KR20150118228A - Parallel beam optic device for X-ray - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 엑스선(X-ray)용 평행빔 광학소자에 관한 것이며, 더욱 상세히는 입사되는 엑스선의 평행도를 오차를 최소화하면서 용이하게 조정하고 일정하게 유지시킬 수 있는 엑스선용 평행빔 광학소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a parallel beam optical element for X-ray, and more particularly, to a parallel beam optical element for X-ray which can easily adjust and maintain the parallelism of an incident X- .
오늘날 엑스선(X-ray)은 많은 분야에서 사용되고 있다.Today, X-rays are used in many fields.
엑스선 영상촬영장치, 컴퓨터 단층촬영장치 등이 의료 분야에서 사용되고 있고, 엑스선 회절분석기, 엑스선 형광분석기, 엑스선 분광분석기 등이 산업 분야에서도 광범위하게 쓰이고 있다.X-ray imaging apparatus, and computerized tomography apparatus are used in the medical field, and X-ray diffractometer, X-ray fluorescence analyzer, X-ray spectrometer and the like are widely used in industry.
엑스선을 이용한 물질의 분석법은 비파과적으로 물질을 정성적, 정량적으로 분석할 수 있기 때문에 그 적용분야가 점점 늘어나고 있다.The application of X-ray analysis method is increasingly applied because it can analyze qualitatively and quantitatively materials.
그 중 엑스선 회절 분석법은 시료의 격자상수, 결정화 정도, 결정립 크기 및 변형 등의 정보를 분석할 수 있으며, 고체, 분말, 판상 등 다양한 시료에 대해 정성 또는 정량적으로 분석할 수 있다.Among them, X-ray diffraction analysis can analyze information such as lattice constant, crystallization degree, grain size and deformation of sample, and can analyze qualitatively or quantitatively various samples such as solid, powder, and plate.
엑스선 회절분석은 파장이 일정하고 평행한 엑스선을 시료에 조사하여 시료속에 포함된 결정 입자의 격자간격(d)과 시료에 입사되는 엑스선의 파장과 각도(θ) 사이에 브래그 조건(nλ=2sinθ, n=정수)을 만족하는 엑스선만이 회절되는 현상을 이용하는 기법이다. 엑스선 회절분석의 정밀도는 엑스선 회절분석기의 기계적인 정밀도, 입사 엑스선의 단일 파장성과 빔의 평행도에 의해 결정된다.X-ray diffraction analysis was carried out by irradiating a sample with a constant and parallel wavelength of X-ray and determining Bragg conditions (nλ = 2 sin θ, θ) between the lattice spacing (d) of the crystal grains contained in the sample and the wavelength and angle n = integer) is used. The accuracy of the x-ray diffraction analysis is determined by the mechanical precision of the x-ray diffractometer, the single wavelength of the incident x-ray and the parallelism of the beam.
도 1은 엑스선 회절분석기(X-ray diffractometer)(10)의 구성을 나타낸 실시예이다.FIG. 1 is an embodiment showing the construction of an
도 1을 참조하면, 엑스선 튜브 광원(11)으로부터 나온 콘빔(cone beam) 모양의 엑스선은 콜리메이터(12)를 통과하면서 팬빔(fan beam) 모양으로 제한되어 포물선 기반의 다층박막 거울(13)을 지나면서 반사되어 단색의 평행빔(parallel beam)으로 전환된다. 그러나, 엑스선 튜브 광원(11)은 초점이 유한하기 때문에 상기 포물선 기반의 다층박막 거울(13)을 지나면서 반사되는 평행한 단색빔은 평행도가 상당히 떨어지는 빔들을 포함하게 되는데, 이 단색빔이 평행빔 광학소자(14)를 통과하며 평행도가 높은 빔만이 시료(15)에 조사되며, 시료(15)로부터 나오는 빔 역시 평행도가 떨어지는 단색빔이 평행빔 광학소자(14)에 의해 제거되고 평행도가 높은 빔만이 통과하여 검출기(16)에서 검출되고 컴퓨터를 이용하여 분석된다.1, an X-ray beam in the form of a cone beam emerging from an X-ray
한편, 엑스선 형광분석법은 비파괴적으로 물질을 구성하고 있는 성분과 양을 측정할 수 있고, 분석하고자 하는 시료에 일정 에너지 이상을 가지는 엑스선을 조사하고 시료에서 방출되는 특성 엑스선의 에너지 또는 파장을 측정하여 분석하는 방법이다.On the other hand, X-ray fluorescence analysis can measure the constituents and amounts constituting a substance in a non-destructive manner, irradiate an X-ray having a certain energy or more to a sample to be analyzed, and measure energy or wavelength of a characteristic X-ray emitted from the sample It is a method of analysis.
