JPH11502312A

JPH11502312A - X-ray analyzer including rotatable primary collimator

Info

Publication number: JPH11502312A
Application number: JP9525025A
Authority: JP
Inventors: デンホーゲンホフ，ヴァルテルスヴィルヘルムスファン; ランゲ，ロエロフデ; ボエル，ディルクコルネリスゲルハルドゥスデ; デア，スルイス，パウルファン
Original assignee: フィリップスエレクトロニクスエヌベー
Priority date: 1996-01-12
Filing date: 1996-12-11
Publication date: 1999-02-23
Also published as: WO1997025614A1; EP0815437A1

Abstract

(57)【要約】好ましくは蛍光管として構成される唯一のＸ線管（２）によりＸ線回折と同様にＸ線蛍光を測定する装置を提供する。管とサンプル（１２）との間に管（２）のＸ線焦点を通る（仮想）軸（４４）について回転可能な一次コリメータ（４０）（ソーラースリットユニット）が配置され、それによりサンプルへの入射νの角度がコリメータの回転により変化されうる。回折検出チャンネル（５０、５２、５６）が固定された位置を占める故にνスキャンはコリメータ（４０）の回転により達成される。結果として検出器（５６）及び波長検出結晶（５２）用の関連する駆動装置を有する（比較的重く高価な）ゴニオメーターを装置の回折部分に装着する必要はない。 (57) Abstract: An apparatus for measuring X-ray fluorescence as well as X-ray diffraction is provided by a single X-ray tube (2) preferably configured as a fluorescent tube. Placed between the tube and the sample (12) is a primary collimator (40) (solar slit unit) rotatable about an (imaginary) axis (44) passing through the X-ray focal point of the tube (2), thereby providing access to the sample. The angle of incidence ν can be changed by the rotation of the collimator. Since the diffraction detection channels (50, 52, 56) occupy fixed positions, the v-scan is achieved by rotation of the collimator (40). As a result, it is not necessary to mount a (relatively heavy and expensive) goniometer with a detector (56) and an associated drive for the wavelength detection crystal (52) on the diffractive part of the device.

Description

【発明の詳細な説明】回転可能な一次コリメータを含むＸ線分析装置本発明は検査される資料のサンプルを収容するサンプル位置と、Ｘ線によりサンプル位置を照射するＸ線源と、Ｘ線源とサンプル位置との間に配置され、サンプルに関してその方向が変化されうる平行化一次コリメータと、サンプルから出射する回折された放射を検出する検出器とを含むＸ線回折により資料を検査する装置に関する。この種の装置は欧州特許出願ＥＰ０５９７６６８から知られている。一般的に２つの分析技術が資料のＸ線分析で用いられる：Ｘ線蛍光及びＸ線回折である。Ｘ線蛍光の場合にはサンプルは多色Ｘ線ビームに曝される。サンプルを可能な限り高いＸ線出力に曝すために蛍光用のＸ線管はＸ線が出射する陽極上のＸ線焦点が比較的大きく、サンプルへの開口の角度は可能な限り大きくなるよう選択される。露出は構成元素の特徴的なＸ線を出射（蛍光放射）するようサンプル内の種々の元素を励起する。サンプルの元素の組成は蛍光放射の検出及び分析により決定される。一般的に言って、Ｘ線回折の場合にはサンプルは単色Ｘ線ビームに曝され、これはサンプルの成分の結晶構造の規則性の故に与えられた角度（その値２θは回折されないビームに関して測定される）でのみ回折される。回折角はサンプルに現れる成分の結晶構造に関する情報を提供する。実際の設定では回折角はＸ線検出器によりいわゆる２θスキャンをなすことにより、即ちＸ線の強度測定中にサンプルの周りの円（の一部）上で動くことにより測定される。最近までこれらの技術のそれぞれは問題の技術用に特に考案された装置によって専らなされていた。ある場合にはＸ線分析装置はＸ線回折と同様にＸ線蛍光がなされるものが知られている。そのような装置は上記に引用した欧州特許出願に開示されている。この装置は一つのＸ線源のみを含み、これは多色Ｘ線蛍光管として構成されそれから出射されたＸ線は発散性のビームとして管から出射される。装置のサンプル位置で多結晶サンプルは発散性のＸ線ビーム内に導かれ、そこで蛍光Ｘ線の放出及び入射ビームの回折が生ずる。Ｘ線管の出射窓とサンプルの間に平行化一次コリメータが回折の目的で配置される。このコリメータが得られたコリメーションがサンプル面に関するその向きに関して可変であるように構成され、それにより種々の結晶学的な面が与えられた角度範囲内で回折を形成しうる。コリメータのそのような変動はコリメータの方向の機械的な調整により実現される。知られている装置はまたサンプルから出射される回折された放射を検出する検出器を含み、該検出器は二次のコリメータ及びモノクロメーター結晶をまた含む回折チャンネルの一部をなす。回折チャンネルは装置の制御手段の制御の下で角度付け手段により調整される出射角で回折された放射を検出する。このようにしてサンプルの回折パターンは角度付け手段によるスキャンニングにより得られる。回折されたＸ線の出射角を調整する角度付け手段（通常ゴニオメーターと称される）は高価で精密な機器である。何故ならば角度の正確な測定は位置決め精度及び角度調節の再現性に関して厳密さが要求されるからである。更にまたこれらの精度の要求を満足することは困難である。何故ならば二次のコリメーターにより形成される組立体、モノクロメーター結晶及び関連する角度付け手段及び検出器が比較的大きな重量の変位を引き起こすよう変位されなければならないからである。更にまた比較的長い波長の多くの回折測定及び蛍光測定が条件付けられた空間、即ち脱気された又は特別に選定されたガスを満たされた空間内でなされなければならない。これらの場合にはそのような空間内での重い、大きな回折チャンネルの変位は好ましくない。何故ならば真空の空間はこの目的のためには充分大きくなければならず、更にまた用いられる装置は、真空中でも動く部分により付与される摩擦問題を被らないようにしなければならないからである。本発明の目的は回折測定の実施中に回折チャンネルの変位に対する検出器の調整用のゴニオメーターを必要としないＸ線分析装置を提供することにある。この目的のために本発明によるＸ線分析装置は回折測定の実施中にＸ線ビームに対して横断方向に延在する軸に関して一次コリメータの方向を連続的に変化する制御手段を含み、検出器は回折測定の実施中にサンプルとＸ線源に関して固定された位置になお存在することを特徴とする。本発明は一次コリメータは２θスキャンを達成するために比較的大きな角度範囲をトラバースするために用いられると言う発想を基にしている。これはこの一次コリメータがＸ線源から直接出射されたＸ線ビーム、即ち比較的大きな発散を有するＸ線焦点から入来するＸ線ビーム内に配置されることが可能である。これらの環境下でサンプル上へのＸ線の入射の角度はＸ線ビームを横断する軸に関して一次コリメータを回転することにより比較的大きな範囲にわたり変化されえ、斯くして２θスキャンがなされる。