一种微小区域检测的高通量能量色散制造技术

发明专利技术公开了一种微小区域检测的高通量能量色散

【技术实现步骤摘要】
一种微小区域检测的高通量能量色散X射线荧光光谱仪


[0001]专利技术涉及
X
射线荧光光谱分析
，具体涉及一种微小区域检测的高通量能量色散
X
射线荧光光谱仪
。

技术介绍

[0002]近年来，随着科技的进步，人们对快速化
、
无损化
、
全自动分析微观组织结构及元素成分的要求与日俱增
。
而微区能量色散
X
射线荧光光谱分析具有快速
、
精准
、
无损检测等优点，已广泛应用于材料科学
、
生物学
、
环境科学等领域
。
目前，实现微区
X
射线源的方式主要是通过准直器限制或
X
射线光学元器件聚焦
。
其中通过准直器小孔或狭缝可减小
X
射线发散度的同时会因物理阻挡而降低
X
射线强度
。
而使用
X
射线光学元器件
‑
多导毛细聚焦
X
射线管可通过
X
射线全反射原理将较大角度收集的初级
X
射线会聚焦至几微米的焦斑上，在得到微小焦斑的同时获得比准直器小孔放大2‑3个数量级的光通量
。
目前实现高精度移动控制，主要是通过上位机软件搭配电机本身机械精度来控制
。
这种方法依赖于电机导轨机械精度，不容易控制误差，存在较高不确定性
。
[0003]已有中国专利文献
CN113327699A
提供了一种组合式多毛细管聚焦光学器件
。
所述光学器件通过整体式多毛细管聚焦透镜贯穿于若干支撑板内部
,
在所述支撑板内部不与所述整体式多毛细管聚焦透镜相交的部分
,
贯穿插入若干第一子管
,
所述第一子管的出口方向指向所述整体式多毛细管聚焦透镜的聚焦焦斑
,
用于会聚同步辐射
X
射线光源或中子束流
,
并获得高增益的微焦斑
。
[0004]已有中国专利文献
CN109461513B
提供一种基于实验室
X
光源的组合毛细管
X
光会聚系统
,
包括
X
射线光源
、
毛细管
X
光微会聚透镜
、
锥形单毛细管
X
管透镜和调节架
。X
射线光源位于毛细管
X
光微会聚透镜的前焦点处
,
锥形单毛细管
X
光透镜出口端位于毛细管
X
光微会聚透镜后焦点处
。X
射线光源焦斑中心
,
毛细管
X
光微会聚透镜中轴线和锥形单毛细管
X
光透镜中轴线
,
三者处于同一直线
。
两个透镜准直采用与其相连接的调节架调节
。
[0005]但是该技术方案仍存在不足，不能将
X
射线源与
X
射线聚焦光学元器件固定在同一模块，获得高通量微聚焦的
X
射线，方便使用及更换
。
此外因焦斑小至几个微米，移动控制精度更要远小于焦斑大小，需要得到微米级移动精才能而确保光斑照射在检测区域
。
而且在检测时常遇到不同结构及元素，因此尽可能多的初级滤光片作为备选更是必不可少
。
因高压的频繁开关对射线管寿命必不可少的造成影响，作为替代
X
射线“开关”的快门必不可少
。
多种滤光片及快门集成在
X
射线光学元器件的光路中更需要巧妙的设计
。
[0006]本技术方案提供高精度动态调整高压控制模块，通过三轴调试模块连续调整
X
射线源与玻璃聚焦镜固定通用结构间的相对位置可以得到一种高通量的微聚焦
X
射线发生器，同时全面的结构设计可适配不同规格的
X
射线光学元器件，我们还将适合用于大多数检测元素的八种滤光片集成在光路系统中，并且设计一种确保安全
、
避免损耗和快速响应的
X
射线快门
。
依托于独特设计的微米级移动控制系统，和上位机软件，确保高通量焦斑位置可以自动找寻，样品可以精确的放置在焦斑上，确保检测高精准
。
[0007]为了同时收集样品宏观区域及检测区域的信息，我们的技术方案设计了双镜头方案，同时双轴精准定位更加方便测试，确保放置样品后可以一键自动对焦样品区域
、
全自动测试
。
[0008]我国科技发展的进步，微观组织及结构分析高灵敏及高精准必不可少
。
市面上大多数的能量色散
X
射线荧光光谱仪都有局限性，因此发展精准
、
快速
、
全自动的微区能量色散
X
射线荧光光谱仪意义重大
。

