專利名稱：X射線探測(cè)器中成形時(shí)間的動(dòng)態(tài)修改的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于能量分辨率要求對(duì)探測(cè)器電路參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)設(shè)置及修改的方法和設(shè)備，更具體地，涉及對(duì)響應(yīng)于在進(jìn)行中的測(cè)量的探測(cè)器電路參數(shù)的設(shè)置及修改。
背景技術(shù)：
本發(fā)明適用于廣泛類型的輻射探測(cè)器，其中，所探測(cè)粒子(在下文的描述中通常為X射線光子)的能量在探測(cè)器脈沖的持續(xù)期間內(nèi)收集的電荷中被推導(dǎo)出。在X射線閃爍探測(cè)器中探測(cè)閃爍發(fā)射的光電倍增器中產(chǎn)生的電子數(shù)量為涉及探測(cè)器的實(shí)例，該探測(cè)器有利地應(yīng)用于本發(fā)明中。在該類型的探測(cè)器中，脈沖幅度作為時(shí)間的函數(shù)的繪制圖的面積用于確定所探測(cè)粒子的能量。在上述輻射探測(cè)器中，對(duì)脈沖單獨(dú)且清楚地處理是重要的，從而推導(dǎo)出相應(yīng)脈沖下的整體面積。如果隨后的脈沖撞擊在先前脈沖的尾部頂端，則先前脈沖尾部的剩余振幅將轉(zhuǎn)嫁于連續(xù)脈沖的整體面積。因此，長(zhǎng)期以來一直實(shí)踐的是，在能量分辨率探測(cè)器的應(yīng)用中，通過縮短脈沖尾部但保留脈沖的整體面積使探測(cè)器脈沖“成形”。這通常通過脈沖處理器的運(yùn)行來實(shí)現(xiàn)，脈沖處理器通常包括執(zhí)行存儲(chǔ)的軟件指令的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)。脈沖處理器的輸出受到計(jì)算采用的多個(gè)脈沖處理參數(shù)值的影響，該值可預(yù)存于DSP的內(nèi)存中或與DSP相關(guān)的內(nèi)存中。 一個(gè)上述的脈沖處理參數(shù)為脈沖成形時(shí)間。在Knoll的Radiation and Detection(輻射與探測(cè))，3rf Edition, John Wiley與Sons QOOO)中詳細(xì)列出了關(guān)于脈沖成形時(shí)間和其它脈沖處理參數(shù)的選擇的討論，此處通過引用將其并入本文。樣品所發(fā)出的χ射線熒光的能譜已使用了幾十年來確定其元素和化學(xué)成分。χ射線熒光(XRF)技術(shù)的應(yīng)用是極其廣泛的，并且例如包括合金分類、土壤分析、涂漆的墻壁中的鉛濃度確定、消費(fèi)品中有毒元素量的測(cè)量、以及電鍍的厚度和成分確定。手持式XRF儀器，例如Thermo Scientific Niton(特莫科技尼托恩)XRF儀器常被購(gòu)買用于多種用途。然而，對(duì)于每種具體應(yīng)用而言，一般存在最有效地使樣品發(fā)熒光的最優(yōu)χ射線能譜。通過改變最大能量及入射在樣品上的激發(fā)光束的過濾來產(chǎn)生最優(yōu)能譜是標(biāo)準(zhǔn)做法。χ射線的發(fā)射源可為χ射線管或其它χ射線源，例如放射源。例如，采用用于研究土壤的截然不同的χ射線光譜參數(shù)來分析金屬合金。合金或土壤的單一測(cè)試可能涉及高壓和/或過濾的連續(xù)的、預(yù)編程的改變，從而最有效地分析樣品中的廣泛范圍的元素。自動(dòng)調(diào)整χ射線光束的強(qiáng)度以使在規(guī)定的測(cè)試時(shí)間內(nèi)收集的χ射線的數(shù)量最大也是標(biāo)準(zhǔn)做法。