专利名称：X荧光光谱仪探测器薄膜窗口支撑网架的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种X荧光光谱仪中的部件，尤其是涉及一种用于X荧光光谱仪 分光系统与流气式探测器之间薄膜窗口的支撑网架。
背景技术：
波长色散X荧光光谱仪是定量检测材料化学成份精密仪器，广泛应用于建材、冶 金、环保和科研等领域。X射线晶体分光系统与探测系统是光谱仪中最核心的部件。分光系 统内为真空，探测器分为流气式探测器和封闭探测器两种，其中，流气式探测器内为正压， 而封闭式探测器内则为比分光系统真空度更高的真空。探测器与分光系统直接连接，由于 两个系统内的气体压力存在着不同，为使这两个系统内气体压力相互间不受影响，通常需 要在这两个系统之间设置一层隔离膜。考虑到隔离膜会对通过的X射线带来衰减，为了最 大程度地减少隔离膜对X射线造成的衰减，需要采用很薄的隔离膜，一般隔离膜的膜厚选 择为1-2 μ。但是由于隔离膜很薄，两个系统之间存在的压力差会导致隔离膜发生变形甚至 引超隔离膜破损，这样需要在压力低的一边设置支撑网架，用来保护隔离膜使得隔离膜不 发生变形。国外同类设备上采用的支撑网架是利用铜板光刻技术，在一个薄铜板上，用光刻 技术刻出所需间距的空隙而形成支撑网。然而由铜板光刻技术得到的支撑网存在以下问 题(1)只能用金属材料制成支撑网；( 支撑网是由很薄铜板制作而成，支撑强度较差， 容易发生支撑网断丝或整体发生变形；C3)在高倍放大镜下观察，光刻网格的边缘有很多 毛刺，在使用过程中，在与隔离膜发生挤压和裹缠时，会刺破隔离膜而造成隔离膜漏气；(4) 由于光刻支撑网很薄，应用中易与隔离膜挤压和裹缠在一起，造成不易拆开，而硬性拆开会 损坏光刻支撑网，因而通常只能使用一次。有研究表明，采用非金属丝的支撑网能够使得X射线的通过率提高一倍以上。由 于所使用的支撑网的材质和疏密程度也会对X射线的通过有很大影响，甚至会直接影响X 荧光光谱仪的性能，为了减少支撑网带来的影响，原则上网丝线径应尽可能细，且线间距要 尽可能大。因此，采用非金属的细丝制成间距较大，同时支撑强度高的支撑网是一个有待解 决的难题。发明内容针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种对隔离膜挤压不会发生变形，支撑 强度好且能够反复使用的而且便于安装的X荧光光谱仪探测器薄膜窗口支撑网架。为解决上述问题，本实用新型的X荧光光谱仪探测器薄膜窗口支撑网架包括支撑 体和设置在支撑体上的支撑网，支撑体为具有厚度的板，在支撑体的中间设有透穿的长槽， 且该长槽为开口由上向下变小而形成楔形长槽，支撑网为由丝线织成的网构成且将其固定 在支撑体下部表面。作为本实用新型的一种改进，在支撑体的厚度方向的周边中部设有一道沟槽，使得支撑体分为上、下两个部分，支撑体的下部周边开设有缺口，支撑网是由丝线通过缺口垂 直地穿过楔形长槽并行走于不同缺口之间绕行而形成的网。支撑网架的支撑体既可以是长圆形也可以是圆形。作为本实用新型的另一种改进，上述缺口由设在支撑体横向方向的第一组缺口和 设在支撑体纵向方向的第二组缺口组成，丝线可以仅在第一组缺口之间行线或仅在第二组 缺口之间行线而形成丝线平行的网；也可以先在第一组缺口之间行线后又在第二组缺口之 间行线而形成交叉的网。丝线可以选择是金属的或是非金属，丝线的线径可以根据具体情况而定。丝线的 间距依据X射线衍射的情况和隔离膜的厚度的不同可以进行适当地调整，具体地说，丝线 在缺口转折时可以通过选择间隔不同数量的缺口来调整行走丝线的间距。由于丝线在边槽 内中缠绕，丝线的高度不会超出支撑网架的外形，这样不会影响支撑网架在光路系统内的 安装。本实用新型另一目的是提供一种装有该支撑网架的X荧光光谱仪。该X荧光光 谱仪，包括分光系统和探测器，还设置有前述支撑网架，和在探测器前端的与支撑网架相配 的、用于安装支撑网架的凹槽，支撑网架上的支撑网朝向探测器的隔膜。由于采用了以上设计，在本实用新型的支撑网架中，支撑网是绕在具有一定厚度 的支撑体上，在对隔离膜发生挤压时，支撑网也不易发生变形，具有支撑强度好且支撑网面 不会与隔离膜粘连因而能够反复使用的优点；配合X荧光光谱仪探测器薄膜窗口上的凹 槽，还有便于安装的效果。
