一种X射线双谱仪制造技术

本发明专利技术涉及一种X射线双谱仪，所述双谱仪包括：4千瓦功率X射线管，三维样品移动台，CCD相机，毛细管X光半透镜，半导体X射线探测器和电子学系统I，平面晶体，NaI?X射线探测器和电子学系统II，准直狭缝I和准直狭缝II；X射线能谱和波谱共有一个4千瓦大功率X射线管，毛细管X光半透镜固定于半导体X射线探测器和电子学系统I前，毛细管X光半透镜位于样品斜上方并成67.5度的角度对准样品用于收集样品的微区元素所激发出来的元素特征能量的X射线，计算机控制的三维样品移动台移动样品做线扫描或面扫描分析或样品中感兴趣的微区。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种X射线双谱仪，所述双谱仪包括：4千瓦功率X射线管，三维样品移动台，CCD相机，毛细管X光半透镜，半导体X射线探测器和电子学系统I，平面晶体，NaI?X射线探测器和电子学系统II，准直狭缝I和准直狭缝II；X射线能谱和波谱共有一个4千瓦大功率X射线管，毛细管X光半透镜固定于半导体X射线探测器和电子学系统I前，毛细管X光半透镜位于样品斜上方并成67.5度的角度对准样品用于收集样品的微区元素所激发出来的元素特征能量的X射线，计算机控制的三维样品移动台移动样品做线扫描或面扫描分析或样品中感兴趣的微区。【专利说明】一种X射线双谱仪
本专利技术涉及一种X射线荧光分析谱仪，具体涉及一种X射线双谱仪。
技术介绍
X射线荧光分析谱仪是一种无损分析各种样品中元素含量的重要的分析方法，其原理是从X射线源(例如X射线管等)发射出来的X射线束照射在样品上，样品里所含有的元素的原子核内层电子被照射的X射线激发后留下空位，核外电子向内层空位跃迁，并发出具有特征能量的X射线，X射线探测器接受样品中元素发出的特征X射线的能量，经过前置放大器、主放大器和多道分析器等电子学系统后，根据样品中元素发出的特征能量和峰面积的多少判别其元素种类和元素含量。X射线荧光分析谱仪一般分为能量色散X射线荧光分析谱仪(简称X射线能谱)和波长色散X射线荧光分析(简称X射线波谱)。两种谱仪都各自有自己的特点。其中能量色散X射线荧光谱仪分析速度快，很容易实现线扫描和面扫描分析，但能量分辨率低，能谱背景高，探测极限高；而波长色散X射线荧光分析分辨率高，分析本底低，探测极限低，但分析速度慢，很难实现线扫描和面扫描分析。为了实现X射线能谱和波谱同时测量的问题，现有的具备能谱仪和波谱仪的双谱仪仅仅是将一套X射线荧光能谱和一套X射线波谱简单的组合在一起，其必须同时具备两个X射线管和两个X射线探测器，设备复杂，整体体积庞大，价格高昂，另外现有的双谱仪也无法对小颗粒的样品或样品中特定的微小区域分析，检测精度有限。虽然申请号为200810116613.6和200920145676.4均提出了利用毛细管X射线透镜实现了样品微区的分析，但是上述两份专利均是利用毛细管全透镜将50瓦以下小功率X射线管激发的X射线束汇聚成小点，去激发样品的微区，探测器探测整个微区域的元素信号，仍然不能实现能谱和波谱同时分析，即使在上述两个专利基础上实现能谱和波谱同时分析也必须要增加X射线管和相应的探测器，必然还是需要增加设备的复杂性。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中存在的缺陷和问题，本专利技术提出一种基于毛细管X光半透镜X射线双谱仪，其既能进行高精度的元素含量测定，同时又能进行线扫描分析和面扫描分析，也能进行小颗粒的样品或样品中特定的微小区域分析，设备简单。本专利技术是通过以下技术方案实现的:所述X射线双谱仪包括:4千瓦功率X射线管，三维样品移动台，CXD相机，毛细管X光半透镜，半导体X射线探测器和电子学系统I，平面晶体，NaI X射线探测器和电子学系统II，准直狭缝I和准直狭缝II ；所述4千瓦功率X射线管位于三维样品移动台的左侧的斜上方，与水平面成45度角度，所述4千瓦功率X射线管以45度的角度将X射线入射到在所述三维移动台上的待探测样品上；所述准直狭缝1、准直狭缝I1、平面晶体和NaI X射线探测器和电子学系统II位于三维样品移动台的右侧的斜上方；从样品激发出来的元素特征X射线穿过准直狭缝II经过平面晶体分光后穿过准直狭缝I后进入NaI X射线探测器和电子学系统II ；所述毛细管X光半透镜位于半导体X射线探测器和电子学系统I的前端，所述毛细管X光半透镜固定于半导体X射线探测器前，在样品的右侧与样品的水平面成67.5度夹角，所述毛细管X光半透镜的小直径端对准所述样品待探测的微区域，大直径端对准半导体X射线探测器和电子学系统I ;元素特征X射线以满足在空心玻璃管内壁发射全反射的角度从毛细管X光半透镜的小直径端进入空心玻璃管，以全反射的方式在毛细玻璃管的内部进行传输；CCD相机位于样品的正上方，计算机控制所述三维样品移动平台可以移动样品向X、Y和Z三个方向移动，和CCD相机相结合以便于快速找到被测微区域。