一种微束X射线荧光分析方法技术

一种微束X射线荧光分析方法，实现该方法的设备包括X射线光管、X射线探测器、激光器和X射线组合折射透镜，包括如下步骤：（1）从X射线光管发出的X射线光未经过聚焦，照射到被检样品的较大区域，并通过与照射区域物质相互作用产生荧光；（2）所产生荧光包含多个波长，取决于被检样品中所含成分，其中满足X射线组合折射透镜物像关系的荧光波长被采集并传送入X射线组合折射透镜、X射线探测器；（3）校准探测微区的激光器实时跟踪并校准被检样品被探测的微区；（4）X射线探测器对入射的荧光信息进行处理，并通过接口传入信息采集分析系统进行分析处理。本发明专利技术微区分辨率小于10微米的同时、实现现场分析、扩大检测范围。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种微束X射线荧光分析方法，实现该方法的设备包括X射线光管、X射线探测器、激光器和X射线组合折射透镜，包括如下步骤：（1）从X射线光管发出的X射线光未经过聚焦，照射到被检样品的较大区域，并通过与照射区域物质相互作用产生荧光；（2）所产生荧光包含多个波长，取决于被检样品中所含成分，其中满足X射线组合折射透镜物像关系的荧光波长被采集并传送入X射线组合折射透镜、X射线探测器；（3）校准探测微区的激光器实时跟踪并校准被检样品被探测的微区；（4）X射线探测器对入射的荧光信息进行处理，并通过接口传入信息采集分析系统进行分析处理。本专利技术微区分辨率小于10微米的同时、实现现场分析、扩大检测范围。【专利说明】一种微束X射线荧光分析方法
本专利技术涉及X射线探测和成像领域，尤其是一种微束X射线荧光分析方法。
技术介绍
X射线荧光分析方法能在常压下对各种形态(固态/液态/粉末等)样品进行简单、快速、高分辨率和无损的元素定量測量分析。近年来众多行业对XRF的微区分析能力、检测灵敏度和现场分析能力提出了更高的要求(比如要求微区分辨率小于10微米)，因此轻量、便携、可现场分析的高分辨率、高灵敏度微束X射线荧光光谱仪(micix)-XRF)成为当前的研究热点。目前已有的X射线荧光光谱仪一般不配备X射线聚焦器件，微区分辨率通常为几十甚至上百微米，迄今为止，未见微区分辨率小于10微米的便携式微束X射线荧光光谱仪的相关报道。已有人提出基于X射线毛细管器件的荧光光谱仪(专利号:201010180956.6)，因为使用了 X射线毛细管器件进行聚焦，微区分辨率提高到几十微米，但是结构复杂、尺寸庞大，无法实现便携，且微区分辨率还不够高；另有人提出一种能量色散X射线荧光光谱仪(专利号:201010004423.2)，用X射线发生装置产生的一次X射线去照射二次靶材，提高了检测灵敏度，但是仪器结构和控制装置复杂，微区分辨率不高。
技术实现思路
为了克服已有X射线荧光分析方法的微区分辨率不高、无法进行现场分析、检测范围较窄的不足，本专利技术提供ー种微区分辨率小于10微米的同时、实现现场分析、扩大检测范围的微束X射线荧光分析方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种微束X射线荧光分析方法，实现该分析方法的设备包括X射线荧光光谱仪，所述X射线荧光光谱仪包括主架，所述主架上安装X射线光管和X射线探测器，被检样品位于所述X射线光管的探測光束范围内，所述X射线探测器位于所述被检样品的正上方，所述荧光光谱仪还包括用于选择性地采集被检样品微区生成的X射线荧光的X射线组合折射透镜，所述X射线组合折射透镜与所述X射线探测器的下端相连，所述X射线探测器位于X射线组合折射透镜的像空间，所述被检样品位于所述X射线组合折射透镜的物空间，所述X射线探测器的上端与用于连接信息采集系统的接ロ相连，所述主架上还安装激光器，所述被检样品位于所述激光器的照射范围内；所述微束X射线荧光分析方法包括如下步骤:( 1)从X射线光管发出的X射线光未经过聚焦，照射到被检样品的较大区域，并通过与照射区域物质相互作用产生荧光；(2)所产生荧光包含多个波长，取决于被检样品中所含成分，其中满足X射线组合折射透镜物像关系的荧光波长被采集并传送入X射线组合折射透镜、X射线探测器；(3)校准探测微区的激光器实时跟踪并校准被检样品被探测的微区；(4)X射线探测器对入射的荧光信息进行处理，并通过接ロ传入信息采集分析系统进行分析处理。进ー步，在所述步骤(2)中，X射线组合折射透镜沿垂直样品台的方向可以调节，形成多种物像关系，以适应对多种不同荧光波长的采集和传输。更进一歩，所述微束X射线荧光分析方法还包括如下步骤:(5)信息采集分析系统的分析处理结果以屏幕显示或打印方式输出。再进ー步，所述荧光光谱仪还包括用于放置所述被检样品的样品台，所述样品台位于所述X射线探测器的正下方；所述样品台通过ー个机械连接装置与所述主架连接或者分离，连接状态，针对需放置于样品台的小型样品进行分析和检测；分离状态，X射线荧光光谱仪变换成手持式仪器，针对大型不可破坏性样品的局部微区进行分析和检测。