一种多探测器的X射线荧光微区扫描仪器制造技术

本实用新型专利技术涉及X射线检测仪器的技术领域，尤其是涉及一种多探测器的X射线荧光微区扫描仪器。一种多探测器的X射线荧光微区扫描仪器，包括X射线发生装置、X射线收束装置、探测装置、移动装置及分析处理数据信息的计算机，所述探测装置包括至少两个探测器，所有探测器的探测面与X射线收束装置的射出焦点之间的距离相等。X射线发生装置产生X射线，产生的X射线通过X射线收束装置收束形成小焦斑。X射线照射样品后产生的荧光数据被探测器采集发送到计算机进行分析。通过设置多个探测器来增加探测面积和计数率，同时探测器的死时间并不会增加，实现高精度且高效率的扫描。

【技术实现步骤摘要】
一种多探测器的X射线荧光微区扫描仪器
本技术涉及X射线检测仪器的
，尤其是涉及一种多探测器的X射线荧光微区扫描仪器。
技术介绍
XRF技术具有无损、快速、分析范围广、定量精度高等优点，在冶金、建材、矿产开发等领域有着十分广泛的应用，XRF定量范围涵盖痕量到常量，并且对样品形态无要求，因此XRF扫描可以和直读光谱、电镜等其它类型的扫描技术形成互补。近年来，随着冶金、新材料研发等领域的产业升级和人们的认知不断向微观领域拓展，单纯的材料宏观元素含量检测已经不再满足需求，微区扫描型XRF的概念也随之应运而生。申请公布号为CN109298004A的专利技术专利公开了一种X射线荧光光谱仪。该方案中通过X射线管发生装置发射X射线到达样品台上的样品位置。样品被照射后，组成样品的原子的内层电子在X射线的照射下脱离原子的束缚，成为自由电子。此时其他的外层电子便会跃迁到这一空位，这个过程中会以荧光（次级X射线）的形式放出能量。由于每一种元素的原子能级结构都是特定的，因此发出的荧光的能量/波长也是特定的。通过测定荧光的能量/波长便可以确定相应元素的存在，而对应每种元素的荧光的强弱则代表该元素的含量。授权公告号为CN20141256Y的技术专利公开了一种毛细管X光透镜共聚焦微区X射线荧光谱仪。该方案中通过毛细管X射线透镜将X射线发生装置（X光源）产生的X射线进行引导，改变X射线的传播方向，使得X射线汇聚成小点，去激发样品的微区，探测器探测整个微区的荧光的能量/波长信息来确定元素信息。上述中的现有技术方案存在以下缺陷：由于X射线的产生效率较低，X荧光信号的光通量更低，实际检测时只有当探测到的荧光计数达到一定数量时，才能够得到精度比较高的检测结果。为了增加探测效率，节省时间，需要增加探测器面积，从而提高单位时间内探测的荧光数量。而目前市场上的单颗大面积高分辨率X射线能谱探测器的制造技术尚不成熟，且对高通量X射线处理形成的死时间会十分惊人，分辨率等指标无法达到要求。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本技术的目的是提供一种多探测器的X射线荧光微区扫描仪器，其优势在于能够进行高精度且高效的扫描工作。本技术的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种多探测器的X射线荧光微区扫描仪器，包括X射线发生装置、X射线收束装置、探测装置、移动装置及分析处理数据信息的计算机，所述探测装置包括至少两个探测器，所有探测器的探测面与X射线收束装置的射出焦点之间的距离相等。通过采用上述技术方案，X射线发生装置产生X射线，产生的X射线通过X射线收束装置收束形成小焦斑。样品放置在移动装置上并通过移动装置带动样品移动，使得X射线照射在样品上的不同位置。X射线照射样品后产生的荧光数据被探测器采集，发送到计算机进行分析，由于探测器和射出焦点之间的距离是相等，因此多个探测器同时采集的数据对应的是样品上同一位置。通过设置多个探测器来增加探测面积和计数率，同时探测器的死时间并不会增加，有效提高扫描效率的同时并不会降低扫描的精度，实现高精度且高效率的扫描。本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述X射线发生装置包括小焦斑X射线管，所述X射线收束装置为将X射线发生装置产生的X射线汇聚的多毛细管X射线透镜。通过采用上述技术方案，通过小焦斑X射线管和多毛细管X射线透镜配合产生尺寸较小的焦斑以满足微区扫描的需求。本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述X射线发生装置的下方连接有安装架，所述安装架下端面的中部成型有空腔，所述多毛细管X射线透镜竖直向下伸入空腔内。通过采用上述技术方案，在X射线发生装置的下方设置安装架来安装探测装置，多毛细管X射线透镜伸入空腔内，使得X射线照射样品不会受安装架影响。本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述安装架的外侧面均布成型有数量与探测器数量相同的第一安装面，第一安装面从上往下均向远离空腔的方向倾斜，每个探测器单独对应安装在一个第一安装面上，所述探测器上设置有探测面的一端伸入空腔内。