２θスキャンが一次コリメータの回転により達成される故に回折チャンネル及び検出器は固定された位置のままであり、それにより角度回転に関する問題は回避される。本発明によるＸ線分析装置の実施例は一次コリメータの向きを変化する回転の軸の位置は陽極面上のＸ線の焦点を実質的に通り延在するよう選択される。この段階の結果として一次コリメータの振れは２θスキャンの実施中に最大となる；一次コリメータはビームを離れずにＸ線ビームの最大幅を用いることが達成される。本発明によるＸ線分析装置の他の実施例はサンプルから出射する回折放射を検出する更なる検出器が設けられ、該更なる検出器は回折測定の実施中にサンプル及びＸ線源に関して固定された位置にとどまる。この段階の結果として２θスキャンに対する測定範囲は増加する。これは比較的小さなサンプル直径が用いられるときに特に重要である。第二の検出器がサンプルが第一の検出器により検知される角度より大きな与えられた量（例えば３０ °）で配列されることにより２θスキャンの実施中に第二の検出器による付加的な検出は２つの角度範囲、即ち初期値θ₁から最終値θ₂の第一の検出器の角度範囲及び初期値θ₁＋３０°から最終値θ₂＋３０°の第二の検出器の角度範囲が同時にトラバースされることを確実にする。結果として２θスキャンに必要な傾きは一つの検出器のみを用いたときより小さい。本発明の更なる段階によればＸ線分析装置の更なる検出器は第一の検出器及びサンプルを通り、更にまた第一の検出器以外のサンプルの側へ延在する面に配置される。この段階の結果として２つの同時のθスキャンは同一の角度範囲を介して達成される（一のθスキャンが他のθスキャンの反対の方向に生ずる）。各θスキャンの強度変動の測定は改善された信号対ノイズ比を得るために加算され、又は異なる（例えばより低い）値が測定中に高解像度の利点と同様に低解像度の利点を得るために第二の回折検出チャンネルの解像度に割り当てられる。好ましくはＸ線源はＸ線蛍光管として構成される。これはＸ線蛍光管の高Ｘ線出力がＸ線分析装置での蛍光測定用に用いられるが、それはまた制御可能な回転可能な一次コリメータの設置によりＸ線回折にも用いられるという利点を提供する。更にまた通常市販の回折管ではＸ線焦点は管の中に比較的深く配置され、それによりＸ線焦点から出射するＸ線出力の実質的な部分は管壁により遮られ、故に出射窓を通して出射するＸ線ビームに寄与しない。故にこの出射ビームはまた開口の比較的小さな角度を有し、それによりこのビームを介する一次コリメータの振れはまた比較的小さい。蛍光管はこれらの欠点を有さず、又は欠点はより少ない。本発明のこれらの及び他の特徴は以下に記載される実施例を参照して明らかとなる。図１はＸ線回折とＸ線蛍光分析を結合した装置の概略を示す。図２ａは図１に示される構成でθスキャンの実施を示すためにＸ線回折とＸ線蛍光分析を結合した装置の一部分の概略を示す。図２ｂは図２ａを説明するためのあるビーム路を示す。図３ａは測定範囲を増加するためのＸ線管に関する２つの回折検出チャンネルの配置を示す斜視図である。図３ｂはサンプルの両側へのＸ線管に関する２つの回折検出チャンネルの配置を示す斜視図である。図１はＸ線回折とＸ線蛍光分析を結合した装置の概略を示す。Ｘ線管２は表面（Ｘ線焦点）の与えられた部分からＸ線ビーム６を発生する陽極４を含む。Ｘ線ビームはＸ線窓８を介してＸ線管を離れ、装置により分析され、サンプル位置１０に配置されるサンプル１２を照射する。この実施例のＸ線管２はＸ線蛍光管として構成される。何故ならばそのような管は回折測定と同様に（この例では）蛍光測定に対して用いられ得るからである。そのような管はＸ線管の陽極面上の比較的広い領域から多色Ｘ線を発生する。サンプルは粉末サンプル又は多数の比較的小さな結晶からなる金属の一片のような回折の目的に対して粉末と考えられる型を仮定している。それがＸ線管から出射するＸ線ビーム６に露出されるときに回折放射と同様に蛍光放射はサンプル１２で発生する。蛍光放射は蛍光検出チャンネル１８で更なる分析のためにサンプルの一方の側からビーム１４として出射される。ビーム１４はビーム６により照射されるサンプルの全ての部分から生じ、原理的には全ての方向に出射される。回折された放射はサンプルの他の側にビーム２０として出射され、回折検出チャンネル２２で更に解析される。蛍光測定に対してサンプル１２はＸ線管２から出射する放射に対して直接露出される。図に示される条件と異なり、その場合にはコリメータは管２とサンプル１２との間に配置されない。Ｘ線管２から出射する放射により発生される蛍光放射は蛍光検出チャンネル１８で最初の二次のコリメータ２４に印加され、これはそれ自体知られている；この二次のコリメータは入射ビーム１４を平行化する知られているソーラー（Ｓｏｌｌｅｒ）スリットユニットで構成される。このように平行化されたビーム２６は分析結晶２８に入射し、これはこの例では平面結晶で構成される。分析結晶２８は入射ビームの波長選択解析のために配置される。分析結晶２８により反射された放射の波長は結晶への放射の入射角に依存する。結晶が制御ユニット３２の制御の下で軸３０に関して回転されたときに蛍光放射の強度の蛍光スペクトルは放射の波長に依存して記録される。分析結晶により反射された放射３４は検出器３６により検出される。蛍光スペクトログラムはモニタ３８に表示される。回折測定に対して平行化一次コリメータ４０はＸ線管２とサンプル１２との間に配置される。このコリメータはサンプルの背後のビーム路に配置されるコリメータ２４のような二次コリメータと対向してサンプルの前に配置される故に一次コリメータと称される。コリメータ４０はＸ線管２から全ての方向に出射するＸ線が相互に平行な方向のビームに対してのみサンプルに入射することを確実にする故に平行化コリメータと称される。サンプルに関するコリメータ４０の方向、即ちコリメータから出射する放射がサンプルに向けられる角度は回折測定の実施中に制御手段４２の制御の下で連続的に変化される。そのような連続的な変化はＸ線ビームの対称軸に横断方向、即ち図１の図の面に垂直に延在する（仮想的な、物質ではない）軸４４について生ずる。この構成でθスキャンの実施を図２を参照して詳細に説明する。回折されたビーム２０は回折検出チャンネル２２により更に処理される。このチャンネルは二番目の二次コリメータ２４を含み、それは２つの知られたソーラースリットユニットの結合として構成され、それらはビーム路内に連続して配置され、それらのユニットの第一のものはビームの横断的なコリメーション用に設けられ、第二のものはそれに垂直な方向にビームをコリメートするよう設けられる。サンプルから出射するビームは多色性である故に知られたブラッグの反射（その上に入射するビーム２０に関するこの結晶５２の角度調整を介して）によりビーム２０から所望の波長を選択するモノクロメーター結晶５２を設けられる。モノクロメーター結晶により反射された放射５４は検出器５６により検出される。入射の角度θの変動により得られる回折グラフはモニタ５８上に表示される。図２ａは一次コリメータ４０の配置を示し、ここでこのコリメータから出射するレイはサンプル１２の表面に実質的に垂直に入射する。サンプル１２で示された状態でブラッグの反射が生ずる結晶学的な格子面４４が示される。サンプルに入射するビームの一部分を形成する代表的なレイ４６は格子面４４に関して角度 θをなす。サンプルにより回折されたビームの一部分を形成する代表的なレイ４８はまたブラッグの回折理論に従って格子４４に関して角度θをなす。入射レイ４６と回折されたレイ４８との間の角度が２θを有することは図から明らかである。θのスキャンは入射の角度θの変化により達成され、それにより平行格子面の異なる設定の度毎に入射ビーム４６により照射される。この状況を図２ｂを参照して詳細に説明する。図２ｂはサンプル１２にそれぞれ格子面４４ａ，４４ｂにそれぞれ角度θ_a、 θ_bで入射する２５つの入射レイ４６ａ、４６ｂを示す。図は両方の場合に回折されたレイ４８は同じ方向で、回折検出チャンネル２２により更に処理される（円筒形で概略的に示される）。故に回折測定の励起中にこのチャンネルはサンプル１２及びＸ線源２に関して固定された位置になおとどまりうる。図３ａはＸ線管２に関する２つの回折検出チャンネル５０ａ、５０ｂの状態を示す斜視図である。この図でＸ線管２から出射する多色Ｘ線はコリメータ４０を介してサンプル１０に入射する。サンプルへの放射の入射角の可変性はこの図で軸６０により象徴的に示されている。