엑스선 형광분석기는 시료에서 방출되는 에너지를 분석하는 에너지 분산형 형광분석기(ED-XRF; Energy Dispersive X-ray Fluorescence Spectrometer)와 파장 분산형 형광분석기(WD-XRF; Wavelength Dispersive X-ray fluorescence spectrometer)가 있다.The X-ray fluorescence spectrometer is an energy dispersive X-ray fluorescence spectrometer (ED-XRF) and a wavelength dispersive X-ray fluorescence spectrometer (WD-XRF) have.
상기 파장 분산형 형광분석기(WD-XRF)는 에너지 분산형 형광분석기(ED-XRF)에 비해 복잡한 구성을 하고 있지만 분해능은 더 높다.The wavelength dispersive fluorescence analyzer (WD-XRF) has a more complicated structure than the energy dispersive fluorescence analyzer (ED-XRF), but has a higher resolution.
도 2는 파장 분산형 형광분석기(WD-XRF)(20)의 구성을 나타낸 실시예이다.Fig. 2 shows an embodiment showing the configuration of a wavelength dispersive fluorescence analyzer (WD-XRF) 20. Fig.
도 2를 참조하면, 엑스선 튜브 광원(21)으로부터 발생되는 엑스선이 분석하고자 하는 시료(22)에 조사되며, 시료(22)로부터 나오는 빔 중 발산하는 빔이 평행빔 광학소자(23)를 통과하면서 평행도가 높은 빔만 통과되어 포물선 기반의 다층박막 거울(24)을 지나면서 반사되어 엑스선 분석기(25)로 입사된다.2, an X-ray generated from an X-ray
상기 파장 분산형 형광분석기(WD-XRF)(20)에는 분해능과 분석의 정밀도를 향상시키기 위해 평행빔 광학소자(23)와 다층박막 거울(24)이 장착되며 고니어미터(goniometer)를 이용하여 기하학 구조를 제어한다.The parallel-beam
상기한 바에서 알 수 있듯이, 종래의 엑스선 회절분석기(10)나 엑스선 형광분석기(20)에서 엑스선 튜브 광원(11,21)을 사용하는 경우에는, 엑스선 튜브 광원(11,21)으로부터 발생되는 엑스선이 초점의 크기에 따라 퍼짐이 달라지기 때문에 발생되는 엑스선은 평행하지 않는 빔들이 많이 발생하며, 이는 분석하고자 하는 물질에 부정확한 정보를 주기 때문에 분석의 정밀도를 떨어뜨린다. 따라서, 상기와 같이 평행빔 광학소자(14,23)를 이용하여 발산하는 빔을 제거하여 분석의 정밀도를 향상시킬 필요가 있다.As can be seen from the above description, when the X-ray
상기한 바와 같은 평행빔 광학소자(14,23)는 얇은 금속판(예컨대, 구리, 스테인리스 스틸, 강화 스틸 등으로 만든 금속판)을 평행하게 규칙적으로 배열한 것이며, 광축에서 정해진 각도를 벗어나는 빔들은 얇은 금속판에 의해 흡수되어 제거된다.The parallel beam
상기한 평행빔 광학소자(14,23)는 금속판 사이의 간격(d)과 길이(L)에 따라 평행도가 결정되며, 도 3은 상기한 평행빔 광학소자(14,23)의 얇은 금속판의 배치 구조를 나타낸 실시예이고, 평행도(θ)는 하기의 수학식 1로 결정된다.The parallel beam
상기 수학식 1에서 알 수 있듯이, 상기한 평행빔 광학소자(14,23)의 평행도는 금속판 사이의 간격(d)이 작으면 작을수록, 금속판의 길이(L)가 길어지면 길어질수록 향상된다.As can be seen from Equation (1), the parallelism of the parallel beam
다른 한편, 본 출원인(혹은 발명자)는 비특허문헌1에 게재된 바와 같이, 금속판을 알루미늄 재질의 본체의 내부 좌우측면에 형성된 홈에 삽입하여 고정하여 금속판 사이의 간격을 유지하도록 제작한 엑스선용 평행빔 광학소자를 개발한 바가 있다.On the other hand, as disclosed in Non-Patent Document 1, the present applicant (or inventor) has proposed a method of forming a parallel plate for X-ray, which is made by inserting a metal plate into a groove formed on the inner left and right sides of the aluminum body, A beam optical element has been developed.
도 4 내지 도 5는, 각각 비특허문헌1에 게재된 종래의 엑스선용 평행빔 광학소자의 구성을 나타낸 사시도 및 분해 사시도이다.Figs. 4 to 5 are a perspective view and an exploded perspective view showing the structure of a conventional parallel beam optical element for X-ray, which is disclosed in Non-Patent Document 1, respectively.
