 62 ausgewählt, wobei in diesem Fall der zweite Kollimator 40 in Richtung Y bewegt wird, um eine Position hinter der Öffnung 12d einzunehmen, und die die Öffnung 12d durchlaufenden Röntgenfluoreszenzstrahlen 5 durch den SSD 43 detektiert werden. Der SSD 43 ist vom Energiedispersionstyp und kann die Röntgenspektren vom Probestück ohne Monochromatisierung grob untersuchen. Auch bei Verwendung einer der Öffnungen 12a bis 12c im ersten Hohlvorsprung 61 können die eine solche der Öffnungen 12a bis 12c durchlaufenden Röntgenfluoreszenzstrahlen 5 durch den SSD 43 detektiert werden. In diesem Fall kann nach Grobuntersuchung der Spektren durch den SSD 43 ähnlich wie in der ersten oder zweiten Ausführungsform die Detektionseinrichtung 6 verwendet werden, um einen speziellen Wellenlängenbereich gemäß dem Parallelstrahlverfahren oder dem Fokussierverfahren zu bestimmen.
  • In 9 und 10 ist der Röntgenfluoreszenzanalysator gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform dargestellt.
  • Während ein Abschnitt des Aufbaus des Röntgenfluoreszenzanalysators gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung, der dem gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ähnelt, der Kürze halber nicht näher beschrieben wird, wird nur der Unterschied zwischen ihnen dargelegt. Gemäß 9 ist der erste Kollimator 10 auf dem Laufweg der Röntgenfluoreszenzstrahlen 5 zwischen Probestück 1 und Detektionseinrichtung 6 angeordnet. Der erste Kollimator 10 verfügt über eine Vorderwand 11, die zum Probestück 1 benachbart ist und eine Reihe mit darin gebildeten Öffnungen 12a, 12b und 12c hat, eine zur Detektionseinrichtung 6 benachbarte Rückwand 13 gemäß 10 sowie eine obere Wand 35, die als jeweilige Abschirmwand dient, und eine untere Wand 36. Die Vorderwand 11 befindet sich nahe am Probestück 1, wobei mindestens ein Abschnitt von ihr in einem Bereich positioniert ist, in dem die von der Röntgenquelle 4 erzeugten primären Röntgenstrahlen 3 strahlen. Die obere Wand 35 verhindert, daß die von der Röntgenquelle 4 abgestrahlten primären Röntgenstrahlen 3 direkt hinter der Vorderwand 11 eintreten, d. h. in den Laufweg der Röntgenfluoreszenzstrahlen 5 von der Seite der Detektionsein richtung 6, ohne reflektiert zu werden. Ohne die obere Wand 35, bei der es sich um die Abschirmwand handelt, treten die durch die Strichlinie 3a dargestellten primären Röntgenstrahlen in den Laufweg der Röntgenfluoreszenzstrahlen 5 ein und werden zu Störstrahlen, die ihrerseits zur Verringerung des S/R-Verhältnisses führen würden.
  • Obwohl der Röntgenfluoreszenzanalysator gemäß dieser vierten Ausführungsform der Erfindung mit der unteren und der Rückwand 36 und 13 versehen ist, erfordert er nicht immer die untere und die Rückwand 36 und 13.
  • Der in der vierten Ausführungsform verwendete Kollimator 10 hat im wesentlichen einen hohlen Aufbau mit rechtwinkliger Parallelepipedform, in dem die Öffnungen 12a, 12b und 12c in der zum Probestück 1 benachbarten Vorderwand 11 gebildet sind und die Rückwand 13 zur Detektionseinrichtung 6 benachbart ist und der daher leicht herzustellen ist. Da außerdem wie bei der ersten Ausführungsform kein Gegenstück der Innenwandfläche 16a des bekannten Kollimators 10 gemäß 22 verwendet wird, läßt sich die Erzeugung der Störstrahlen unterdrücken, was das S/R-Verhältnis verbessert.
  • In der vierten Ausführungsform ist die untere Wand 36 so geneigt, daß sie zur Vorderseite nach oben verschoben ist, weshalb der erste Kollimator 10 nahe an das Probestück 1 ohne Berührung des Probentischs 2 geführt werden kann, wodurch sich das S/R-Verhältnis verbessert.
