TWI725511B - X射線分析裝置 - Google Patents

Abstract

X射線分析裝置包括：試料支持部，支持配置於各待機位置的多個試料；搬運部，具有握持試料的握持部，使試料在各待機位置與測定位置之間移動；X射線照射部，朝向配置於測定位置的試料照射一次X射線；檢測器，檢測由照射了一次X射線的試料所產生的螢光X射線；以及試料室，包含以可分離的方式設置的第1部分及第2部分，在測定位置配置有試料的狀態下收容試料及握持部。第1部分設置在測定位置的周圍，第2部分設置在搬運部。在測定位置配置有試料的狀態下，藉由第2部分抵接於第1部分而成為形成有試料室的狀態。

Description

X射線分析裝置

本發明是有關於一種對試料照射X射線進行分析的X射線分析裝置。

於先前的X射線分析裝置中，揭示了使載置有多個試料的旋轉台旋轉，使用升降機構使移動至升降位置的試料移動至測量儀器室的技術(參照日本專利特開昭60-000043號公報(專利文獻1))。

[現有技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開昭60-000043號公報

然而，在專利文獻1中揭示的X射線分析裝置中，為了使試料移動至測量儀器室，必須使旋轉台旋轉且使各試料依次移動到升降位置。因此，無法直接使試料在配置有試料的各位置與測量儀器室之間移動。該情況下，由於只能在旋轉台的規定的移動路徑上配置試料，因此難以效率良好地利用裝置內的空間。

於使用搬運機構直接使試料在配置有試料的各位置(待 機位置)與測量儀器室之間移動的情況下，在將試料配置於測定位置且使搬運機構從測量儀器室退出後進行X射線分析時，搬運機構的移動路徑變長。該情況下，在搬運機構的移動時間變長、試料的數量變多的情況下，試料的搬運時間亦花費相當程度的時間。

另外，測量儀器室需要接收搬運機構的接收部，該情況下，在無任何方法的情況下，擔心X射線從該接收部漏出到測量儀器室外。

本發明鑒於所述問題而成，本發明的目的在於提供一種X射線分析裝置，所述X射線分析裝置可抑制測定時的X射線的洩漏，且可在待機位置與測定位置之間搬運試料。

基於本發明的X射線分析裝置包括：試料支持部，支持配置於各待機位置的多個試料；搬運部，具有握持所述試料的握持部，使所述試料在所述各待機位置與測定位置之間移動；X射線照射部，朝向配置於所述測定位置的所述試料照射一次X射線；檢測器，檢測由照射了所述一次X射線的所述試料所產生的螢光X射線；以及試料室，包含以可分離的方式設置的第1部分及第2部分，在所述測定位置配置有所述試料的狀態下收容所述試料及所述握持部。所述第1部分設置在所述測定位置的周圍，所述第2部分設置在所述搬運部。在所述測定位置配置有所述試料的狀態下，藉由所述第2部分抵接於所述第1部分而成為形成 有所述試料室的狀態。

根據所述構成，於X射線分析裝置中，藉由設置搬運試料的搬運部，可在各待機位置與測定位置之間搬運試料。進而，於搬運部設置作為以可分離的方式設置的試料室的一部分的第2部分，在試料配置於測定位置的狀態下，藉由所述第2部分抵接於作為該試料室的另一部分的第1部分而成為形成有試料室的狀態。於該狀態下，用於握持試料的握持部以及該試料被收容在試料室內，因此於測定時透過試料的X射線的一部分被試料室遮蔽。藉此，可抑制X射線漏出到試料室的外部。

