JP6863069B2 - X-ray fluorescence analyzer and sample container used for it - Google Patents
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Description
本発明は粉末サンプル又は軽量な材料サンプル中の元素成分及びその含有量を測定するためのX線蛍光分析装置及び該X線蛍光分析装置用のサンプル容器に関する。 The present invention relates to an X-ray fluorescence analyzer for measuring elemental components and their contents in a powder sample or a lightweight material sample, and a sample container for the X-ray fluorescence analyzer.
X線蛍光分析装置はX線管が放出する一次X線を利用して分析サンプルにおける被分析元素の特徴的なX線を励起し、且つエネルギー分散又は波長分散の方法を採用して特徴的なX線を検出する元素分析装置である。粉末サンプル又は軽量な材料(例えば食品又は生体材料)サンプルを分析する時に、X線蛍光分析装置の構造を図1に示す。該X線蛍光分析装置10はサンプルを保存するためのサンプルカップ11、X線発生装置12及びX線検出装置13を含む。サンプルカップ11はサンプル蓋110、円筒形の側壁111、及び治具113で円筒形の側壁111の下方に固定されるマイラーフィルム112を含む。X線検出装置はアナライザ結晶に基づく波長分散型検出システムであっても、固体検出装置に基づくエネルギー分散型検出システムであってもよい。
The X-ray fluorescence analyzer excites the characteristic X-rays of the element to be analyzed in the analysis sample by using the primary X-rays emitted by the X-ray tube, and adopts the method of energy dispersion or wavelength dispersion. It is an elemental analyzer that detects X-rays. The structure of an X-ray fluorescence analyzer is shown in FIG. 1 when analyzing a powder sample or a lightweight material (eg, food or biomaterial) sample. The
X線発生装置12におけるX線管(X線フィルターとコリメータを採用することもある)は一次X線a1とa2等を放出する。一次X線はマイラーフィルム112を貫通してサンプルカップ11におけるサンプル(図示せず)に照射(励起)し、照射されるサンプルはX線蛍光を放出し、且つ一部の蛍光(図1に示すY1とY2等)はX線検出装置13で受光され、X線蛍光スペクトルを取得する。X線蛍光スペクトルによって、サンプルの元素に対して定性および定量分析を行う。
The X-ray tube (sometimes adopting an X-ray filter and a collimator) in the
サンプルは粉末又は軽量な材料(食品又は生体材料等)である場合で、一次X線はサンプルを励起し、更にサンプルカップ11外に貫通し、且つ最終的にX線蛍光分析装置の外殻(図示せず)で吸収されるので、再利用してサンプルを励起することができない。このように、発生する蛍光X線の合計量は少ないので、X線蛍光分析装置の感度は低い。
When the sample is a powder or a lightweight material (food, biomaterial, etc.), the primary X-ray excites the sample, further penetrates the outside of the
上記問題を解決するために、一般的にはX線管のパワーを向上させ、X線検出装置13の検出面積(エネルギー分散型)を増加させ又はX線の光路をできるだけ短縮させる。X線管のパワーを向上させてX線検出装置13の検出面積(エネルギー分散型)を増加させると全体のX線蛍光分析装置の製造コストを増加させ、且つハイパワーのX線管を使用すると、X線蛍光分析装置の体積を更に増加させる。本発明はサンプル容器の構造を変化することによって、粉末サンプル又は生物サンプルを分析する時のX線蛍光分析感度を向上させる新しい方法を提供する。
In order to solve the above problem, generally, the power of the X-ray tube is improved, the detection area (energy dispersive type) of the
本発明はX線蛍光分析装置用のサンプル容器を提供し、前記サンプル容器は容器蓋、容器側壁及び容器底部からなり、サンプルを保存することに用いられ、そのうち、前記容器蓋と前記容器側壁のうちの少なくとも一つにはフッ化リチウム等の多結晶粉末材料は嵌め込まれる。多結晶材料の回折作用ので、サンプルと容器壁を貫通する一部のX線はサンプルに戻ってX線蛍光を再励起することによって、サンプルのX線蛍光の合計量を向上させ、装置の感度も向上させる。 The present invention provides a sample container for an X-ray fluorescence analyzer, wherein the sample container consists of a container lid, a container side wall and a container bottom, and is used for storing a sample, of which the container lid and the container side wall At least one of them is fitted with a polycrystalline powder material such as lithium fluoride. Due to the diffractive action of the polycrystalline material, some X-rays penetrating the sample and vessel wall return to the sample to re-excitate the X-ray fluorescence, thus increasing the total amount of X-ray fluorescence of the sample and increasing the sensitivity of the device. Also improve.