回折検出チャンネル２２ａが第一の角度範囲をカバーする一方で回折検出チャンネル２２ｂは第二の角度範囲をカバーし、これは第一の角度範囲に関して例えば３０度の与えられた値を介してシフトされる（例えばチャンネル２２ａは最初の値θ₁から最後の値θ₂までにわたる角度範囲であり、チャンネル２２ｂは最初の値θ₁＋３０°から最後の値θ₂＋３０°までにわたる角度範囲である）。斯くして２つの回折検出チャンネルを同時に適用することにより大きな角度範囲が回折測定で得られる。図３ｂはＸ線管２に関してサンプル１０の両側への２つの回折検出チャンネル２２ａ、２２ｂの状態を示す斜視図である。回折検出チャンネルのこの配置の結果として２つの同時のθのスキャンが同じ角度範囲でなされる（一のθスキャンは他のθスキャンの方向に対向する方向に延在する）。θスキャンのそれぞれの強度変化のデータは改善された信号対ノイズ比を得るため（又は同じ信号対ノイズ比に対して測定時間を短縮するため）に加算され、又は例えばより小さな値のような異なる値が測定中に高い解像度（より低い感度を有する）の利点と同様に低い解像度（及び関連するより高い感度）の利点を得るために第二の回折検出チャンネルの解像度に付与される。これは以下のように説明される。回折測定はすぐ近傍では他の反射を示さないが高い強度を示す反射と同様にすぐ近傍では他の反射を示さないが低い強度を示す反射を示す資料でなされることを仮定する。一の回折検出チャンネル（例えば低解像度を有する２２ａ）を介して該前者の反射は適切なノイズのない方法で測定されうるが、他方で後者の反射は他の回折チャンネル２２ｂにより同じθスキャンで適切な解像度で測定される。図３ｂに示される回折検出チャンネル２２ａ、２２ｂの状態はまた回折装置に多数のサンプルを自動的に供給することを含む状態で好ましく用いられる。これらのサンプルは高解像度の型又は低解像度（より高い感度を有する）を満足させる型でありうる。図３ｂに示される２つの回折検出チャンネルが用いられるときに両方の要求が装置の時間がかかる再調整の必要なしに満足される。測定の前に導入されるサンプルのどちらが一のチャンネルで測定され、どのサンプルが他のチャンネルで測定されるかを装置に知らせる必要があるだけである。しかしながらあるいは装置に識別されうるコードを有するサンプルホルダーを設け、使用されるチャンネルを特定しても良い。The present invention relates to an X-ray analyzer including a rotatable primary collimator. The present invention relates to a sample position for accommodating a sample of a material to be inspected, an X-ray source for irradiating the sample position with X-rays, and an X-ray source. Apparatus for inspecting material by X-ray diffraction, comprising a collimated primary collimator disposed between the sample and a sample position, the direction of which can be changed with respect to the sample, and a detector for detecting diffracted radiation emanating from the sample. . A device of this kind is known from European Patent Application EP 0597668. Generally, two analytical techniques are used in x-ray analysis of the material: x-ray fluorescence and x-ray diffraction. In the case of X-ray fluorescence, the sample is exposed to a polychromatic X-ray beam. In order to expose the sample to the highest possible X-ray power, the X-ray tube for fluorescence is selected so that the X-ray focus on the anode from which the X-rays are emitted is relatively large and the angle of the aperture to the sample is as large as possible. Is done. Exposure excites various elements in the sample to emit characteristic X-rays (fluorescence emission) of the constituent elements. The elemental composition of the sample is determined by detection and analysis of the fluorescent emission. Generally speaking, in the case of X-ray diffraction, the sample is exposed to a monochromatic X-ray beam, which is given an angle (the value 2θ is measured with respect to the undiffracted beam) due to the regularity of the crystal structure of the components of the sample. Is diffracted only). The diffraction angle provides information about the crystal structure of the component appearing in the sample. In a practical setting, the diffraction angle is measured by making a so-called 2θ scan with an X-ray detector, ie moving on (a part of) a circle around the sample during the X-ray intensity measurement. Until recently, each of these technologies was exclusively dedicated to equipment specifically devised for the technology in question. In some cases, X-ray analyzers that emit X-ray fluorescence in the same manner as X-ray diffraction are known. Such a device is disclosed in the above-cited European patent application. This device includes only one X-ray source, which is configured as a polychromatic X-ray fluorescent tube, and the X-rays emitted therefrom exit the tube as a divergent beam. At the sample location of the instrument, the polycrystalline sample is guided into a divergent x-ray beam, where emission of fluorescent x-rays and diffraction of the incident beam occur. A collimated