专利名称：一种x射线荧光光谱仪的滤光准直器组合装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于分析仪器领域，涉及一种装配于X射线荧光光谱仪中的部件，特别是指一种新型X射线荧光光谱仪的滤光准直器组合装置。
技术背景在样品X荧光分析中，X射线荧光光谱仪为常用分析仪器，而滤光片和准直器是仪 器必备的部件。滤光片的主要作用在于过滤在样品分析过程中影响测量精度的X射线，针对不同 的样品及分析元素，合理选用不同的滤光片，可以大幅度提高仪器的测量精度。准直器的主要作用在于约束X射线束的空间位置和X射线束的几何尺寸，从而对 被分析样品的几何位置加以定位和确认；分析不同的样品或者样品所含的不同元素时，应 该选择不同几何尺寸的准直器。同时，结构合理的准直器还可以减少干扰谱线对仪器测量 精度的影响，提高仪器分析结果的准确度。现有的X射线荧光光谱仪自动滤光片结构多为电机带动带有多个孔的平面滤片 盘转动，从而实现多种滤光片的转换。滤片盘多为平面圆盘状，体积较大，在空间布置上较 复杂，同时，为了保证足够的定位精度，对材料、结构和机械加工精度的要求非常高，不利于 自动化控制过程的实现，也由此带来了对光谱仪光路布局合理性的诸多限制，直接影响到 光谱仪的测试精度。现有的X射线荧光光谱仪准直器多为手动更换准直器，或是不同规格准直器线形 排列，由电机拖动往复运动，实现准直器的转换。这两种转换方式均存在结构复杂、体积大、 定位精度低的问题，更为严重的是，现有的准直器限制了光谱仪光路的合理布局，直接影响 到光谱仪的测试精度
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型的主要目的在于提供一种X射线荧光光谱仪的滤光准 直器组合装置，其结构紧凑、体积小、结构简单、实用可靠，容易实现自动控制，并且可以大 大缩短射线光程，提高仪器的测量精度。为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案一种X射线荧光光谱仪的滤光准直器组合装置，包括滤光层、准直层、滤光层驱动 组件、准直层驱动组件，其中，所述滤光层和准直层的主体呈倒置空心圆台并同心套装，所 述滤光层和准直层的主体的圆台锥形表面上分别均勻对称布设多个通孔，所述准直层的通 孔为多孔径准直孔；所述滤光层由滤光层驱动组件驱动，准直层由准直层驱动组件驱动并 分别绕旋转中心相对转动。以上所述滤光准直器组合装置中，滤光层包括布设有所述通孔的滤光座体、装设 于所述通孔中的多个滤光片以及固定在滤光座体上同心安装的支撑轴承。准直层包括布设有所述通孔的准直器体以及固定在准直器体上的连接轴承，所述连接轴承与滤光层的滤光座体同心安装；所述准直层驱动组件包括电机、驱动齿轮，所述电 机通过驱动齿轮带动准直层转动。所述滤光座体呈倒置中空圆台结构；所述滤光座体的圆台锥形表面，均勻且对称 分布所述多个与圆台表面垂直的滤光孔；所述滤光座体的一端延伸出台阶与所述支撑轴承 连接，另一端延伸出用以配合所述连接轴承的台阶。所述准直器体呈倒置圆台结构；所述准直器体的圆台锥形表面，均勻且 对称分布 多个多孔径的准直孔，并与圆台表面垂直；所述准直器体上设有用来安装连接轴承以连接 滤光座体的台阶。所述滤光座体的圆台顶角与所述准直器体的圆台顶角相等。以上所述的滤光准直器组合装置，工作时，所述滤光座体的某一滤光孔的轴线与 所述准直器体的某一准直孔的轴线同心；所述滤光座体和该滤光孔对称的另一滤光孔的轴 线与所述准直器体的和该准直孔对称的另一准直孔的轴线同心。