专利名称：X射线分析仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种X射线分析仪，其可在用X射线照射样品时检测从样品中发出的二次X射线并对样品进行分析。
然而在采用传统方法时，由于通过穿过预先形成于准直仪部件中的固定大小的孔来确定X射线照射区域，因此只能得到预定的X射线照射区域，这就存在着无法进行精确调节以达到所需大小的问题。如果还要增加区域类型的数量，那么还应根据区域类型的数量来得到大量的孔，这意味着存在准直仪部件必须占据较大面积的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了下述装置。具体地说，X射线分析仪包括用于产生原始X射线的X射线发生部件，用于从样品中检测二次X射线的X射线检测部件，以及用于限制照射样品的原始X射线的准直仪部件，其中准直仪部件设置了具有至少一个L形边缘的两个X射线屏蔽件，这两个X射线屏蔽件相互对准以形成方形开口，从而限制了样品被照射的X射线照射区域。还设置了用于允许这两个X射线屏蔽件产生运动的机构，可通过使X射线屏蔽件产生运动来改变X射线照射区域的形状和大小。
图2是根据相关技术的装置的结构的一个示例。
图3显示了构成X射线准直仪的X射线屏蔽件。
图4显示了使一个X射线屏蔽件沿横向方向运动来改变照射区域的一个示例。
图5显示了使两个X射线屏蔽件沿横向方向运动来改变照射区域的一个示例。
图6显示了使一个X射线屏蔽件沿45度方向运动来改变照射区域的一个示例。
图7显示了使两个X射线屏蔽件沿45度方向运动来改变照射区域的一个示例。
图8显示了使一个X射线屏蔽件沿纵向和横向方向运动来改变照射区域的一个示例。
图9显示了使两个X射线屏蔽件沿纵向和横向方向运动来改变照射区域的一个示例。
图10显示了用于将待改变的X射线照射区域和测量样品对准的装置的结构的一个示例。
图11显示了匹配测量样品的大小和改变X射线照射区域的大小的一个示例。
图12显示了匹配测量样品的大小和改变X射线照射区域的大小的一个示例。
具体实施例方式
在下文中将参考附图来介绍本发明的实施例，通过参考作为X射线分析仪的典型示例的荧光X射线分析仪的例子，可以特别地清楚本发明的实施例。
首先将基于图1和图3来介绍构成本发明基础的装置的结构。在图1中，X射线发生部件1采用X射线管，而可在水平方向(方向4)上运动的X射线屏蔽件2和具有固定位置的X射线屏蔽件3采用能够屏蔽原始X射线5的金属板等。X射线屏蔽件2和3的材料和厚度根据原始X射线加速电压和X射线管的功率而变化，然而在希望实现微观X射线照射区域的情况下，优选具有固定的X射线屏蔽性能同时还具有良好的可加工性的材料，例如铁、铜或钨。这是因为，由于由X射线屏蔽件构成的X射线透过表面决定了X射线照射区域的形状，因此X射线屏蔽件的边缘的直线度是很重要的。在已经确定了X射线屏蔽件的材料的阶段，材料最好具有所需的厚度以屏蔽X射线。
如图3所示，构成准直仪部件的两个X射线屏蔽件2和3均制备成L形，在使用中内L形边缘21重叠在一起以形成一个方形或矩形。在此时，形成于中心的矩形确定了X射线照射区域的大小和形状。因此，X射线屏蔽件2和X射线屏蔽件3最好具有形成为L形的内边缘21，以便确定用于使X射线穿过的表面。穿过由图1所示的X射线屏蔽件2和X射线屏蔽件3所形成的矩形间隙的原始X射线照射到测量样品9内的X射线照射区域6中。