图1为X荧光光谱仪分光器及探测器窗口结构原理图。图2为图1中探测器与支撑网架连接部局部放大图。图3(a)为长形探测器薄膜窗口支撑网架一种实施方式结构图。图3(b)为图3(a)的A-A方向的截面图。图4为长形探测器薄膜窗口支撑网架另一种实施方式结构图。图5(a)为圆形探测器薄膜窗口支撑网架实施方式结构图。图5(b)为图5(a)的A-A方向的截面图。图6为圆形探测器薄膜窗口支撑网架另一种实施方式结构图。
具体实施方式
图1和图2为X荧光光谱仪分光器及探测器窗口结构原理图。如图1所示并参考 图2，X光管照射样品，激发出二次X射线进入分光器9，经晶体分光并聚焦，经由探测器前 端窗口 3，进入探测器6。由于真空分光室7与探测器流气室5之间压力的不同，通过在真 空分光室7与探测器流气室5之间设置隔离膜4来将两者隔开。两侧存在压力差，容易使 隔离膜会发生变形甚至会破损，因而在压力低的一边设置支撑网架2。为了使网架开口尺寸 达到最小，从而使隔离膜受力最小，所以将支撑网架2置于X荧光光谱衍射光路8最窄的后 狭缝1处。图3(a)表示本实用新型设计的X荧光光谱仪探测器薄膜窗口支撑网架2，其为从支撑网架2底部一侧(楔形长槽小开口一侧)观察支撑架2而得到的示意图。图3(b)为 图3(a)的A-A方向的截面图。该支撑网架2包括支撑体18和单方向平行走线的支撑网12 或纵、横双方向交叉走线的支撑网13。支撑体18采用带有定厚度的金属板或硬塑料板加 工而成，支撑体18可以为长圆形(当然也可以为适于安装在探测器6的其他形状，例如图 5(a)和6中的圆形)。带有厚度的支撑体18本身有一定的强度，不易变形，从而使得支撑 网架2不易发生松动由于光路8(图1)是成楔形散开的，而支撑网架2又具有一定厚度， 因此需要在带有厚度的支撑体18的中间由上向下(在图3(b)中，左侧表示支撑体上部、右 侧表示支撑体下部)加工一个楔形长槽19作为光路通道。在支撑体18边缘的厚度方面 上，沿支撑体18周边加工有一道边槽16，使得支撑体18形成上、下两个部分，在支撑体18 下部的纵向和横向的两个方向上加工有均勻分布的多个缺口，在长边的缺口为第一组缺口 11而短边的缺口为第二组缺口 14 ；可以采用线切割技术在金属板的周边边缘加工出均勻 分布的缺口，加工方便且工艺简单。将丝线15在沟槽16内缠绕数圈后与一端头打结成系扣17，另一端头经第一组缺 口 11垂直穿过楔形长槽19，并在另一侧的第一组缺口 11处折返，通过在第一组缺口 11之 间多次往复行线，形成具有多条单向(如纵向方向)，平行丝线的支撑网12(参见图4)。在 第一组缺口 11之间行线完毕后，将丝线15在边槽16内转到号一个垂直方向的周边第二组 缺口 14行线，用同样的方法在第二组缺口 14之间行线和转折，形成如图3(a)所示的具有 纵、横方向交叉走线的支撑网13，在走线时横向和纵向两方向丝线交叉形成网格状的支撑 网(参见图3(a))。行线完毕后，将多余的丝线15在边槽16内系扣17处打结。可以在沟槽16内进 行丝线15的转折、张紧和固定。在边槽16提供的空间内，用胶对丝线在缺口转折处进行粘 接，以防止丝线在使用中窜动。丝线15在边槽16内中形成的系扣17，不超出支撑体18的 外形，不会影响支撑网架2在光路系统内的安装。图5(a)表示支撑体30为圆形的情形，丝线同时在横向和纵向两方向交叉走线时 的应用示意图，图5(b)为(a)的A-A方向的截面图。图6表示支撑体30为圆形，丝线仅在 单方向走线时的应用示意图。对于图5(a)和图6中与图3(a)中具有相同作用的元件，由 于所起的作用和功能相同，在此，只作简单的说明。与长圆形支撑体相似，参考图5 (a)所示，在圆形的支撑体30的中间设有透穿的楔 形长槽29，圆形的支撑体30周边均勻地开设有缺口 21。而圆形的支撑体30厚度方向上的 周边中部设有边槽沈，丝线25在边槽沈中绕行后系扣27，绕缺口 21走线形成单向平行走 线的支撑网22(如图6)。