专利名称：一种具有双弯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
有双弯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
长入符合Bragg公式ii A = 2dSin 0 (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。[0004] 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个公知的单弯晶元素分光器，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个公知的单弯晶分光器，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具有双弯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弯晶固定元素道分
3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，其特点是所述固定元素道分光器包括有入射狭缝管组件、与入射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； 所述入射狭缝管组件包括有入射通道的管体、安装在该入射通道头部的狭缝宽度调节机构以及安装在该入射通道尾部的光栏板；所述出射狭缝管组件包括有出射通道的管体以及安装在该出射通道头部的狭缝板,该出射狭缝管组件的尾部与所述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弯晶组件，该弯晶组件包括有弯晶、晶体托架和入射角调节机构；所述入射通道的光轴通过弯晶的中心，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弯晶的中心，其出射角等于入射角；[0008] 所述入射狭缝管组件的管体内的入射通道数量为两条，且其结构相同，各入射通道头部均设置一狭缝宽度调节机构，尾部均设置一光栏板；所述入射管组件的管体的尾部与盒体连接； 所述出射狭缝管组件的数量为两个，且其结构相同，每个出射狭缝管组件的尾部分别与分光盒组件的盒体连接； 所述分光盒组件的盒体内安装有两套弯晶组件,每套弯晶组件与一个入射通道和
一个出射狭缝管组件构成-一条衍射光路，该光路中，入射角和出射角相等。 以上所述的X荧光光谱分析仪中，所述入射狭缝管组件管体内的两路入射光轴与
管体中心轴线之间的夹角为4。 6° ;两路入射光轴的入射角分别为e^口 e2, 9i和e2
分别为两种被测元素的衍射角，所述的两个出射狭缝管组件上的两条出射光轴的出射角分别为9i和92。 所述X射线探测器为两个，每个出射狭缝管管体的端部分别连接一个所述X射线探测器。所述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。 以上所述的X荧光光谱分析仪中，所述入射狭缝管组件的管体的轴心线通过盒体的中心。 以上所述的X荧光光谱分析仪中，所述的弯晶为约翰逊(Johansson)型、约翰(Johann)型或对数螺旋曲面型；该弯晶的中心至入射、出射狭缝之间的距离为130 210mm。 采用以....匕设计，本实用新型中组合了双弯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WI)XRFS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，本实用新型采用双弯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。
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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
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。 在本实用新型中，固定元素道分光器104采用特殊双弯晶通道结构设计。如图2 所示，该固定元素道分光器104包括有入射狭缝管组件1、与此组件1尾部连接的分光盒组 件2、与分光盒组件2连接的出射狭缝管组件3 ; 入射狭缝管组件1包括有入射通道11的管体12、安装在该入射通道头部的狭缝宽 度调节机构13以及安装在该入射通道尾部的光栏板14 ;出射狭缝管组件3包括有出射通 道31的管体32以及安装在该出射通道头部的狭缝板33，该出射狭缝管组件3的尾部与分 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弯晶组件 4,该弯晶组件4包括有弯晶41、晶体托架42和入射角调节机构43 ;入射通道11的光轴通 过弯晶41的中心,其入射角等于被测元素的衍射角，出射通道31的光轴通过弯晶41的中 心，其出射角等于入射角； 入射狭缝管组件1的管体12内的入射通道11数量为两条，且其结构相同，各入射 通道11头部均设置一狭缝宽度调节机构13，尾部均设置一光栏板14 ;入射狭缝管组件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； 出射狭缝管组件3的数量也为两个，且其结构相同，每个出射狭缝管组件3的尾部 分别与分光盒组件的盒体21连接； 另外，分光盒组件的盒体21内安装有两套弯晶组件4，每套弯晶组件4与一个入射 通道和一个出射狭缝管组件构成一条衍射光路，该光路中，入射角和出射角相等。 