一种微束微区Ｘ射线探针分析仪制造技术

本发明专利技术公开了一种微束微区Ｘ射线探针分析仪，采用了Ｘ光管与聚焦毛细管的方式产生Ｘ射线对待检测样品微区进行特征Ｘ射线激发，所述分析仪主要包括：电子微动测量平台，用于对样品微区进行定位，获取样品微区的图像信息，ＸＲＦ能谱仪实现样品的Ｘ射线检测，并将能谱曲线发送到ＰＣ机；ＰＣ上位机软件系统，通过相应的控制设备的控制实现谱线的分析，并获取分析后的结果。本发明专利技术实现了样品的无损检测，且检测时无须对样品进行表面导电处理，同时采用了激光定位系统实现了系统的自动定位，方便了用户的操作并节约了操作所需的时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种探针分析仪，尤其涉及一种微束微区x射线探针分析仪。
技术介绍
目前现有的电子探针x射线显微分析仪主要有电子光学系统，x谱仪结构 和信息记录显示系统构成。参见图i提供的是现有的电子x射线探针分析仪的电子光学镜筒的结构，该电子光学镜筒主要包括样品台l、样品托盘2、样品室 3、样品更换室4、通用电子探测器5、后散射电子探测器6、物镜7、扫描线圈8、 目标抖动选择9、放大压縮目镜IO、对齐线圈ll、电子枪室12、阳极13、电缆 14及电子枪15;首先将导电处理后的样品放入到样品操作台1上的样品盘2中， 需要操作人员通过光学镜筒人为的寻找待测样品微区，根据当前的相对偏移， 手动调整样品操作台外部X、 Y、 Z三轴控制手柄，通过调节手柄的位置进而控 制样品操作台的位置，最终定位到待检测样品的微区。当定位结束后，启动数 码相机系统，进行图像采集，最后开始激发高能电子束对待检测样品的微区进 行特征X射线的激发，再使用能谱仪或波谱仪进行元素分析，将分析结果存档 禾口显示。所述电子光学系统又称镜筒，镜筒部分与扫描电子显微镜功能相同，都是完成光学信号的放大和成像。x射线谱仪有x射线能量色散谱仪(简称能谱仪EDS)和X射线波长色散谱仪(简称谱仪)。已有的电子探针X射线显微分析仪 都采用的是高能聚焦电子束对样品的待检测微区进行特征X射线激发，产生高 能电子束的电子装备体积庞大，价格昂贵。采用高能电子束进行X射线激发还 带来另外一个问题，必须对样品表面进行特殊的导电处理，才能将投射到样品 表面的电子电荷通过导电层引导到地，否则大量的高能电子聚焦在样品表面将会使样品升温，甚至燃烧，而对于样品导电层的处理又非常的麻烦和耗时。己有的电子探针x射线显微分析仪由具备复杂的光学系统，同时具备能谱仪和波谱仪，因此整体体积庞大，价格昂贵，功能齐全，但通常都不具备自动控制系统，需要人工手动去调整待测样品与探测系统的相对位置。还有一些x射线微区分析仪虽然价格便宜，但仅仅是带了电子显微镜，不能进行数字拍照，对于 被分析样品的表面不能进行图像存档。
技术实现思路
为解决上述中存在的问题与缺陷，本专利技术提供了一种微束微区x射线探针分析仪。本专利技术是通过以下技术方案实现的-本专利技术所涉及的一种微束微区x射线探针分析仪，采用了x光管与聚焦毛 细管的方式产生x射线对待检测样品微区进行特征x射线激发，所述分析仪主要包括电子微动测量平台，XRF能谱仪，多轴步进电机驱动器及运动控制器、 PC上位机软件系统与电源系统，其中，电子微动测量平台，用于对样品微区进 行定位，并获取样品微区图像信息；XRF能谱仪，接收来自电子微动测量平台 表面样品的被X光管激发后的特征X射线，实现样品的X射线检测，并形成X能 谱，然后将能谱曲线发送到PC机；多轴步进电机驱动器及运动控制器实现对多 个步进电机的精确运动控制及驱动；PC上位机软件系统，通过USB端口发送控 制命令，控制多个步进电机的运动，控制图像信息的获取与处理，并对测量得 到的谱线进行分析，将分析结果存储。所述微束微区X射线探针分析仪还包括所述多轴运动控制器，用于接收 PC上位机软件系统中传送出的控制指令，同时将指令转化为步进电机驱动器所 能接受的细分脉冲；自由度步进电机驱动器，根据接收到的细分脉冲对多个步 进电机进行细分驱动，以实现微步运动；电源系统，为电子微动测量平台、XRF 能谱仪、多轴运动控制器及多自由度步进电机驱动器进行供电并排除外界的干扰。所述电子微动测量平台中的微动台包含三个步进电机驱动、CCD相机、x光管、x射线探测器及激光探测器，其中，所述三个步进电动机驱动，实现微动台的三维运动；CCD相机，设置有环形排列的白光LED光源，且由一个步 进电动机控制所述CCD相机进行垂直方向自由度的运动；X光管，包括一聚焦 毛细管与一激光发射器，且所述聚焦毛细管与激光发射器设置为一体，并通过 一个步进电动机控制所述X光管倾斜角度上的运动。