도 4 내지 도 5를 참조하면, 종래의 엑스선용 평행빔 광학소자(30)는 본체(31)와 한 쌍의 윈도우 프레임(32), 및 상기 본체(31)의 내부에 서로 정해진 간격을 유지하면서 평행하게 배열되어 고정되는 다수의 금속판(33)으로 구성된다.4 to 5, a conventional X-ray collimated beam
상기 본체(31)는 전면부와 배면부가 개방되어 관통하는 알루미늄 재질의 중공형 통체(예컨대, 중공형 육면체)이며, 내부 좌우측면에 상기 금속판(33)들이 서로 정해진 간격을 유지하면서 삽입되어 고정되는 다수의 홈(31a)이 정해진 깊이로 형성되어 상기 금속판(33)과 금속판(33)의 사이에 엑스선이 통과하는 슬릿(slit)을 형성한다.The
상기 한 쌍의 윈도우 프레임(32)은 상기 본체(31)의 정면부와 배면부에 각각 장착되어 상기 금속판(33)들을 상기 본체(31) 내부에 고정하며, 엑스선이 입사되는 정해진 폭과 높이의 정면 윈도우와 엑스선이 방출되는 정해진 폭과 높이의 배면 윈도우를 형성한다.The pair of
상기 한 쌍의 윈도우 프레임(32)은 상기 본체(31)의 전면부와 배면부 모퉁에 형성된 나사 홈(31b)과 이 본체(31)의 나사 홈(31b)과 연통하도록 상기 한 쌍의 윈도우 프레임(32)에 형성된 나사 구멍(32a)을 관통하여 체결되는 나사(34)에 의해 상기 본체(31)에 고정된다.The pair of
상기 금속판(33)은 정해진 폭과 길이 및 두께를 가지며, 구리, 스테인리스 스틸, 강화 스틸 등으로 텅스텐 와이어 컷(wire cut) 공정을 사용하여 제작된다.The
예컨대, 상기한 종래의 엑스선용 평행빔 광학소자(30)는 폭과 길이 및 두께가 각각 30mm와 50mm 및 0.3mm인 스테인리스 스틸 금속판(33)들을 정면 윈도우와 배면 윈도우 각각의 폭과 높이가 각각 30mm와 20mm인 알루미늄 재질의 본체(31)의 내부 좌우측면에 형성된 2.0mm 깊이의 홈(31a)에 끼워 고정하여 금속판(33) 사이의 간격이 0.3mm가 되도록 제작할 수 있다.For example, the conventional X-ray collimated beam
상기한 규격으로 제작한 종래의 엑스선용 평행빔 광학소자(30)를 50kVp, 200mA, 0.25sec의 조건에서 엑스선 광원과 1000mm 거리를 둔 검출기(image plate) 사이에 배치하여 평행도를 측정한 결과 평행도는 6.6mrad으로 확인되었다.As a result of measuring the parallelism between the conventional X-ray parallel beam
상기와 같이 제작되는 종래의 엑스선용 평행빔 광학소자(30)는 다음과 같은 단점이 있다.The conventional X-ray parallel beam
첫째로, 상기 금속판(33) 사이를 정해진 간격으로 유지하기 위하여 상기 본체(31)의 내부 좌우측면에 다수의 홈(31a)을 가공할 때 발생하는 오차에 비례하여 평행도가 저하되는 구조적인 단점이 있다.First, there is a structural disadvantage that parallelism is reduced in proportion to an error occurring when a plurality of
둘째로, 상기 홈(31a)을 와이어 컷(wire cut) 공정을 사용하여 수백 마이크로미터(㎛)의 균일한 간격으로 형성하기 때문에 제작비가 비싸다는 단점이 있다.Second, since the
셋째로, 상기 금속판(33)을 와이어 컷(wire cut) 공정을 사용하여 수백 마이크로미터(㎛)의 두께로 얇게 제작하기 때문에 상기 금속판(33)을 홈(31a)에 삽입할 때 가해지는 물리적인 힘에 의해 상기 금속판(33)이 쉽게 휘어지게 되고, 그 결과로 평행도가 저하되는 단점이 있다.Thirdly, since the
넷째로, 상기 금속판(33)이 상기 홈(31a)에 삽입될 때의 마찰에 의해서도 상기 금속판(33)이 휘게 되므로 이를 방지하기 위하여 상기 홈(31a)을 가공할 때 공차를 두어야 하며, 그 결과로 평행도 향상에 제약이 따르는 단점이 있다.Fourth, since the
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 전면부와 배면부 및 상면부가 개방되어 있는 중공형 통체(예컨대, 중공형 육면체)로 된 본체 내부에 수백 마이크로미터(㎛)의 두께로 얇게 제작된 금속판들이 서로 정해진 간격을 유지하면서 평행하게 배열되어 적층되고, 수백 마이크로미터(㎛)의 두께로 얇게 제작된 보조 금속판들이 상기 금속판의 양측 가장자리에 적층되어 상기 금속판과 금속판 사이의 간격을 유지함으로써 상기 금속판과 금속판의 사이에 엑스선이 통과하는 슬릿(slit)을 형성하는 엑스선용 평행빔 광학소자를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a hollow cylinder (for example, a hollow hexahedron) in which a front part, a rear part, The auxiliary metal plates which are thinly formed to a thickness of several hundred micrometers (占 퐉) are laminated on both side edges of the metal plate, and the metal plate and the metal plate And a slit through which the X-ray passes is formed between the metal plate and the metal plate by maintaining a gap between the metal plate and the metal plate.