接着将基于图4来介绍通过使一个X射线屏蔽件发生水平运动来改变X射线照射区域的大小的方法。在图4中，X射线屏蔽件2设有具有导轨和脉冲电动机的X射线屏蔽件运动机构10，其能够产生左、右水平运动，并使X射线屏蔽件2沿运动方向24运动。在此时，伴随着X射线屏蔽件2的运动而由X射线屏蔽件2和X射线屏蔽件3所形成的方形的大小在水平方向上变化。通过这种操作，X射线照射区域25变成X射线照射区域26。通过调节脉冲电动机的进给量，可以任意地设定X射线照射区域的形状和大小。
在另一实施例中，设置了用于使两个X射线屏蔽件水平地运动的X射线屏蔽件运动机构，下面将基于图5来介绍通过使两个X射线屏蔽件同等地运动来改变X射线照射区域的大小而不改变X射线照射区域的中心的方法。图5所示的X射线屏蔽件2和X射线屏蔽件3设有能够产生左或右方向的运动的X射线屏蔽件运动机构，其由脉冲电动机来驱动。由于这两个X射线屏蔽件可以同时沿相反的方向(运动方向28和29)运动相同的距离，因此运动机构中的运动设定量设定为正常量的一半。通过对X射线照射区域31采用这种方法，可以得到X射线照射区域32，其处于宽度被扩大但同时保持中心位置不变的状态。
接着将基于图6来介绍通过使X射线屏蔽件运动机构沿着与由X射线屏蔽件的L形所形成的直角为45度的方向发生运动来实现具有不同大小的矩形X射线照射区域的方法。图6所示的X射线屏蔽件2设有X射线屏蔽件运动机构，其能够沿从正上方向右倾斜45度的方向(运动方向34)运动并由脉冲电动机来驱动。运动机构中的运动设定量设定为希望变成的X射线照射区域的大小的21/2倍。通过使X射线屏蔽件2沿运动方向34运动，可以同等地改变X射线照射区域35的长度和宽度并同时保持矩形形状，从而得到X射线照射区域36。
接着将基于图7来介绍实现具有不同大小的方形X射线照射区域且不改变X射线照射区域的中心位置的方法。在图7中，X射线屏蔽件2和X射线屏蔽件3设有X射线屏蔽件运动机构，用于分别沿倾斜成45度的方向(运动方向38和39)使屏蔽件产生运动，并由脉冲电动机来驱动。X射线屏蔽件运动机构中的运动设定量设定为希望变成的X射线照射区域的大小的21/2/2倍。通过采用这种操作，可以使X射线照射区域41变成X射线照射区域42，并同时保持方形形状并还保持其中心位置。
接着将介绍通过使一个X射线屏蔽件运动机构相对于形成一个X射线屏蔽件的L形边缘沿水平和垂直的方向运动来独立地改变X射线照射区域的水平方向和垂直方向上的大小的方法。在图8中，X射线屏蔽件2设有能够在纵向方向(运动方向44)和横向方向(运动方向45)上运动并由脉冲电动机来驱动的X射线屏蔽件运动机构。当X射线屏蔽件2沿运动方向45运动时，X射线照射区域46变成水平定向的矩形X射线照射区域，即X射线照射区域47。另外，如果X射线屏蔽件2沿运动方向44运动，X射线照射区域46还可变成垂直定向的矩形X射线照射区域，即X射线照射区域48。如果X射线屏蔽件2沿运动方向45运动然后沿运动方向44运动，那么X射线照射区域46变成X射线照射区域49。在这种情况下，如果X射线照射区域46是方形的且在运动方向44和运动方向45上的运动量相等，那么X射线照射区域49也将为方形。
在图9中显示了使X射线照射区域的大小在垂直方向和水平方向上独立地变化而不改变X射线照射区域的中心位置的状态。X射线屏蔽件2和X射线屏蔽件3分别设有用于纵向和横向运动且由脉冲电动机来驱动的X射线屏蔽件运动机构。通过使X射线屏蔽件2和X射线屏蔽件3沿相反的方向同等地运动，可以控制X射线照射区域的高度和宽度，同时保持其中心位置。