  • Obwohl in dieser Ausführungsform ein sogenanntes Strahlungssystem von oben zum Einsatz kommt, bei dem die primären Röntgenstrahlen 3 zum Probestück 1 von oben abgestrahlt werden, muß bei gewünschtem Einsatz eines sogenannten Strahlungssystems von unten, bei dem die primären Röntgenstrahlen 3 zum Probestück 1 von unten abgestrahlt werden, der erste Kollimator 10 umgedreht angeordnet sein.
  • In 11 bis 14 ist der Röntgenfluoreszenzanalysator gemäß einer fünften Ausführungsform gezeigt, auf die nunmehr Bezug genommen wird.
  • Während ein Abschnitt des Aufbaus des Röntgenfluoreszenzanalysators gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung, der dem gemäß der dritten Ausführungsform ähnelt, der Kürze halber nicht näher beschrieben wird, wird nur der Unterschied zwischen ihnen dargelegt. Gemäß 11 weist in einer Schnittdarstellung eines Abschnitts des Röntgenfluoreszenzanalysators der Röntgenfluoreszenzanalysator den ersten Kollimator 10 und den zweiten Kollimator 40 auf. Der erste Kollimator 10 ist in Richtung Y beweglich, wenn ein am ersten Kollimator 10 befestigtes (nicht gezeigtes) Gleitstück auf einer (nicht gezeigten) Führungsstange gleitet, die sich in Richtung Y senkrecht zur Ebene des Zeichnungsblatts erstreckt. Eine in eine vordere und hintere Komponente aufgeteilte Zahnstange 21 ist an einem Bodenabschnitt des ersten Kollimators 10 befestigt und steht im Antriebseingriff mit einem Zahnrad 22, das starr an einer Antriebswelle eines Schrittmotors 23 angeordnet ist.
  • Gemäß 12 hat der zweite Kollimator 40 mehrere, z. B. drei, Öffnungen 42a, 42b und 42c mit variierenden Durchmessern und weist einen SSD 43 auf, der seitlich von der Reihe von Öffnungen 42a bis 42c positioniert ist. Der SSD 43 ist mit einer (nicht gezeigten) Abdeckung abgedeckt, um zu verhindern, daß Streustrahlen auf ihn auftreffen. Jede der Öffnungen 42b und 42c im zweiten Kollimator 40 gemäß 12 hat eine Form, bei der ein oberer Abschnitt des durch die jeweilige Öffnung dargestellten Kreises so weggelassen ist, daß verhindert werden kann, daß die von der Röntgenröhre abgestrahlten Störröntgenstrahlen und/oder die Störröntgenstrahlen, die von einem Filterhalter 80 reflektiert werden, der vor der die Röntgenquelle 4 bildenden Röntgenröhre gemäß 11 eingebaut ist, in den Laufweg der Röntgenfluoreszenzstrahlen 5 eintreten.
  • Ein dritter Kollimator 70 ist zwischen erstem Kollimator 10 und zweitem Kollimator 40 angeordnet. Dieser dritte Kollimator 70 ist am zweiten Kollimator 40 z. B. durch mehrere Gewindestifte 71 befestigt. Eine Öffnung 72 im dritten Kollimator 70 gemäß 12 hat einen kleineren Durchmesser als jede der Öffnungen 42a bis 42c im zweiten Kollimator 40. Die Verwendung des dritten Kollimators 70 näher an der Probe 1 als der zweite Kollimator 40 schirmt im Vergleich zur Verwendung lediglich der Öffnung 42a im zweiten Kollimator 40 wirksam die Störstrahlen ab, was das S/R-Verhältnis verbessert.
  • Wie beim ersten Kollimator 10 ist auch der zweite Kollimator 40 gemäß 11 in Richtung Y beweglich, wenn das (nicht gezeigte) Gleitstück auf der (nicht gezeigten) Führungsstange gleitet, die sich in Richtung Y senkrecht zur Ebene des Zeichnungsblatts erstreckt. Eine in eine vordere und hintere Komponente aufgeteilte Zahnstange 51 ist am zweiten Kollimator 40 befestigt und steht im Antriebseingriff mit einem Zahnrad 52, das starr an einer Antriebswelle eines Schrittmotors 53 angeordnet ist.