본 발명의 다른 목적은 상기 본체의 상면부를 덮는 상부 덮개가 상기 본체 내부에 적층된 상기 금속판들을 정해진 힘으로 눌러 고정하는 엑스선용 평행빔 광학소자를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a parallel beam optical element for X-ray, wherein an upper lid covering the upper surface portion of the body pushes the metal plates stacked in the body by a predetermined force.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 엑스선용 평행빔 광학소자는, 전면부와 배면부 및 상면부가 개방되어 있는 중공형 통체로 된 본체 내부에 정해진 두께로 얇게 제작된 금속판들이 서로 정해진 간격을 유지하면서 평행하게 배열되어 적층되고, 보조 금속판들이 상기 금속판의 양측 가장자리에 적층되어 상기 금속판과 금속판 사이의 간격을 유지함으로써 상기 금속판과 금속판의 사이에 엑스선이 통과하는 슬릿(slit)을 형성하는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the object of the present invention, the parallel beam optical element for X-ray according to the present invention includes a hollow cylindrical body having a front portion, a rear portion and an upper portion opened, The auxiliary metal plates are stacked on both side edges of the metal plate to maintain a gap between the metal plate and the metal plate so that a slit through which the X-ray passes is formed between the metal plate and the metal plate .
본 발명에 따른 엑스선용 평행빔 광학소자에 있어서, 상기 본체의 상면부를 덮는 상부 덮개가 상기 본체 내부에 적층된 상기 금속판들을 정해진 힘으로 눌러 고정하는 것을 특징으로 한다.In the parallel beam optical element for X-ray according to the present invention, an upper lid that covers the upper surface portion of the main body may press and fix the metal plates stacked in the main body with a predetermined force.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 엑스선용 평행빔 광학소자는, 전면부와 배면부 및 상면부가 개방되어 있는 중공형 통체이며, 내부에 정해진 두께로 얇게 제작된 금속판들이 서로 정해진 간격을 유지하면서 평행하게 배열되어 적층되어 상기 금속판과 금속판의 사이에 엑스선이 통과하는 슬릿(slit)을 형성하는 본체와; 상기 본체의 정면부와 배면부에 각각 장착되어 상기 금속판들을 상기 본체 내부에 적층된 상태로 고정하며, 엑스선이 입사되는 정해진 폭과 높이의 정면 윈도우와 엑스선이 방출되는 정해진 폭과 높이의 배면 윈도우를 형성하는 한 쌍의 윈도우 프레임; 상기 본체의 상면부를 덮어 상기 본체 내부에 적층된 상기 금속판들을 정해진 힘으로 눌러 고정하는 상부 덮개; 정해진 폭과 길이 및 두께를 가지며 와이어 컷(wire cut) 공정을 사용하여 제작되어 상기 본체 내부에 서로 정해진 간격을 유지하면서 평행하게 배열되어 적층되는 금속판; 및 정해진 폭과 길이 및 두께를 가지며 와이어 컷(wire cut) 공정을 사용하여 제작되고, 상기 금속판의 양측 가장자리에 적층되어 상기 금속판과 금속판 사이의 간격을 유지하는 보조 금속판;으로 구성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the object of the present invention, the parallel beam optical element for X-ray according to the present invention is a hollow cylinder having a front portion, a rear portion and an upper portion opened, and metal plates, A main body which is stacked in parallel while maintaining a predetermined gap and forms a slit through which an X-ray passes between the metal plate and the metal plate; A front window having a predetermined width and height to which the X-ray is incident, and a rear window having a predetermined width and height, in which the X-ray is emitted, are formed on the front and rear portions of the body, respectively, A pair of window frames; An upper cover which covers the upper surface of the main body and presses the metal plates stacked in the main body by a predetermined force; A metal plate having a predetermined width, length and thickness and being manufactured using a wire cut process and being stacked in parallel and arranged in the body while maintaining predetermined intervals therebetween; And an auxiliary metal plate having a predetermined width, length and thickness, which are manufactured using a wire cut process, and which are stacked on both side edges of the metal plate to maintain a gap between the metal plate and the metal plate .