Dugas 的共同未決的題為"Automated X-Ray Fluorescence Analysis (自動(dòng)化的 X射線熒光分析)”(Dugas的申請(qǐng))的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)12/似6，022描述了如何可自動(dòng)選擇入射在目標(biāo)上的χ射線能譜的最優(yōu)形狀，從而使用戶并不需要事先了解正在測(cè)量的樣品的類型，此處通過引用將其并入本文。然而，Dugas方法不能解決從目標(biāo)探測(cè)到的χ射線的光譜。Camus等人的共同未決的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)12/142，737討論了在探測(cè)器成形時(shí)間的進(jìn)程內(nèi)多個(gè)探測(cè)事件的影響，此處通過引用將其并入本文。該申請(qǐng)并未解決響應(yīng)分辨率要求的成形時(shí)間的動(dòng)態(tài)變化。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提供了一種用于分析樣品的元素成分的方法。該方法具有以下步驟a.用χ射線照射樣品；b.探測(cè)所述樣品響應(yīng)于照射而發(fā)出的χ射線熒光，由此生成探測(cè)器信號(hào)脈沖；c.前置放大探測(cè)器信號(hào)脈沖；d.處理受脈沖處理參數(shù)支配的探測(cè)器信號(hào)脈沖；e.基于樣品成分的分析確定能量分辨率要求；以及f.在能量分辨率要求的基礎(chǔ)上設(shè)置至少一個(gè)脈沖處理參數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施方式，脈沖處理參數(shù)包括探測(cè)器成形時(shí)間。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于樣品的元素成分分析的χ射線熒光儀。 該X射線熒光儀具有用于照射所述樣品的X射線源，以及探測(cè)器，其用于探測(cè)所述樣品響應(yīng)于照射而發(fā)出的X射線熒光并由此生成探測(cè)器信號(hào)脈沖。該X射線熒光儀還具有用于前置放大所述探測(cè)器信號(hào)脈沖的前置放大器，和用于處理所述探測(cè)器信號(hào)脈沖的信號(hào)處理器， 以及用于控制處理參數(shù)的控制器。最后，在控制器、至少一個(gè)信號(hào)處理器及前置放大器之間的信號(hào)路徑用于根據(jù)所述樣品的成分改變脈沖處理參數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施方式，信號(hào)處理器可包括數(shù)字信號(hào)處理器，X射線源可為X射線管。脈沖處理參數(shù)可為探測(cè)器成形時(shí)間。


通過結(jié)合附圖參考下文的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述特點(diǎn)將更容易被理解，其中圖1為本發(fā)明最有利地適用的XRF儀器的圖解描繪圖；圖2示出作為從IkeV至12keV變化的能量的函數(shù)的硅漂移探測(cè)器二極管的預(yù)期分辨率的繪制圖，繪制為在5. 9keV下測(cè)量的分辨率的函數(shù)；圖3是由Ortec從聯(lián)機(jī)輔導(dǎo)資料復(fù)制的，其中示出了吞吐量計(jì)數(shù)率與脈沖成形時(shí)間之間的關(guān)系，在坐標(biāo)圖中吞吐量計(jì)數(shù)率以對(duì)數(shù)形式繪制，在每條相應(yīng)的曲線下指示脈沖成形時(shí)間；圖4繪制了成形時(shí)間和探測(cè)器溫度對(duì)CdSiTe半導(dǎo)體探測(cè)器的分辨率的影響；以及圖5為描繪根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的探測(cè)器電子的成形時(shí)間的動(dòng)態(tài)修改的流程圖。
