X射线管和X射线分析设备制造技术

本发明专利技术公开能进一步减小尺寸与重量且能更有效检测荧光Ｘ射线等以增加灵敏度的Ｘ射线管和Ｘ射线分析设备。Ｘ射线管包含：具有处于真空状态的内部与由透射Ｘ射线的Ｘ射线透射膜构成的窗部件（１）的真空壳（２）；设于真空壳（２）中以发射电子束（ｅ）的电子束源（３）；设于真空壳（２）中被电子束（ｅ）照射以产生主Ｘ射线且能发射所产生的主Ｘ射线穿过窗部件（１）到外部样品（Ｓ）的目标件；设于真空壳（２）中、能检测从样品（Ｓ）发射而穿过所述窗部件入射的荧光Ｘ射线和散射Ｘ射线来输出含有该光Ｘ射线和散射Ｘ射线的能量信息的Ｘ射线检测件（４）；以及设于Ｘ射线检测件（４）与目标件（Ｔ）的电子束（ｅ）照射区之间的金属防护构件（１０）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及例如用于能量分散x射线荧光分析设备的x射线管和 x射线分析设备，该x射线管和x射线分析设备适合用于小的、重量 轻的可携带x射线分析设备以及便携的x射线分析设备。
技术介绍
X射线荧光分析通过以下的方式用于样品的定性分析或定量分析。从x射线源发出的主x射线辐射到样品。接着，通过x射线检测器对从样品发出的荧光X射线进行检测以获得来自荧光X射线能量的谱。然后，给获得的镨加以定性分析或定量分析。因为荧光x射线 分析使快速且非破坏分析样品成为可能，所以广泛用于过程和质量控制等。就X射线荧光分析中的分才斤方法而言，有波长分散法和能量分散 法等，波长分散法用于通过分析晶体分离荧光X射线以测量X射线的 波长与强度，能量分散法用于不分离荧光X射线而使用半导体检测器检测荧光x射线以采用脉冲高度分析器测量x射线的波长与强度。按照惯例，比如，在日本专利申请公开特许公报No.8-115694 (下 文中，故称为专利文献l)中，为了增加对荧光X射线的灵敏度，做 了以下的尝试。X射线管设有抽取窗，该抽取窗用于在外面获得穿过 该X射线管的荧光X射线。以这种方式，X射线管和X射线检测器 更接近样品。另外，如日本专利No.3062685 (在下文中，称为专利文献2)所 述，由于在尺寸上减小了 X射线管和X射线分析器，可携带能量分散 X射线荧光分析设备被普及。4上述的常规技术还存在以下问题。例如，通过使x射线管和x射线分析器更接近样品，在专利文献 1中描述的x射线分析设备非常有效地增加了检测灵敏度。然而，因 为每个x射线管和x射线分析器具有受限的但是等于或大于某一尺寸 的尺寸，所以x射线管和x射线检测器接近样品的程度也是受限的。另一方面，常规的可携带能量分散X射线荧光分析设备要求在尺寸上及在重量上被进一步减小。然而，因为x射线管和x射线检测器 由于作为设备配置的体积和质量占据了 x射线分析设备的大部分，所 以常规的设备配置在尺寸与重量的减小上有限制。而且，因为可携带 能量分散x射线荧光分析设备是一种开放型设备，其在大气中直接向 样品辐射主x射线而不是在密封封闭样品室中容纳并分析样品，所以 从x射线管产生的x射线的量因为安全原因受到限制。因此，有必要更有效地检测来自样品的荧光X射线。
技术实现思路
考虑到上述问题设计了本专利技术且本专利技术的目的是提供X射线管 和X射线分析设备，该X射线管和X射线分析设备能够进一步降低尺寸与重量并能更有效地检测荧光x射线等以增加灵敏度。本专利技术釆用以下配置来解决上述问题。具体地，依照本专利技术的x射线管包含真空壳，所述真空壳具有处于真空状态的内部与由能透 射X射线的X射线透射膜构成的窗部件；电子束源，所述电子束源设 置在真空壳中以发射电子束；目标件，所述目标件设置在真空壳中以被电子束照射来产生主x射线并能发射所产生的主x射线穿过窗部件到外部样品；X射线检测件，所述X射线检测件设置在真空壳中以能 检测从样品发射以穿过窗部件入射的荧光X射线和散射X射线来输出 含有所述荧光X射线和所述散射X射线的能量信息的信号；以及防护 部分，所述防护部分设置在X射线检测件与目标件的电子束照射区之 间。因为与x检测器组成元件对应的x射线检测件设置在真空壳中以 便能检测穿过窗部件入射的荧光x射线和散射x射线。因此，与x射线管组成元件对应的X射线检测件与电子束源及目标件集成地容纳在真空壳中。结果，整个设备在尺寸与重量上进一步减小。而且，因为X射线检测件设置在真空壳中以与用于产生供检测用的主X射线的目标件一起更接近样品，所以能够非常有效地执行激发与检测。具 体地，因为本专利技术应用到开放型可携带x射线分析设备允许有效的检观'J,所以即使当产生的X射线的量被进一步抑制的时候X射线分析设备仍能够以高灵敏度检测样品。结果能获得高安全性。而且，因为防护部分设置在x射线检测件与目标件的电子束照射 区之间，所以能够阻挡并阻止主x射线、第二电子、反射电子或者从 目标件产生且发出的辐射热入射到X射线检测件而成为噪声。而且，在依照本专利技术的x射线管中，防护部分由金属制成并设为 地电位和正电位之一。