一种手持的、独立的ｘ射线荧光（ＸＲＦ）分析仪（２００）在样本（６０４）上产生小ｘ射线聚光点以询问样本（６０４）毫米大小特征尺寸的区域上的元素组分。该分析仪（２００）包括用于将ｘ射线光束（３０４）对准该样本（６０４）上期望位置的ｘ射线光源。该分析仪（２００）可以包括朝向该样本（６０４）的部分的数码相机（３１６）以使该分析仪（２００）容易对准，该部分被或将要被该ｘ射线聚光点询问。该分析仪可以在所显示的图像中生成刻线（９０８，９１０）以指示该样本（６０４）的该部分，该部分被或将要被该ｘ射线光束（３０４）照亮。该分析仪（２００）可以包括沿着该聚光点和该检测器（３１４）之间的光线路径定位的检测器准直仪（１２００）。该分析仪（２００）可以包括该光束（３０４）和该响应信号（３１２）所穿过的室和用于接收吹扫气体罐（２５０２）一端的联轴节，该吹扫气体罐用于向该室提供吹扫气体。该分析仪（２００）可以包括可操作成检测该室中存在的周围气体量的感应器。公开一种校准目标（２２００）和方法（２３００－２３０８）用于校准该分析仪（２００）中刻线的位置。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及手持x射线荧光分析仪，尤其涉及用x射线在样本上照亮小聚光点的这样的分析仪。有关申请本申请要求Piorek等人2007年2月12日提交的申请号为60/889,465、 标题为小聚光点x射线荧光(XRF )分析仪(Small Spot X-Ray Fluorescence (XRF) Analyzer)的美国临时专利申请的权益，通过参引将其内容包含在 此。
技术介绍
分析样本的化学组分在许多情况下;(艮重要，包括在金属循环利用设施 中识别和分离金属类型、在工厂中质量控制测试以及法医工作。 一种通用 的分析方法采用x射线荧光(XRF)。当暴露于从光源发出的高能量主x 射线时，在样本中出现的每个原子元素产生唯一的一套特征荧光x射线， 所述特征焚光x射线实质上是该特定元素的指紋。x射线荧光分析仪确定 通过用x射线在样本上照亮聚光点并测量由该样本中不同元素发出的特征 x射线的光谱而确定该样本的化学特性。x射线的主光源可以是x射线管 或放射性材料，比如放射性同位素。在这里使用的x射线这个术语，包括大约IkeV和大约150keV之间的 光子能量，并因此将会包括由被激发的原子在去激发时发出的特征x射 线；当电子被原子散射时发出轫致辐射x射线； 一般分别称为瑞利和康普 顿散射辐射的弹性和非弹性散射的光子；以及当被激发的核子去激发时所 发出的在这一能量范围内的y射线。当暴露于从光源发出的高能主X射线时，在样本中出现的每个原子元 素产生唯一的一套特征荧光X射线，必须是该特定元素的指紋。X射线荧 光分析仪确定通过用X射线在样本上照亮聚光点并测量由该样本中各种元 素发出的特征X射线的光谱而确定该样本的化学特性。X射线的主光源可 能是X射线管或放射性材料，比如放射性同位素。在原子级，特征荧光x射线在下述情况下生成当足够能量的光子撞击样本中的原子并将电子从原子的轨道壳层逐出时。该原子然后接近瞬时 地重获稳定，用从原子的更高能级(外)轨道壳层之一发出的电子来填充内轨道壳层中留下的空白。多余的能量可以荧光x射线的形式释放，该荧光X射线的能量表征为该原子两种量子态之差。通过感生并测量由样本中不同元素发出的较宽范围的不同特征的荧光x射线，XRF分析仪能够确定样本中出现的元素，还能基于在特定能量 处出现的荧光x射线是数量来计算它们的相对浓度。当测试有已知范围的 化学组分的样本比如普通等级的金属合金时，XRF分析仪还可以通过名 称、通过参照已编程的已知材料的表或库来识别该样本。重要的是指出，除了在特定情形下，通常不能用便携式XRF分析仪直 接测量低浓度的光元素(低光子或Z数字的元素)，因为能量低于大约2.5 千电子伏特(keV)的荧光x射线在空中较短路径长度内吸收。因为这个 原因，光元素XRF分析需要氦气吹扫或者相关x射线所通过的容积的空白。该样本上X射线聚光点的大小决定样本有多少被分析。在某些情况下， 想要有小的x射线聚光点。例如，分析(比如在循环利用设施中)印刷电 路板上小型元件和焊接点的用户会受益于使用产生非常小的聚光点的手 持XRF分析仪，所以会分析感兴趣的元件或焊接点而不分析发荧光的x 射线照明的周围元件，并因此而将该测试项的化学组分与周围材料的化学 组分混淆。在另一个例子中，分析一系列小间隔部分构成的样本会使用户 能够测定该样本的均匀性
技术实现思路