具體實(shí)施例方式便攜式XRF儀器，例如Thermo Scientific Niton XRF探測(cè)器線，用于需要測(cè)量物質(zhì)中元素構(gòu)成的廣泛應(yīng)用，該物質(zhì)可含有跨越絕大部分元素周期表的元素。不同目標(biāo)物質(zhì)以熒光形式發(fā)出的X射線光譜在復(fù)雜性和強(qiáng)度上是不同的。一些應(yīng)用需要盡可能最好的能量分辨率以進(jìn)行正確分析，而其它應(yīng)用程序能容忍適度的能量分辨率，但需要最短的測(cè)量時(shí)間，即最高的計(jì)數(shù)率。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，熒光信號(hào)的脈沖處理器的參數(shù)可被有利地改變，優(yōu)選地，在測(cè)量過程中被有利地改變，從而優(yōu)化分析關(guān)于平衡能量分辨率和計(jì)數(shù)率的每一個(gè)應(yīng)用。脈沖處理器參數(shù)或被稱為探測(cè)器參數(shù)包括但不限于促成在一段時(shí)間后響應(yīng)脈沖處理器探測(cè)的照射的信號(hào)輸出形狀的任何參數(shù)。這些參數(shù)可包括成形時(shí)間或有效衰減時(shí)間，但也可包括更復(fù)雜的濾波參數(shù)，例如，可在探測(cè)器電路內(nèi)實(shí)施為包括前置放大和脈沖處理器。本發(fā)明的實(shí)施方式利用在信號(hào)的成形時(shí)間上的探測(cè)器的能量分辨率與探測(cè)器的最大計(jì)數(shù)率的強(qiáng)大依賴性。在長(zhǎng)的成形時(shí)間下達(dá)到最低能量分辨率，而在短的成形時(shí)間下達(dá)到最大計(jì)數(shù)率。如本文中所使用的，用語“能量分辨率”指的是可達(dá)清晰度，例如儀器有限光譜元件的半極大高度處的全寬度或需要滿足“斯派洛準(zhǔn)則”的兩個(gè)元件(兩個(gè)元件足夠分離以使零級(jí)第一和第二衍生物的鞍狀物出現(xiàn)在兩個(gè)元件之間)的間隔。上述的能量分辨率標(biāo)準(zhǔn)可用作示例，但可以理解，如本文中所使用的那樣，為了區(qū)別線，越小的能量分辨率越好。在 χ射線熒光光譜技術(shù)中，5. QkeV處的FWHM(錳的Ka線)傳統(tǒng)地被接受為探測(cè)器的分辨率測(cè)量，因此在本說明書中得到使用。通常，脈沖成形時(shí)間由軟件算法控制。對(duì)于用戶可能遇到的各種應(yīng)用和各種類型的物質(zhì)脈沖成形時(shí)間均可被預(yù)編程。如果要分析未知樣品，則在分析周期中早期獲得的實(shí)時(shí)分析數(shù)據(jù)可用來確定用于以后分析中使用的數(shù)據(jù)的最優(yōu)脈沖成形時(shí)間。本發(fā)明的方法描述了但不限于語境中的使用硅漂移探測(cè)器的手持式XRF儀器，然而，可以理解的是，本發(fā)明的范圍包括硅漂移探測(cè)器在許多其它類型的脈沖計(jì)數(shù)器中的使用。參照?qǐng)D1及一般由數(shù)字100指定的手持式XRF儀器，對(duì)優(yōu)選的方法進(jìn)行了描述而不損失共性。XRF儀器100具有發(fā)出熒光輻射104的χ射線管源102和硅漂移探測(cè)器二極管(SDD)或者其它探測(cè)器106來探測(cè)熒光χ射線108。產(chǎn)生熒光χ射線108的元素的原子由數(shù)字110示意地描繪。SDD為用于本發(fā)明的應(yīng)用的優(yōu)選探測(cè)器，因?yàn)槠渫掏铝靠蓮妮^長(zhǎng)脈沖成形時(shí)間內(nèi)的每秒二萬五千信號(hào)變化到較短脈沖成形時(shí)間內(nèi)的每秒超過十萬信號(hào)?？s短脈沖成形時(shí)間的成本以及因此每秒進(jìn)行的探測(cè)次數(shù)的增加為探測(cè)器的光譜分辨率的損失。 這種交易對(duì)于許多應(yīng)用來說在數(shù)量上是合理的。相反的交易對(duì)于一些應(yīng)用來說也是合理的，在這些應(yīng)用中從改進(jìn)的探測(cè)器分辨率獲得的信噪比超過由于計(jì)數(shù)率較低的峰值的信號(hào)強(qiáng)度損失補(bǔ)償?？