特别是，因为在x射线管中由金属制成的防护 部分^皮设为地电位和正电位之一，所以来自目标件的第二电子能够^皮 电场引向金属防护部分以获得更高的阻挡效果。而且，在依照本专利技术的x射线管中，防护部分是由设置在x射线 检测件与目标件之间的金属构成的防护构件。特别是，因为在x射线管中该防护部分是由设置在X射线检测件与目标件之间的金属构成的防护构件，所以能够阻挡来自生热目标件的辐射热以抑制对x射线 检测件的冷却的影响。此外，因为通过将金属材料用于该防护部分， 在布置、形状等方面获得了高自由度，所以能够获得更有效的屏蔽效 果。例如，通过构成材料不同于目标件的防护部分，比如诸如适合用于使X射线检测件屏蔽反射电子的铜(Cu)的重金属，能够更有效地阻挡该反射电子。而且，在依照本专利技术的x射线管中，目标件包含与所述照射区对应的目标件主体以及在目标件主体与X射线检测件之间从目标件主体的外缘部分突起以充当防护部分的突起的壁部分。特别是，因为在x射线管中充当防护部分的突起的壁部分设置到目标件本身，所以不必要设置该防护部分为独立构件。结果能够降低构件成本。依照本专利技术的X射线分析设备包括依照本专利技术的X射线管；分析器，所述分析器用t分析所述信号；以及显示部件，所述显示部件用于显示所述分析器的分析的结果。特别是，因为该X射线分析设备 设置有依照本专利技术的X射线管，所以能够减小整个设备的尺寸。而且，在依照本专利技术的x射线分析设备中，分析器与显示部件设 置在真空壳中以使该x射线分析设备便携。特别是，因为通过把分析器与显示部件以集成的方式设置在真空壳中使得X射线分析设备便携，所以能够获得允许分析结果通过分析器与显示部件被即时确认 的、小而轻的可携带x射线分才斤设备。 本专利技术具有以下效果。特别是，根据依照本专利技术的x射线管与x射线分析设备，x射线检测件设置在真空壳中以便能4企测穿过窗部件入射的荧光X射线和 散射x射线。因此，整个设备能够在尺寸上与重量上进一步减小。同时，能够更有效地执行激发与检测。此外，因为在x射线检测件与目 标件的电子束照射区之间设置了防护部分，所以能够阻挡主x射线、 第二电子、反射电子、来自目标件的辐射热等以抑制对x射线检测件 的不利影响。结果能够获得高精确的测量。具体地，当本专利技术^皮应用到开放型的可携带X射线分析i殳备的时候，即使抑制所产生的X射线 的量，仍然能够以高灵敏度检测该x射线。因此，获得了高安全性。附图说明 在附图中，图1是依照本专利技术第一实施例的x射线分析设备的整体示意配置图2是依照第一实施例从X射线检测件正上方看去的布置平面 图，示出了x射线检测件、金属引导构件、目标件与窗部件之间的位置关系；以及图3是依照本专利技术第二实施例的X射线分析设备的主要部分的示 意截面图。具体实施例方式在下文中，参考图1和图2来描述依照本专利技术的X射线管和X射 线分析设备的第一实施例。在下面的描述里提及的各个附图中，适当 改变了比例尺寸以用能识别或易识别的方式示出每个组件。依照本第一实施例的X射线分析设备是一种便携的(可携带的) 能量分散X射线荧光分析设备。如图1所示，X射线分析设备包含 真空壳2，电子束本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ｘ射线管，包括：　真空壳，所述真空壳包含处于真空状态的内部与由透射Ｘ射线的Ｘ射线透射膜构成的窗部件；　电子束源，所述电子束源设置在所述真空壳中以发射电子束；　目标件，用所述电子束照射所述目标件以产生主Ｘ射线并发射所产生的主Ｘ射线穿过所述窗部件到外部样品，所述目标件设置在所述窗部件上且具有比所述窗部件的外直径小的外直径；　Ｘ射线检测件，所述Ｘ射线检测件设置在所述真空壳中来检测荧光Ｘ射线和散射Ｘ射线以输出含有所述荧光Ｘ射线和所述散射Ｘ射线的能量信息的信号，所述荧光Ｘ射线和所述散射Ｘ射线从所述样品发射以穿过所述窗部件入射；以及　防护部分，所述防护部分设置在所述Ｘ射线检测件与所述目标件的所述电子束照射区之间。

【技术特征摘要】
JP 2007-7-28 2007-1968191.一种X射线管，包括真空壳，所述真空壳包含处于真空状态的内部与由透射X射线的X射线透射膜构成的窗部件；电子束源，所述电子束源设置在所述真空壳中以发射电子束；目标件，用所述电子束照射所述目标件以产生主X射线并发射所产生的主X射线穿过所述窗部件到外部样品，所述目标件设置在所述窗部件上且具有比所述窗部件的外直径小的外直径；X射线检测件，所述X射线检测件设置在所述真空壳中来检测荧光X射线和散射X射线以输出含有所述荧光X射线和所述散射X射线的能量信息的信号，所述荧光X射线和所述散射X射线从所述样品发射以穿过所述窗部件入射；以及防护部分，所述防护部分设...

【专利技术属性】
技术研发人员：的场吉毅，一宫丰，
申请(专利权)人：精工电子纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]