专利名称：一种具有双平晶固定元素道分光器的x荧光光谱分析仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及测量设备领域，具体涉及X荧光光谱分析仪，特别是涉及一种具
有双平晶固定元素道分光器的x荧光光谱分析仪。
背景技术：
现有的波长色散多元素同时测定型X荧光光谱分析仪(简称同定型WDXRFS)中， 一般来说真空测量室的四周安装有多个固定元素道(简称元素道)，每个元素道的特征X射 线经分光器分光后由探测器检测，产生的脉冲信号经放大器放大后，脉冲高度将按照一峰 形曲线分布，即称为该元素的特征X射线谱峰(简称元素谱峰)。仪器调试时必须仔细调节 谱峰峰位，并使谱峰分辨率达到最佳，然后设定感兴趣区，计算区内的谱峰面积(脉冲计数 率)，即代表该元素特征X射线的强度，与该元素含量成正比，借此即可以对元素含量进行 定量分析。 现有的同定型WDXRFS，在真空测量室周边安装了若干个固定元素道分光器。每个 采用曲面晶体(以下简称弯晶)的元素道分光器，由入射狭缝管组件、与入射狭缝管组件尾 部连接的分光盒组件、与分光盒组件连接的出射狭缝管组件组成。被X光管的X射线照射 后样品中的不同元素发出各自的特征X射线，其波长互不相同。这些X射线通过入射线狭
缝管端部的狭缝和管内通道以e角投射到分光盒组件内的分光晶体表面上，其中只有波
长A符合Bragg公式n A = 2dSin e (n为衍射次数，一般为l，d为晶面间距)的元素特征 X射线才能以同一 e角被分光晶体反射和聚焦，并通过出射狭缝管组件端部的狭缝进入探 测器被检测。根据所检测到的该种元素特征X射线的强度即可计算样品中该元素的含量。 其它元素的特征X射线因其波长不符合Bragg公式而被分光晶体和出射狭缝管管壁吸收。 公知的固定元素道分光器中只能安装一块弯晶，并且只有一条单通道光路，只能 测定某一种固定的元素。因此，同定型WDXRFS可以同时测定的元素种类与所安装的分光器 数量相同。由于安装空间的限制，在直径一定的真空测量室周边可以安装的分光器数量有 限，因此仪器可以同时测定的元素种类受到限制。到目前为止，现有的功率《200W的小型 多道WDXRFS仪器中最多可安装12个公知的单平晶元素分光器，即最多可同时测定12种元 素。为了增加可测定元素的种类，不得不加大真空测量室的直径，导致样品至晶体的光程长 度增加，由于检测到的X射线强度与光程长度成反比，因此为了保证元素的分析精度，必须 加大仪器的功率。即便如此，在功率^ 2000W的大型多道WDXRFS仪器中，最多也只能安装约 30个公知的单平晶分光器，而且此时仪器中已显得十分拥挤，安装、调试和维修均已相当困 难。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种体积减小、测量的元素数量增多、具有可以同时测 定两种元素的双平晶固定元素道分光器的X荧光光谱分析仪。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是一种具有双平晶固定元素道分光器的X荧光光谱分析仪，它包括X光管及X射线发生装置、若干个固定元素道分光器、真
空测量室和抽真空系统、自动控制系统、探测器、元素特征X射线谱峰检测装置以及上位PC
计算机，其特点是所述固定元素道分光器所述固定元素道分光器包括有入射准直器组件、
与入射准直器组件尾部连接的分光盒组件、与分光盒组件连接的出射准直器组件； 所述入射准直器组件包括有入射通道的管体及安装在该入射通道头部的狭缝宽
度调节器；所述出射准直器组件有两个，各包括有出射通道的管体，该出射通道头部与分光
盒组件的盒体连接；所述分光盒组件包括有盒体以及安装在该盒体内部的平晶组件，该平