该专利技术的一个实施例提供一种用于分析样本组分的手持的、独立的测 试仪器。该测试仪器包括光源，用于产生在该样本至少一部分上照亮聚光 点的贯穿辐射束，从而产生来自该样本的响应信号。该光源包括X射线光 源，比如X射线管。在其他情况下，该光源可以包括放射性同位素或另一 种Y射线源。该分析仪包括用于该光束的准直仪。该准直仪具有以横向尺寸为特征的远端出口孔。该横向尺寸可以小于大约8mm、大约3mm、大 约lmm或大约0.3mm。该远端出口布置在离该样本的距离不大于该横向 尺寸的大约两倍处。该远端出口孔可以基本平行于要分析的样本的表面。 该测试仪器包括用于接收该响应信号并用于产生输出信号的检测器。该测 试仪器还包括耦合到该检测器上而且被编程为处理来自检测器的输出信 号的处理器，以及给光源和处理器提供电力的电池。准直仪可以包括管状准直仪。最接近该样本的该准直仪的远端部分的 壁的厚度可以小于该准直仪其余部分的壁的厚度。该准直仪的远端部分可 以是圓锥形和/或阶梯形的。该准直仪可以有圆形或非圆形的内部横截面形状。该测试仪器还可以包括位于光源和样本之间的光闸。该光闸可以选择 性地使该光束得以照亮聚光点或使该光束不照亮聚光点。该准直仪和该光 闸可以一起在至少两个定位之间移动。在第一定位，该光束穿过准直仪以 照亮该点。在第二定位，阻止该光束照亮该点。在第二定位，光闸可以发 出焚光束，而且所发荧光的辐射可以沿路径射向该检测器，而不撞击该样 本。该测试仪器还可以包括用于该光束的第二准直仪。该第二准直仪具有 以第二横向尺寸为特征的第二远端出口孔，当光束通过第二准直仪照亮聚 光点时，该第二准直仪距离样本的距离不大于第二横向尺寸大约二倍。该 第二^f黄向尺寸可以小于大约8mm、大约3mm、大约lmm或大约0.3mm。 该准直仪和该第二准直仪可以 一起在至少两个定位之间移动。在第 一定 位，光束穿过该准直仪照亮该聚光点。这两个准直仪的远端出口孔可以基 本平行于该要分析的样本的表面。在第二定位，光束穿过该第二准直仪照 亮该聚光点。该测试仪器还可以包括光源和样本之间的光闸。该光闸可以7选择性地允许光束照亮该聚光点或不许光束照亮该聚光点。该准直仪、第 二准直仪以及光闸可以在至少三个定位之间 一起移动。在这些定位中的至 少一个定位，光闸不许光束照亮该聚光点。该测试仪器还可以包括限定孔的光闸。该准直仪和该光闸可以一起在 至少三个定位之间移动。在第一定位，光束穿过该准直仪照亮该聚光点。 在第二定位，光束穿过孔照亮该聚光点。在第三定位，该光闸不许光束照 亮该聚光点。本专利技术另 一实施例提供一种用于分析样本组分的手持的、独立的测试 仪器。该测试仪器包括光源，用于产生在该样本至少一部分上照亮聚光点 的贯穿辐射束，从而产生来自该样本的响应信号。该测试仪器还包括用于 该光束的光源准直仪。该光源准直仪具有以横向尺寸为特征的远端出口 孔。该远端出口设置在距离该样本不大于该横向尺寸的大约两倍处。该测 试仪器还包括用于接收该响应信号并用于产生输出信号的检测器。响应信 号在到达该检测器之前穿过该检测器准直仪。该测试仪器还包括耦合到该 检测器上而且被编程为处理来自检测器的输出信号的处理器。该测试仪器 中的电池给该光源和该处理器提供电力。本专利技术再一个实施例提供一种用于分析样本组分的手持的、独立的测 试仪器。该测试仪器包括光源，用于产生在该样本至少一部分上照亮聚光 点的贯穿辐射束，从而产生来自该样本的响应信号，以及用于接收该响应 信号并用于产生输出信号的检测器。该测试仪器还包括耦合到该检测器上 的处理器。该处理器被编程为处理来自该检测器的输出信号。将该测试仪 器内的数码相机朝向样本的该部分。该测试仪器中的电池给该光源、该处 理器以及该照相机提供电力。该测试仪器可以包括其上可以显示由相机拍摄的图像的显示屏。该显示屏可以是附着到该测试仪器上的PDA本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于分析样本组分的手持的、独立的测试仪器（２００），该测试仪器（２００）包括：光源（３０２），用于产生在该样本（６０４）至少一部分上照亮聚光点的贯穿辐射光束（３０４），从而产生来自该样本（６０４）的响应信号（３１２）；用于该光束（３０４）的光源准直仪（３０８）；用于接收该响应信号（３１２）并用于产生输出信号的检测器（３１４）；耦合到该检测器（３１４）上并被编程为处理来自该检测器的该输出信号的处理器以及为该光源和该处理器提供电力的电池（２１４），其特征在于该测试仪器（２００）包括： 沿着该聚光点和该检测器（３１４）之间的光线路径定位的检测器准直仪（１２００），以便该响应信号（３１２）穿过该检测器准直仪（１２００）之后到达该检测器（３１４）。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：斯坦尼斯劳皮奥雷克，迈克尔E杜格斯，保罗埃斯塔布鲁克斯，李格罗津斯，马克汉密尔顿，肯尼思P马丁，佩莱希夫斯里萨兰，
申请(专利权)人：塞莫尼根分析技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[]
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