RU2008658C1

RU2008658C1 - X-ray fluorescent analyzer

Info

Publication number: RU2008658C1
Authority: RU
Inventors: Г.В. Павлинский; Р.И. Плотников; Д.В. Ившев
Original assignee: Научно-исследовательский институт прикладной физики при Иркутском государственном университете
Priority date: 1990-05-07
Filing date: 1990-05-07
Publication date: 1994-02-28

Abstract

FIELD: analysis of materials. SUBSTANCE: analyzer has X-ray tube 1, slot 2 mounted along path of the beams. Projection 3 of the slot is disposed onto the working surface 4 of sample holder. Fluorescent radiation source 5-6 arises from influence of primary radiation. Slot with selective filters 8-10 is mounted in perpendicular to projection 3. The slot is disposed between projection 3 and coordinate-sensitive detectors in such a manner that radiation from points 5 and 6 transmits through windows of the detectors in points 14-16 for points 5 and in points 17-19 for point 6. Signals are processed in the computer. EFFECT: improved precision. 1 dwg

Description

Изобретение относится к рентгенофлуоресцентному анализу и может быть использовано при изучении поверхностного распределения содержаний элементов и толщин излучателей. The invention relates to x-ray fluorescence analysis and can be used to study the surface distribution of element contents and emitter thicknesses.

Известен бездифракционный рентгенофлуоресцентный локальный анализатор [1] со сменными селективными фильтрами перед пропорциональным детектором и диафрагмой в виде цилиндрического отверстия, направляющего узкий пучок первичного излучения на локальный участок исследуемого объекта. Known diffraction-free X-ray fluorescence local analyzer [1] with replaceable selective filters in front of a proportional detector and a diaphragm in the form of a cylindrical hole directing a narrow beam of primary radiation to a local area of the object under study.

Ближайшим аналогом является анализатор [2] , в котором для повышения светосилы установки и снижения предела обнаружения источником первичного излучения служит острофокусная рентгеновская трубка. Анализатор также содержит цилиндрическую диафрагму и детектор рентгеновского излучения. Образец установлен на держателе, выполненном неподвижным. The closest analogue is the analyzer [2], in which a sharp focus x-ray tube serves as a source of primary radiation to increase the aperture of the setup and reduce the detection limit. The analyzer also contains a cylindrical diaphragm and an X-ray detector. The sample is mounted on a holder made stationary.

Недостатком данного анализатора и других является получение информации о содержании элементов (или толщине слоя) только в отдельной точке образца при трудоемкой и длительной процедуре нахождения этих величин во множестве точек. The disadvantage of this analyzer and others is the receipt of information on the content of elements (or layer thickness) only at a single point of the sample with a laborious and lengthy procedure for finding these values at many points.

Целью изобретения является повышение производительности анализа путем осуществления одновременного локального анализа в совокупности точек. The aim of the invention is to increase the productivity of the analysis by performing simultaneous local analysis in a set of points.

Цель достигается тем, что в устройство, включающее острофокусную рентгеновскую трубку, диафрагму, детектор рентгеновского излучения и прободержатель, диафрагма пучка первичного излучения выполнена щелевой, дополнительно введена щелевая диафрагма пучка флуоресцентного излучения, оси диафрагм перпендикулярны друг другу, причем ось диафрагмы первичного пучка нормальна к оси первичного пучка и параллельна плоскости окна рентгеновской трубки и рабочей плоскости прободержателя, а в качестве детектора рентгеновского излучения использован по крайней мере один позиционно-чувствительный детектор, снабженный селективным фильтром, нить которого перпендикулярна оси диафрагмы пучка флуоресцентного излучения, а прободержатель выполнен с возможностью перемещения в рабочей плоскости в направлении, перпендикулярном проекции щелевой диафрагмы пучка первичного излучения на рабочую плоскость прободержателя. The goal is achieved by the fact that in a device including a sharp-focus x-ray tube, a diaphragm, an X-ray detector and a sample holder, the diaphragm of the primary radiation beam is made slotted, a slotted diaphragm of the fluorescent radiation beam is further introduced, the axis of the diaphragms are perpendicular to each other, and the axis of the diaphragm of the primary beam is normal to the axis primary beam and parallel to the plane of the window of the x-ray tube and the working plane of the sample holder, and as an X-ray detector used n is at least one position-sensitive detector is provided with a selective filter, the thread of which is perpendicular to the axis of fluorescent radiation beam aperture and the sample carrier is movable in the working plane in a direction perpendicular to the slit aperture of the projection beam of primary radiation onto the work plane sample holder.