primary collimator is placed between the exit window of the X-ray tube and the sample for diffraction purposes. The collimator is configured such that the resulting collimation is variable with respect to its orientation with respect to the sample plane, so that various crystallographic planes can form diffraction within a given angular range. Such fluctuations of the collimator are realized by mechanical adjustment of the direction of the collimator. Known devices also include a detector for detecting diffracted radiation emanating from the sample, which detector is part of a diffraction channel that also includes a secondary collimator and a monochromator crystal. The diffraction channel detects radiation diffracted at an exit angle adjusted by the angling means under the control of the control means of the device. In this way, the diffraction pattern of the sample is obtained by scanning by the angler. The angle adjusting means (usually called a goniometer) for adjusting the exit angle of the diffracted X-ray is an expensive and precise instrument. This is because accurate measurement of the angle requires strictness with respect to positioning accuracy and reproducibility of the angle adjustment. Furthermore, it is difficult to satisfy these requirements for accuracy. This is because the assembly formed by the secondary collimator, the monochromator crystal and the associated angling means and the detector must be displaced to cause a relatively large weight displacement. Furthermore, many diffraction and fluorescence measurements at relatively long wavelengths must be made in a conditioned space, that is, in a space that is degassed or filled with a specially selected gas. In these cases, displacement of heavy, large diffraction channels in such a space is not preferred. The vacuum space must be large enough for this purpose, and also the equipment used must not suffer from the frictional problems imposed by moving parts even in vacuum. It is an object of the present invention to provide an X-ray analyzer that does not require a goniometer for adjusting the detector for the displacement of the diffraction channel during the performance of the diffraction measurement. For this purpose, the X-ray analyzer according to the invention comprises control means for continuously changing the direction of the primary collimator with respect to an axis extending transversely to the X-ray beam during the performance of the diffraction measurement, Is characterized in that it is still in a fixed position with respect to the sample and the X-ray source during the performance of the diffraction measurement. The present invention is based on the idea that the primary collimator is used to traverse a relatively large angular range to achieve a 2θ scan. It is possible that this primary collimator is arranged in an X-ray beam emitted directly from the X-ray source, ie an X-ray beam coming from an X-ray focus with a relatively large divergence. Under these circumstances, the angle of incidence of the X-rays on the sample can be varied over a relatively large range by rotating the primary collimator about an axis transverse to the X-ray beam, thus making a 2θ scan. Because the 2θ scan is achieved by rotation of the primary collimator, the diffraction channel and detector remain in a fixed position, thereby avoiding problems with angular rotation. In an embodiment of the X-ray analyzer according to the invention, the position of the axis of rotation changing the orientation of the primary collimator is selected to extend substantially through the focus of the X-ray on the anode surface. As a result of this step, the deflection of the primary