DE2149611A1 - Mehrkanal-roentgenspektrometer - Google Patents
Mehrkanal-roentgenspektrometerInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Mehrkanal-Röntgenspektrometer mit in einem gemeinsamen Vakuumgefäß eingeschlossener
Röntgenstrahlenquelle, Probe sowie mehreren ebenfalls eingeschlossenen Spektrometern, die zwischen
Strahleneintritts- und -austrittsspalten angeordnete Analysatorkristalle aufweisen, und Detektoren für
die Röntgenfluoreszenzstrahlung.
Derartige Mehrkanal-Röntgenspektrometer werden benötigt,
um Aufschluß über die chemische Zusammensetzung von.Materialproben
mit Hilfe der Röntgenfluoreszenzanalyse·zu
erhalten. Mehrkanal-Röntgenspektrometer werden verwendet, wenn die Analyse auf mehrere Stoffkomponenten gleichzeitig
erfolgen muß, weil beispielsweise von der ermittelten
Zusammensetzung prozeßführende Größen für den laufenden Herstellungsprozeß des untersuchten Stoffes abgeleitet
werden sollen. Der Einschluß des Strahlenganges der Spektrometer in ein Vakuumgefäß dient dazu,
auch die für Stoffe niedrigerer Ordnungszahl charakteristischen langwelligen Röntgenstrahlen mit ausreichender
Intensität zu erfassen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, möglichst viele Spektrometer so anzuordnen, daß sie alle möglichst
ohne Abschattung in einem möglichst großen Öffnungswinkel Fluoreszenzstrahlung von der Probe empfangen,
wobei die anregende Röntgenröhre möglichst nahe der Probe sein soll.
VPA 9/363/2501, Li/Bz
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- 2 - VPA 9/363/2501
Bei einem Mehrkanal-Röntgenspektrometer der e-ingangs genannten
Art wird die gestellte Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Spektrometer zu kreisbogenförmig
um die Probe angeordneten Paaren zusammengefaßt sind. Die kreisbogenförraige Anordnung nützt den Raumwinkel
der zwischen Röhre und Probe austretenden Fluoreszenzstrahliing
besonders gut aus, eine Raumersparnis ist durch die paarweise Zusammenfassung der Spektrometer erreicht.
Die Spektrometer sind zweckmäßig so gegenüber der Probenebene ausgerichtet, daß die zwischen den ein-
und austretenden Strahlen jedes Spektrometers aufgespannten
Ebenen senkrecht zur Probenebene stehen. Die zwischen den ein- und austretenden Strahlen aufgespannten
Ebenen schneiden sich dabei zweckmäßig in einer Linie, die mit einer Drehachse für die Probe zusammenfällt.
Durch diese radiale Anordnung der Spektrometerebenen kommen etwas raumaufwendigere Teile der Spektrometerkanäle,
wie verschiedene Detektoren, an die Peripherie der strahlig angeordneten Spektrometer zu liegen. Zur weiteren
Raumersparnis liegen beide Eintrittsspalten eines Spektrometerpaares in einer Ebene. Halter für die beiden
Analysatorkristalle, die auch einen gegenüber dem normalen Strahlenweg größeren Platzbedarf haben, sind bei einem
Spektrometerpaar in verschiedenen Entfernungen von den beiden Eintrittsspalten angeordnet. Die Detektorarme
jedes Spektrometerpaares sind so angeordnet, daß die Richtungen der aus beiden Spektrometern austretenden
Strahlen divergieren. Sich an die Austrittsspalten anschließende
Detektoren eines Spektrometerpaares behindern sich aus diesem Grunde nicht gegenseitig.
Der verhältnismäßig enge Raum innerhalb des Vakuumgefäßes bedingt, daß die Spektrometerpaare als außerhalb
des Gefäßes fertig montierbare Einheiten ausgebildet sind. Naturgemäß sind diese Einheiten, weil sit Ihnen
Röntgenstrahlen mit verschiedener Wellenlänge e
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- 3 - VPA 9/363/2501
werden sollen, niclrfc in allen Abmessungen gleich. Es
ist jedoch anzustreben, möglichst gleichartige Einheiten zu verwenden. Diesem Zweck dient das Merkmal, daß mehrere
der Spektrometerpaare untereinander hinsichtlich einander
entsprechender unveränderlicher Abstände der Eintritts-"bzw. Austrittsspalten von Drehachsen zur Winkeleinstellung
der zugehörigen Analysatorkristalle (Spektrometerarmlängen)
gleich sind und die Analysatorkristalle der Spektrometer gleicher Armlängen verschiedenen mittleren
Biegeradius aufweisen. An den genannten Drehachsen der Analysatorkristalle sind Mittel zur Grob- und Feineinstellung
des Einfallswinkels-jT1 angeordnet. Der den Austrittsspalt
tragende Detektorarm jedes Spektrometers ist zur Grobeinstellung des Beugungswinkels 2i^ um die Drehachse
des Analysatorkristalle drehbar gelagert. Der Feineinstellung des Winkels 2T^ dient die Justierbarkeit
der lage des Austrittsspalts in einer Richtung quer zur
Strahlrichtung. Die Mittel zur Fexneinstellung von φ
sind Kurvengetriebe.