본 발명은 본체에 금속판과 보조 금속판을 적층하여 상기 금속판과 금속판의 사이에 엑스선이 통과하는 슬릿(slit)을 형성하므로, 금속판들이 서로 정해진 간격을 유지하도록 본체 내부 좌우측면에 수백 마이크로미터(㎛)의 균일한 간격으로 다수의 홈을 가공하는 종래의 기술과 비교해 볼 때, 조립 및 제작 과정에서 발생하는 오차를 최소화하여 입사되는 엑스선의 평행도를 개선할 수 있으며, 특히 보조 금속판의 두께를 변화시킴으로써 용이하게 입사되는 엑스선의 평행도를 조정할 수 있고, 종래의 다수의 홈 가공이 필요 없기 때문에 제작비용이 절감되는 장점이 있다.The present invention forms a slit through which an X-ray passes between a metal plate and a metal plate by laminating a metal plate and an auxiliary metal plate on the body, so that the metal plates are spaced a few hundreds of micrometers (탆) It is possible to improve the parallelism of the incident x-rays by minimizing the errors occurring in the assembling and manufacturing process, and in particular, to improve the parallelism of the auxiliary metal plate by changing the thickness of the auxiliary metal plate It is possible to adjust the parallelism of the X-rays incident on the wafer, and the manufacturing cost can be reduced because there is no need to process a plurality of conventional grooves.
도 1은 엑스선 회절분석기의 구성을 나타낸 실시예.
도 2는 엑스선 형광분석기의 구성을 나타낸 실시예.
도 3은 평행빔 광학소자의 얇은 금속판의 배치 구조를 나타낸 실시예.
도 4는 종래의 엑스선용 평행빔 광학소자의 구성을 나타낸 사시도.
도 5는 도 4의 분해 사시도
도 6은 본 발명에 따른 엑스선용 평행빔 광학소자의 구성을 나타낸 사시도.
도 7은 도 6의 분해 사시도.1 is a view showing the configuration of an X-ray diffraction analyzer.
FIG. 2 is a view showing the configuration of an X-ray fluorescence analyzer. FIG.
Fig. 3 shows an arrangement structure of a thin metal plate of a parallel beam optical element. Fig.
4 is a perspective view showing the configuration of a conventional parallel beam optical element for X-ray.
Fig. 5 is an exploded perspective view of Fig.
6 is a perspective view showing a configuration of a parallel beam optical element for X-ray according to the present invention.
7 is an exploded perspective view of Fig.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 6 내지 도 7은, 각각 본 발명에 따른 엑스선용 평행빔 광학소자의 구성을 나타낸 사시도 및 분해 사시도이다.6 to 7 are a perspective view and an exploded perspective view, respectively, showing the configuration of a parallel beam optical element for X-ray according to the present invention.
도 6 내지 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 엑스선용 평행빔 광학소자(100)는 본체(110)와 한 쌍의 윈도우 프레임(120), 상부 덮개(130), 상기 본체(110)의 내부에 서로 정해진 간격을 유지하면서 평행하게 배열되어 적층되는 다수의 금속판(140), 및 상기 다수의 금속판(140)의 사이에 적층되어 상기 금속판(140) 사이의 간격을 유지하는 보조 금속판(150)으로 구성된다.6 to 7, an X-ray parallel beam
상기 본체(110)는 전면부와 배면부 및 상면부가 개방되어 있는 알루미늄 재질의 중공형 통체(예컨대, 중공형 육면체)이며, 내부에 상기 금속판(140)들이 서로 정해진 간격을 유지하면서 적층되어 상기 금속판(140)과 금속판(140)의 사이에 엑스선이 통과하는 슬릿(slit)을 형성한다.The
상기 한 쌍의 윈도우 프레임(120)은 상기 본체(110)의 정면부와 배면부에 각각 장착되어 상기 금속판(140)들을 상기 본체(110) 내부에 적층된 상태로 고정하며, 엑스선이 입사되는 정해진 폭과 높이의 정면 윈도우와 엑스선이 방출되는 정해진 폭과 높이의 배면 윈도우를 형성한다.The pair of