前記容器蓋は前記サンプルに接触可能な内表面と外部に接触可能な外表面を有し、前記容器蓋は前記内表面と前記外表面との間の部分が前記多結晶粉末を含む材料からなる;前記容器側壁は前記サンプルに接触可能な内側面と外部に接触可能な外側面を有し、前記容器側壁は前記内側面と前記外側面との間の部分が前記多結晶粉末を含む材料からなる。このように、フッ化リチウム多結晶粉末はサンプルカップ21におけるサンプルを汚染し、且つ外部はフッ化リチウム多結晶粉末に接触することを回避する。
The container lid has an inner surface that can contact the sample and an outer surface that can contact the outside, and the container lid is made of a material in which a portion between the inner surface and the outer surface contains the polycrystalline powder. The container side wall has an inner surface that can contact the sample and an outer surface that can contact the outside, and the container side wall is made of a material in which a portion between the inner surface and the outer surface contains the polycrystalline powder. Become. In this way, the lithium fluoride polycrystalline powder contaminates the sample in the
前記サンプル容器は円筒形のサンプルカップであり、前記容器側壁は円筒形の側壁である。 The sample container is a cylindrical sample cup, and the side wall of the container is a cylindrical side wall.
前記容器底部は治具で前記円筒形の側壁の下方に固定されるマイラーフィルムである。 The bottom of the container is a Mylar film fixed below the cylindrical side wall with a jig.
前記X線蛍光分析装置はX線発生装置とX線検出装置を含み、前記X線発生装置はX線を前記マイラーフィルムを経て前記サンプル容器における前記サンプルに入射し、前記サンプルにX線蛍光を放出させ、前記X線検出装置は前記X線蛍光中の一部を検出する。 The X-ray fluorescence analyzer includes an X-ray generator and an X-ray detector, and the X-ray generator incidents X-rays on the sample in the sample container via the Mylar film and causes the sample to undergo X-ray fluorescence. Upon emission, the X-ray detector detects a portion of the X-ray fluorescence.
本発明はX線蛍光分析装置を更に提供し、それはX線発生装置と、X線検出装置と、前記サンプル容器とを含み、前記X線発生装置はX線を前記マイラーフィルムを経て前記サンプル容器における前記サンプルに入射し、前記サンプルに蛍光を放出させ、前記X線検出装置は前記蛍光中の一部を検出する。 The present invention further provides an X-ray fluorescence analyzer, which includes an X-ray generator, an X-ray detector, and the sample container, wherein the X-ray generator transmits X-rays through the Mylar film and the sample container. The X-ray detector detects a part of the fluorescence by incident on the sample in the above and causing the sample to emit fluorescence.
サンプルカップに嵌め込まれる多結晶粉末の回折作用ので、X線発生装置から放出されるX線はサンプルカップにおけるサンプルを繰り返して照射(励起)し、サンプルからの蛍光信号を強化させる。そのために、X線検出装置23は強化された蛍光を検出でき、したがってX線蛍光分析装置20の感度を向上させる。
Due to the diffracting action of the polycrystalline powder fitted in the sample cup, the X-rays emitted from the X-ray generator repeatedly irradiate (excit) the sample in the sample cup to enhance the fluorescence signal from the sample. Therefore, the
以下、図面を組み合わせて、本発明の実施例を具体的に説明する。 Hereinafter, examples of the present invention will be specifically described by combining the drawings.
図2は本発明によるX線蛍光分析装置の部分構造模式図である。図2に示すのように、X線蛍光分析装置20はサンプル容器21、X線発生装置22及びX線検出装置23を含む。
FIG. 2 is a schematic partial structure diagram of the X-ray fluorescence analyzer according to the present invention. As shown in FIG. 2, the
サンプル容器21は容器蓋210、容器側壁211及び容器底部212からなり、サンプルを保存することに用いられる。サンプル容器21は円筒形のサンプルカップ(以下サンプルカップ21と称される)で、容器側壁211は円筒形の側壁(以下側壁211と称される)である。
The
容器底部212は治具213で側壁211の下方に固定されるマイラーフィルム(以下マイラーフィルム212と称される)である。X線発生装置22はX線(例えばa1、a2)をマイラーフィルム212を経てサンプルカップ21におけるサンプルに入射し、サンプルに蛍光を放出させ、X線検出装置23は蛍光中の一部(例えばd1、d2)を検出する。容器蓋210と側壁211における少なくとも一つは多結晶粉末を含む材料からなる。本実施例において、例えば、図2に示すのように、容器蓋210と側壁211はいずれも多結晶粉末を含む材料からなる。多結晶粉末はフッ化リチウムであることができる。
The
容器蓋210はサンプルカップ21におけるサンプルに接触可能な内表面210aと外部に接触可能な外表面210bを有し、容器蓋210は内表面210aと外表面210bとの間の部分が例えばフッ化リチウムを含む材料からなる。側壁211はサンプルカップ21におけるサンプルに接触可能な内側面211aと外部に接触可能な外側面211bを有し、側壁211は内側面211aと外側面211bとの間の部分が例えばフッ化リチウム多結晶粉末を含む材料からなる。このように、フッ化リチウム多結晶粉末はサンプルカップ21におけるサンプルを汚染し、且つ外部はフッ化リチウム多結晶粉末に接触することを回避する。
The
従来の技術におけるサンプルカップの側壁は一般的に高密度ポリエチレン又はその他の材料を射出成形してなる。本発明において、例えば、サンプルカップ21の側壁211の内側面211aと外側面211bとの間にフッ化リチウム多結晶粉末は嵌め込まれ、且つ容器蓋210の内表面210aと外表面210bとの間にフッ化リチウム多結晶粉末は嵌め込まれ、図2における点状物により示される。
