一种使用Ｘ射线荧光光谱仪测量镀层的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种使用Ｘ射线荧光光谱仪测量镀层的装置，包括高压发生器、Ｘ射线管、准直器、镜片、摄像头、探测器、多道板、计算机，高压发生器连接Ｘ射线管，Ｘ射线管连接准直器，探测器连接多道板，多道板连接计算机。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及核物理应用
，特别是一种使用x射线荧光光谱仪测量镀层的装置。
技术介绍
目前测量镀层的方法有磁感应测量法、电涡流测量法，电解测量法，超声波测量法等，广泛被国内外的企业、工厂、贸易公司、检测机构所使用。但磁感应测量法只能用在磁性产品，电涡流测量法只能测量非磁性产品，电解测量法要求测量面积大且对产品有破坏，超声波测量设备制造复杂，操作不便。元素分析主要依靠化学分析法，化学分析法需要对样品破坏溶解，制样分析，操作既复杂有花费时间，对操作员的素质要求也高。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种使用x射线荧光光x射线荧光光谱仪可以解决以上两大类测量方法的致命缺点，有准确、快速、无损、多元素或镀层同时测量、操作简单、检测的费用低等优点。因此对提高测量精度、提高测量工作效率具有极其重要的意义。技术解决方案1、使用功率高达100W稳定的高压直流电源给X射线管，使得x射线管发出的x射线稳定，均匀。2、 使用大窗口封闭式正比计数器，在短时间内，快速提高稳定的记数率，因此单次测量只需十几秒就可以完成。可探测的元素范围从13号元素Al到92号元素U。3、 使用全自动三维样品台，超大样品仓，无论是大样品，小样品，不规则样品，都可以精确定位测量点。使用高精密彩色射像头辅助观察样品。样品图象清晰直观，减小人为对焦而引起的误差。4、 采用基本参数法软件，运用了严格的理论方程式，该方程式考虑到各种可能的元素间的相互影响，基本参数包括物质吸收系数，X荧光产率，跃迁几率，转换几率等等，加上硬件参数如X射线入射角、出射角、X射线管靶角、靶材、窗口材料和厚度、 一次滤光材料和厚度、二次滤光材料和厚度等等。一种使用X射线荧光光谱仪测量镀层的装置，包括高压发生器、X射线管、准直器、镜片、摄像头、探测器、多道板、计算机，高压发生器连接X射线管，给X射线管提供高电压，X射线管连接准直器，探测器用于探测样品反射的X射线，由探测器将电信号转换为电脉冲，由放大器MCA放大，放大后的信号传送到多道板，由多道板形成通讯信号传送到计算机处理。所述准直器设置于X射线管的X射线出口 ，准直器用于准直X射线管产生X射线。所述准直器采用圆形，正方形，槽型形状。所述镜片设置在X射线的通道中。所述镜片折射形成图像信号，图像信号传输到摄像头，摄像头用于摄取图像信号。所述摄像头是CCD摄像机的摄像头。所述计算机连接高压发生器，并控制高压发生器。优点和积极效果1、 分析元素范围Na(ll)-U(92)2、 分析元素极限最薄0.002um，最后达50um。最小含量达lppm，最大含量达99.99%。3、 适合样品尺寸O.lXO.lXO.lmm到500X500X200mm。最小测量斑点为0.0 lmm2。4、 分析精度第一层的精密度和准确度可达3%。第二层10%以内。最多可测6层。图l为本技术的图。表l多种仪器测量同个铁上镀锌产品结果对照表(单位um)测量次数磁感应测量仪库仑测量仪X射线荧光光谱仪110.811.210. 82210.911.610. 75311.110.710. 77410.410.810. 80511.011.310. 85610.710.510. 74711.311.010. 76811. 110.710.81910.511.110. 801010.711.310. 78平均值10. 8511.0210. 788标准偏差0. 280. 340. 034相对标准差2. 62%3. 11%0. 318%注磁感应测量仪10秒测量一次，库仑测量仪60秒测量一次，X射线荧光光谱仪10秒测量一次。从表1可以看出，x射线荧光光谱仪测量的稳定性和准确度远远高于磁感应测量仪、库仑测量仪。