技术实现思路

[0009]有鉴于此，本申请的目的在于提供一种微小区域检测的高通量能量色散
X
射线荧光光谱仪，以解决现有技术中的光谱仪精度差的问题
。
[0010]为实现上述目的，专利技术提供如下技术方案：一种微小区域检测的高通量能量色散
X
射线荧光光谱仪，包括高通量微聚焦
X
射线发生器
、
多滤组件
、
快门组件
、
微区相机
、
广角相机
、
毛细管固定通用结构
、
三轴调试模块
、
三轴移动机构和设备外壳；所述三轴移动机构包括
X
轴移动机构
、Y
轴移动机构
、Z
轴移动机构；所述
X
轴移动机构安装于设备外壳的底部，所述
Y
轴移动机构安装于
X
轴移动机构的活动端，所述
Z
轴移动机构安装于设备外壳的内部，所述高通量微聚焦
X
射线发生器
、
多滤组件
、
快门组件
、
微区相机
、
广角相机
、
玻璃管聚焦镜固定通用结构
、
三轴调试模块均安装于
Z
轴移动机构的活动端
。
[0011]优选的，所述
X
轴移动机构包括
X
轴驱动电机
、X
轴丝杆
、X
轴滑轨和
X
轴滑块，所述
X
轴驱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种微小区域检测的高通量能量色散
X
射线荧光光谱仪，其特征在于：包括高通量微聚焦
X
射线发生器
、
多滤组件
、
快门组件
、
微区相机
、
广角相机
、
玻璃管聚焦镜固定通用结构
、
三轴调试模块
、
三轴移动机构和设备外壳；所述三轴移动机构包括
X
轴移动机构
、Y
轴移动机构
、Z
轴移动机构；所述
X
轴移动机构安装于设备外壳的底部，所述
Y
轴移动机构安装于
X
轴移动机构的活动端，所述
Z
轴移动机构安装于设备外壳的内部，所述高通量微聚焦
X
射线发生器
、
多滤组件
、
快门组件
、
微区相机
、
广角相机
、
玻璃管聚焦镜固定通用结构
、
三轴调试模块均安装于
Z
轴移动机构的活动端
。2.
如权利要求1所述的一种微小区域检测的高通量能量色散
X
射线荧光光谱仪，其特征在于：所述高通量微聚焦
X
射线发生器包括：基板
、X
射线源
、
大口径
X
射线椭球玻璃管聚焦镜和玻璃管聚焦镜固定通用结构，所述
X
射线源安装于基板上，所述基板的下方安装有三轴调试模块，所述玻璃管聚焦镜通过玻璃管聚焦镜固定通用结构安装于三轴调试模块的下部分
。3.
如权利要求2所述的一种微小区域检测的高通量能量色散
X
射线荧光光谱仪，其特征在于：所述三轴调试模块包括基座（1）和调整座（2），所述
X
射线源与基座（1）相对固定，所述基座（1）下端面为基座面，所述
X
射线源的射线发出方向垂直于基座面，所述玻璃管聚焦镜固定通用结构与调整座（2）固定连接，所述调整座（2）的上端面为调整座面，所述基座面与调整座面贴合
。4.
如权利要求3所述的一种微小区域检测的高通量能量色散
X
射线荧光光谱仪，其特征在于：所述三轴调试模块在
X
方向设置有三个超细牙孔位
A
，三个所述超细牙孔位
A
内均设置有超细牙螺钉
A
；所述三轴调试模块在
Y
方向同样有三个超细牙孔位
B
，三个所述超细牙孔位
B
内均设置有超细牙螺钉
B。5.
如权利要求4所述的一种微小区域检测的高通量能量色散
X
射线荧光光谱仪，其特征在于：所述玻璃管聚焦镜固定通用结构包括套筒（3）和固定圈（5），所述玻璃管聚焦镜固定于套筒（3）内部，所述套筒（3）通过细螺纹和调整座（2）进行连接，所述套筒（3）和调整座（2）之间通过紧固螺母（4）进行校正与锁附，所述玻璃管聚焦镜整体形状为上下弧形，所述套筒（3）的底端设置有圆形缩口，所述玻璃管聚焦镜的下端通过套筒（3）下端的圆形缩口进行固定限位，所述玻璃管聚焦镜的上端通过固定圈（5）与套筒（3）进行固定
。6.
如权利要求5所述的一种微小区域检测的高通量能量色散
X
射线荧光光谱仪，其特征在于：多滤组件和快门组件均集成于三轴调试模块上，所述多滤组件由一个由8种不同滤光片转盘
、
齿轮以及步进电机组成；所述快门组件由快门
、
快门接近开关以及直流电机组成
。7.
如权利要求6所述的一种微小区域检测的高通量能量色散
X
射线荧光光谱仪，其特征在于：所述
X
轴移动机构包括
X
轴驱动电机（
21
）
、X
轴丝杆（
22
）
、X
...

【专利技术属性】
技术研发人员：马云，
申请(专利权)人：江苏一六仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：