基於所述本發明的X射線分析裝置可進一步包括試料台，所述試料台用於在所述測定位置載置所述試料。所述試料台較佳為具有：朝向所述X射線照射部及所述檢測器側的第1主表面；以及位於所述第1主表面的相反側且載置所述試料的第2主表面。所述握持部可設置為可在與所述第2主表面垂直的法線方向上移動。該情況下，所述第1部分可為筒狀構件，所述筒狀構件具有平行於所述法線方向的筒軸、且以所述筒軸方向上的一端側被所述試料台封閉的方式設置在所述第2主表面上，所述第2部分可為可從所述筒軸方向上的所述筒狀構件的另一端側與所述筒狀構件相向地設置的蓋構件。進而，該情況下，較佳為在所述握持部以沿著所述法線方向靠近所述第2主表面的方式移動而將所述試料配置於所述測定位置的狀態下，藉由所述蓋構件封閉所述筒狀構件的所述另一端側而成為形成有所述試料室的狀態。

根據所述構成，可在試料台載置試料而進行X射線分析，因此可精度良好地測定試料。另外，利用一端側被試料台封閉的筒狀構件、以及設置為可封閉筒狀構件的另一端側的蓋構件來構成試料室，藉此可簡化試料室的構成。進而，藉由在試料台的第2主表面的法線方向上移動搬運部，可形成試料室，因此可簡化用於形成試料室的搬運部的動作。

在基於所述本發明的X射線分析裝置中，所述握持部可維持在所述測定位置握持所述試料的狀態，所述X射線照射部可朝向所述握持部所握持的所述試料照射所述一次X射線。

根據所述構成，在握持部握持試料的狀態下對試料照射一次X射線，因此可在分析時省略在測定位置從握持部取下試料。伴隨於此，亦可省略在測定位置取下的試料再次由握持部握持。其結果，可縮短用以使試料移動的時間。

在基於所述本發明的X射線分析裝置中，所述握持部可設置為可繞與所述試料的分析面垂直的旋轉軸旋轉。

根據所述構成，藉由握持部可旋轉地設置，可在測定位置使試料旋轉。

根據本發明，可提供一種X射線分析裝置，所述X射線分析裝置可抑制測定時的X射線的洩漏，且可在待機位置與測定位置之間搬運試料。

1:X射線分析裝置

2:框體

10:試料支持部

20:搬運部

21:X軸導軌

22:Y軸導軌

23:Z軸導軌

24:移動體

25:臂部

26:握持部

27:旋轉驅動部

30:X射線照射部

40:檢測器

50:分析室

51:試料室

52:照射室

53:試料台

53a:第1主表面

53b:第2主表面

60:控制部

511:第1部分

512:第2部分

513:密封構件

C:筒軸

S:試料

Sa:分析面

圖1為表示實施方式的X射線分析裝置的概略剖面圖。

圖2為表示從圖1所示的箭頭II方向觀察時的搬運部及試料支持部的圖。

以下，參照圖詳細說明本發明的實施方式。在以下所示的實施方式中，作為X射線分析裝置，例示說明了螢光X射線分析裝置。另外，在以下所示的實施方式中，關於相同或共通的部分，在圖中標注相同的符號，不重覆其說明。

(X射線分析裝置的構成)

圖1為表示實施方式的X射線分析裝置的概略剖面圖。圖2為表示從圖1所示的箭頭II方向觀察時的搬運部及試料支持部的圖。參照圖1及圖2，對實施方式的X射線分析裝置1進行說明。