X射线探测器及激光探测 器，其X射线探测器及激光探测器设置为一体，并通过一个步进电动机控制所 述X射线探测器及激光探测器进行倾斜角度上的运动。所述PC上位机软件系统还包括XRF能谱测量软件、图像采集与处理软件 及主控软件，所述XRF能谱测量软件，将XRF能谱仪发送来的谱线进行分析， 并得到相应的元素含量分析结果；图像采集与处理软件，对电子微动测量平台 中CCD相机发送的图像进行采集与处理，同时将用户定位的样品微区进行拍照 存档；主控系统，用于对多轴运动控制器的控制和XRF能谱仪的控制，并将控 制指令发送到多轴运动控制器中。本专利技术提供的技术方案的有益效果是通过采用X光管产生X射线通过聚焦毛细管将聚焦后的X射线投射到待检 测的样品表面，从而激发特征X射线，在检测过程中真正实现了样品的无损检 测；而且操作方便、结构相对简单、体积小，也具备基本的元素分析功能。附图说明图1是现有技术提供的电子X射线探针分析仪的电子光学镜筒的结构图； 图2是微束微区X射线探针分析仪系统结构图3是微束微区X射线探针分析仪的电子微动测量平台结构图。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术 实施方式作进一步地详细描述参见图2，本实施例提供了一种微束微区X射线探针分析仪，包括电子微动测量平台201、多自由度步进电机驱动器202、多轴运动控制器203、 XRF能 谱仪204、电源系统205及PC上位机软件系统，其中，所述电子微动测量平台201 是微束微区X射线探针分析仪系统的核心，用以对样品微区进行定位，X射线 的检测及图像信息的获取，并将获取的X射线能谱与图像信息分别发送到XRF 能谱仪204及PC上位机软件系统中的图像采集与处理软件207中，由XRF能谱仪 204对接收的X射线能谱进行测量；所述多轴运动控制器203接收来自PC上位机 软件系统中主控软件208的控制指令，同时将所述控制指令转化成步进电机驱 动器所能接受的细分脉冲并将该细分脉冲发送到多自由度步进电机驱动器202 中，然后多自由度步进电机驱动器202根据多轴运动控制器203发送的细分脉冲 实现对多个步进电机的128细分驱动，为实现微步运动提供基础；所述电源系 统205主要实现对系统中的电子学单元的供电和抗干扰措施。所述PC上位机软件系统主要包括XRF能谱测量软件206、图像采集与处 理软件207及主控软件208，其中，所述XRF能谱测量软件206将XRF能谱仪204 发送来的谱线进行分析，并得到相应的元素含量分析结果；图像采集与处理软 件207对电子微动测量平台201中CCD相机发送的图像进行采集与处理，同时将 用户定位的样品微区进行拍照存档；主控软件208用于对多轴运动控制器203的 控制和XRF能谱仪204的控帝U，并将控制指令发送到多轴运动控制器203中。参见图3，提供了微束微区X射线探针分析仪的电子微动测量平台结构，该 结构主要包括三个步进电机驱动、CCD相机301、 X光管302、 X射线探测器303 及微动台304;其中，三个步进电机驱动可以实现三个自由度的运动，即自由 度a、自由度b与自由度c，微动台以实现X、 Y、 Z三维运动，CCD相机301和左光源306、右光源307设计为一体，由一个步进电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微束微区Ｘ射线探针分析仪，采用了Ｘ光管与聚焦毛细管的方式产生Ｘ射线对待检测样品微区进行特征Ｘ射线激发，其特征在于，所述分析仪主要包括：电子微动测量平台，ＸＲＦ能谱仪，多轴步进电机驱动器及运动控制器、ＰＣ上位机软件系统与电源系统，其中电子微动测量平台，用于对样品微区进行定位，并获取样品微区图像信息；ＸＲＦ能谱仪，接收来自电子微动测量平台表面样品的被Ｘ光管激发后的特征Ｘ射线，实现样品的Ｘ射线检测，并形成Ｘ能谱，然后将能谱曲线发送到ＰＣ机；多轴步进电机驱动器及运动控制器实现对多个步进电机的精确运动控制及驱动；ＰＣ上位机软件系统，通过ＵＳＢ端口发送控制命令，控制多个步进电机的运动，控制图像信息的获取与处理，并对测量得到的谱线进行分析，将分析结果存储。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：葛良全，孙传敏，杨健，曾国强，赖万昌，程峰，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]