一种X射线荧光光谱仪制造技术

本实用新型专利技术提供了一种X射线荧光光谱仪，其包括：X射线管，用于发出X射线；样品台，用于放置待检测样品；会聚透镜，设置在X射线管和样品台之间，X射线管发出的X射线经会聚透镜出射到样品台；探测器，探测来自样品台上的样品的X射线；平行束透镜，设置在样品台和探测器之间，来自样品的X射线经平行束透镜到达探测器；摄像头，用于获取样品图像；样品台位置调节装置，用于在至少三维方向上调节样品台的位置，样品台固定于样品台位置调节装置上；探测器位置调节装置，用于在至少三维方向上调节探测器的位置，探测器固定于探测器位置调节装置上。本实用新型专利技术可实现样品元素组份及元素空间分布的测量，机械结构简单，操作便利，测量精度高。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及X射线应用
，特别涉及一种X射线荧光光谱仪。
技术介绍
目前针对样品表面元素组分分析的技术主要为X射线荧光分析技术和电子能谱技术，该技术可以对样品表面元素的分布状态进行检测，但无法深入到样品内部进行元素分析。同时传统的X射线荧光分析技术和电子能谱技术由于无法精确定位至一个点进行测量，所以无法精确的实现单点元素组分分析。因此，需要一种能有效地能够深入到样品内部进行元素分析的技术。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术的目的在于提供一种基于双导管调控器件的X射线荧光光谱仪，其能够精确定位于待测区域进行样品元素组分及元素空间的全自动测量。本技术的技术方案如下：一种基于双导管调控器件的X射线荧光光谱仪，该光谱仪包括：X射线管，用于发出X射线；样品台，用于放置待检测样品；会聚透镜，其设置在所述X射线管和所述样品台之间，所述X射线管发出的X射线经所述会聚透镜出射到所述样品台；探测器，其探测来自所述样品台上的样品的X射线；平行束透镜，其设置在所述样品台和所述探测器之间，来自样品的X射线经所述平行束透镜到达所述探测器；摄像头，其用于获取样品图像；样品台位置调节装置，用于在至少三维方向上调节样品台的位置，其中所述样品台固定于所述样品台位置调节装置上；以及探测器位置调节装置，用于在至少三维方向上调节探测器的位置，其中所述探测器固定于所述探测器位置调节装置上。优选的，所述会聚透镜通过会聚透镜夹具与所述X射线管相连接；所述平行束透镜通过平行束透镜夹具与所述探测器相连接。优选的，该光谱仪还包括：底板和用于支撑所述X射线管的支架；其中，所述支架固定于底板上；所述样品台位置调节装置和所述探测器位置调节装置固定于所述底板上；所述摄像头与摄像头夹具相连接，所述摄像头夹具固定于所述底板上。优选的，所述支架包括第一支架、第二支架和第三支架。优选的，所述会聚透镜包括数万根毛细子管，用于会聚X射线管发出的X射线。优选的，所述平行束透镜包括数万根毛细子管，用于将发散的X射线会聚成准平行束。优选的，所述样品台位置调节装置包括三个直线运动滑轨，实现在预定的X、Y、Z轴三个方向上的移动。优选的，所述探测器位置调节装置为多自由度位置调整平台，能够控制探测器在预定的X、Y、Z轴三个方向上移动。优选的，所述探测器位置调节装置还能够控制探测器绕Y轴和Z轴转动。优选的，所述X射线荧光光谱仪还包括控制器，该控制器用于控制所述样品台位置调节装置和所述探测器位置调节装置的移动以及所述探测器的探测。本技术的有益效果包括：(1)本技术设计的基于双导管调控器件的X射线荧光谱仪不仅可以进行样品表面元素组分及含量分析，还可以无损的深入样品内部进行元素组分及微区元素空间分布分析。(2)本技术设计的X射线荧光谱仪，操作自动化程度高，配合相应的控制软件可以实现按设定路径扫描及表面自适应扫描等自动化操作。相比于传统的手动或半自动化设备，本技术具有更好的操作便利性和测量精度。(3)本技术机械结构简单、操作方便、可靠性高。应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本技术所要求保护内容的限制。附图说明参考附图，本技术更多的目的、功能和优点将通过本技术实施方式的如下描述得以阐明，在附图中：图1是基于双导管调控器件的全自动X射线荧光光谱仪前视图。图2基于双导管调控器件的全自动X射线荧光光谱仪后视图。图3利用全自动X射线荧光光谱仪检测样品操作示意图。图4利用全自动X射线荧光光谱仪检测样品内部某微区元素组分与空间含量分布操作示意图。具体实施方式下面，对本技术的优选实施方式进行详细说明。这些优选实施方式的示例在附图中进行了例示。附图中所示和根据附图描述的本技术的实施方式仅仅是示例性的，并且本技术的技术精神及其主要操作不限于这些实施方式。在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本技术，在附图中仅仅示出了与根据本技术的方案密切相关的结构，而省略了与本技术关系不大的其他细节。针对现有的样品表面元素组分分析技术只能对样品表面的分布状态进行检测，而无法达到样品实现元素组份及元素空间分布的全自动测量的问题，在本技术中提供一种基于双导管调控器件的全自动X射线荧光光谱仪，能够实现样品元素组份及元素空间分布的全自动测量，机械结构简单，操作便利，测量精度高。