附图说明图1是X射线荧光光谱仪的基本结构图；图2是X射线荧光光谱仪的工作原理图；图3是使用X射线荧光光谱仪测量镀层装置结构示意图。具体实施方式图1是X射线荧光光谱仪的基本结构X射线荧光光谱仪由高压发生器、探测器、多道板、CCD摄像机组成。高压发生器产生X射线，X射线照射样品。样品在X光的照射下产生不同强度的二次X光，即X荧光。用CCD摄像机拍摄X荧光。图2是X射线荧光光谱仪的工作原理X射线荧光光谱仪的工作原理荧光是一原子或分子吸收一定能量的光子，然后释放出低能量的光子，在此过程中产生的。X荧光是原子内层电子跃迁时释放出的能量转为成的光子。由于管压的存在，阴极产生大量电子轰击阳极，而阳极是由特殊物质做成的靶材，不同的物质产生不同能量的X my，在高速电子的轰击下产生一定强度的Xray穿过鈹箔(用来收束X光)，最终照射在样品上。样品中的不同元素在x光的照射下产生不同强度的二次x光，称之为x荧光。由于从x荧光的强度可以推算出激发该荧光的元素含量，所以使用这些特性，探测器检测后 经过信号分析处理电路计算出物质含量或镀层厚度。图中用X射线管照的X光照射样品，样品在X光的照射下产生不同强度的二次x光，即x荧光。用探测器探测x荧光。图3是使用X射线荧光光谱仪测量镀层装置结构示意图。 l是高压发生器，2是X射线管，3是准直器，4是镜片，5是摄像头，6是图像信号，7是X射线，8是X荧光(样品反射的X射线)，9是探测器，IO是多道板，ll是计算机，12是被测样品，13是样品台。X射线荧光光谱仪测量镀层的装置，包括高压发生器l、 X射线管2、准直器3、镜片4、摄像头5、探测器9、多道板IO、计算机ll、被测样品12、样品台13。X射线荧光光谱仪测量镀层装置的组成和连接是，高压发生器1连接X射 线管2，准直器3连接X射线管2，准直器3设置于X射线管2的X射线出口， 在X射线7的通道设置有镜片4，探测器9连接多道板10，多道板10连接计 算机ll。X射线荧光光谱仪测量镀层装置的的工作过程高压发生器1给X射线管2提供高电压，使X射线管2产生X射线，准 直器3用于准直X射线管2产生X射线，X射线经过准直器3准直，准直的 X射线7在镜片4折射形成的图像信号6由摄像头5摄取图像信号。经过准直 器3准直的X射线7照射到样品12。样品在X光的照射下产生的X荧光8，被探测器9探测，由探测器9将电(能量)信号转换为电脉冲，由放大器MCA 放大，放大后的信号传送到多道板IO，由多道板10形成通讯信号传送到计算 机11处理。计算机ll连接高压发生器l，并控制高压发生器l。 X射线荧光光谱仪测量镀层的方法，镀层测试步骤如下(1) 计算机通过软件给高压发生器提供命令，高压发生器收到命令后打 开高压；(2) 高压发生器向X射线管输送高压，在X射线管中，由加热阴极产生 的电子，在受到最大为50KV的可调高压的加速后，轰击阳极(通常由钨或钼 组成)。电子的动能主要转化为韧致辐射。此外，在阳极(例如钨)上还会产 生独特的，高强度的X射线荧光辐射。初级辐射就是这两种辐射的组合。最大 能量为50KeV。(3) 采用不同大小和形状(圆形，正方形，槽型)的准直器；可选择X 射线射到工件上的形状和尺寸，这样就可以测量小到约50X50 pm的测量点。 准直器由通透的可进行测量点光学成像的材料组成。X射线通过准直器打到样 品表面。(4) X射线到达样品表面后，样品被激发出X荧光，探测器窗口可接收 X荧光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用Ｘ射线荧光光谱仪测量镀层的装置，包括高压发生器（１）、Ｘ射线管（２）、准直器（３）、镜片（４）、摄像头（５）、探测器（９）、多道板（１０）、计算机（１１），其特征在于，高压发生器（１）连接Ｘ射线管（２），Ｘ射线管（２）连接准直器（３），探测器（９）连接多道板（１０），多道板（１０）连接计算机（１１）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋涵华，
申请(专利权)人：上海优特化工有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]