如圖1及圖2所示，X射線分析裝置1具備框體2、試料支持部10、搬運部20、X射線照射部30、檢測器40、分析室50及控制部60。

框體2是構成X射線分析裝置1的外殼的構件，在內部收容有試料支持部10、搬運部20、X射線照射部30、檢測器40、分析室50及控制部60。

試料支持部10例如具有平板形狀。試料支持部10支持配置於各待機位置的多個試料S。多個試料S例如在試料支持部10中配置成行列狀。藉此，可效率良好地配置多個試料S。

搬運部20使試料S在各待機位置與測定位置之間移動。搬運部20包含X軸導軌21、Y軸導軌22、Z軸導軌23、移動體24、臂部25、握持部26及旋轉驅動部27。

X軸導軌21在X軸方向上延伸存在。X軸導軌21設置為可藉由Y軸導軌22在Y軸方向上移動。X軸導軌21例如藉由馬達等驅動源在Y軸導軌22上行進。

再者，所謂X軸方向是水平方向上的任意的一個方向，所謂Y軸方向是與X軸方向正交的方向。

Y軸導軌22沿著Y軸方向延伸存在。Y軸導軌22引導X軸導軌21在Y軸方向的移動。Y軸導軌22設置在X軸方向上的X軸導軌21的兩端。

Z軸導軌23沿著Z軸方向延伸存在。Z軸方向為上下方向，與X軸方向及Y軸方向正交。Z軸導軌23被固定在移動體24上。Z軸導軌23引導臂部25在Z軸方向的移動。

移動體24設置為可沿著X軸導軌21在X軸方向上移動。移動體24藉由馬達等驅動源而移動。在移動體24上固定有Z軸導軌23。藉此，藉由移動體24移動，Z軸導軌23亦沿著X軸方向移動。

臂部25設置為可藉由Z軸導軌23在Z軸方向上移動。臂部25可在Z軸方向上移動地固定在Z軸導軌23。另外，臂部25設置為可繞與試料S的分析面Sa垂直的旋轉軸旋轉。臂部25藉由旋轉驅動部27旋轉。

握持部26設置在臂部25的前端(圖1中下端)。握持部26設置為可握持試料S。握持部26握持試料S，使試料S在待機位置與測定位置之間移動。

握持部26設置為可在X軸方向、Y軸方向及Z軸方向上移動。握持部26藉由移動體24沿著X軸方向移動，而與移動體24一起沿著X軸方向移動。握持部26藉由X軸導軌21沿著Y軸方向移動，而與X軸導軌21一起沿著Y軸方向移動。握持部26藉由臂部25沿著Z軸方向移動，而與臂部25一起沿著Z軸方向移動。

握持部26設置為可繞與試料S的分析面Sa垂直的旋轉軸旋轉。具體而言，如上所述，藉由臂部25旋轉，握持部26與臂部25成為一體地旋轉。再者，所述旋轉軸方向與Z軸方向及後述的第1部分511的筒軸C方向一致。

X射線照射部30朝向配置於測定位置的試料S照射一次X射線。X射線照射部30例如為X射線管。在X射線管的內部配置有作為陽極的靶與作為陰極的燈絲。藉由在靶與燈絲之間施加高電壓，使自燈絲放射的熱電子碰撞靶。藉此，射出靶中產生的一次X射線。

檢測器40檢測自照射了一次X射線的試料S所產生的螢光X射線。檢測器40包含設置有導入了螢光X射線的導入窗的框體、以及收容於框體內部的檢測元件(半導體元件)。檢測器40向控制部60輸出與檢測出的螢光X射線的能量成比例的信號。

分析室50包含試料室51、照射室52及試料台53。

試料台53是用於在測定位置載置試料的平台。試料台53具有板狀形狀，以分隔試料室51與照射室52的方式設置。試料台53具有：朝向X射線照射部30及檢測器40側的第1主表面53a；以及位於該第1主表面53a的相反側且載置試料S的第2主表面53b。

試料室51具有可分離地構成的第1部分511及第2部分512，在測定位置配置有試料S的狀態下，將試料S及握持部26收容到內部。試料室51設置為可減壓。另外，試料室51設置為可導入所希望的氣體。

第1部分511設置在測定位置的周圍。第1部分511例如是具有與所述第2主表面53b的法線方向平行的筒軸C的筒狀構件。第1部分511以使筒軸C方向的一端側被試料台53封閉的方式設置在第2主表面53b上。第1部分511由鐵板及不鏽鋼(SUS)等可遮蔽X射線的構件構成。

在筒軸C方向的第1部分511的另一端(上端)設置有槽部，在該槽部內配置有密封構件513。密封構件513是用於將試料室51內維持氣密的構件。密封構件513例如由具有彈性的橡膠構件構成。

第2部分512設置於搬運部20。具體而言，第2部分512設置於臂部25。第2部分512設置為可抵接於第1部分511。第2部分512在試料S配置於測定位置的狀態下抵接於第1部分 511。藉此，成為形成有試料室51的狀態。