通过采用上述技术方案，通过设置多个第一安装面来对应安装每一个探测器，通过第一安装面来配合控制探测器时的角度和位置。设置有探测面的一端伸入空腔内来进行探测，同时控制探测面与经X射线收束装置收束后的射出焦点之间的距离相等。本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述安装架的外侧面位于两个第一安装面之间的位置成型有第二安装面，所述第二安装面上安装有同轴双眸摄像机，同轴双眸摄像机的物镜端伸入空腔内，所述同轴双眸摄像机的物镜的焦点和多毛细管X射线透镜的射出焦点聚焦在同一点。通过采用上述技术方案，设置第二安装面来安装同轴双眸摄像机来作为图像采集装置，能够对一个目标同时进行两个不同放大倍数的图像信息采集。本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述移动装置选用XYZ三轴数控平台，数控平台采用光栅尺位移传感器对数控平台在XYZ三轴方向的位移量进行调控。通过采用上述技术方案，通过数控平台控制样品在XYZ三轴方向任意移动，通过光栅尺位移传感器对数控平台在每个方向上的位移量进行精确控制，保证元素分布图生成时的精确度。综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.通过设置多个探测器来增加探测面积和计数率，同时探测器的死时间并不会增加，有效提高扫描效率的同时并不会降低扫描的精度，实现高精度且高效率的扫描；2.2.通过同轴双眸摄像机作为图像采集装置，能够对一个目标同时进行两个不同放大倍数的图像信息采集。附图说明图1是实施例一的结构示意图；图2是实施例一隐藏移动装置后的结构示意图；图3是实施例一中的同轴双眸摄像机的示意图。附图标记：1、X射线发生装置；2、X射线收束装置；3、图像采集装置；4、探测装置；5、移动装置；6、壳体；8、安装架；9、空腔；10、第一安装面；11、探测器；12、第二安装面；13、物镜；14、分光镜；15、第一感光元件；16、第二感光元件。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步详细说明。实施例一：如图1和图2所示，一种多探测器的X射线荧光微区扫描仪器，包括X射线发生装置1、X射线收束装置2、采集图像信息的图像采集装置3、探测荧光的探测装置4、样品移动的移动装置5以及分析处理数据信息的计算机。如图2所示，X射线发生装置1包括壳体6以及位于壳体6内的小焦斑X射线管。X射线收束装置2为安装在壳体6下方与小焦斑X射线管相连接的多毛细管X射线透镜，小焦斑X射线产生的X射线经过多毛细管X射线透镜汇聚后形成最小5um的焦斑照射样品，使样品接收到的射线强度达到使用小孔准直器时的5000倍以上。如图2所示，X射线发生装置1的下方连接有安装架8，安装架8下端面的中部成型有空腔9，多毛细管X射线透镜的下端伸入空腔9内。安装架8的外侧面均布成型有四个第一安装面10，第一安装面10从上往下均向远离空腔9的方向倾斜。探测装置4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多探测器的X射线荧光微区扫描仪器，包括X射线发生装置(1)、X射线收束装置(2)、探测装置(4)、移动装置(5)及分析处理数据信息的计算机，其特征是：所述探测装置(4)包括至少两个探测器(11)，所有探测器(11)的探测面与X射线收束装置(2)的射出焦点之间的距离相等。/n

【技术特征摘要】
1.一种多探测器的X射线荧光微区扫描仪器，包括X射线发生装置(1)、X射线收束装置(2)、探测装置(4)、移动装置(5)及分析处理数据信息的计算机，其特征是：所述探测装置(4)包括至少两个探测器(11)，所有探测器(11)的探测面与X射线收束装置(2)的射出焦点之间的距离相等。


2.根据权利要求1所述的多探测器的X射线荧光微区扫描仪器，其特征是：所述X射线发生装置(1)包括小焦斑X射线管，所述X射线收束装置(2)为将X射线发生装置(1)产生的X射线汇聚的多毛细管X射线透镜。


3.根据权利要求2所述的多探测器的X射线荧光微区扫描仪器，其特征是：所述X射线发生装置(1)的下方连接有安装架(8)，所述安装架(8)下端面的中部成型有空腔(9)，所述多毛细管X射线透镜竖直向下伸入空腔(9)内。


4.根据权利要求3所述的多探测器的X射线荧光微区扫描仪器，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘明博，赵雷，胡学强，杨博赞，
申请(专利权)人：钢研纳克检测技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11