collimator is maximized during the performance of the 2θ scan; it is achieved that the primary collimator uses the maximum width of the X-ray beam without leaving the beam. Another embodiment of the X-ray analyzer according to the invention is provided with a further detector for detecting the diffracted radiation emanating from the sample, said further detector being fixed with respect to the sample and the X-ray source during the performance of the diffraction measurement. Stay in the position. As a result of this step, the measurement range for the 2θ scan increases. This is especially important when relatively small sample diameters are used. The second detector allows the sample to be arranged at a given amount (eg, 30 °) greater than the angle detected by the first detector, thereby providing additional The detection is performed in two angle ranges: the first detector angle range from the initial value θ ₁ to the final value θ ₂ and the _second detector angle range from the initial value θ ₁ + 30 ° to the final value θ ₂ + 30 °. Ensure that they are traversed at the same time. As a result, the tilt required for a 2θ scan is less than when only one detector is used. According to a further step of the invention, the further detector of the X-ray analyzer is arranged on a surface which extends through the first detector and the sample and also to the side of the sample other than the first detector. . As a result of this step, two simultaneous θ scans are achieved over the same angular range (one θ scan occurs in the opposite direction to the other θ scans). The measurement of the intensity variation of each θ scan may be added to obtain an improved signal-to-noise ratio, or different (eg, lower) values may be used to obtain the advantage of low resolution as well as the advantage of high resolution during the measurement. Assigned to the resolution of the second diffraction detection channel. Preferably, the X-ray source is configured as an X-ray fluorescent tube. This provides the advantage that the high X-ray output of the X-ray fluorescent tube is used for fluorescence measurements on the X-ray analyzer, but it is also used for X-ray diffraction by the installation of a controllable rotatable primary collimator. I do. Furthermore, in commercially available diffractive tubes, the X-ray focus is located relatively deep within the tube, whereby a substantial portion of the X-ray output emanating from the X-ray focus is obstructed by the tube wall and thus exits through the exit window. Does not contribute to the X-ray beam. Thus, the exit beam also has a relatively small angle of the aperture, so that the deflection of the primary collimator through the beam is also relatively small. Fluorescent tubes do not have these drawbacks or have fewer drawbacks. These and other features of the invention will be apparent with reference to the embodiments described below. FIG. 1 shows an outline of an apparatus combining X-ray diffraction and X-ray fluorescence analysis. FIG. 2a shows a schematic view of a portion of an apparatus that combines X-ray diffraction and X-ray fluorescence analysis to demonstrate performing a θ scan in the configuration shown in FIG. FIG. 2b shows one beam path for explaining FIG. 2a. FIG. 3a is a perspective view showing the arrangement of two diffraction detection channels on an X-ray tube for increasing the measurement range. FIG. 3b is a perspective view showing the arrangement of two diffraction detection channels for the X-ray tube on both sides of the sample. FIG. 1 shows an outline of an apparatus combining X-ray diffraction and X-ray fluorescence analysis. The X-ray tube 2 includes an