상기 한 쌍의 윈도우 프레임(120)은 상기 본체(110)의 전면부와 배면부 모퉁에 형성된 나사 홈(111)과 이 본체(110)의 나사 홈(111)과 연통하도록 상기 한 쌍의 윈도우 프레임(120)에 형성된 나사 구멍(121)을 관통하여 체결되는 나사(160)에 의해 상기 본체(110)에 고정된다.The pair of
상기 상부 덮개(130)는 상기 본체(110)의 상면부를 덮어 상기 본체(110) 내부에 적층된 상기 금속판(140)들을 정해진 힘으로 눌러 고정한다.The
상기 상부 덮개(130)는 상기 본체(110)의 양측 바닥면부의 가장자리 근처에 정해진 간격으로 형성된 다수의 나사 홈(112)과 이 본체(110)의 나사 홈(112)과 연통하도록 상기 상부 덮개(130)의 양측 가장자리 근처에 정해진 간격으로 형성된 나사 구멍(131)을 관통하고 상기 상부 덮개(130)와 상기 본체(110)의 양측 바닥면부 사이에 적층된 상기 금속판(140)과 상기 보조 금속판(150)을 관통하여 체결되는 나사(170)에 의해 상기 본체(110)에 고정된다.The
상기 본체(110)의 양측 바닥면부의 가장자리 근처에 정해진 간격으로 형성된 다수의 나사 홈(112)은 나사 구멍으로 형성할 수 있다.The plurality of
상기 금속판(140)은 수백 마이크로미터(㎛)의 두께로 얇게 제작되어 정해진 폭과 길이 및 두께를 가지며, 구리, 스테인리스 스틸, 강화 스틸 등으로 텅스텐 와이어 컷(wire cut) 공정을 사용하여 제작된다.The
상기 금속판(140)의 양측 가장자리 부근에는 상기 상부 덮개(130)의 나사 구멍(131)과 연통하는 다수의 나사 구멍(141)이 형성되어 있다.A plurality of screw holes 141 communicating with the screw holes 131 of the
상기 보조 금속판(150)은 수백 마이크로미터(㎛)의 두께로 얇게 제작되어 정해진 폭과 길이 및 두께를 가지며, 구리, 스테인리스 스틸, 강화 스틸 등으로 텅스텐 와이어 컷(wire cut) 공정을 사용하여 제작된다.The
상기 보조 금속판(150)은 상기 금속판(140)의 양측 가장자리에 적층되어 상기 금속판(140)과 금속판(140) 사이의 간격을 유지한다.The
상기 보조 금속판(150)에는 상기 금속판(140)의 나사 구멍(141)과 연통하는 다수의 나사 구멍(151)이 형성되어 있다.The
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 엑스선용 평행빔 광학소자(100)는 다음과 같이 조립되어 제작된다.The parallel beam
가장 먼저, 수백 마이크로미터(㎛)의 두께로 얇게 제작된 상기 금속판(140)과 상기 보조 금속판(150)이 준비되면, 상기 본체(110)의 바닥면에서부터 상면부를 향하여 상기 금속판(140)을 적층한 다음 해당 금속판(140)의 양측 가장자리에 상기 보조 금속판(150)을 적층한 후 해당 보조 금속판(150) 위에 다른 금속판(140)을 다시 적층하는 과정을 반복함으로써 상기 본체(110) 내부에 상기 금속판(140)들을 적층한다.First, when the
이에 따라서, 상기 금속판(140)들은 상기 보조 금속판(150)에 의해 서로 정해진 간격을 유지하면서 상기 금속판(140)과 금속판(140)의 사이에 엑스선이 통과하는 슬릿(slit)을 형성한다.Accordingly, the
상기 본체(110)의 바닥면에서부터 상면부를 향하여 정해진 높이로 상기 금속판(140)들과 보조 금속판(150)들이 적층 완료되면, 상기 한 쌍의 윈도우 프레임(120)과 상기 상부 덮개(130)를 상기 본체(110)에 장착하여 상기 금속판(140)들과 보조 금속판(150)들을 상기 본체(110) 내부에서 평행하게 배열된 상태로 고정시킴으로써 입사되는 엑스선의 평행도를 일정하게 유지시킬 수 있다.When the
상기 본체(110)에 상기 한 쌍의 윈도우 프레임(120)과 상기 상부 덮개(130)를 장착하는 순서는, 상기 한 쌍의 윈도우 프레임(120)을 먼저 장착한 후 상기 상부 덮개(130)를 나중에 장착하거나, 이와 반대로 상기 상부 덮개(130)를 먼저 장착한 후 상기 한 쌍의 윈도위 프레임(120)을 나중에 장착할 수 있다.The pair of
바람직하게는, 상기 본체(110)의 상면부를 덮는 상기 상부 덮개(130)를 나중에 본체(110)에 장착함으로써 상기 본체(110) 내부에서 전면부와 후면부에 대하여 상기 한 쌍의 윈도우 프레임(120)에 의해 정렬이 되어 적층된 상기 금속판(140)들과 보조 금속판(150)들을 정해진 힘으로 눌러 고정하는 것이 바람직하다.The
이때, 상기 한 쌍의 윈도우 프레임(120)은 상기 본체(110)의 전면부와 배면부 모퉁에 형성된 나사 홈(111)과 상기 한 쌍의 윈도우 프레임(120)에 형성된 나사 구멍(121)을 관통하여 체결되는 나사(160)에 의해 상기 본체(110)에 고정된다.The pair of
또한, 상기 상부 덮개(130)는 상기 본체(110)의 양측 바닥면부의 가장자리 근처에 정해진 간격으로 형성된 다수의 나사 홈(112)과 상기 상부 덮개(130)의 양측 가장자리 근처에 정해진 간격으로 형성된 나사 구멍(131)을 관통하고 상기 상부 덮개(130)와 상기 본체(110)의 양측 바닥면부 사이에 적층된 상기 금속판(140)과 상기 보조 금속판(150)을 관통하여 체결되는 나사(170)에 의해 상기 본체(110)에 고정된다. 이때, 상기 상부 덮개(130)를 본체(110)에 고정하는 나사(170)는 상기 금속판(140)의 나사 구멍(141)과 상기 보조 금속판(150)의 나사 구멍(151)을 관통하여 상기 본체(110)의 바닥면부에 형성된 나사 홈(112)에 체결된다.The
