NL8201472A

NL8201472A - Fluorescerende roentgenstraling-filmdiktemeter voor zeer kleine oppervlakken.

Info

Publication number: NL8201472A
Application number: NL8201472A
Authority: NL
Original assignee: Seiko Instr & Electronics
Priority date: 1981-04-07
Filing date: 1982-04-06
Publication date: 1982-11-01
Also published as: DE3212845C2; FR2503351B1; FR2503351A1; GB2098320A; US4442535A; JPS6315767Y2; DE3212845A1; CA1195438A; NL187871C; JPS57162509U; GB2098320B; NL187871B

Description

r 4 * VO 3226

Titel: Fluorescerende röntgenstraling-filmdiktemeter voor zeer kleine oppervlakken.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een verbetering van een fluorescerende röntgenstraling-filmdiktemeter, in het bijzonder om de hoeveelheid verandering in de gedetecteerde intensiteit rond de afstand tussen een detector en een monster te minimaliseren.

5 In het algemeen heeft een fluorescerende röntgenstraling-film diktemeter zoals getoond in fig. 1 een stralingsbron 1 die bijvoorbeeld is samengesteld uit een róntgenbuis voor het opwekken van een geëxciteerde röntgenstraling "X", een sluiter 2 voor het regelen van de doorgang van de exciteerde straling "X", een collimator 3 voor het focusseren van de 10 exciteerde röntgenstraling "X", een monstertafel 4, een monster "S" van waaraf een fluorescerende röntgenstraling "R" wordt gestraald door de toepassing van de exciteerde straling "X", waarbij het monster "S” op de basistafel 4 is geplaatst, en een detector 5 voor het ontvangen van de fluorescerende röntgenstraling "R", welke bijvoorbeeld een proportio-15 _ nele teller kan zijn, en geschikt is om een filmdikte van het monster "S" te meten.

Natuurlijk wordt het outputsignaal van de detector 5 doorgegeven aan een rekenkringloop (niet weergegeven), waarbij het resultaat van de betekening door een geschikt instrument zichtbaar wordt genaakt.

20 Omdat de grootte van het monster "S" niet constant is, zal volgens de bovenbeschreven opstelling echter het monster "S" noodzakelijkerwijze in opwaartse of neerwaartse richting van positie veranderen zoals getoond in fig. 1. Bijgevolg zal de intensiteit van de door de detector 5 gedetecteerde fluorescerende röntgenstraling omgekeerd evenredig met het 25 kwadraat van de afstand tussen de detector 5 en het monster "Srt veranderen omdat de afstand tussen de detector 5 en het monster "S" met de verandering van positie in opwaartse of neerwaartse richting variëren. Tegelijkertijd verandert de Θ van inval van de fluorescerende röntgenstraling om detector 5. Omdat de detector 5 een openingsgedeelte 5a 30 voor het ontvangen van röntgenstraling heeft varieert in dit geval de gevoeligheid van de röntgenstralingdetectie zoals in fig. 2 is getoond.

De gevoeligheid van de röntgenstralingdetectie van de detector 5 is iiiiiiii 8201472 V « - 2 - > groot wanneer het monster neerwaarts is geplaatst zoals getoond in ' fig. 2a, zodat de invalshoek ©^ groot is, omdat een gebied voor het ontvangen van een fluorescerende röntgenstraling "R^" van het monster groot is. Wanneer het monster "S2” naar boven is geplaatst zoals : 5 getoond in fig. 2b zodat de invalshoek ©2 klein is, is de detectie— gevoeligheid van de detector 5 klein, omdat een gebied Z2 voor het ontvangen van een fluorescerende röntgenstraling "R2" kleiner wordt.