anode 4 for generating an X-ray beam 6 from a given portion of the surface (X-ray focus). The X-ray beam leaves the X-ray tube via an X-ray window 8 and is analyzed by the device to irradiate a sample 12 located at a sample position 10. The X-ray tube 2 of this embodiment is configured as an X-ray fluorescent tube. Because such tubes can be used for fluorescence measurements (in this example) as well as for diffraction measurements. Such tubes generate polychromatic X-rays from a relatively large area on the anode surface of the X-ray tube. The sample assumes a type that is considered a powder for diffraction purposes, such as a powder sample or a piece of metal consisting of a number of relatively small crystals. Fluorescent radiation as well as diffracted radiation is generated at the sample 12 when it is exposed to an X-ray beam 6 exiting the X-ray tube. The fluorescent radiation is emitted as a beam 14 from one side of the sample in a fluorescence detection channel 18 for further analysis. Beams 14 originate from all parts of the sample illuminated by beam 6 and are emitted in principle in all directions. The diffracted radiation exits as a beam 20 on the other side of the sample and is further analyzed in a diffraction detection channel 22. For fluorescence measurements, the sample 12 is directly exposed to radiation emanating from the X-ray tube 2. Unlike the conditions shown in the figure, in that case no collimator is arranged between the tube 2 and the sample 12. The fluorescent radiation generated by the radiation emanating from the X-ray tube 2 is applied in a fluorescence detection channel 18 to a first secondary collimator 24, which is known per se; Is constituted by a known solar (Soller) slit unit. The beam 26 thus collimated is incident on the analysis crystal 28, which in this example is composed of a plane crystal. The analysis crystal 28 is arranged for wavelength selective analysis of the incident beam. The wavelength of the radiation reflected by the analysis crystal 28 depends on the angle of incidence of the radiation on the crystal. When the crystal is rotated about the axis 30 under the control of the control unit 32, the fluorescence spectrum of the intensity of the fluorescent radiation is recorded as a function of the wavelength of the radiation. The radiation reflected by the analysis crystal is detected by a detector. The fluorescence spectrogram is displayed on the monitor 38. A primary collimator 40 parallelized for diffraction measurements is arranged between the X-ray tube 2 and the sample 12. This collimator is called a primary collimator because it is located in front of the sample, opposite a secondary collimator, such as collimator 24, which is located in the beam path behind the sample. The collimator 40 is called a collimating collimator to ensure that X-rays emitted from the X-ray tube 2 in all directions are incident on the sample only for beams in directions parallel to each other. The direction of the collimator 40 with respect to the sample, ie, the angle at which radiation exiting the collimator is directed at the sample, is continuously changed under the control of the control means 42 during the performance of the diffraction measurement. Such a continuous change takes place about an axis 44 which extends transversely to the axis of symmetry of the X-ray beam, i.e. perpendicular to the plane of the drawing in FIG. The implementation of the θ scan with this configuration will be described in detail with reference to FIG. The diffracted beam 20 is further processed by a diffraction detection channel 22. This channel comprises a second secondary collimator 24, which is configured as a combination of two known solar slit units, which are arranged in series in the beam path, the first of which is the beam And a second one is provided to collimate the beam in a direction perpendicular thereto. The beam exiting the sample is a monochromator crystal which selects the desired wavelength from the beam 20 by Bragg reflection (via angular adjustment of this crystal 52 with respect to the beam 20 incident thereon) which is known to be polychromatic. 