进一步地，所述4千瓦功率X射线管1，可以实现测量样品中IOppm以上的痕迹元素的含量，能测量30多个以上的元素。进一步地，所述半导体X射线探测器具有130电子伏特的分辨率；所述NaI X射线探测器具有500伏特以上的分辨率，NaI X射线探测器和平面晶体6相结合，分辨率可以到达20电子伏特。进一步地，所述微区域9的直径为50-200微米。进一步地，所述计算机还通过控制CCD相机的软件，在计算机的显示屏上能观察到样品的情况，CCD相机的软件显示的中心位置有一个红色十字架，通过计算机软件控制三维样品台2移动样品，使需要测量的微小区域位于十字架的交叉点，同时计算机通过控制三维样品移动台2调整毛细管X光半透镜4与待测样品的距离，CXD相机的软件观测样品的微区形貌达到最大清晰度时，表明毛细管半透镜与样品的距离正合适。进一步地，所述样品为土壤、岩石、金属不锈钢，水泥、陶瓷、电路板或其它固态厚靶或大气颗粒物等薄靶样品。进一步地，所述元素为从硼元素到铀元素。进一步地，所述毛细管X光半透镜4由10万-100万根内径3微米-15微米内壁光滑的空心玻璃管在高温下融合而成，毛细管的内径是不均匀的，入端的毛细管的管径比出端管径细。。本专利技术提供技术方案的有益效果是:解决了在样品实现波谱分析的同时，也能进行微区的线扫描和面扫描分析；兼用两种功能的双谱仪，既能测量样品中元素含量的平均值，也能测量某一微区的个别值；提高了样品的分析速度，也提高分析结果的准确度。【专利附图】【附图说明】图1是X射线双谱仪平台结构图 图2是毛细管X光半透镜示意图主要附图标记说明:1-4千瓦功率X射线管，2-三维样品移动台，3-CXD相机，4_毛细管X光半透镜，5-半导体X射线探测器和电子学系统I，6-平面晶体，7-NaI X射线探测器和电子学系统II，8-准直狭缝I，9-毛细管半透镜收集的微区域，10-准直狭缝II。【具体实施方式】参见附图1，本专利技术提供了一种X射线双谱仪，X射线能谱和波谱共有一个4千瓦大功率X射线管1，毛细管X光半透镜4固定于半导体X射线探测器前，毛细管X光半透镜4与半导体X射线探测器一起位于样品的右上方，并与样品的水平面成45度处，对准样品用于收集样品的微区(直径在50-200微米)元素所激发出来的元素特征能量的X射线，计算机控制的三维样品移动台移动样品做线扫描或面扫描分析，计算机还通过控制CCD相机的软件，在计算机的显示屏上能观察到样品的情况，CCD相机的软件显示的中心位置有一个红色十字架，通过计算机软件控制三维样品台移动样品，使需要测量的微小区域位于十字架的交叉点，同时计算机还控制三维样品移动台调整毛细管X光半透镜4与待测样品的距离，CCD观测样品的微区达到最大清晰度时，表明毛细管半透镜与样品的距离正合适。所述半导体X射线探测器具有130电子伏特的分辨率；所述NaI X射线探测器有500伏特以上的分辨率，NaI X射线探测器和平面晶体6、准直狭缝18和准直狭缝IIlO等相结合，其分辨率可以到达本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种X射线双谱仪，其特征在于，所述双谱仪包括：4千瓦功率X射线管(1)，三维样品移动台(2)，CCD相机(3)，毛细管X光半透镜(4)，半导体X射线探测器和电子学系统I(5)，平面晶体(6)，NaI?X射线探测器和电子学系统II(7)，准直狭缝I(8)和准直狭缝II(10)；所述4千瓦功率X射线管(1)位于三维样品移动台(2)的左侧的斜上方，与水平面成45度角，所述4千瓦功率X射线管(1)发出的X射线以45度的角度照射在所述三维移动平台(2)上的待探测样品上；所述准直狭缝I(8)、准直狭缝II(10)、平面晶体(6)和NaI?X射线探测器和电子学系统II(7)位于三维样品移动台(2)的右侧的斜上方；从样品激发出的元素特征X射线穿过准直狭缝II(10)经过平面晶体(6)分光后穿过准直狭缝I(8)后进入NaI?X射线探测器和电子学系统II(7)；所述毛细管X光半透镜(4)位于半导体X射线探测器和电子学系统I(5)的前端，所述毛细管X光半透镜(4)固定于半导体X射线探测器前，在样品的右侧与样品的水平面成67.5度夹角，所述毛细管X光半透镜(4)的小直径端对准所述样品待探测的微区域(9)，大直径端对准半导体X射线探测器和电子学系统I(5)；X射线以满足在空心玻璃管内壁发射全反射的角度从毛细管X光半透镜(4)的小直径端进入空心玻璃管，在空心玻璃管的光滑内壁全反射的方式在毛细玻璃管的内部进行传输；CCD相机(3)位于样品的正上方，计算机控制所述三维样品移动平台(2)可以移动样品向X、Y和Z三个方向移动，和CCD相机(3)相结合以便于快速找到被测微区域(9)。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程琳，黎龙辉，王君玲，李融武，潘秋丽，李崧，刘志国，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：