图1和图2分别为基于双导管调控器件的全自动X射线荧光光谱仪的前视图和后视图。如图1所图2所示，该X射线荧光光谱仪包括底板13、X射线光源3(或称X射线管)、用于支撑X射线管的支架(如第一支架1、第二支架2和第三支架4)、会聚透镜夹具5、会聚透镜6、样品安装台(或称样品台)7、样品台位置调节装置8、平行束透镜9、平行束透镜夹具10、探测器11、探测器位置调节装置12、CCD摄像头14和CCD摄像头夹具。底板13为整个光谱仪的基座，第一支架1、第二支架2、第三支架4、样品台位置调节装置8、探测器位置调节装置12、CCD摄像头夹具15分别联接固定在底板13上。X射线光源3通过第一支架1、第二支架2、第三支架4经由卡箍进行固定。会聚透镜6设置在X射线管和样品台之间，通过会聚透镜夹具5与X射线光源相联接，共同构成X射线出射端，即X射线管发出的X射线经会聚透镜6出射到样品台。平行束透镜9设置在样品台7和探测器11之间，通过平行束透镜夹具10与探测器11相联接，共同组成X射线接收端，即来自样品的X射线经平行束透镜9到达探测器11。样品安装台7固定于样品台位置调节装置8上，样品台位置调节装置8通过控制器的设定可以实现对样品安装台7在三维方向(如X轴、Y轴、Z轴三个方向)的精确移动，实现对样品安装台7位置的调节，从而保证X射线出射端光斑与X射线接收端光斑重合形成的三维共聚焦微元精确定位于待测区域，此时探测器探测到的计数最大。探测器11通过螺栓联接固定于探测器位置调节装置12上，通过探测器位置调节装置12可以对探测器11的空间位置在至少三维方向(如X轴、Y轴、Z轴三个方向)进行精确调节。CCD摄像头14通过螺栓与CCD摄像头夹具15相联接，使得CCD摄像头14正好固定于样品安装台7的正下方，用于获取样品图像。本技术实施例中，会聚透镜6可为包含数万根(如30-40万根)毛细子管的毛细管X光透镜，具有X射线汇聚功能。平行束透镜9可包含数万根(如30-40万根)毛细子管的毛细管X光透镜，可将发散的X射线汇聚成准平行束。作为示例，样品台位置调节装置由3个高精度直线运动滑轨组成，可以实现X轴、Y轴、Z轴三个方向的精确移动。探测器位置调节装置12可以是一个多自由度(如5自由度)精密调整平台，不仅能够在X轴、Y轴、Z轴三个方向上对探测器11位置进行精确调节，还可以控制探测器11绕Y轴和Z轴转动。此外，在本技术实施方式中，X射线荧光光谱仪可经由控制器来控制样品台位置调节装置8和探测器位置调节装置12的移动以及探测器11的探测，从而实现X射线荧光光谱仪对样品的全自动测量。本技术的工作原理为，激发端(即出射端)X射线透镜焦点与探测端(即接收端)X射线透镜焦点重合可形成三维共聚焦结构(共聚焦微元)，当共聚焦结构调节完毕后，两个毛细管X光透镜保持不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种X射线荧光光谱仪，其特征在于，该光谱仪包括：X射线管，用于发出X射线；样品台，用于放置待检测样品；会聚透镜，其设置在所述X射线管和所述样品台之间，所述X射线管发出的X射线经所述会聚透镜出射到所述样品台；探测器，其探测来自所述样品台上的样品的X射线；平行束透镜，其设置在所述样品台和所述探测器之间，来自样品的X射线经所述平行束透镜到达所述探测器；摄像头，其用于获取样品图像；样品台位置调节装置，用于在至少三维方向上调节所述样品台的位置，其中所述样品台固定于所述样品台位置调节装置上；以及探测器位置调节装置，用于在至少三维方向上调节所述探测器的位置，其中所述探测器固定于所述探测器位置调节装置上。

【技术特征摘要】
1.一种X射线荧光光谱仪，其特征在于，该光谱仪包括：X射线管，用于发出X射线；样品台，用于放置待检测样品；会聚透镜，其设置在所述X射线管和所述样品台之间，所述X射线管发出的X射线经所述会聚透镜出射到所述样品台；探测器，其探测来自所述样品台上的样品的X射线；平行束透镜，其设置在所述样品台和所述探测器之间，来自样品的X射线经所述平行束透镜到达所述探测器；摄像头，其用于获取样品图像；样品台位置调节装置，用于在至少三维方向上调节所述样品台的位置，其中所述样品台固定于所述样品台位置调节装置上；以及探测器位置调节装置，用于在至少三维方向上调节所述探测器的位置，其中所述探测器固定于所述探测器位置调节装置上。2.根据权利要求1所述的X射线荧光光谱仪，其特征在于，所述会聚透镜通过会聚透镜夹具与所述X射线管相连接；所述平行束透镜通过平行束透镜夹具与所述探测器相连接。3.根据权利要求1所述的X射线荧光光谱仪，其特征在于，该光谱仪还包括：底板和用于支撑所述X射线管的支架；其中，所述支架固定于底板上；所述样品台位置调节装置和所述探测器位置调节装置固定于...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦敏，易龙涛，韩悦，张爽，刘志国，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：新型
国别省市：北京;11