稍谝?guī)定的時(shí)間內(nèi)探測(cè)到的濃度最低的元素在很大程度上由來自該元素的信號(hào)強(qiáng)度以及通過該信號(hào)的信噪比確定。本發(fā)明的實(shí)施方式利用了信號(hào)強(qiáng)度和信號(hào)的信噪比這兩個(gè)量不僅為發(fā)熒光的X射線光譜的函數(shù)，如上述的Dugas應(yīng)用中所描述的那樣，而且還為修改和控制探測(cè)到的信號(hào)的電子可調(diào)參數(shù)的函數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，數(shù)字信號(hào)處理器(DSP) 112(如圖1所示)的參數(shù)進(jìn)行了改變，特別地，脈沖成形時(shí)間與DSP參數(shù)一起改變，至少部分地確定探測(cè)器分辨率與探測(cè)器計(jì)數(shù)率以在規(guī)定的測(cè)試時(shí)間內(nèi)獲取最準(zhǔn)確的樣品分析。對(duì)于各種類型的樣品，預(yù)期XRF 儀器測(cè)試的最優(yōu)脈沖成形參數(shù)都可被預(yù)編程。當(dāng)樣品類型未知時(shí)或操作者檢驗(yàn)混合樣品類型時(shí)，最優(yōu)脈沖成形參數(shù)可通過在使用Dugas應(yīng)用中描述的分析方法進(jìn)行測(cè)試的最初幾秒內(nèi)收集的數(shù)據(jù)來確定?？梢岳斫獾氖?，雖然在優(yōu)選的實(shí)施方式中通過DSP 112的參數(shù)確定了脈沖成形時(shí)間，但還可以理解的是，脈沖成形時(shí)間或其它脈沖成形參數(shù)的修改可在本發(fā)明的范圍內(nèi)以其它方式實(shí)現(xiàn)，例如通過對(duì)探測(cè)器前置放大器114內(nèi)的電路元件的值進(jìn)行編程等。還可以理解的是，根據(jù)本發(fā)明的范圍，脈沖成形參數(shù)不限于RC時(shí)間，而且事實(shí)上，用于脈沖的上升沿及下降沿的時(shí)間常數(shù)不需要是相同的，較高階的有效過濾器也可適用于形成脈沖。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，探測(cè)到的脈沖的脈沖成形時(shí)間可基于測(cè)試下的樣品的類型來修改，也可基于累積至上述變化的數(shù)據(jù)的聯(lián)機(jī)分析在測(cè)量的過程中進(jìn)行變化。除了調(diào)整入射的發(fā)熒光的X射線束的形狀外還進(jìn)行脈沖成形的調(diào)整。當(dāng)操作者已知樣品類型時(shí)， 樣品類型可從存在于菜單顯示屏上的選項(xiàng)列表中選擇，從而實(shí)現(xiàn)X射線光譜和脈沖成形的預(yù)編程的變化。當(dāng)樣品未知時(shí)或需要快速測(cè)試及分類多種樣品時(shí)，積累的光譜用于自動(dòng)選擇合適的參數(shù)以獲得最準(zhǔn)確的結(jié)果。優(yōu)選的是，半導(dǎo)體探測(cè)器可在這樣的較冷溫度下工作以忽略熱噪聲，但該理想還沒有用于手持式XRF儀器的實(shí)踐。便攜式XRF儀器可使用熱電珀耳帖冷卻器來冷卻探測(cè)器和第一前置放大器元件。然而，有利的尺寸、重量及易于編程的珀耳帖冷卻器補(bǔ)償了其低效率。現(xiàn)在返回到圖1，雖然其它源和探測(cè)器在本發(fā)明要求的范圍內(nèi)是可替換的，但X射線源102優(yōu)選地為χ射線管，探測(cè)器106優(yōu)選地為SDD。χ射線管102工作在管電壓HV下且具有電子束電流I，并且產(chǎn)生撞擊在由元素原子110示意地表示的目標(biāo)上之前經(jīng)過濾波器的χ射線束104。熒光χ射線108在SDD中被探測(cè)到。來自該探測(cè)器的獨(dú)立信號(hào)根據(jù)沉積在SDD中的電荷進(jìn)行分類。探測(cè)到的元素的特性線具有由平均能量和半極大高度處的全寬度(FWHM)說明的高斯形狀。