Omdat het röntgenstralingsgebied voor het ontvangen van de röntgenstraling door de opening van de detector 5 variëert met de invalshoek ©

10 en de gevoeligheid ruwweg evenredig is met het oppervlak van het gebied, zal de relatie tussen de intensiteit van de gedetecteerde röntgenstraling en de positie van het monster "S" in de verticale richting, d.w.z. de verticale afstand van het monster "S" tot de detector 5, door fig. 3 worden getoond. Wanneer het monster opwaarts is geplaatst (de afstand 15 tussen het monster "S" en de detector 6 is kleiner), wordt dus de gevoeligheid van de detectie verminderd omdat de intensiteit van de röntgenstraling volgens de kwadratenwet wordt vergroot en de invalshoek © klein is. Anderzijds wordt het monster op een lagere positie geplaatst, omdat de verandering van de intensiteit van de detectie teniet 20 wordt gedaan door de verandering in de relatieve positie van de detector 5, welke eigenschappen getoond worden door de kromme met een locale maximale waarde "X

P

Wanneer het monster "S" zich op de positie bevindt die overeenstemt met de locale maximale waarde "X " van de intensiteitskromme van

P

25 de gedetecteerde röntgenstraling, is het duidelijk dat de verandering in de intensiteit van de detectie rond de verandering in de verticale afstand minimaal is. Omdat echter de conventionele inrichting geen enkel instelorgaan heeft, is het onmogelijk om de verandering in de gedetecteerde röntgenstraling te minimaliseren.

30 Het doel van de onderhavige uitvinding is om de bovenstaand ver melde nadelen op te lossen, en een doel van de onderhavige uitvinding is om te voorzien in een filmdiktemeter, welke gebruik maakt van fluorescerende röntgenstraling, waarbij de richting van de; naar een monster gekeerde opening veranderd wordt door een rotatie van de detec-" 35 tor, waarbij de instelling op zodanige wijze kan plaatsvinden, dat de 8201472 »' Tt Γ~; . .

- 3 - I :.- ingestelde positie van het monster samenvalt met de locale maximale waarde van de intensiteit van de gedetecteerde röntgenstraling/ en waarbij het gebied van de veranderingiin de intensiteit van de gedetecteerde röntgenstraling tegen de verticale verandering in de positie van het ! 5 ; monster op een minimum, wordt ingesteld.

Fig. 4 toont een voorkeursuitvoeringsvorm van een detector volgens de onderhavige uitvinding, waarin een opening 5a voor het ontvangen van de röntgenstraling aanwezig is aan één deel van het cantreksgedeelte van een cilindrisch®detector 5, en een voorversterker 6 integraal aan-10 wezig is aan één eindgedeelte daarvan. Wanneer de detector 5 en de voorversterker 6 bevestigd worden aan een lichaam van een filmdiktemeter (niet getoond), en wanneer de voorversterker 6 geroteerd wordt door de voorversterker 6 als een hefboom te gebruiken, wordt tegelijkertijd ook de detector 5 geroteerd, en kan de richting van de opening 5a naar het 15 monster worden ingesteld.

Wanneer de voorversterker in de door de pijl A van fig. 4 getoonde richting wordt geroteerd, zullen in dit geval de detectoren 5 worden geroteerd in de met een pijl B getoonde richting, zodat de positie van de opening 5a van positie.'5a wordt verplaats naar de positie 5a' in fig. 5.

20 Als gevolg van de beweging van de opening 5a wordt de hoeveelheid van de lading in het gebied van de detector 5 waar de röntgenstraling binnentreedt, hetwelk bewerkt wordt door de verticale beweging van het monster S', verandert van Z tot Z ,. Dat wil zeggen dat wanneer het monster in de verticale richting tussen en wordt bewogen, wanneer de opening 5a 25 zodanig geroteerd wordt dat deze op de door 5a1 getoonde plaats ligt, de hoeveelheid verandering van het gebied voor het ontvangen van de röntgenstraling vergroot wordt omdat Z veranderd wordt in Z ,. Tegelijkertijd beweegt ook een ander openingsgedeelte 5b naar 5b1, maar zoals uit de figuur duidelijk zal zijn, is het verschil in hoeveelheid van verande—1 30 ring die veroorzaakt, is door de verticale verplaatsing van het monster, zeer gering zodat dit verschil kan worden verwaarloosd.