所述的滤光准直器组合装置中，所述滤光座体下端的台阶外表面和所述准直器体 下端台阶均设有用于定位零位的小柱。以上所述的滤光准直器组合装置中，所述滤光层驱动组件包括电机、驱动齿轮；所 述滤光座体上设置与该主动齿轮相啮合的被动齿轮。座体驱动电机固定在机架上，座体主 动齿轮与座体驱动电机固连并与滤光座体的被动齿圈啮合，座体驱动电机旋转时带动滤光 座体旋转。所述准直层驱动组件包括电机、驱动齿轮；所述准直器体上设置与该主动齿轮相 啮合的被动齿轮。准直器驱动电机固定在机架上，准直器主动齿轮与准直器驱动电机固连 并与准直器体的被动齿圈啮合，准直器驱动电机旋转时带动准直器体旋转。采用上述技术方案，圆台型滤光层和圆台型准直层倒置套装配合，具有结构简单、 紧凑，体积小的优点。并且滤光和准直的组合数量多，可测量范围广。另外，本装置控制可 靠，测量精度提高，具有较大的应用前景。
图1是本实用新型滤光准直器组合装置的轴测图图2是本实用新型中滤光座体的轴测图图3是本实用新型中准直器体的轴侧图图4是本实用新型滤光准直器组合装置工作时的剖视示意图
具体实施方式
为了详细说明本实用新型的结构、特点及功效，现举以下较佳实施方式并配合附 图说明如下。本实用新型是一种适用于X射线荧光光谱仪的滤光准直器组合装置，其在功能上 可分为滤光层、准直层以及各自的驱动组件，最好还包括检测定位装置等。如图1、4所示，滤光层包括滤光座体1、多个滤光片6、支撑轴承7 ；滤光层驱动组 件包括座体主动齿轮3、座体驱动电机9等；准直层包括准直器体2、连接轴承8 ；准直层 驱动组件包括准直器被动齿轮4、准直器主动齿轮5、准直器驱动电机10等。支撑轴承7 和连接轴承8可以是滚动轴承或滑动轴承，图中以滚动轴承为例。检测定位装置为公知的光电开关检测装置，图中未予给出。如图1、2、4所示，滤光座体1的主体结构为倒置圆台型，为中空结构，顶角为 90°(圆台顶角可以在0 180°范围内变化)。圆台上端延伸出环形台阶lb，用来安装支 撑轴承7并通过支撑轴承7固定在机架上，圆台下端也延伸出环形台阶Id用以套固一连接 轴承8 (参见图4)。滤光座体1的主体部分即圆台的锥形表面，均勻且对称分布有多个偶数 个滤光孔la，并与圆台锥形表面垂直，此处滤光孔Ia可以设计为偶数个(图中为12个)。 滤光孔Ia对称布置的作用是当某一个孔对正入射射线时，与该孔对称的另一个孔则正好 对正出射射线。滤光孔Ia为台阶通孔，用来安装滤光片6。在滤光座体1圆台上端的台阶 Ib部分，还设置有齿圈lc。在圆台下端的台阶Id外表面，设有小柱le，用来在滤光层旋转 时给检测定位装置信号定位零位。如图3、4所示，准直器体2的主体结构也为倒置圆台型，顶角为90° (圆台顶角可 以在0 180°范围内变化)。圆台下端也延伸出台阶2b、2c，台阶2b用来安装连接轴承8 并通过连接轴承8固定在滤光座体1的台阶Id内壁面并与滤光座体1同心，台阶2c处固 连准直器被动齿轮4。在台阶2c下端面，设有小柱2d，用来在准直层旋转时给检测定位装 置信号定位零位。准直器体2的主体部分即圆台的锥形表面，均勻且对称分布有多个偶数 个多种直径的准直孔2a，用来对通过其的射线进行准直，准直孔2a与圆台锥形表面垂直， 此处准直孔2a可以设计为偶数个(图中为10个)。准直孔2a对称布置的作用是当某一个 孔对正入射射线时，与该孔对称的另一个孔则正好对正出射射线。当滤光层和准直层相对旋转时，使得某一个准直孔2a正好对正某一个滤光孔la， 同时与该准直孔2a对称的另一准直孔也正好对正与该滤光孔Ia对称的另一滤光孔。