晶组件包括有两块平晶、一晶体托架和两个分别与平晶连接的入射角调节机构；所述入射
通道的光轴通过平晶的中心，其入射角等于被测元素的衍射角，所述出射通道的光轴通过
同一平晶的中心，其出射角等于入射角。 所述的X荧光光谱分析仪中，所述入射准直器组件管体内为一组宽入射管路，管
体中心轴线平行；入射通道的入射光与两平晶的入射角分别为e工和e2， e工和92分别为
两种被测元素的衍射角。 所述各出射准直器的端部分别连接一个X射线探测器。所述的X射线探测器为以下的一种流气式正比计数器、封闭式正比计数器或者闪烁计数器。[0010] 所述入射准直器组件的管体的轴心线通过盒体的中心。[0011] 所述平晶为三角形，两块平晶一正一反装设在晶体托架上。 采用以上设计，本实用新型中组合了双平晶固定元素道分光器，与公知的固定元素道分光器相比较，在分光器外形尺寸相同的情况下，本实用新型中使每个分光器可以同时测定的元素种类由原来的一种元素变成为两种元素，这使得本实用新型同定型WDXRFS仪器在不加大真空测量室直径和增加分光器数量的情况下，同时测定的元素种类成倍增加，从而大大扩大仪器的应用范围。 另一方面，在所需测定的元素种类一定的情况下，本实用新型采用双平晶固定元素道分光器后可以成倍减少分光器的数量和减小真空测量室的直径，从而使本实用新型仪器结构大为简化，大幅度降低制造成本；还可使荧光X射线利用效率显著提高，并减小X光管功率。
图1为本实用新型的整体结构示意图。 图2为本实用新型中固定元素道分光器的结构示意图。
具体实施方式本实用新型提出一种具有可以同时测定两种元素的固定元素道分光器的X荧光光谱仪。该X荧光光谱分析仪整体结构如图1所示，它包括装设在一机箱内的X光管及X射线发生装置101、真空测量室102、若干个连接有探测器105的固定元素道分光器104、由控制电路板卡106等构成的自动控制系统、元素特征X射线谱峰检测装置107，以及置于机箱外和真空测量室102连通的抽真空系统103、与自动控制系统和检测装置107电连接的带显示器108和打印机109的计算机100等部分。 整机部件组成以及连接关系与现有同定型WDXRFS基本相同，本文不予赘述。
4[0018] 在本实用新型中，固定元素道分光器104采用特殊双平晶通道结构设计。如图2 所示，该固定元素道分光器104包括有入射准直器组件1、与此组件1尾部连接的分光盒组 件2、与分光盒组件连接的出射准直器组件3 ; 入射准直器组件1包括有入射通道11的管体12、以及安装在该入射通道头部的狭 缝宽光度调节件14，入射准直器组件1的管体12的尾部与盒体21连接，其中心轴线通过盒 体21的中心；出射准直器组件3包括有出射通道31的管体32，该出射准直器组件3尾部 与分光盒组件的盒体21连接；分光盒组件2包括有盒体21以及安装在该盒体内部的平晶 组件4，该平晶组件4包括有平晶41、晶体托架42和用于调整晶体角度的调节机构43 ;入 射通道11的光轴通过平晶41的中心，其入射角等于被测元素的衍射角，出射通道31的光 轴通过平晶41的中心，其出射角等于入射角；在本实用新型中，平晶组件4包括有两块三角 形的平晶41和41'， 一正一反装设在晶体托架42上，每一平晶各自与一个调节机构43连接 用以调节各自角度； 出射准直器组件的数量也为两个(标号3和3')，每个出射准直器组件的尾部分 别与分光盒组件的盒体21连接；来自入射通道ll的平行光平分为两部分，其中一部分入射 光、一块平晶41与一个出射准直器组件3构成一条衍射光路，另一部分入射光与另一块平 晶41'和另一个出射准直器组件3'构成另一条衍射光路。在两条光路中，通过各自的调节 机构43调整入射角和出射角相等。 本发明中，所述入射准直器组件I管体内的入射光轴为同一束平行光线，且与管