再在边槽沈中转向垂直方向的缺口 M形成横向和纵向交叉走线 交叉网格状的支撑网23。丝线15可以为金属丝，也可以为非金属丝；而且丝线的线径可以根据X射线衍射 的情况和隔离膜的厚度灵活地进行调整；同一方向上的丝线的间距依据X射线衍射的情况 和隔离膜的厚度适度调整由丝线转折时缺口的间隔数最的不同来实现。支撑体18(或30) 是带有一定厚度的金属板或硬塑料板加工而成，因而支撑网架从整体上来说支撑强度较 高，在受到挤压和裹缠时，不易发生变形，同时由于支撑网是由平行走线网格12(或22)和 交叉走线网格13 (或23)构成，且丝线15的截面为圆形，即使与隔离膜发生挤压和裹缠时， 也不会刺破隔离膜而造成漏气；支撑体18(或30)中间的楔形长槽19(或29)作为光路通道与光路8(见图1)平行，长槽19(或四)的具体尺寸以及楔形的角度由计算出的光路参 数决定；而且，整个支撑网架2易于制作和加工。 本实用新型的支撑网架的使用参见图1和图2，在分光器探测器6 —端，即分光光 路8的后狭缝1处加上一个与支撑网架2外形一致的凹槽，将带有支撑网的支撑网架2放 在其中而被固定，支撑网曲朝向探测器6，支撑网架2的楔形长槽大口朝向晶体方向。安装 后由于真空作用，在探测器一侧的隔离膜4会紧紧地压在支撑网架2上，支撑网架2起到了 对隔离膜4的支撑保护作用。
权利要求1.一种X荧光光谱仪探测器薄膜窗口支撑网架，包括支撑体和设置在支撑体上的支撑 网，其特征在于所述支撑体为具有厚度的板，在所述支撑体的中间设有透穿的长槽，且该 长槽开口由上向下变小而形成楔形长槽，所述支撑网是由丝线制成的网且将其固定在所述 支撑体下部表面。
2.根据权利要求1所述的支撑网架，其特征在于在所述支撑体的周边中部设有边槽， 使得所述支撑体分为上、下两个部分，所述支撑体的下部周边开设有多个缺口，所述支撑网 的丝线通过所述缺口垂直穿过所述楔形长槽并且在不同缺口之间绕行而构成网。
3.根据权利要求2所述的支撑网架，其特征在于所述支撑体为长圆形或圆形。
4.根据权利要求3所述的支撑网架，其特征在于所述缺口由设在支撑体横向方向的 第一组缺口和设在支撑体纵向方向的第二组缺口组成，所述丝线仅在第一组缺口之间行线 或仅在第二组缺口之间行线而形成丝线平行的网。
5.根据权利要求3所述的支撑网架，其特征在于所述的缺口由设在支撑体横向方向 的第一组缺口和设在支撑体纵向方向的第二组缺口组成，所述丝线先在第一组缺口之间行 线后又在第二组缺口之间行线而形成丝线交叉的网。
6.根据权利要求3所述的支撑网架，其特征在于所述支撑体为圆形，所述缺口沿圆周 均勻分布。
7.根据权利要求2所述的支撑网架，其特征在于在所述支撑体边槽内，所述丝线与所 述缺口接触点用胶粘接固定。
8.根据权利要求7所述的支撑网架，其特征在于所述支撑体的上、下部周边设有对应缺口。
9.根据权利要求1至8任一所述的支撑网架，其特征在于所述的丝线为金属丝或非金属丝。
10.一种X荧光光谱仪，包括分光系统和探测器，其特征在于还设有权利要求9所述 的支撑网架，和在所述探测器前端的与所述支撑网架相配的、用于安装所述支撑网架的凹 槽，所述支撑网架上的支撑网朝向探测器的隔膜。
专利摘要本实用新型公开了一种X荧光光谱仪探测器薄膜窗口支撑网架，包括支撑体和设置在支撑体上的支撑网，支撑体为具有厚度的板，在支撑体的中间设有楔形长槽，支撑网由丝线制成的网构成且设置在支撑体下部表面；在支撑体的厚度方向的周边中部设有一道沟槽，使得带有厚度的支撑体分为上、下两个部分，在支撑体的下部周边开设有多个缺口，支撑网是由丝线通过缺口垂直地穿过楔形长槽并行走于不同的缺口之间而形成的网。本实用新型的支撑网架，在对隔离膜挤压时也不易发生变形、支撑强度好且能够反复使用，而且便于安装的X荧光光谱仪探测器薄膜窗口上。
文档编号G01N23/223GK201837598SQ20102057403
公开日2011年5月18日 申请日期2010年10月15日 优先权日2010年10月15日
发明者付晓光, 宋晓琨, 宋欣, 张朝捷, 张磊, 李海建, 杨伟清 申请人:中国建筑材料检验认证中心有限公司