상기와 같이 제작되는 본 발명에 따른 엑스선용 평행빔 광학소자(100)는 본체(110)에 금속판(140)과 보조 금속판(150)을 적층하여 상기 금속판(140)과 금속판(140)의 사이에 엑스선이 통과하는 슬릿(slit)을 형성하므로, 도 5에 나타낸 바와 같이, 금속판(33)들이 서로 정해진 간격을 유지하도록 본체(31) 내부 좌우측면에 수백 마이크로미터(㎛)의 균일한 간격으로 다수의 홈(31a)을 가공하는 종래의 기술과 비교해 볼 때, 조립 및 제작 과정에서 발생하는 오차를 최소화하여 입사되는 엑스선의 평행도를 개선할 수 있으며, 특히 보조 금속판(150)의 두께를 변화시킴으로써 용이하게 입사되는 엑스선의 평행도를 조정할 수 있고, 종래의 다수의 홈(31a) 가공이 필요 없기 때문에 제작비용이 절감되는 장점이 있다.The parallel beam
실제로, 상기한 비특허문헌 1에 게재된 바와 같이 폭과 길이 및 두께가 각각 30mm와 50mm 및 0.3mm인 금속판을 정면 윈도우와 배면 윈도우 각각의 폭과 높이가 각각 30mm와 20mm인 알루미늄 재질의 본체의 내부 좌우측면에 형성된 2.0mm 깊이의 홈에 삽입 후 고정하여 금속판 사이의 거리가 0.3mm가 되도록 제작한 종래의 엑스선용 평행빔 광학소자를 엑스선 광원과 1000mm 거리를 둔 검출기(image plate) 사이에 배치하여 측정한 평행도가 6.6mrad인 경우와 동일한 조건에서, 본 발명에 따라 폭과 길이 및 두께가 각각 30mm와 50mm 및 0.3mm인 금속판을 금속판 사이의 거리가 0.3mm가 되도록 적층하여 제작한 엑스선용 평행빔 광학소자를 엑스선 광원과 1000mm 거리를 둔 검출기(image plate) 사이에 배치하여 측정한 평행도가 3.7mrad으로 대폭 향상됨을 확인할 수 있었다. 이로부터, 동일한 평행도 측정 조건에서 본 발명이 종래에 비해 대략 80% 이상의 평행도 개선 효과를 나타냄을 알 수 있다.Actually, a metal plate having a width, a length, and a thickness of 30 mm, 50 mm, and 0.3 mm, as shown in the above-described Non-Patent Document 1, is mounted on an aluminum-made main body having a front window and a rear window, A conventional parallel beam optical element for X-ray, which is formed so as to have a distance of 0.3 mm between the metal plates, is inserted between the X-ray light source and the image plate at a distance of 1000 mm And a parallel plate having a width, a length and a thickness of 30 mm, 50 mm, and 0.3 mm, respectively, were laminated in such a manner that the distance between the metal plates was 0.3 mm, It was confirmed that the parallelism measured by arranging the beam optical element between the X-ray source and the image plate at a distance of 1000 mm was significantly improved to 3.7 mrad. From this, it can be seen that the present invention exhibits an improvement in parallelism of about 80% or more as compared with the conventional art under the same parallelism measuring conditions.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 엑스선용 평행빔 광학소자는 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있는 범위까지 그 기술적 정신이 있다.The parallel beam optical element for X-ray according to the present invention described above is not limited to the above-described embodiments, and can be applied to various types of optical elements having a common knowledge in the field of the present invention without departing from the gist of the present invention There is a technical spirit to the extent that anyone can make various changes.