The sidewalls of the sample cup in the prior art are generally made by injection molding high density polyethylene or other material. In the present invention, for example, the lithium fluoride polycrystalline powder is fitted between the
図2に示すのように、X線発生装置22はX線a1をマイラーフィルム212を経てサンプルカップ21におけるサンプルに入射し、サンプルを励起して、側壁211におけるフッ化リチウム多結晶粉末に照射する。フッ化リチウム多結晶粉末の回折作用ので、回折光になり、例えばb1、b2である。回折光b1は容器蓋210におけるフッ化リチウム多結晶粉末に照射され、フッ化リチウム多結晶粉末の回折作用ので、更に回折光c1になる。それと同時に、回折光b2は側壁211におけるフッ化リチウム多結晶粉末に更に照射され、フッ化リチウム多結晶粉末の回折作用ので、更に回折光c2になる。
As shown in FIG. 2, the
回折光b1、b2及びc1、c2は回折過程において、それぞれにサンプルカップ21におけるサンプルに繰り返して照射され、そのために、X線a1がサンプルを照射する経路はa1、b1、c1及びa1、b2、c2を含み、最終的にサンプルカップ21外に貫通される。回折されたX線は再利用されることができるので、サンプルカップ21におけるサンプルを繰り返して照射し、即ち、サンプルを繰り返して励起するので、繰り返して励起されるサンプルは強化されたX線蛍光d1、d2等(蛍光信号)を放出する。このように、X線検出装置23は強化された蛍光d1、d2等を検出し、X線蛍光分析装置20の感度を向上させる。
In the diffraction process, the diffracted lights b1, b2 and c1 and c2 are repeatedly irradiated to the sample in the
また、図2に示すX線a1、a2、回折光b1、b2、c1、c2及び蛍光d1、d2は例に過ぎず、包括的ではない。 Further, the X-rays a1, a2, diffracted light b1, b2, c1, c2 and fluorescence d1 and d2 shown in FIG. 2 are merely examples and are not comprehensive.
本実施例において、X線検出装置23はアナライザ結晶に基づく波長分散型検出装置であっても、又は固体検出装置に基づくエネルギー分散型検出装置であってもよい。
In this embodiment, the
本発明の特定の実施例を説明したが、これらの実施例は実例の方式だけで説明し、本発明の範囲を限定するものではない。実際に、本明細書に述べた革新的な方法は各種の他の形式で実施できる;また、本発明の精神から逸脱しない前提で、本明細書に述べた方法とシステムに対して各種の省略、置換及び変化を行う。添付の請求項及びその均等内容は本発明の範囲と精神における各種の形式又は修正が含まれることを目的とする。 Although specific examples of the present invention have been described, these examples will be described only by means of examples and do not limit the scope of the present invention. In fact, the innovative methods described herein can be implemented in a variety of other forms; and without departing from the spirit of the invention, various abbreviations for the methods and systems described herein. , Substitution and change. The appended claims and their equivalents are intended to include various forms or modifications in the scope and spirit of the invention.
Claims (7)
前記サンプル容器は容器蓋、容器側壁及び容器底部からなり、サンプルを保存することに用いられ、
前記容器蓋と前記容器側壁のうちの少なくとも一つには多結晶粉末材料が嵌め込まれることを特徴とするサンプル容器。 A sample container for a line fluorescence analyzer
The sample container consists of a container lid, a container side wall and a container bottom, and is used for storing a sample.
A sample container characterized in that a polycrystalline powder material is fitted in at least one of the container lid and the container side wall.
前記容器側壁は前記サンプルに接触可能な内側面と外部に接触可能な外側面を有し、前記容器側壁は前記内側面と前記外側面との間の部分に前記多結晶粉末材料が嵌め込まれることを特徴とする、請求項1に記載のサンプル容器。 The container lid has an inner surface that can contact the sample and an outer surface that can contact the outside, and the container lid is fitted with the polycrystalline powder material in a portion between the inner surface and the outer surface.
The container side wall has an inner surface that can contact the sample and an outer surface that can contact the outside, and the container side wall is fitted with the polycrystalline powder material in a portion between the inner side surface and the outer surface. The sample container according to claim 1.
前記X線発生装置はX線を前記マイラーフィルムを経て前記サンプル容器における前記サンプルに入射し、前記サンプルに蛍光を放出させ、前記X線検出装置は前記蛍光中の一部を検出することを特徴とするX線蛍光分析装置。 The X-ray generator, the X-ray detector, and the sample container according to claim 5 are included.
The X-ray generator is characterized in that X-rays are incident on the sample in the sample container via the Mylar film to emit fluorescence to the sample, and the X-ray detector detects a part of the fluorescence. X-ray fluorescence analyzer.
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