Die Detektorpaare sind zur Befestigung mit keilförmigen Füßen auf einem ebenen Kreisringsegment mit Laschen befestigt.
Der raumsparende Aufbau des Mehrkanal-Röntgenspektrometers gestattet es, alle Detektoren innerhalb des
Vakuumgefäßes anzuordnen. Zweckmäßig sind die Detektoren, für die sowohl Durchflußzählrohre als auch Szintillationszähler
in Frage kommen, direkt an dem die Ausgangsspalten tragenden Spektrometerarm befestigt.
Die Erfindung wird anhand von drei Figuren, die ein Ausführungsbeispiel
darstellen, näher erläutert.
Figur 1 eeigt in schematischer Darstellung die Anordnung
einer Anzahl von Spektrometerpaaren bezüglich der Probe
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. - 4 - VPA 9/363/2501
und der Röntgenstrablenquelle. Das Vakuumgefäß ist bei
dieser Figur im Interesse einer "besseren Übersichtlich keit weggelassen.
Figur 2 zeigt ein Spektrometerpaar;
Figur 3 stellt einen Schnitt duroh dieses Spektrometerpaar
dar.
In Figur 1 ist eine Probe 1 mit einer ebenen Oberfläche von einem ebenen Kreisringsegment 2 umgeben, das in einer
Ebene liegt, die parallel zur Oberfläche der Probe ausgerichtet ist. Mit einer festen und einer anschraubbaren
Lasche werden die Spektrometerpaare 4 mit entsprechend
ausgestalteten Füßen 5 befestigt. Auf die Probe trifft ein primärer Strahl 6, der vom Fenster einer Röntgenröhre
7 ausgeht. Röntgenfluoreszenzstrahlung 8, die von der Probe 1 ausgeht, tritt in Eintrittsspalten 9 der
Spektrometerpaare 4 ein. Nach ihrer Beugung an Analysatorkristallen
10 treten die Sekundärstrahlen aus Austrittsspalten 11 aus und können von nicht dargestellten
Detektoren erfaßt werden.
In Figur 2 ist ein Spektrometerpaar 4 in einer Seitenansicht dargestellt. Das Spektrometerpaar liegt mit einem
Fuß 5 an einem entsprechenden Anschlag 3 des Kreisringsegmentes
2 an und ist mit einer Lasche 15 gesichert. # Die Eintrittsspalten 9 des Spektrometerpaares 4 sind
nach der nicht dargestellten Probe zu gerichtet.
Der Fuß 5 ist Teil eines Basisstückes 16, das gleichzeitig
die beiden feststehenden Arme zwischen den Eintrittsspalten 9 und den Analysatorkristallen des Spektrometerpaares
bildet. Das Basisstück 16 trägt je einen kreisförmigen Rand 17 und 18, die beide je eine Öffnung
im Basisstück 16 umgeben. An diesen Rändern sind mit zwei geschlitzten und mit Spannschrauben versehenen Augen
19 bzw. 20 die zwei, die AusgangEspalten tragenden De-
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tektorarme 21 "bzw. 22 des Spektr ome ter paar e s "4 drehbar
"befestigt. In die Öffnungen sind drehbar Kristallhalter 23 bzw. 24 eingelassen und mit Spannringen 33 gesichert.
Die Kristallhalter sind ihrerseits mit Ansätzen versehen,
an denen Hebel 25 bzw. 26 befestigt sind, mit denen die Kristallhalter über Gewindebolzen 27, 28 drehbar sind.
Ausgangsschlitze 29 und 30 sind ebenfalls über Gewindebolzen
31 und 32 quer zur Richtung der Ausgangsstrahlen versehieblich. Unmittelbar hinter" den Ausgangsschlitzen
können an die Spektrometerarme nicht dargestellte Detektoren
montiert werden.
In Figur 3 ist das Basisstück 16 ohne den Detektorarm 22 in einer Frontansicht dargestellt. Die Eintrittsspalten
9 sind an der Unterseite über dem Fuß 5 zu erkennen. In einem Teilschnitt ist der Kristallhalter
24 sichtbar, außerdem der Ansatz des Kristallhalters 23. Die Grobeinstellung des Winkelsφ - also des Kristalls
- erfolgt mittels eines nicht dargestellten Hilfsteils
mit Skala, das auf den Rand 17, 18 gesteckt und fixiert wird. Die Feineinstellung dee Winkels τ/1 wird
über den in dieser Figur nicht dargestellten Hebel 25 vorgenommen. Die Hebel 25 bzw. 26, die beide in der
Figur 2 zu erkennen sind, werden gegen die Rückstellkraft von zwei Federn 36 bzw. 37 bewegt.