  • Gemäß 12 ist der erste Kollimator 10 so angeordnet, daß er die Röntgenfluoreszenzstrahlen 5 in einer Richtung umfaßt, die relativ zum Probentisch 2 geneigt ist, der das Probestück 1 stützt. Gemäß 13A verfügt der erste Kollimator 10 im Detail über einen einzelnen Träger 60, der eine zum Sollerschlitz 7 benachbarte Wand bildet und mit einem Hohlvorsprung 61 versehen ist. Eine zum Probestück 1 benachbarte Wand 11 des Hohlvorsprungs 61 ist in zwei Stufen mit einem Wandsegment 11a nahe dem Probestück 1 und einem Wandsegment 11b entfernt vom Probestück 1 abgestuft. Das Wandsegment 11a ist mit zwei Öffnungen 12a und 12b gebildet, während das Wandsegment 11b mit einer Öffnung 12c mit einem großen Durchmesser gebildet ist. Ein unterer Eckenbereich 61a des Hohlvorsprungs 61, der dem Probentisch 2 gegenüberliegt, ist abgeschrägt, um eine schräge Oberfläche 61b zu bilden, die allgemein parallel zu einer Oberfläche 2a des Probentischs 2 ist. Aufgrund der schrägen Oberfläche 61b stört der Hohlvorsprung 61 nicht den Probentisch 2, obwohl die Öffnungen 12a und 12b im Hohlvorsprung 61 nahe an die zu messende Zielfläche des Probestücks 1 geführt werden. Der einzelne Träger 60 des ersten Kollimators 10 ist außerdem mit einer Öffnung 65 mit einem Durchmesser ausgebildet, der gleich oder größer als eine der Öffnungen 42a bis 42c im zweiten Kollimator 40 ist, die den größten Durchmesser hat, wobei die Öffnung 65 seitlich vom Hohlvorsprung 61 positioniert ist.
  • Gemäß 13B ist die im Träger 60 des ersten Kollimators 10 gebildete Öffnung 65 mit einem Dämpfer 29 versehen. Dieser Dämpfer 29 weist eine flache Platte auf, die mit mehreren Löchern 29a zum Durchgang der Röntgenfluoreszenzstrahlen versehen ist. Sollen die Röntgenfluoreszenzstrahlen durch Auswählen einer der Öffnungen 42a bis 42c im zweiten Kollimator 40 und Aufprallenlassen der diese Öffnung durchlaufenden Röntgenfluoreszenzstrahlen auf die Detektionseinrichtung 6 für Röntgenfluoreszenzstrahlen analysiert werden, beobachtet man oft, daß aufgrund der Tatsache, daß die zu messende Probe ein bestimmtes Element in großer Menge enthält, die Intensität der Röntgenfluoreszenzstrahlen in der Tendenz übermäßig hoch ist. In diesem Fall wird der erste Kollimator 10 in einer durch Y dargestellten Richtung bewegt (12), so daß die mit dem Dämpfer 29 ausgestattete Öffnung 65 auf dem Laufweg der Röntgenfluoreszenzstrahlen 5 so angeordnet werden kann, daß sie zu einer der Öffnungen 42a bis 42c im zweiten Kollimator 40 ausgerichtet ist. Auf diese Weise läßt sich die Intensität der auf die Detektionseinrichtung 6 durch den ersten und zweiten Kollimator 10 und 40 auftreffenden Röntgenfluoreszenzstrahlen reduzieren.