5. 9keV下的FWHM —般被認(rèn)為是探測(cè)器本身的分辨率的測(cè)量。更高或更低的能量下的探測(cè)器分辨率可通過5. 9keV下的分辨率的測(cè)量值(錳的Ka 線)連同特殊類型的探測(cè)器的固有分辨率被計(jì)算出。SDD探測(cè)器的無噪(固有)分辨率約為llOeV。這是僅由于從5. QkeV的χ射線的探測(cè)收集的電子和空子的數(shù)量的統(tǒng)計(jì)變化的分辨率。實(shí)際的分辨率由固有分辨率和5. 9keV的噪聲貢獻(xiàn)在正交方式下的和來確定。圖2示出作為在5. 9keV下測(cè)量的分辨率的函數(shù)的χ射線的能量從IkeV到UkeV 變化的SDD的預(yù)期分辨率。在本文中兩方面是值得注意的第一，在圖2中繪制的圖形示出了通過改進(jìn)5. 9keV的分辨率而顯著改進(jìn)的低能χ 射線(本文中指能量為3keV或更低的χ射線)的分辨率。例如，如果SDD在5. 9keV具有 ISOeV的分辨率，則在IkeV (錳的Ka線)的分辨率預(yù)期約為150eV。然而，如果SDD能達(dá)到 155eV的分辨率，則IkeV的分辨率將改進(jìn)至120eV，改進(jìn)為33%。應(yīng)注意的是，改進(jìn)的分辨率在χ射線光譜的低能區(qū)域是尤其重要的，該低能區(qū)域常由光元素的特性Kx射線、來自中量元素的L線和重量元素的M線充滿。因此，當(dāng)?shù)湍軈^(qū)域?yàn)楦信d趣的光譜區(qū)域時(shí)，由控制器 116設(shè)置較長(zhǎng)的成形時(shí)間及因此較大的光譜分辨率。第二，圖2示出光譜中所有峰值的寬度，當(dāng)5. 9keV下的探測(cè)器分辨率減小或放大時(shí)該寬度分別變窄或變寬。這些變化必須被考慮在產(chǎn)生元素濃度的定量結(jié)果的分析程序中，而計(jì)算是非平凡的并且可由于特性χ射線的能量分辨率被預(yù)定為其能量的函數(shù)而快速進(jìn)行。由Ortec從聯(lián)機(jī)輔導(dǎo)資料復(fù)制的圖3示出了吞吐量計(jì)數(shù)率與脈沖成形時(shí)間之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，在坐標(biāo)圖中吞吐量計(jì)數(shù)率以對(duì)數(shù)形式繪制，脈沖成形時(shí)間在每條相應(yīng)的曲線下表示。在成形時(shí)間范圍從0. 5 μ s至10 μ s下的脈沖放大器的計(jì)數(shù)率被繪制為進(jìn)入放大器的脈沖計(jì)數(shù)率的函數(shù)。該圖形對(duì)于鍺探測(cè)器是特定的而對(duì)于SDD并不是特定的，但其良好地示出脈沖的電子創(chuàng)建的形狀確定了可分析的最大計(jì)數(shù)率。當(dāng)成形時(shí)間為10μ s時(shí)，在輸入計(jì)數(shù)率為每秒約10，000次計(jì)數(shù)時(shí)獲得的最大吞吐量?jī)H為每秒約5，000次計(jì)數(shù)。當(dāng)成形時(shí)間縮短至1 μ s時(shí)，吞吐量增加至每秒50，000次計(jì)數(shù)。結(jié)合以下說明，使用SDD探測(cè)器實(shí)施了本發(fā)明在脈沖成形時(shí)間為4μ s處，最大吞吐量約為每秒約50，000次計(jì)數(shù)而探測(cè)器分辨率為15kV。當(dāng)脈沖成形時(shí)間縮短至1 μ s 時(shí)，由于噪聲水平上升而成形時(shí)間下降，最大計(jì)數(shù)率上升至每秒160，000次計(jì)數(shù)，而探測(cè)器分辨率下降至17kV。在每條特性線中縮短成形時(shí)間而增加4倍的計(jì)數(shù)。隔離的高能峰值的信噪比幾乎保持不變，使得元素探測(cè)的最低水平的改進(jìn)幾乎為2倍。