13 Patentansprüche
3 Figuren
3 Figuren
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Claims (13)
1. Mehrkanal-Röntgenspektrometer mit in einem gemeinsamen Vakuumgefäß eingeschlossener Röntgenstrahlenquelle,
Probe sowie mehreren ebenfalls eingeschlossenen Spektrometern, die zwischen Strahleneintritts-
und -austrittsspalten angeordnete Analysatorlrristalle aufweisen, und Detektoren für die Röntgenfluoreszenzstrahlung,
dadurch gekennzeichnet, daß die Spektrometer zu kreisbogenförmig um die Probe (1) angeordneten
Paaren (4) zusammengefaßt sind.
2. Mehrkanal-Röntgenspektrometer nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die zwischen den ein- und
austretenden Strahlen jedes Spektrometers aufgespannten Ebenen senkrecht zur Probenebene stehen.
3. Mehrkanal-Röntgenspekferometer nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß beide Eintrittsspalten (9) eines Spektrometerpaares (4) in einer Ebene liegen
und Halter für die beiden Analysatorkristalle (10) des Spektrometerpaares (4) in verschiedenen Entfernungen
von den Eintrittsspalten angeordnet sind.
4. Mehrkanal-Röntgenspekferometer nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß
die Analysatorkristalle (10) und die Austrittsspalten (11) jedes Spektrometerpaares (4) so angeordnet sind, daß die Richtungen der aus beiden
Spektrometern austretenden Strahlen divergieren.
5. Mehrkanal-Röntgenspektrometer nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß
mehrere der Spektrometerpaare (4) untereinander hinsichtlich einander entsprechender unveränderlich«]?
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Abstände der Eintritts- bzw. Austrittsspalten τοη
Drehachsen zur Winkeleinstellung der zugehörigen Analysatorkristalle (10) (Spektrometerarmlängen)
gleich j3ind und die Analysatorkristalle (10) von Spektrometern gleicher Armlängen einen verschiedenen
mittleren Biegeradius aufweisen.
6. Mehrkanal-Röntgenspektrometer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Analysatorkristalle
(10) in Form logarithmischer Spiralen gebogen sind.
7. Mehrkanal-Röntgenspektrometer nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, daß an den Drehachsen der Analysatorkristalle (10) Mittel zur Grob- und Peineinstellung
des Einfallswinkelsfo angeordnet sind.
8. Mehrkanal-Röntgenspektrometer nach Anspruch 5 oder
einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der den Austrittsspalt (11) tragende Detektorarm zur
Grobeinstellung des Beugungewinkels 21^ um die Drehachse
des Analysatorkristalls (10) drehbar ist.
9. Mehrkanal-Röntgenspektrometer nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lage des Austrittsspaltes (11) quer zur Strahlrichtung justierbar ist.
10. Mehrkanal-Röntgenspektrometer nach Anspruch 7 oder
einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Feineinstellung des Einfallswinkels Φ
Kurvengetriebe sind.
11. Mehrkanal-Röntgenspektrometer nach Anspruch 1 oder
einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Spektrometerpaare (4) mit keilförmigen Füßen (5)
an entsprechenden Anschlägen eines Kreisringsegmentes (2) anliegen und mit Laschen (15) gehalten sind.
■ - 8 -
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- 8 - VPA 9/363/2501
12. Mehrkanal-Röntgenspektrometer nach Anspruch 1 oder
einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoren Zählrohre und Szintillationszähler sind
und sich ausschließlich innerhalb des Vakuumgefäßes befinden.
13. Mehrkanal-Röntgenspektrometer nach Anspruch .11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Detektoren an den die Austrittsspalten (11) tragenden Enden der Spektrometerarme
angebracht sind.
309816/0ÖS2
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19712149611 DE2149611B2 (de) | 1971-10-05 | 1971-10-05 | Mehrkanal-roentgenspektrometer |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Publications (2)
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|---|---|
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (5)
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| FR (1) | FR2155560A5 (de) |
| GB (1) | GB1402110A (de) |
| IT (1) | IT968554B (de) |
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Families Citing this family (3)
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1971
- 1971-10-05 DE DE19712149611 patent/DE2149611B2/de active Granted
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1972
- 1972-10-02 NL NL7213306A patent/NL7213306A/xx not_active Application Discontinuation
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- 1972-10-04 FR FR7235128A patent/FR2155560A5/fr not_active Expired
- 1972-10-05 GB GB4606972A patent/GB1402110A/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| GB1402110A (en) | 1975-08-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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