例如，通过使X射线屏蔽件2沿运动方向52和使X射线屏蔽件3沿运动方向54运动相同的量，X射线照射区域56可变成X射线照射区域57，其在宽度方向上扩大同时保持中心位置不变，如果X射线屏蔽件2和X射线屏蔽件3分别沿运动方向51和运动方向55运动相同的量，那么X射线照射区域56可变成X射线照射区域58，其在深度方向上扩大同时保持中心位置不变。通过同时执行上述运动方式，X射线照射区域56可变成X射线照射区域59，其在宽度和深度方向上扩大同时保持中心位置不变。
接着将基于图10来介绍将测量样品与变化后的X射线照射区域容易地对准的方法，这是通过设置用于观察样品状态的成像部件和用于以重叠方式显示由成像部件得到的图像和X射线照射区域的显示部件来实现的。在图10中，半透明反射镜64用于从原始X射线照射方向来观察测量样品9。当成像部件68直接成像测量样品9时，不需要设置半透明反射镜64。显示部件69显示由成像部件68所获得的测量样品9的图像，并同时显示出表示X射线区域的线70。
表示X射线区域的线70通过计算下述过程来显示。
(过程1)计算X射线照射区域6的大小从包括X射线发生部件1、X射线屏蔽件2和X射线屏蔽件3在内的准直仪部件和测量样品9之间的位置关系来计算X射线照射区域6的大小，方形的大小由准直仪部件来实现。作为示例，计算出的X射线照射区域的大小为2mm宽和2mm深。
(过程2)计算由成像部件68所获得的图像的视场由于所计算出的大小根据途经的成像部件68和光学系统而不同，因此计算出的宽度为8mm，深度为6mm。
(过程3)显示X射线照射区域可从图像视场和X射线照射区域的大小中计算出显示部件上的X射线照射区域的大小，并且可以显示出表示X射线照射区域的线70。
如上所述，即使X射线照射区域发生变化，通过以重叠方式显示X射线照射区域和测量样品，可以容易地对准测量样品。
装置还设有用于指示显示部件上的X射线照射区域的大小的操作装置，下面将基于图11和图12来介绍使X射线照射区域的大小变化并确认显示部件上的测量样品的方法。在图11中，采用鼠标作为用于指示X射线照射区域的大小的操作装置，显示部件71显示测量样品的图像72和表示X射线照射区域的线73，在显示部件上还显示了鼠标光标74。通过此示例，将给出假定装置中的一个如图4所示的X射线屏幕件沿横向方向运动以改变X射线照射区域的宽度的介绍。
在图11中，表示X射线照射区域的线73相对于测量样品的图像72伸出，如果在此状态下进行测量，那么测量也会在原始X射线照射在没有测量样品的区域下进行。当希望存在于所有区域中的整个测量样品处于X射线照射区域内时，采用鼠标来选择表示X射线照射区域的线73的右端，并且进行可减小表示X射线照射区域的矩形的宽度的操作。操作的结果是得到图12所示的表示X射线照射区域的线74。装置进行下述过程中的操作，从而使X射线照射表示X射线照射区域的线74。
(过程1)计算由成像部件所得到的图像的视场(过程2)将表示X射线照射区域的线74变换到测量样品的大小从图像的视场和表示X射线照射区域的线74之间的关系中计算出X射线照射区域。
(过程3)改变X射线照射区域从X射线发生部件、两个X射线屏蔽件和测量样品以及计算出的X射线照射区域之间的位置关系中计算出X射线屏蔽件的运动量，其中准直仪部件的位置由两个X射线屏蔽件所确定，移动X射线屏蔽件，并改变X射线照射区域。
如上所述，可以改变X射线照射区域，同时确认显示部件上的测量样品。
至此，已经给出了荧光X射线分析仪作为实施例的介绍，然而本发明也可应用于X射线衍射仪和X射线扫描分析显微镜。