本专利技术的技术构思为:X射线组合折射透镜是ー种基于折射效应的新型X射线聚焦器件，其理论聚焦光斑尺寸可达纳米量级，实际测试所得聚焦光斑尺寸通常在几个微米，并具有尺寸小、制作エ艺简单、鲁棒性好、可批量加工的优点，同时由于其基于折射效应，因此在对X射线束聚焦时不需要折转光路，因此所形成的探測装置或仪器结构紧凑、尺寸小、重量轻，适合制作便携式仪器装置。采用X射线组合折射透镜作为聚焦器件，利用其聚焦光斑小的特点来大幅度提高X射线荧光光谱仪的微区分辨率；利用其是色散器件的特点，依据其物像关系可有选择地采集特定波长的荧关传送入X射线探测器，实现了単一器件兼具聚焦和波长选择的功能。在结构上，采集系统通过ー个通用接ロ与主体部分相连，既可连接嵌入式微处理模块进行现场分析，也可以连接普通PC机进行常规分析。样品台通过主架与主体部分连接成一体或分离，形成便携式台式谱仪或手持式便携式谱仪以适应不同的现场分析场合。本专利技术的有益效果主要表现在:1、采用X射线组合折射透镜作为X射线荧光光谱仪的聚焦器件，达到更高的微区分辨率；2、X射线组合折射透镜是色散器件，通过它的物像关系，可以选择特定波长的X射线荧光进行分析；3、X射线组合折射透镜基于折射效应工作，在对X射线束聚焦时不需要折转光路，因此所形成的探測装置或仪器结构紧凑、尺寸小、重量轻，适合制作便携式仪器装置，可以实现现场分析。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术一种基于X射线组合折射透镜的便携式微束X射线荧光光谱仪的结构示意图，其中，1为主架，2为X射线光管，3为X射线组合折射透镜，4为样品，5为样品台，6为激光器，7为采集系统，8为X射线探测器，9为接ロ。图2是已有技术微束X射线荧光光谱仪的结构示意图，其中，1'为X射线CXD，2'为X射线光管，3'为第一 X射线毛细管聚焦器件，4'为样品，5'为样品台，6'为PC机，T为采集系统，8'为X射线探测器，9'为第二 X射线毛细管聚焦器件。图3-1和图3-2是本专利技术一种基于X射线组合折射透镜的便携式微束X射线荧光光谱仪的主架的俯视图和正视图，其中，1-1为第一悬臂梁，1-2为第二悬臂梁，1-3为第三悬臂梁。图4-1和图4-2是ニ维聚焦X射线组合折射透镜的正视图和俯视图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术作进ー步描述。參照图1?图4，一种微束X射线荧光分析方法，实现该分析方法的设备包括X射线荧光光谱仪，所述X射线荧光光谱仪包括主架1，所述主架1上安装X射线光管2和X射线探测器8，被检样品4位于所述X射线光管2的探測光束范围内，所述X射线探测器8位于所述被检样品4的正上方，所述荧光光谱仪还包括用于选择性地采集被检样品微区生成的X射线荧光的X射线组合折射透镜3，所述X射线组合折射透镜3与所述X射线探测器8的下端相连，所述X射线探测器8位于X射线组合折射透镜3的像空间，所述被检样品4位于所述X射线组合折射透镜3的物空间；所述X射线探测器8的上端与用于连接信息采集系统的接ロ 9相连，所述主架1上还安装激光器6，所述被检样品4位于所述激光器6的照射范围内；所述微束X射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微束X射线荧光分析方法，实现该分析方法的设备包括X射线荧光光谱仪，所述X射线荧光光谱仪包括主架，所述主架上安装X射线光管和X射线探测器，被检样品位于所述X射线光管的探测光束范围内，所述X射线探测器位于所述被检样品的正上方，其特征在于：所述荧光光谱仪还包括用于选择性地采集被检样品微区生成的X射线荧光的X射线组合折射透镜，所述X射线组合折射透镜与所述X射线探测器的下端相连，所述X射线探测器位于X射线组合折射透镜的像空间，所述被检样品位于所述X射线组合折射透镜的物空间，所述X射线探测器的上端与用于连接信息采集系统的接口相连，所述主架上还安装激光器，所述被检样品位于所述激光器的照射范围内；所述微束X射线荧光分析方法包括如下步骤：（1）从X射线光管发出的X射线光未经过聚焦，照射到被检样品的较大区域，并通过与照射区域物质相互作用产生荧光；（2）所产生荧光包含多个波长，取决于被检样品中所含成分，其中满足X射线组合折射透镜物像关系的荧光波长被采集并传送入X射线组合折射透镜、X射线探测器；（3）校准探测微区的激光器实时跟踪并校准被检样品被探测的微区；（4）X射线探测器对入射的荧光信息进行处理，并通过接口传入信息采集分析系统进行分析处理。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：乐孜纯，董文，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：