  • Gemäß 13A hat der erste Kollimator 10 eine als Abschirmung dienende Blende 37 an einer Vorderseite der Vorderwand 11 des Hohlvorsprungs 61 zum Verhindern, daß die von der Röntgenquelle 4 abgestrahlten primären Röntgenstrahlen 3 in eine Vorderkante der Öffnungen 12a bis 12c eintreten, d. h. die zum Probestück 1 benachbarte offene Kante. Die Blende 37 kann die Form eines gesonderten flachen Plattenteils haben, das am ersten Kollimator 10 befestigt ist, oder sie kann ein einteiliger Aufbau des ersten Kollimators 10 sein, der durch Schleifen hergestellt ist. Wie 14 in vergrößertem Maßstab zeigt, treffen ohne die Blende 37 die primären Röntgenstrahlen 3 auf eine offene Kante 12aa der Öffnung 12a gemäß dem Pfeil 3a auf und werden danach gemäß dem Pfeil 3aa reflektiert, um in den Durchgang für die Röntgenfluoreszenzstrahlen 5 einzutreten und damit Störstrahlen zu bilden. Da der erste Kollimator 10 mit der zuvor beschriebenen Blende 37 versehen ist, können im Gegensatz dazu die primären Röntgenstrahlen 3 durch eine Oberseite der Blende 37 reflektiert werden und bilden somit keine Störstrahlen.
  • Mit speziellem Bezug auf 15 wird im folgenden eine sechste bevorzugte Ausführungsform beschrieben.
  • Der Röntgenfluoreszenzanalysator gemäß der sechsten Ausführungsform unterscheidet sich von dem gemäß der fünften Ausführungsform darin, daß in der Ausführungsform von 15 keine Blende, z. B. die mit 37 bezeichnete und im ersten Kollimator 10 in der fünften Ausführungsform verwendete, zum Einsatz kommt und statt dessen ein oberer Abschnitt der zur Röntgenquelle 4 benachbarten Vorderwand 11A in einer Richtung zu einer Mittelachse 4a der Röntgenquelle 4 geneigt ist, um so zu verhindern, daß die von der Röntgenquelle 4 emittierten primären Röntgenstrahlen 3 direkt in die Öffnung 12a eintreten. Dadurch treffen die primären Röntgenstrahlen 3 nicht auf die offene Kante 12aa der Öffnung 12a gemäß dem Pfeil 3a auf, sondern werden durch die Oberseite der oberen Wand 10 gemäß dem Pfeil 3b reflektiert, ohne Störstrahlen zu bilden, die mit den Röntgenfluoreszenzstrahlen 5 interferieren können.
  • Im Gegensatz dazu muß beim sogenannten Strahlungssystem von unten der erste Kollimator 10 umgedreht angeordnet sein.
  • 16 und 17 zeigen eine siebente bevorzugte Ausführungsform, die im folgenden beschrieben wird.
  • Der Röntgenfluoreszenzanalysator gemäß der siebenten Ausführungsform unterscheidet sich von dem gemäß der fünften Ausführungsform darin, daß gemäß 16 und 17 die Blende 37 des ersten Kollimators 10 eine Verlängerung 81 hat, in der eine primäre Röntgenstrahlöffnung 82 mit runder Konfiguration zum teilweisen Abschneiden der von der Röntgenquelle emittierten primären Röntgenstrahlen 3 gebildet ist, damit die teilweise abgeschnittenen primären Röntgenstrahlen 3 auf das Probestück 1 auftreffen können. Diese Verlängerung 81 dient als Abschirmteil, um dadurch zu verhindern, daß die primären Röntgenstrahlen 3 in die Öffnung 12a eintreten. Da die primären Röntgenstrahlen 3 teilweise abgeschnitten sind, wenn sie die primäre Röntgenstrahlöffnung 82 durchlaufen, und dann auf das Probestück 1 auftreffen, läßt sich eine Erzeugung der Röntgenfluoreszenzstrahlen von einem Abschnitt des Probentischs 2 um das Probestück 1 vorteilhaft unterdrücken, um die Meßgenauigkeit zu erhöhen. Zudem ist bevorzugt, daß die Ver längerung 81 so positioniert ist, daß sich eine Unterseite 81a der Verlängerung 81 dem Probestück 1 möglichst nahe sein kann, d. h., daß die Unterseite 81a, ohne daß die Verlängerung 81 den Laufweg der Röntgenfluoreszenzstrahlen 5 stören kann, ausreichend tief z. B. auf einer waagerechten Ebene liegen kann, die im wesentlichen auf gleicher Höhe wie die unterste Oberfläche 36a des ersten Kollimators 10 ist. Obwohl in der dargestellten Ausführungsform die primäre Röntgenstrahlöffnung 82 und der erste Kollimator 10 einen einstückigen Aufbau haben, können sie voneinander getrennt sein.