第2部分512可從所述筒軸C方向上的第1部分511的另一端側與第1部分511相對地設置。第2部分512為可封閉筒軸C方向上的第1部分511的另一端側的蓋構件。第2部分512在試料S配置於測定位置的狀態下封閉第1部分511的另一端側。第2部分512由鐵板及不鏽鋼等可遮蔽X射線的構件構成。

在照射室52中設置有X射線照射部30及檢測器40。照射室52設置為可減壓。另外，照射室52設置為可導入所希望的氣體。

控制部60控制搬運部20的運作、X射線照射部30及檢測器40的運作等X射線分析裝置1的運作。

(搬運部的搬運動作及X射線分析)

於要使位於待機位置的試料S移動到測定位置的情況下，首先，使握持部26移動到位於待機位置的試料S的上方。具體而言，使移動體24、X軸導軌21及臂部25分別在X軸方向、Y軸方向及Z軸方向上移動，以使握持部26位於試料S的上方。

接著，移動握持部26，以使其靠近試料S。具體而言，使臂部25沿著Z軸導軌23向試料S側移動。使握持部26抵接於試料S，握持試料S。

其次，在握持試料S的狀態下，使握持部26向測定位置的上方移動。具體而言，使移動體24、X軸導軌21及臂部25分別在X軸方向、Y軸方向及Z軸方向上移動，以使握持部26 位於測定位置的上方。藉此，設置於臂部25的第2部分512位於第1部分511的上方，第2部分512從第1部分511的另一端側(上端側)與第1部分511相對。

接著，使握持部26沿著試料台53的第2主表面53b的法線方向移動，以使其靠近第2主表面53b。再者，所述法線方向與Z軸方向一致。使握持部26靠近第2主表面53b，直到由握持部26所握持的試料S到達測定位置為止。具體而言，使臂部25沿著Z軸方向移動，以使試料S到達測定位置。該情況下，較佳為將試料S載置於第2主表面53b上。

在試料S配置於測定位置的狀態下，第2部分512封閉第1部分511的另一端側。藉此，成為形成有試料室51的狀態。於該狀態下，試料室51的內部收容握持部26及試料S。

藉由將試料S配置於測定位置，可進行X射線分析。於進行分析的情況下，從X射線照射部30向配置於測定位置的試料S照射一次X射線，利用檢測器40檢測從試料S產生的螢光X射線。

於向試料S照射一次X射線時，握持部26及試料S被第1部分511及第2部分512覆蓋。藉此，於分析時透過試料S的X射線的一部分被第1部分511及第2部分512遮蔽。藉此，可抑制X射線漏出到試料室51的外部。

另外，於向試料S照射一次X射線時，亦可維持握持部26在測定位置握持試料S的狀態。該情況下，可在測定時省略在 測定位置從握持部26取下試料S。伴隨於此，亦可省略在測定位置取下的試料S再次由握持部26握持。其結果，可縮短用以使試料S移動的時間。

再者，亦可在測定位置解除握持部26對試料S的握持。該情況下，可在測定時防止振動從搬運部20側傳遞到試料S。

進而，於對試料S照射一次X射線時，可在握持試料S的狀態下，使握持部26繞與試料S的分析面Sa垂直的旋轉軸旋轉。該情況下，可在測定位置使試料S旋轉，因此可在周方向上分析試料S。另外，由於利用馬達等驅動源使臂部25旋轉，因此亦可簡化旋轉機構。

於分析結束後，使試料S從測定位置移動到待機位置。具體而言，使握持部26在握持配置於測定位置的試料S的狀態下沿著第2主表面53b的法線方向移動，以遠離試料台53的第2主表面53b。具體而言，使臂部25在Z軸方向上移動，以遠離第2主表面53b。

接著，使移動體24及X軸導軌21以及臂部25分別在X軸方向、Y軸方向及Z軸方向上移動，以使試料S位於待機位置。在待機位置解除握持部26對試料S的握持。其次，使握持部26移動到規定的位置。

藉由重覆進行如上所述的搬運運作，可分析多個試料S。

(其他變形例)