体中心轴线平行；两块晶体与入射光线的角度为单独调节，使来自入射通道的入射光与两
平晶的入射角分别为9i和92， 9i和92分别为两种被测元素的衍射角。 上述实施例中，各出射管体32的端部分别连接一个X射线探测器105，该X射线探
测器34可以是流气式正比计数器、封闭式正比计数器或者闪烁计数器。每个X射线探测器
均与整机中元素特征X射线谱峰检测装置107信号相连。 上述设计的固定元素道分光器104按以下方式组装在X荧光光谱分析仪中，其中 入射管组件1伸入真空测量室102内，并通过密封组件将104与102组件密封连接，此仪器 的分光组件连接安装完成。
权利要求一种具有双平晶固定元素道分光器的X荧光光谱分析仪，它包括X光管及X射线发生装置、若干个固定元素道分光器、真空测量室和抽真空系统、自动控制系统、X射线探测器、元素特征X射线谱峰检测装置以及上位PC计算机，其特征在于所述固定元素道分光器包括有入射准直器组件、与入射准直器组件尾部连接的分光盒组件、与分光盒组件连接的出射准直器组件；所述入射准直器组件包括有入射通道的管体及安装在该入射通道头部的狭缝宽度调节器；所述出射准直器组件有两个，各包括有出射通道的管体，该出射通道头部与分光盒组件的盒体连接；所述分光盒组件包括有盒体以及安装在该盒体内部的平晶组件，该平晶组件包括有两块平晶、一晶体托架和两个分别与平晶连接的入射角调节机构；所述入射通道的光轴通过平晶的中心，其入射角等于被测元素的衍射角，所述出射通道的光轴通过同一平晶的中心，其出射角等于入射角。
2. 根据权利要求1所述的X荧光光谱分析仪，其特征在于所述入射准直器组件管体内为一组宽入射管路，管体中心轴线平行；入射通道的入射光与两平晶的入射角分别为e i和e 2， e工和e 2分别为两种被测元素的衍射角。
3. 根据权利要求1所述的X荧光光谱分析仪，其特征在于所述各出射准直器的端部分别连接一个x射线探测器。
4. 根据权利要求2所述的X荧光光谱分析仪，其特征在于所述各出射准直器的端部分别连接一个x射线探测器。
5. 根据权利要求3或4所述的X荧光光谱分析仪，其特征在于所述的X射线探测器为以下的一种流气式正比计数器、封闭式正比计数器或者闪烁计数器。
6. 根据权利要求1或2或3或4所述的X荧光光谱分析仪，其特征在于所述入射准直器组件的管体的轴心线通过盒体的中心。
7. 根据权利要求5所述的X荧光光谱分析仪，其特征在于所述入射准直器组件的管体的轴心线通过盒体的中心。
8. 根据权利要求1或2或3或4所述的X荧光光谱分析仪，其特征在于所述平晶为三角形，两块平晶一正一反装设在晶体托架上。
9. 根据权利要求5所述的X荧光光谱分析仪，其特征在于所述平晶为三角形，两块平晶一正一反装设在晶体托架上。
10. 根据权利要求6所述的X荧光光谱分析仪，其特征在于所述平晶为三角形，两块平晶一正一反装设在晶体托架上。
专利摘要本实用新型公开了一种具有双平晶固定元素道分光器的X荧光光谱分析仪，包括X光管及X射线发生装置、多个固定元素道分光器、真空测量室和抽真空系统、自动控制系统、探测器、元素特征X射线谱峰检测装置以及上位PC计算机，其中固定元素道分光器内部有两条平晶衍射光路，因此分光器尺寸不变而每个分光器可以同时测定两种元素，使得在不加大真空测量室直径和增加分光器数量的情况下，本实用新型仪器可同时测定的元素种类成倍增加，扩大仪器的应用范围；而在所需测定的元素种类一定的情况下，可以成倍减少分光器的数量和减小真空测量室的直径，从而使仪器结构大为简化，大幅度降低制造成本。
文档编号G01N23/223GK201464389SQ20092011057
公开日2010年5月12日 申请日期2009年7月31日 优先权日2009年7月31日
发明者余正东, 吴娜, 高华 申请人:北京邦鑫伟业技术开发有限公司