  • Im folgenden wird ein weiterer Röntgenfluoreszenzanalysator anhand von 18 beschrieben.
  • Der Röntgenfluoreszenzanalysator unterscheidet sich von dem gemäß der ersten Ausführungsform darin, daß gemäß 18 der erste Kollimator 10, der zur Bewegung zwischen der Einführ- und der Rückzugposition im Hinblick auf den Laufweg der Röntgenfluoreszenzstrahlen 5 gestützt ist, eine allgemein längliche Platte aufweist, die mit Öffnungen 12a und 12b gebildet ist, die darin auf einer Reihe in einer Richtung vorgesehen sind, die mit seiner Bewegungsrichtung übereinstimmt. Außerdem verfügt der Röntgenfluoreszenzanalysator von 18 über einen zweiten Kollimator 40, der zur Bewegung zwischen einer Einführ- und einer Rückzugposition im Hinblick auf den Laufweg der Röntgenfluoreszenzstrahlen 5 gestützt und zwischen erstem Kollimator 10 und Detektionseinrichtung 6 positioniert ist. Dieser zweite Kollimator 40 weist ähnlich eine allgemein längliche Platte mit Öffnungen 42a, 42b und 42c auf, die darin auf einer Reihe in einer Richtung gebildet sind, die mit seiner Bewegungsrichtung übereinstimmt, und einen größeren Durchmesser als die Öffnungen 12a und 12b im ersten Kollimator 10 haben.
  • Da gemäß 18 der erste und zweite Kollimator 10 und 40 eine allgemein plattenartige Konfiguration haben, lassen sie sich leicht herstellen. Außerdem sind die Öffnungen 12a und 12b mit kleinerem Durchmesser näher am Probestück als die Öffnungen 42a bis 42c mit größerem Durchmesser positioniert, so daß das S/R-Verhältnis besonders dann verbessert werden kann, wenn das Probestück 1 klein ist. Im Vergleich zum einzelnen Kollimator mit sämtlichen Öffnungen können zudem der erste und zweite Kollimator 10 und 40 jeweils eine reduzierte Länge haben, und durch jeweiliges Bewegen des ersten und zweiten Kollimators 10 und 40 läßt sich der Hub der Gleitbewegung des jeweiligen ersten und zweiten Kollimators 10 und 40 reduzieren.
  • Obwohl in der dargestellten Vorrichtung der erste und zweite Kollimator 10 und 40 jeweils mit mehreren Öffnungen gezeigt und beschrieben wurden, die darin ausgebildet sind und einen jeweiligen Durchmesser haben, der der Größe der zu messenden Zielfläche des Probestücks entspricht, kann eine einzelne Öffnung jeweils im ersten und zweiten Kollimator 10 und 40 ausreichend sein.
  • Wie in der ersten oder zweiten Ausführungsform kann zudem in der dritten bis siebten Ausführungsform jeweils der Antriebsmechanismus 24 zum Bewegen des Probestücks 1 in die Optimalposition zum Einsatz kommen, in der die Strahlungsintensität der primären Röntgenstrahlen zur Zielfläche des Probestücks 1 je nach Größe der zu messenden Zielfläche des Probestücks 1 maximiert werden kann, wobei in diesem Fall die Öffnungen im ersten und zweiten Kollimator 10 und 40 jeweils so angeordnet sind, daß sie die zu messende Zielfläche des Probestücks im Blick von der Detektionseinrichtung 6 umfassen.

Claims (14)

  1. Röntgenfluoreszenzanalysator mit: einer Detektionseinrichtung (6) zum Detektieren von Röntgenfluoreszenzstrahlen, die von einem zu analysierenden Probestück (1) emittiert werden; und einem ersten Kollimator (10), der zwischen dem Probestück (1) und der Detektionseinrichtung (6) angeordnet und zur Bewegung zwischen einer Einführ- und einer Rückzugposition im Hinblick auf einen Laufweg der Röntgenfluoreszenzstrahlen (5) zur Detektionseinrichtung (6) gestützt ist; wobei der erste Kollimator (10) eine zum Probestück (1) benachbarte Wand (11) aufweist, die abgestuft ist, um in Stufen verlaufende flache Wandsegmente (11a, 11b, 11c) mit darin ausgebildeten jeweiligen Öffnungen (12a, 12b, 12c) mit variierenden Durchmessern zu bilden, wobei je kleiner die Öffnung ist, um so näher sie dem Probestück (1) ist, wenn eine der Öffnungen (12a, 12b, 12c) je nach Größe einer zu messenden Zielfläche des Probestücks (1) ausgewählt und dann in Lageübereinstimmung mit dem Laufweg der Röntgenfluoreszenzstrahlen (5) zur Detektionseinrichtung (6) gebracht wird.