52 are provided. The radiation 54 reflected by the monochromator crystal is detected by a detector 56. A diffraction graph obtained by changing the angle of incidence θ is displayed on the monitor 58. FIG. 2 a shows the arrangement of the primary collimator 40, where the rays emanating from the collimator are substantially perpendicular to the surface of the sample 12. The crystallographic lattice plane 44 where the Bragg reflection occurs in the state shown in sample 12 is shown. A representative ray 46 that forms part of the beam incident on the sample is at an angle θ with respect to the grating plane 44. An exemplary ray 48 that forms a portion of the beam diffracted by the sample also makes an angle θ with respect to the grating 44 according to Bragg's theory of diffraction. It is clear from the figure that the angle between the incident ray 46 and the diffracted ray 48 has 2θ. is achieved by changing the angle of incidence θ, so that the parallel beam plane is illuminated by the incident beam 46 at each different setting. This situation will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2b shows 25 incident rays 46a, 46b incident on the sample 12 at angles θ _a , θ _b respectively on the grating surfaces 44a, 44b. The figure shows that in both cases the diffracted ray 48 is further processed by the diffraction detection channel 22 in the same direction (shown schematically in a cylindrical shape). Thus, during excitation of the diffraction measurement, this channel can still remain in a fixed position with respect to the sample 12 and the X-ray source 2. FIG. 3A is a perspective view showing the state of two diffraction detection channels 50a and 50b relating to the X-ray tube 2. FIG. In this figure, polychromatic X-rays emitted from the X-ray tube 2 enter the sample 10 via the collimator 40. The variability of the angle of incidence of the radiation on the sample is symbolically indicated by axis 60 in this figure. Diffraction detection channel 22b while the diffraction detection channel 22a covers the first angle range covers the second angle range, which is shifted through a given value of, for example, 30 degrees with respect to the first angle range (Eg, channel 22a has an angular range from the first value θ ₁ to the last value θ ₂ , and channel 22b has an angular range from the first value θ ₁ + 30 ° to the last value θ ₂ + 30 °). Thus, by applying two diffraction detection channels simultaneously, a large angular range is obtained in the diffraction measurement. FIG. 3b is a perspective view showing the state of two diffraction detection channels 22a , 22b on both sides of the sample 10 with respect to the X-ray tube 2. FIG. As a result of this arrangement of the diffraction detection channels, two simultaneous θ scans are made over the same angular range (one θ scan extends in a direction opposite the direction of the other θ scan). The data for each intensity change in the θ-scan may be added to obtain an improved signal-to-noise ratio (or to reduce the measurement time for the same signal-to-noise ratio), or may be different, eg, a smaller value. A value is assigned to the resolution of the second diffraction detection channel to