Wanneer derhalve de detector 5 geroteerd wordt in de door pijl B aangegeven richting, wordt de hoeveelheid verandering in het gebied van de detector 5 waar de röntgenstraling binnentreedt, die bewerkt wordt 35 door de verticale beweging van het monster, verandert van Z tot in Z ,, 3. cl 8201472 - 4 - J ; zodat de mate waarin de toename van de intensiteit van de ?.röntgenstra-ling, veroorzaakt door verandering van de positie van het monster van S, tot S9, teniet wordt gedaan (evenredig met de hoeveelheid Z en Z ,). groot wordt. Bijgevolg wordt de kromme die de intensiteit van de gedetec-! 5 teerde röntgenstraling toont, van de door een vaste lijn getoonde kromme veranderd in de door een onderbroken lijn getoonde kromme, en wordt de I locale maximale waarde van X verandert in X ,, dat wil zeggen een lager deel van het monster S (grote afstand).

Wanneer de detector 5 in de tegengestelde richting van de pijl 10 van fig. 4 wordt geroteerd, beweegt het locale maximum natuurlijk tegengesteld in de linkse richting van de afstandsas van fig. 3.

Daarom is het in het geval dat de detector 5 gemonteerd is op het lichaam van de apparatuur (niet getoond), wanneer de detector 5 op geschikte wijze geroteerd wordt om gegevens in responsie op verandering ,15 in hoogte van het monster S te. verkrijgen, mogelijk om hem zodanig in te stellen, dat de intensiteit, van de gedetecteerde röntgenstraling een maximale waarde heeft bij de ingestelde hoogtepositie van het monster S.

Zoals bovenstaand beschreven is het volgens de onderhavige uitvinding mogelijk, omdat de inrichting zodanig is uitgevoerd dat het 20 mogelijk is om de afstand tussen de detector en het monster (de positie van het monster) zodanig in te stellen dat de intensiteit van de gedetecteerde fluorescentie röntgenstraling een maximale waarde bereikt, de afwijking in de monsterbasis van de filmdiktemeter, d.w.z. de positie van het monster ten opzichte van de daarvoor ontworpen waarde, te com-25 penseren. Bijgevolg wordt een filmdiktemeter welke gebruik maakt van fluorescerende röntgenstraling, verschaft, die in staat is om de hoeveelheid verandering in de intensiteit van de gedecteerde röntgenstraling te minimaliseren.

In de tekening toont: 30 fig. 1 een schematisch zijaanzicht van een filmdiktemeter volgens de onderhavige uitvinding; fig. 2 een plaatje dat de gevoeligheid toont van een detector van fig. 1, waarin (a) een plaatje is voor het geval dat het monster zich op een hoger gelegen positie bevindt en (b) een plaatje is voor het geval 35 dat het monster zich op een lagere positie bevindt; 8201472 « | »---------------------1---: : \ - 5 - fig. 3 een. karakteristieke kromme voor de detectie, welke de röntgenstralinggevoeligheid voor de afstand tot het monster toont; fig. 4 een aanzicht in prespectief van de detector volgens de onderhavige uitvinding? en j 5 . fig. 5 een schematisch plaatje dat de verandering in de piekposi- tie als gevolg van de rotatie van de detectie toont.

De verwijzingscijfers en symbolen hebben de volgende betekenissen; 1 stralingsbron 4 basis 10 5 detector 5a openinggedeelte 6 voorversterker X geexciteerde straling (röntgenstraling).

5 monster 15 r fluorescerende röntgenstraling Θ invalshoek

Zj, Z2 gebieden voor het ontvangen van röntgen-* straling X , X 1 detectiepiek

P P

20 X , Z , de hoeveelheid verandering in het gebied a a voor het ontvangen van röntgenstraling.

8201472

Claims

m- - 6 - Fluorescerende röntgenstraling-filmdiktemeter, omvattende een stralingsbron voor het opwekken van röntgenstraling? een monster van i waar fluorescerende röntgenstraling wordt gestraald door de toepassing van de röntgenstraling? en een detector met een opening voor het ont-5 vangen van de fluorescerende röntgenstraling> met het kenmerk, dat de detector zodanig is uitgevoerd dat het mogelijk is om de detector in te stellen door hem op een zodanige wijze te roteren dat de positie van het monster samenvalt met een punt waar de hoeveelheid verandering in de gedetecteerde intensiteit van de fluorescerende röntgenstraling 10 minimaal is. 8201472