  2. Röntgenfluoreszenzanalysator nach Anspruch 1, wobei der erste Kollimator (10) einen Träger (60) und einen auf dem Träger (60) gebildeten Vorsprung (61) aufweist, wobei der Vorsprung (61) eine Spitze (61c) hat, an der die abgestuften flachen Wandsegmente (11a, 11b, 11c) gebildet sind.
  3. Röntgenfluoreszenzanalysator nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit einem zweiten Kollimator (40), der zwischen dem ersten Kollimator (10) und der Detektionseinrichtung (6) angeordnet und zur Bewegung zwischen einer Einführ- und einer Rückzugposition im Hinblick auf den Laufweg der Röntgenfluoreszenzstrahlen (5) zur Detektionseinrichtung (6) gestützt ist, wobei der zweite Kollimator (40) eine oder mehrere Öffnungen (42a, 42b, 42c) mit einem größeren Durchmesser als jede der Öffnungen (12a, 12b, 12c) im ersten Kollimator (10) hat.
  4. Röntgenfluoreszenzanalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner mit einem Antriebsmechanismus (24) zum Bewegen des Probestücks (1) in eine Optimalposition, an der eine Strahlungsintensität primärer Röntgenstrahlen (3) zu einer zu messenden Zielfläche des Probestücks (1) je nach Größe der Zielfläche des Probestücks (1) maximiert sein kann, und wobei die Öffnungen (12a, 12b, 12c) im ersten Kollimator (10) so angeordnet sind, daß sie die Zielfläche des Probestücks (1) im Blick von der Detektionseinrichtung (6) umfassen.
  5. Röntgenfluoreszenzanalysator mit: einer Detektionseinrichtung (6) zum Detektieren von Röntgenfluoreszenzstrahlen, die von einem zu analysierenden Probestück (1) emittiert werden; und einem zwischen dem Probestück (1) und der Detektionseinrichtung (6) angeordneten ersten Kollimator (10), wobei der erste Kollimator (10) mehrere darin ausgebildete Öffnungen (12a, 12b, 12c) und eine zum Probestück (1) benachbarte flache Wand (11) hat, wobei mindestens ein Abschnitt der flachen Wand in einer Bestrahlungsfläche primärer Röntgenstrahlen (3) positioniert ist, die von einer Röntgenquelle (4) erzeugt werden, sowie eine ebene Abschirmwand (35), die sich von der flachen Wand (11) benachbart zu dem Probestück zu der Detektionseinrichtung (6) erstreckt, zum Verhindern, daß die durch die Röntgenquelle (4) erzeugten primären Röntgenstrahlen (3) in einen Laufweg der Röntgenfluoreszenzstrahlen (5) von der Seite der Detektionseinrichtung (6) der zum Probestück (1) benachbarten Wand (11) eintreten.
  6. Röntgenfluoreszenzanalysator nach Anspruch 5, ferner mit einem zweiten Kollimator (40), der zur Bewegung zwischen einer Einführ- und einer Rückzugposition im Hinblick auf den Laufweg der Röntgenfluoreszenzstrahlen (5) gestützt ist, wobei der zweite Kollimator (40) eine oder mehrere Öffnungen (42a, 42b, 42c) mit einem größeren Durchmesser als jede der mehreren Öffnungen (12a; 12b, 12c) im ersten Kollimator (10) hat.