obtain the advantage of low resolution (and the associated higher sensitivity) as well as the advantage of high resolution (with lower sensitivity) during the measurement. This is explained as follows. It is assumed that the diffraction measurements are made in a document that shows no other reflections in the immediate vicinity but low reflections as well as reflections that do not show other reflections in the immediate vicinity but show high intensity. Through one diffraction detection channel (e.g., 22a having a low resolution) the former reflection can be measured in a suitable noise-free manner, while the latter reflection is properly performed by the other diffraction channel 22b in the same θ scan. It is measured at a high resolution. The state of the diffraction detection channels 22a , 22b shown in FIG. 3b is also preferably used in situations involving automatically feeding a large number of samples to the diffractometer. These samples can be of a high resolution type or of a type that satisfies low resolution (with higher sensitivity). When the two diffraction detection channels shown in FIG. 3b are used, both requirements are satisfied without the need for time consuming readjustment of the device. It is only necessary to inform the device which of the samples introduced before the measurement is measured on one channel and which sample is measured on the other channel. However, alternatively, the device may be provided with a sample holder having an identifiable code to identify the channel to be used.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者デボエル，ディルクコルネリスゲルハルドゥスオランダ国，5656 アーアーアインドーフェン，プロフ・ホルストラーン６番 (72)発明者ファンデア，スルイス，パウルオランダ国，5656 アーアーアインドーフェン，プロフ・ホルストラーン６番────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventors De Boel, Dirk Cornelis Ger Hardus Netherlands, 5656 Aer Aindow Fen, Plov Holstrahn No. 6 (72) Inventors Van der, Sluis, Paul Netherlands, 5656 Aer Aindow Fen, Plov Holstrahn No. 6

Claims

[Claims] 1. * A sample position (12) containing a sample (10) of the material to be examined; * an X-ray source (2) for irradiating the sample position with X-rays; * placed between the X-ray source and the sample position. An apparatus for inspecting material by X-ray diffraction, comprising: a collimated primary collimator (40) whose direction can be changed with respect to the sample; and a detector (22) for detecting diffracted radiation (20) emerging from the sample. * Including control means (42) for continuously changing the direction of the primary collimator (40) with respect to an axis (44) extending transversely to the X-ray beam during the performance of the diffraction measurement; Apparatus characterized in that the detector (22) is in a fixed position with respect to the sample (10) and the X-ray source (2) during the performance of the diffraction measurement. 2. An apparatus according to claim 1, wherein the axis of rotation (44) for changing the orientation of the primary collimator (40) extends substantially through the focus of the X-rays on the anode surface (4). 3. A further detector for detecting the diffracted radiation emitted from the sample comprises (22b), the further detector according to claim 1 or 2, wherein remain in a fixed position with respect to the sample and the X-ray source in the practice of the diffraction measurement apparatus. 4. 4. The device according to claim 3, wherein the further detector ( 22b ) is arranged on a surface extending through the first detector ( 22a ) and the sample (10) to the side of the sample other than the first detector. . 5. 5. The device according to claim 1, wherein the X-ray source is configured as an X-ray fluorescent tube.