10: 엑스선 회절분석기
11: 엑스선 튜브 광원
12: 콜리메이터
13: 다층박막 거울
14: 평행빔 광학소자
15: 시료
16: 검출기
20: 형광분석기
21: 엑스선 튜브 광원
22: 시료
23: 평행빔 광학소자
24: 다층박막 거울
30: 평행빔 광학소자
31: 본체
31a: 홈
31b: 나사 홈
32; 윈도우 프레임
32a: 나사 구멍
33: 금속판
34: 나사
100: 평행빔 광학소자
110: 본체
111,112: 나사 홈
120: 윈도우 프레임
121: 나사 구멍
130: 상부 덮개
131: 나사 구멍
140: 금속판
141: 나사 구멍
150: 보조 금속판
151: 나사 구멍
160: 나사
170: 나사10: X-ray diffraction analyzer 11: X-ray tube light source
12: collimator 13: multilayer thin film mirror
14: parallel beam optical element 15: sample
16: detector 20: fluorescence analyzer
21: X-ray tube light source 22: sample
23: parallel beam optical element 24: multilayer thin film mirror
30: Parallel beam optical element 31:
31a:
32;
33: metal plate 34: screw
100: parallel beam optical element 110:
111, 112: screw groove 120: window frame
121: screw hole 130: upper cover
131: screw hole 140: metal plate
141: screw hole 150: auxiliary metal plate
151: screw hole 160: screw
170: Screw
Claims (3)
상기 본체의 정면부와 배면부에 각각 장착되어 상기 금속판들을 상기 본체 내부에 적층된 상태로 고정하며, 엑스선이 입사되는 정해진 폭과 높이의 정면 윈도우와 엑스선이 방출되는 정해진 폭과 높이의 배면 윈도우를 형성하는 한 쌍의 윈도우 프레임;
상기 본체의 상면부를 덮어 상기 본체 내부에 적층된 상기 금속판들을 정해진 힘으로 눌러 고정하는 상부 덮개;
정해진 폭과 길이 및 두께를 가지며 와이어 컷(wire cut) 공정을 사용하여 제작되어 상기 본체 내부에 서로 정해진 간격을 유지하면서 평행하게 배열되어 적층되는 금속판; 및
정해진 폭과 길이 및 두께를 가지며 와이어 컷(wire cut) 공정을 사용하여 제작되고, 상기 금속판의 양측 가장자리에 적층되어 상기 금속판과 금속판 사이의 간격을 유지하는 보조 금속판;
으로 구성되는 것을 특징으로 하는 엑스선용 평행빔 광학소자.A hollow cylinder having a front part, a back part and an upper part opened, and metal plates thinly formed in a predetermined thickness are arranged in parallel with each other while maintaining a predetermined gap therebetween, slit;
A front window having a predetermined width and height to which the X-ray is incident, and a rear window having a predetermined width and height, in which the X-ray is emitted, are formed on the front and rear portions of the body, respectively, A pair of window frames;
An upper cover which covers the upper surface of the main body and presses the metal plates stacked in the main body by a predetermined force;
A metal plate having a predetermined width, length and thickness and being manufactured using a wire cut process and being stacked in parallel and arranged in the body while maintaining predetermined intervals therebetween; And
An auxiliary metal plate having a predetermined width, length and thickness and being manufactured using a wire cut process and stacked on both side edges of the metal plate to maintain a gap between the metal plate and the metal plate;
And an optical element for X-ray parallel beam.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020140043439A KR20150118228A (en) | 2014-04-11 | 2014-04-11 | Parallel beam optic device for X-ray |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020140043439A KR20150118228A (en) | 2014-04-11 | 2014-04-11 | Parallel beam optic device for X-ray |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20150118228A true KR20150118228A (en) | 2015-10-22 |
Family
ID=54426718
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020140043439A KR20150118228A (en) | 2014-04-11 | 2014-04-11 | Parallel beam optic device for X-ray |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20150118228A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2765486C1 (en) * | 2021-06-07 | 2022-01-31 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук | Thermonuclear target for indirect initiation |
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2014
- 2014-04-11 KR KR1020140043439A patent/KR20150118228A/en not_active Application Discontinuation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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RU2765486C1 (en) * | 2021-06-07 | 2022-01-31 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук | Thermonuclear target for indirect initiation |
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