圖 4 復(fù)制于 Niemela 等發(fā)表的 Evaluation of CdZnTe detectors for soft X-Ray applications (用于軟 χ 射線應(yīng)用的 CdZniTe 探測(cè)器的估算)，IEEE Transactions on Nuclear Science，vol. 41，pp. 10M-57 (1994)，此處通過引用并入本文，圖4示出成形時(shí)間與探測(cè)器溫度對(duì)χ射線的CdSiTe半導(dǎo)體探測(cè)器的分辨率的影響。雖然用于SDD探測(cè)器與圖4中所示的探測(cè)器的數(shù)據(jù)不同，但一般現(xiàn)象將是相同的。當(dāng)探測(cè)器溫度低至熱噪聲為不連貫(圖3中的-40°C曲線)時(shí)，成形時(shí)間增加時(shí)5. QkeV的χ射線的分辨率上升，達(dá)到 250eV的最低值約為6 μ s的成形時(shí)間。當(dāng)探測(cè)器溫度上升時(shí)，最優(yōu)的分辨率惡化；為_30°C 下的290eV及20°C下的320eV。由于上述的SDD探測(cè)器工作在_35°C，則成形時(shí)間為Iys 時(shí)分辨率為17kV，而成形時(shí)間為4μ s時(shí)分辨率為160eV。將探測(cè)器冷卻至_45°C時(shí)，上述兩個(gè)分辨率降低約10eV。本發(fā)明的實(shí)施方式提供了通過優(yōu)化特定樣品的脈沖成形時(shí)間的XRF分析儀的改進(jìn)的性能?，F(xiàn)在參照?qǐng)D5的流程圖，當(dāng)樣品基質(zhì)的先驗(yàn)了解可用時(shí)，操作者可從所列的候選樣品類型中選擇樣品類型(例如，通過觸摸屏接口)，然后，根據(jù)一個(gè)或多個(gè)預(yù)存的處理參數(shù)例如與所選樣品類型對(duì)應(yīng)的脈沖成形時(shí)間信息來分析樣品，如步驟51中指示的那樣。 在對(duì)樣品的先驗(yàn)了解不可用的情況下，則最初設(shè)置為默認(rèn)值(步驟52)的脈沖成形時(shí)間可在分析周期中基于分析周期中早期獲得且處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。更具體地，用生成的 χ射線束照射樣品，例如通過圖1的χ射線源102，以使得樣品中的原子發(fā)射特征熒光χ射線，步驟53。探測(cè)器接收熒光χ射線并且相應(yīng)地產(chǎn)生表示χ射線的能量和強(qiáng)度的脈沖，步驟 M。由探測(cè)器所產(chǎn)生的脈沖根據(jù)在步驟51或步驟52設(shè)定的脈沖處理參數(shù)成形。經(jīng)處理的脈沖被傳送至控制器，控制器分析積累的脈沖來創(chuàng)建探測(cè)到的χ射線的光譜。經(jīng)處理的脈沖的分析以及光譜的生成實(shí)時(shí)發(fā)生，即，基本與照射/探測(cè)步驟同時(shí)發(fā)生。在光譜數(shù)據(jù)積累時(shí)，控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)分析以確定光譜成分是否滿足目標(biāo)性能標(biāo)準(zhǔn)，例如能量分辨率或計(jì)數(shù)率，步驟55。如果控制器確定目標(biāo)性能標(biāo)準(zhǔn)未得到滿足，則一個(gè)或多個(gè)脈沖處理參數(shù)被調(diào)整以達(dá)到滿意的性能；例如，適用于探測(cè)器脈沖的脈沖成形時(shí)間可增加以改進(jìn)能量分辨率，步驟56。在步驟57中，根據(jù)存儲(chǔ)的指令，由照射、探測(cè)和光譜采集組成的分析周期基于經(jīng)調(diào)整的脈沖處理參數(shù)繼續(xù)執(zhí)行。應(yīng)注意的是，由經(jīng)調(diào)整的脈沖處理參數(shù)所引起的改變的探測(cè)器的能量分辨率及探測(cè)器的能量刻度必須納入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析。