На чертеже представлена схема локального анализатора. The drawing shows a diagram of a local analyzer.

Анализатор содержит рентгеновскую трубку 1, по ходу лучей установлена щелевая диафрагма 2 первичного излучения, проекция 3 которой находится на рабочей поверхности 4 прободержателя. Источник 5-6 флуоресцентного излучения, расположенного на рабочей поверхности 4 образца, возникает под действием этого первичного излучения. Перпендикулярно проекции 3, а следовательно, и щели первичной диафрагмы 2 установлена вторая щелевая диафрагма 7, которая перекрыта селективными фильтрами 8-10. За щелевой диафрагмой 7 расположены позиционно-чувствительные детекторы 11-13. Щелевая диафрагма 7 расположена так, что излучение некоторой точки 5 проекции 5-6, пройдя через селективные фильтры 8-10, попадает в окна соответствующих им детекторов 11-13 в точках 14-16, а излучение некоторой точки 6, пройдя через те же фильтры, попадает в окна тех же детекторов в точках 17-19. Сигналы от множества точек источника флуоресцентного излучения, зафиксированные детектором, поступают в ЭВМ 20 для пересчета их интенсивностей и содержания элементов и толщины излучаемого объекта в каждой из этих точек, а после пересчета полученные сведения о распределении элементов и толщин вдоль проекции первичной щелевой диафрагмы (при неподвижном прободержателе) или о их распределении по поверхности объекта (при перемещении прободержателя) поступают на экран дисплея 21 или выводятся на цифропечать. The analyzer contains an x-ray tube 1, along the rays installed slotted diaphragm 2 of the primary radiation, the projection 3 of which is located on the working surface 4 of the sample holder. A source of 5-6 fluorescent radiation located on the working surface 4 of the sample occurs under the influence of this primary radiation. Perpendicular to the projection 3, and therefore the slit of the primary diaphragm 2, a second slotted diaphragm 7 is installed, which is blocked by selective filters 8-10. Behind the slit diaphragm 7 are position-sensitive detectors 11-13. The slit aperture 7 is located so that the radiation of a certain point 5 of the projection 5-6, passing through selective filters 8-10, enters the windows of their respective detectors 11-13 at points 14-16, and the radiation of a certain point 6, passing through the same filters , falls into the windows of the same detectors at points 17-19. The signals from the plurality of points of the fluorescent radiation source recorded by the detector are fed to a computer 20 to recalculate their intensities and the content of elements and the thickness of the emitted object at each of these points, and after recounting, the information obtained on the distribution of elements and thicknesses along the projection of the primary slotted aperture (when stationary sample holder) or about their distribution on the surface of the object (when moving the sample holder) are received on the display screen 21 or displayed on digital printing.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Первичное излучение острофокусной рентгеновской трубки 1, прошедшее через щелевую диафрагму 2, возбуждает рентгеновскую флуоресценцию узкого протяженного линейного участка 3 на рабочей поверхности прободержателя 4. Флуоресцентное излучение локальной области 5 (или 6) этого участка проходит через щелевую диафрагму 7 вторичного излучения, перекрытую в различных ее частях селективными фильтрами 8-10, и попадает в позиционно-чувствительные детекторы 11-13 соответственно в точках 14-16 (для излучения локальной области 5) и в точках 17-19 (для излучения локальной области 6). Селективные фильтры 8-10 расположены так, чтобы полностью перекрывать все излучение флуоресцирующего участка 3, попадающее через щелевую диафрагму 7 соответственно в детекторы 11-13. Интенсивности флуоресцентного излучения отдельных элементов в какой-либо локальной области участка 3 зависят от содержания этих элементов (а для ненасыщенного слоя излучателя также от толщины рассматриваемой области) и поставляют информацию, необходимую для определения состава и толщины данной локальной области. Так интенсивности аналитических линий элементов, зарегистрированные в точках 14-16 позиционно-чувствительных детекторов 11-13, позволяют найти содержание элементов и толщину слоя в локальной области 5 исследуемого объекта. Интенсивности флуоресценции тех же элементов, зарегистрированные в других точках детекторов, позволяют определить элементный состав и толщину слоя в соответствующих им локальных областях вдоль протяженного флуоресцирующего источника 3. Расчет содержаний и толщин для каждой локальной области осуществляется с помощью ЭВМ 20, на экране дисплея 21 которой изображается профиль содержаний и толщин вдоль источника 3. Перемещение рабочей поверхности прободержателя позволяет получить и отразить на дисплее 21 плоскую картину распределения содержаний элементов и толщин по поверхности изучаемого объекта 4. The primary radiation of the x-ray focus tube 1, which passed through the slit diaphragm 2, excites x-ray fluorescence of a narrow extended linear section 3 on the working surface of the sample holder 4. The fluorescence radiation of the local region 5 (or 6) of this section passes through the slit diaphragm 7 of the secondary radiation, which is blocked in its various parts with selective filters 8-10, and enters the position-sensitive detectors 11-13, respectively, at points 14-16 (for radiation of the local region 5) and at points 17-19 (for radiation local area 6). Selective filters 8-10 are located so as to completely overlap all the radiation of the fluorescent portion 3 that enters through the slit diaphragm 7, respectively, in the detectors 11-13. The fluorescence intensities of individual elements in a local area of section 3 depend on the content of these elements (and for an unsaturated emitter layer also on the thickness of the region under consideration) and provide information necessary to determine the composition and thickness of a given local area. So the intensities of the analytical lines of the elements recorded at points 14-16 of the position-sensitive detectors 11-13 allow us to find the content of the elements and the thickness of the layer in the local region 5 of the investigated object. The fluorescence intensities of the same elements recorded at other points of the detectors make it possible to determine the elemental composition and layer thickness in the corresponding local regions along an extended fluorescent source 3. The contents and thicknesses are calculated for each local region using a computer 20, on the display screen 21 of which profile of contents and thicknesses along the source 3. Moving the working surface of the sample holder allows you to get and display on the display 21 a flat picture of the distribution of content of elements and thicknesses on the surface of the studied object 4.