在所述實施方式中，例示說明了設置試料台53且在分析時在 試料台53上載置試料S的情況，但並不限定於此。只要可維持握持部26在測定位置握持試料S的狀態，在該狀態下可對試料S照射一次X射線，則亦可省略試料台53。於在試料台53上載置試料進行X射線分析的情況下，可精度良好地測定試料S。

在所述實施方式中，例示說明了構成試料室51的第1部分511為筒狀構件、第2部分512為以可封閉筒狀構件的另一端側的方式設置的蓋構件的情況，但並不限定於此。只要在使第2部分512沿著XYZ軸方向的至少任一方向移動而抵接於第1部分511的狀態下形成試料室51，則第1部分511及第2部分512的形狀可適宜選擇。

再者，如上所述，藉由將第1部分511設為一端側被試料台53封閉的筒狀構件、將第2部分512設為以可封閉第1部分511的另一端側的方式設置的蓋構件，可簡化試料室51的構成。進而，藉由使握持部26在試料台53的第2主表面53b的法線方向上移動，可形成試料室51，因此可簡化用於形成試料室51的搬運部20的運作。

以上對本發明的實施方式進行了說明，但此次揭示的實施方式在所有方面均為例示且並不進行限制。本發明的範圍由申請專利範圍表示，且包含與申請專利範圍均等的含義及範圍內的所有變更。

1:X射線分析裝置

2:框體

10:試料支持部

20:搬運部

21:X軸導軌

22:Y軸導軌

23:Z軸導軌

24:移動體

25:臂部

26:握持部

27:旋轉驅動部

30:X射線照射部

40:檢測器

50:分析室

51:試料室

52:照射室

53:試料台

53a:第1主表面

53b:第2主表面

60:控制部

511:第1部分

512:第2部分

513:密封構件

C:筒軸

S:試料

Sa:分析面

Claims (4)

1. 一種X射線分析裝置，包括：試料支持部，支持配置於各待機位置的多個試料；搬運部，具有握持所述試料的握持部，使所述試料在所述各待機位置與測定位置之間移動；X射線照射部，朝向配置於所述測定位置的所述試料照射一次X射線；檢測器，檢測由照射了所述一次X射線的所述試料所產生的螢光X射線；以及試料室，包含以可分離的方式設置的第1部分及第2部分，在所述測定位置配置有所述試料的狀態下收容所述試料及所述握持部，所述第1部分設置在所述測定位置的周圍，所述第2部分與所述握持部分開且設置在所述搬運部，所述搬運部在所述待機位置握持所述試料的狀態下配置於所述第1部分的外部，使所述試料從所述待機位置直接移動至所述測定位置為止，在所述測定位置配置有所述試料的狀態下，藉由所述第2部分抵接於所述第1部分而成為形成有所述試料室的狀態。
2. 如申請專利範圍第1項所述的X射線分析裝置，進一步包括試料台，用於在所述測定位置載置所述試料，所述試料台具有：朝向所述X射線照射部及所述檢測器側的 第1主表面；以及位於所述第1主表面的相反側且載置所述試料的第2主表面，所述握持部設置為可在與所述第2主表面垂直的法線方向上移動，所述第1部分是筒狀構件，所述筒狀構件具有平行於所述法線方向的筒軸、且以所述筒軸方向上的一端側被所述試料台封閉的方式設置在所述第2主表面上，所述第2部分是可從所述筒軸方向上的所述筒狀構件的另一端側與所述筒狀構件相向地設置的蓋構件，在所述握持部以沿著所述法線方向靠近所述第2主表面的方式移動而將所述試料配置於所述測定位置的狀態下，藉由所述蓋構件封閉所述筒狀構件的所述另一端側而成為形成有所述試料室的狀態。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的X射線分析裝置，其中所述握持部維持在所述測定位置握持所述試料的狀態，所述X射線照射部朝向所述握持部所握持的所述試料照射所述一次X射線。
4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的X射線分析裝置，其中所述握持部設置為可繞與所述試料的分析面垂直的旋轉軸旋轉。

Images