對(duì)于規(guī)定的探測(cè)器模型，調(diào)整算法編入DSP直至脈沖處理系統(tǒng)的能量分辨率和能量刻度為脈沖處理參數(shù)的固定函數(shù)。通常，分析周期在特定的時(shí)間周期后終止，或當(dāng)某些光譜特性(例如信噪比)已達(dá)到或當(dāng)元素濃度的統(tǒng)計(jì)不確定性達(dá)到預(yù)定水平時(shí)。 本發(fā)明的上述實(shí)施方式僅旨在作為示范；對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說許多的變化和修改將會(huì)是顯而易見的。所有這些變化和修改旨在落入由所附的任何權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于分析樣品的元素成分的方法，所述方法包括a.用χ射線照射所述樣品；b.探測(cè)所述樣品響應(yīng)于照射而發(fā)出的χ射線熒光，由此生成探測(cè)器信號(hào)脈沖；c.將所述探測(cè)器信號(hào)脈沖進(jìn)行前置放大；d.處理受脈沖處理參數(shù)支配的所述探測(cè)器信號(hào)脈沖；e.基于樣品成分的分析確定能量分辨率要求；以及f.在能量分辨率要求的基礎(chǔ)上設(shè)置所述脈沖處理參數(shù)中的至少一個(gè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述至少一個(gè)脈沖處理參數(shù)包括探測(cè)器成形時(shí)間。
3.一種用于樣品的元素成分分析的χ射線熒光儀，包括a.χ射線源，用于照射所述樣品；b.探測(cè)器，用于探測(cè)所述樣品響應(yīng)于照射而發(fā)出的χ射線熒光并由此生成探測(cè)器信號(hào)脈沖；c.前置放大器，用于對(duì)所述探測(cè)器信號(hào)脈沖進(jìn)行前置放大；d.信號(hào)處理器，用于處理所述探測(cè)器信號(hào)脈沖；e.控制器，用于控制處理參數(shù)；以及f.在所述控制器、至少一個(gè)信號(hào)處理器及所述前置放大器之間的信號(hào)路徑，用于根據(jù)所述樣品的成分改變脈沖處理參數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的χ射線熒光儀，其中，所述信號(hào)處理器包括數(shù)字信號(hào)處理器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的χ射線熒光儀，其中，所述χ射線源為χ射線管。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的χ射線熒光儀，其中，所述脈沖處理參數(shù)為探測(cè)器成形時(shí)間。
全文摘要
用于根據(jù)樣品的元素成分和/或能量分辨要求修改X射線探測(cè)器(114)的成形時(shí)間和/或其它脈沖處理參數(shù)的方法和設(shè)備。來自源(102)的X射線(104)被引導(dǎo)至樣品(110)上而作為響應(yīng)從樣品(例如樣品元素成分的發(fā)熒光照射特性)發(fā)出輻射(108)，并且由X射線探測(cè)器(114)探測(cè)該輻射，X射線探測(cè)器(114)生成表示入射的輻射的能量及強(qiáng)度的脈沖。基于對(duì)元素成分的最初分析，對(duì)成形時(shí)間和/或其它脈沖處理參數(shù)進(jìn)行設(shè)置以使受感興趣的光譜區(qū)域中的能量分辨率約束的計(jì)數(shù)率最優(yōu)化。
文檔編號(hào)G01N23/223GK102203592SQ200980144061
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2009年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月4日
發(fā)明者邁克爾·E·杜加斯, 里·哥羅德金斯 申請(qǐng)人:特莫尼托恩分析儀器股份有限公司