  7. Röntgenfluoreszenzanalysator nach Anspruch 5 oder 6, ferner mit einem Antriebsmechanismus (24) zum Bewegen des Probestücks (1) in eine Optimalposition, an der eine Strahlungsintensität primärer Röntgenstrahlen (3) zu einer zu messenden Zielfläche des Probestücks (1) je nach Größe der Zielfläche des Probestücks (1) maximiert sein kann, und wobei die Öffnungen (12a, 12b, 12c) im ersten Kollimator (10) so angeordnet sind, daß sie die Zielfläche des Probestücks (1) im Blick von der Detektionseinrichtung (6) umfassen.
  8. Röntgenfluoreszenzanalysator mit: einer Detektionseinrichtung (6) zum Detektieren von Röntgenfluoreszenzstrahlen, die von einem zu analysierenden Probestück (1) emittiert werden; und einem zwischen dem Probestück (1) und der Detektionseinrichtung (6) angeordneten ersten Kollimator (10), wobei der erste Kollimator (10) aufweist: eine flache Wand (11), die zum Probestück (1) benachbart ist und mehrere darin ausgebildete Öffnungen (12a, 12b, 12c) hat, und einen an einer Vorderseite der flachen Wand (11) angeordneten und sich an der Vorderseite der Öffnungen (12a, 12b, 12c) in Richtung zum Probestück (1) erstreckenden Abschirmabschnitt (37) zum Verhindern, daß durch eine Röntgenquelle (4) erzeugte primäre Röntgenstrahlen (3) in eine der Öffnungen (12a, 12b, 12c) eintreten.
  9. Röntgenfluoreszenzanalysator nach Anspruch 8, ferner mit einem Probentisch (2) zum Stützen des Probestücks (1) darauf, und wobei der erste Kollimator (10) so angeordnet ist, daß er Röntgenfluoreszenzstrahlen (5) in einer relativ zum Probentisch (2) geneigten Richtung empfängt, wobei der erste Kollimator (10) einen dem Probentisch (2) gegenüberliegenden Eckenbereich (61a) hat und der Eckenbereich (61a) ausgeschnitten ist, um eine Ausschnittfläche (61b) parallel zur Oberfläche (2a) des Probentischs (2) zu bilden.
  10. Röntgenfluoreszenzanalysator nach Anspruch 8 oder 9, wobei der Abschirmabschnitt (37) eine einstückig mit dem ersten Kollimator (10) gebildete Blende oder eine durch Anpassen einer gesonderten Platte an den ersten Kollimator (10) gebildete Blende ist.
  11. Röntgenfluoreszenzanalysator nach Anspruch 10, wobei die Blende (37) des ersten Kollimators (10) eine Verlängerung (81) hat, die mit einer primären Röntgenstrahlöffnung (82) ausgebildet ist.
  12. Röntgenfluoreszenzanalysator nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei der Abschirmabschnitt (37) so angeordnet ist, daß er in einer Richtung geneigt ist, in der sich ein Abschnitt der zum Probestück (1) benachbarten Wand (11) nahe der Röntgenquelle (4) einer Mittelachse der Röntgenquelle (4) nähert.
  13. Röntgenfluoreszenzanalysator nach einem der Ansprüche 8 bis 12, ferner mit einem zweiten Kollimator (40), der zur Bewegung zwischen einer Einführ- und einer Rückzugposition im Hinblick auf den Laufweg der Röntgenfluoreszenzstrahlen (5) gestützt ist, wobei der zweite Kollimator (40) eine oder mehrere Öffnungen (42a, 42b, 42c) mit einem größeren Durchmesser als jede der mehreren Öffnungen (12a, 12b, 12c) im ersten Kollimator (10) hat.
  14. Röntgenfluoreszenzanalysator nach einem der Ansprüche 8 bis 13, ferner mit einem Antriebsmechanismus (24) zum Bewegen des Probestücks (1) in eine Optimalposition, an der eine Strahlungsintensität primärer Röntgenstrahlen (3) zu einer zu messenden Zielfläche des Probestücks (1) je nach Größe der Zielfläche des Probestücks (1) maximiert sein kann, und wobei die Öffnungen (12a, 12b, 12c) im ersten Kollimator (10) so angeordnet sind, daß sie die Zielfläche des Probestücks (1) im Blick von der Detektionseinrichtung (6) umfassen.
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