本发明可使X射线分析仪具有矩形或方形的X射线照射区域，X射线分析仪包括用于产生原始X射线的X射线发生部件，用于从样品中检测二次X射线的X射线检测部件，以及用于限制照射样品的原始X射线的准直仪部件，其中准直仪部件设置了具有至少一个L形边缘的两个X射线屏蔽件，这两个X射线屏蔽件相互对准以形成方形开口，从而限制样品被照射的X射线照射区域。
还设置了X射线屏蔽件运动机构，可通过使X射线屏蔽件运动而以无级的方式来改变X射线照射区域的形状和大小。
还可以通过使两个X射线屏蔽件沿相反方向移动相同距离来改变X射线照射区域的大小和形状，同时保持X射线照射区域的中心位置。
还可以通过设置用于观察样品状态的成像部件和用于以重叠方式显示由成像部件得到的图像和X射线照射区域的显示部件从而以重叠的方式来显示X射线照射区域和测量样品的状态，来使测量样品相对于变化后的X射线照射区域容易地对准。
权利要求
1.一种X射线分析仪，包括用于产生原始X射线的X射线发生部件，用于从样品中检测二次X射线的X射线检测部件，和用于限制照射所述样品的原始X射线的准直仪部件，所述准直仪部件设置了具有至少一个L形边缘的两个X射线屏蔽件，所述两个X射线屏蔽件相互对准以形成方形开口，从而限制所述样品被照射的X射线照射区域。
2.根据权利要求1所述的X射线分析仪，其特征在于，所述准直仪部件设有用于允许所述两个X射线屏蔽件中的一个产生水平运动的X射线屏蔽件运动机构，并且可以改变所述X射线照射区域的形状和大小。
3.根据权利要求1所述的X射线分析仪，其特征在于，所述准直仪部件设有用于允许所述两个X射线屏蔽件产生平衡的水平运动的X射线屏蔽件运动机构，并且可以改变所述X射线照射区域的形状和大小。
4.根据权利要求2所述的X射线分析仪，其特征在于，所述X射线屏蔽件运动机构允许沿与X射线屏蔽件的L形边缘所形成的直角为45度的方向的运动，所述X射线照射区域形成为任意大小的方形。
5.根据权利要求3所述的X射线分析仪，其特征在于，所述X射线屏蔽件运动机构允许沿与X射线屏蔽件的L形边缘所形成的直角为45度且相互间相反的方向的运动，所述X射线照射区域形成为任意大小的方形。
6.根据权利要求2所述的X射线分析仪，其特征在于，所述X射线屏蔽件运动机构允许所述X射线屏蔽件沿向前、向后、向左和向右的方向进行运动，所述X射线照射区域的大小可独立地在水平方向和垂直方向上变化。
7.根据权利要求3所述的X射线分析仪，其特征在于，所述X射线屏蔽件运动机构允许所述X射线屏蔽件沿向前、向后、向左和向右的方向进行运动，所述X射线照射区域的大小可独立地在水平方向和垂直方向上变化。
8.根据权利要求1所述的X射线分析仪，其特征在于，所述分析仪还包括用于观察样品状态的成像部件和用于以重叠方式显示由所述成像部件得到的图像和X射线照射区域的显示部件。
9.根据权利要求8所述的X射线分析仪，其特征在于，所述分析仪还包括用于在所述显示部件上指示X射线照射区域的大小的操作装置，可以改变所述照射区域同时采用所述显示部件来确认测量样品。
全文摘要
本发明旨在实现无须扩大准直仪部件的面积来得到任意大小的X射线照射区域。X射线分析仪包括用于产生原始X射线的X射线发生部件，用于从样品中检测二次X射线的X射线检测部件，以及用于限制照射样品的原始X射线的准直仪部件，其中准直仪部件设置了具有至少一个L形边缘的两个X射线屏蔽件，这两个X射线屏蔽件相互对准以形成矩形或方形的开口。设置了机构来使两个X射线屏蔽件运动，从而可以改变X射线照射区域的形状和大小。
文档编号G01N23/22GK1435686SQ0310431
公开日2003年8月13日 申请日期2003年1月31日 优先权日2002年1月31日
发明者长谷川清 申请人:精工电子有限公司