Повышение производительности нахождения распределения элементов и толщин по поверхности объектов достигается одновременным получением информации о содержании элементов и толщинах во множестве точек профиля и осуществлением анализа одновременно на несколько элементов. (56) 1. Глинский Е. Е. , Котельников В. В. Энергодисперсионный локальный анализ сталей. - Аппаратура и методы рентгеновского анализа. Л. , 1977, вып. 18, с. 213-216. Improving the performance of finding the distribution of elements and thicknesses on the surface of objects is achieved by simultaneously obtaining information about the content of elements and thicknesses at a set of profile points and performing analysis on several elements at the same time. (56) 1. Glinsky E.E., Kotelnikov V.V. Energy-dispersive local analysis of steels. - Equipment and methods of x-ray analysis. L., 1977, no. 18, p. 213-216.

2. Закасовский Г. В. и Федорова П. М. Бездифракционный рентгенофлуоресцентный локальный анализатор. - Аппаратура и методы рентгеновского анализа. Л. , 1975, вып. 17, с. 91-95. 2. Zakasovsky G. V. and Fedorova P. M. Non-diffraction X-ray fluorescence local analyzer. - Equipment and methods of x-ray analysis. L., 1975, no. 17, p. 91-95.

Claims

X-ray fluorescence analyzer, including an x-ray focus tube, a diaphragm, an X-ray detector and a sample holder, characterized in that, in order to increase the analysis performance, the primary radiation beam diaphragm is slotted, a fluorescent radiation beam diaphragm is added, the diaphragm axis are different from each other the diaphragm of the primary beam is normal to the axis of the primary beam and parallel to the plane of the window of the x-ray tube and the working plane of the probe at least one position-sensitive detector equipped with a selective filter, the thread of which is perpendicular to the axis of the diaphragm of the beam of fluorescence radiation, and the sample holder is configured to move in the working plane in the direction perpendicular to the projection of the slit diaphragm of the primary radiation beam on the working plane of the sample holder.