一種微束x射線熒光譜儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種微束X射線熒光譜儀，采用高精度分辨率小于5微米的激光位移傳感器探測樣品與激光位移傳感器的之間的距離，將距離H的信號通過數(shù)模轉(zhuǎn)換卡變成數(shù)字信號傳遞給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)將信號傳遞給步進(jìn)電機(jī)控制器，隨后步進(jìn)電機(jī)控制器將信號傳遞給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，再由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)由4個(gè)步進(jìn)電機(jī)電機(jī)驅(qū)動(dòng)四維樣品臺(tái)向XYZθ四個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，保持樣品被測試點(diǎn)處于毛細(xì)管X光透鏡的后焦距的位置。
【專利說明】一種微束X射線熒光譜儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種X射線熒光分析譜儀，具體涉及一種微束X射線熒光譜儀。

【背景技術(shù)】
[0002]X射線熒光分析譜儀是一種無損分析各種樣品中元素含量的重要的分析方法，其原理是從X射線源(例如X射線管等)發(fā)射出來的X射線束照射在樣品上，樣品里所含有元素的原子核內(nèi)層電子被照射的X射線激發(fā)后留下空位，核外電子向內(nèi)層空位躍遷，并發(fā)出具有特征能量的X射線，X射線探測器接受樣品中元素發(fā)出的特征X射線的能量，經(jīng)過前置放大器、主放大器和多道分析器等電子學(xué)系統(tǒng)后，根據(jù)樣品中元素發(fā)出的特征能量和峰面積的多少判別其元素種類和元素含量。能量色散X射線熒光譜儀分析速度快，尤其是小功率的微焦斑X射線管和毛細(xì)管X光透鏡集成在一起，能實(shí)行樣品快速的線掃描和面掃描分析。毛細(xì)管X光透鏡的焦斑一般是指毛細(xì)管X光透鏡匯聚X射線束后形成的最小光斑的直徑；后焦距指的是毛細(xì)管X光透鏡的出端與焦斑之間的距離。毛細(xì)管X光透鏡的焦斑和后焦距是由毛細(xì)管X光透鏡固有的屬性，對于某一毛細(xì)管X光透鏡來說，其焦斑和后焦距是固定的，不可改變的。
[0003]在正常的X射線微區(qū)分析中，對于分析樣品中某一微區(qū)，是將被測試點(diǎn)放置在毛細(xì)管X光透鏡的后焦距F2處，照射樣品的焦斑最小但照射樣品的X射線的強(qiáng)度卻最大。但在微束X射線線掃描和面掃描中，由于樣品表面不平整性，被測試樣品的不同位置處與毛細(xì)管X光透鏡出端之間的距離大于或小于毛細(xì)管X光透鏡的后聚焦，導(dǎo)致照射樣品的X射線光斑直徑大于毛細(xì)管X光透鏡的焦斑，同時(shí)照射樣品點(diǎn)的強(qiáng)度而變小，給線掃描和面掃描的分辨率和分析數(shù)據(jù)帶來誤差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷和問題，本發(fā)明提出一種微束X射線熒光譜儀，其通過高精度激光位移傳感器的技術(shù)，通過控制樣品的運(yùn)動(dòng)，保持毛細(xì)管X光透鏡的出端與樣品被測點(diǎn)之間的距離等于毛細(xì)管X光透鏡的后焦距。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種微束X射線熒光譜儀，包括:X射線管，毛細(xì)管X光匯聚透鏡，樣品臺(tái)，位移傳感器，數(shù)模轉(zhuǎn)換卡，計(jì)算機(jī)；
[0007]所述X射線管位于所述樣品臺(tái)的上方，X射線透過所述毛細(xì)管X光匯聚透鏡照射到樣品臺(tái)上的樣品上，所述樣品與所述毛細(xì)管X光匯聚透鏡之間的距離等于毛細(xì)管X光匯聚透鏡的后焦距；
[0008]所述位移傳感器位于所述樣品的斜上方，其探測點(diǎn)與被測試點(diǎn)為同一點(diǎn)；所述位移傳感器與所述計(jì)算機(jī)電連接，用于探測所述樣品與所述位移傳感器之間的垂直距離H，并將距離H的信號通過數(shù)模轉(zhuǎn)換卡變成數(shù)字信號傳遞給計(jì)算機(jī)；
[0009]所述計(jì)算機(jī)通過控制所述樣品臺(tái)與毛細(xì)管X光匯聚透鏡之間的距離，保持樣品的被測試點(diǎn)處于毛細(xì)管X光透鏡的后焦距的位置。
[0010]進(jìn)一步地，所述計(jì)算機(jī)將信號傳遞給步進(jìn)電機(jī)控制器，隨后步進(jìn)電機(jī)控制器將信號傳遞給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，再由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)由4個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)樣品臺(tái)向XYZ Θ四個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。
[0011]進(jìn)一步地，所述位移傳感器與水平面成45°夾角。
[0012]進(jìn)一步地，所述位移傳感器采用高精度分辨率小于5微米的激光位移傳感器。
[0013]進(jìn)一步地,所述X射線管采用Oxford 50微米,50瓦微焦斑X射線管。
[0014]本發(fā)明提供技術(shù)方案的有益效果是:
[0015]1.解決了微束X射線熒光分析中由于樣品表面不平整帶來的分析誤差；
[0016]2.提高了樣品X射線面掃描分析的分辨率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是微束X射線熒光譜儀示意圖
[0018]主要附圖標(biāo)記說明:
[0019]LOxford 50微米，50瓦微焦斑X射線管；2，毛細(xì)管X光匯聚透鏡；3，被測試樣品；4，XYZ Θ四維樣品臺(tái)；5，分辨率小于5微米的高精度激光位移傳感器；6，模數(shù)轉(zhuǎn)換卡；7，計(jì)算機(jī)；8，步進(jìn)電機(jī)控制器；9，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；10，步進(jìn)電機(jī)。

【具體實(shí)施方式】
[0020]參見附圖1，本發(fā)明提供了一種微束X射線熒光譜儀，包括:0xford 50微米，50瓦微焦斑X射線管1，毛細(xì)管X光匯聚透鏡2，樣品臺(tái)4，高精度分辨率小于5微米的激光位移傳感器5，數(shù)模轉(zhuǎn)換卡6，計(jì)算機(jī)7 ；
[0021]所述X射線管I位于所述樣品臺(tái)4的上方，X射線透過所述毛細(xì)管X光匯聚透鏡2照射到樣品臺(tái)4上的樣品上，所述樣品3與所述毛細(xì)管X光匯聚透鏡2之間的距離等于毛細(xì)管X光匯聚透鏡2的后焦距；
[0022]所述位移傳感器5位于所述樣品3的斜上方，并與水平面成45°夾角，其探測點(diǎn)與被測試點(diǎn)為同一點(diǎn)；所述位移傳感器5與所述計(jì)算機(jī)7電連接，用于探測所述樣品3與所述位移傳感器5之間的垂直距離H，并將距離H的信號通過數(shù)模轉(zhuǎn)換卡6變成數(shù)字信號傳遞給計(jì)算機(jī)7 ;
[0023]所述計(jì)算機(jī)7將信號傳遞給步進(jìn)電機(jī)控制器8，隨后步進(jìn)電機(jī)控制器8將信號傳遞給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器9，再由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器9驅(qū)動(dòng)由4個(gè)步進(jìn)電機(jī)10驅(qū)動(dòng)樣品臺(tái)向XYZ Θ四個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。
[0024]工作原理:調(diào)整毛細(xì)管X光匯聚透鏡2與樣品3之間的距離，使得該距離等于毛細(xì)管X光匯聚透鏡2的后焦距，將位移傳感器5與樣品3之間垂直距離H記為hl，儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)7中，儀器工作后，位移傳感器5實(shí)時(shí)探測距離H，并將距離H的信號通過數(shù)模轉(zhuǎn)換卡6變成數(shù)字信號傳遞給計(jì)算機(jī)7 ;計(jì)算機(jī)將測得的距離H與hi比較，并控制樣品臺(tái)XYZ Θ四個(gè)方向運(yùn)動(dòng)以調(diào)整距離H，保持樣品的被測試點(diǎn)處于毛細(xì)管X光透鏡的后焦距的位置。
[0025]以上所述，僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由權(quán)利要求及其等同物限定其范圍的本發(fā)明的原理和精神的情況下，可以對這些實(shí)施例進(jìn)行修改和完善，這些修改和完善也應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種微束X射線熒光譜儀，其特征在于，包括:x射線管(I)，毛細(xì)管X光匯聚透鏡(2)，樣品臺(tái)(4)，位移傳感器(5)，數(shù)模轉(zhuǎn)換卡(6)，計(jì)算機(jī)(7)； 所述X射線管(I)位于所述樣品臺(tái)(4)的上方，X射線透過所述毛細(xì)管X光匯聚透鏡(2)照射到樣品臺(tái)⑷上的樣品(3)上，所述樣品(3)與所述毛細(xì)管X光匯聚透鏡⑵之間的距離等于毛細(xì)管X光匯聚透鏡(2)的后焦距； 所述位移傳感器(5)位于所述樣品(3)的斜上方，其探測點(diǎn)與被測試點(diǎn)為同一點(diǎn)；所述位移傳感器(5)與所述計(jì)算機(jī)(6)電連接，用于探測所述樣品(3)與所述位移傳感器(5)之間的垂直距離H，并將距離H的信號通過數(shù)模轉(zhuǎn)換卡(6)變成數(shù)字信號傳遞給計(jì)算機(jī)(7)； 所述計(jì)算機(jī)(7)通過控制所述樣品臺(tái)(4)與毛細(xì)管X光匯聚透鏡(2)之間的距離，保持樣品(3)的被測試點(diǎn)處于毛細(xì)管X光透鏡的后焦距的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的一種微束X射線熒光譜儀，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)(7)將信號傳遞給步進(jìn)電機(jī)控制器(8)，隨后步進(jìn)電機(jī)控制器(8)將信號傳遞給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(9)，再由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(9)驅(qū)動(dòng)由4個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)樣品臺(tái)(4)向ΧΥΖΘ四個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種微束X射線熒光譜儀，其特征在于，所述位移傳感器(5)與水平面成45°夾角。
4.如權(quán)利要求1所述的一種微束X射線熒光譜儀，其特征在于，所述位移傳感器(5)采用高精度分辨率小于5微米的激光位移傳感器。
5.如權(quán)利要求1所述的一種微束X射線熒光譜儀，其特征在于，所述X射線管(I)采用Oxford 50微米，50瓦微焦斑X射線管。
【文檔編號】G01N23/223GK104316553SQ201410649766
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】程琳, 王君玲, 段澤明, 李融武, 潘秋麗 申請人:北京師范大學(xué), 北京市輻射中心