本实用新型中，为了减小分光盒组件2的尺寸，所述入射狭缝管组件1管体内的两 路入射光轴与管体中心轴线之间的夹角|3:|和|32为4° 6° ;两路入射光轴的入射角分 别为9i和e2， 9i和92分别为两种被测元素的衍射角，两个出射狭缝管组件3中的两条 出射光轴的出射角分别为^和e2。 另外，上述的弯晶41为约翰逊(Johansson)型、约翰(Joh薩)型或对数螺旋曲面 型；该弯晶41的中心至入射、出射狭缝之间的距离为130 210mm。 本实用新型中，每个出射狭缝管管体32的端部分别连接一个X射线探测器105， 该X射线探测器105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。 下面，举一具体实施例进行说明 本发明提供的一个用于测定的Ca和Fe元素的分光器，图2中所示的上部通道用
5于测定Ca元素，2 0 2 = 113. 09° e 2 = 4. 9° ，晶体为Johansson型LiF(200)弯晶，晶体中心至入射、出射狭缝的距离均为146. 01mm;图2中所示的下部通道用于测定Fe元素，2 e :|=56. 52° ^ = 4. 9° ，晶体也为Johansson型LiF(200)弯晶，晶体中心至入射、出射狭缝的距离均为142. 04咖。 上述设计的固定元素道分光器104按以下方式组装在同定型X荧光光谱仪中，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弯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狭缝管组件、与入射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；所述入射狭缝管组件包括有入射通道的管体、安装在该入射通道头部的狭缝宽度调节机构以及安装在该入射通道尾部的光栏板；所述出射狭缝管组件包括有出射通道的管体以及安装在该出射通道头部的狭缝板，该出射狭缝管组件的尾部与所述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弯晶组件，该弯晶组件包括有弯晶、晶体托架和入射角调节机构；所述入射通道的光轴通过弯晶的中心，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弯晶的中心，其出射角等于入射角；所述入射狭缝管组件的管体内的入射通道数量为两条，且其结构相同，各入射通道头部均设置一狭缝宽度调节机构，尾部均设置一光栏板；所述入射管组件的管体的尾部与盒体连接；所述出射狭缝管组件的数量为两个，且其结构相同，每个出射狭缝管组件的尾部分别与分光盒组件的盒体连接；所述分光盒组件的盒体内安装有两套弯晶组件，每套弯晶组件与一个入射通道和一个出射狭缝管组件构成一条衍射光路，该光路中，入射角和出射角相等。
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狭缝管组件管体 内的两路入射光轴与管体中心轴线之间的夹角为4。 6° ;两路入射光轴的入射角分别为 9i和e2， 9i和92分别为两种被测元素的衍射角，所述的两个出射狭缝管组件上的两条出射光轴的出射角分别为9i和92。
3. 根据权利要求1所述的X荧光光谱分析仪，其特征在于所述出射狭缝管管体的端 部连接所述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X射线探测器为两个， 每个出射狭缝管管体的端部连接-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所述的同定型X荧光光谱仪，其特征在于:所述入射 狭缝管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管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，其特征在于所述的弯晶为 约翰逊型、约翰型或对数螺旋曲面型；该弯晶的中心至入射、出射狭缝之间的距离为130 210咖。
9. 根据权利要求5所述的X荧光光谱分析仪，其特征在于所述的弯晶为约翰逊型、约 翰型或对数螺旋曲面型；该弯晶的中心至入射、出射狭缝之间的距离为130 21()咖。
10. 根据权利要求6所述的X荧光光谱分析仪，其特征在于所述的弯晶为约翰逊型、 约翰型或对数螺旋曲面型；该弯晶的中心至入射、出射狭缝之间的距离为130 210mm。
专利摘要本实用新型公开了一种具有双弯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、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，其中固定元素道分光器内部有两条弯晶衍射光路，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G01N23/223GK201522461SQ20092011057
公开日2010年7月7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