此 时，其余的准直孔2a与其余的滤光孔Ia可能是对正的(当准直孔2a数量与滤光孔Ia数 量相等时)，也可能是不对正的(当准直孔2a数量与滤光孔Ia数量不相等时)。即当准直 孔2a的数量与滤光孔Ia的数量相等时其余的孔都对正，当数量不等时只能保证有上述对 称的两组孔对正。以上实施例中准直孔2a的数量与滤光孔Ia的数量不等，所以只能同时 有对称的两组孔对正，但仍可以满足X射线荧光光谱仪所需的测试光路。如图1所示，滤光层的座体驱动电机9固定在机架上，而座体主动齿轮3与座体驱 动电机9固连并与滤光座体1上的齿圈Ic啮合，座体驱动电机9旋转时带动滤光座体1旋 转。如图1所示，准直器驱动电机10固定在机架上，而准直器主动齿轮5与准直器驱 动电机10固连并与安装在准直器体2上的准直器被动齿轮4啮合，准直器驱动电机10旋 转时带动准直器体2旋转。工作时，座体驱动电机9带动滤光层旋转，使滤光座体1上所需滤光孔Ia对正入 射射线，共有12个工作位置；准直器驱动电机10带动准直层旋转，使准直器体2，上所需准 直孔2a也对正入射射线，共有10个工作位置。所以本装置可组合出12X10共120种位置 组合，即有120个工位。如图4所示，本装置正处于某一工位，此时，X射线荧光光谱仪所需 工位、X射线管20、探测器30、被测样品正好组成一个X射线荧光光谱仪的测试光路系统， 可以对该工位适用的特定样品或特定元素进行分析检测。需要说明的是，对于检测某种样 品或元素时，滤光片6不是必须的，即在某个滤光孔，可能不需要安装滤光片。另外，也不是 每一个工位都有与之对应的用来测定的样品或元素。[0032]上述介绍中提及的小柱Ie和2d分别为准直层和滤光层各自的起始零位定位装 置，准直层和滤光层的每个工作位置是通过计量各自驱动电机的旋转角度再推算出准直层 和滤光层的旋转角度以定位各工作位置。此处，座体驱动电机9、准直器驱动电机10皆为步 进电机，通过与控制设备(例如计算机)连接，精确控制其旋转。 本实用新型的滤光准直器组合装置中，准直器体的圆台部分同心套装在滤光座体 为的圆台中空部位，形成一个组合体。该组合体安装时正好处于被测样品的下方，因此其不 仅结构紧凑、体积小，滤光和准直的组合多，而且驱动简单，便于控制。这样即能提高光谱仪 的适用范围，又能提高控制精度，具有可靠性好、测试精度高的优点。
权利要求一种X射线荧光光谱仪的滤光准直器组合装置，包括滤光层、准直层、滤光层驱动组件、准直层驱动组件，其特征在于，所述滤光层和准直层的主体呈倒置空心圆台并同心套装，所述滤光层和准直层的主体的圆台锥形表面上分别均匀对称布设多个通孔，所述准直层的通孔为多孔径准直孔；所述滤光层由滤光层驱动组件驱动，准直层由准直层驱动组件驱动并分别绕旋转中心相对转动。
2.如权利要求1所述的滤光准直器组合装置，其特征在于，所述滤光层包括布设有所 述通孔的滤光座体、装设于所述通孔中的多个滤光片以及固定在滤光座体上同心安装的支 撑轴承。
3.如权利要求1或2所述的滤光准直器组合装置，其特征在于，所述准直层包括布设有 所述通孔的准直器体以及固定在准直器体上的连接轴承，所述连接轴承与滤光层的滤光座 体同心安装；所述准直层驱动组件包括电机、驱动齿轮，所述电机通过驱动齿轮带动准直层 转动。
4.如权利要求3所述的滤光准直器组合装置，其特征在于，所述滤光座体呈倒置中空 圆台结构；所述滤光座体的圆台锥形表面，均勻且对称分布所述多个与圆台表面垂直的滤 光孔；所述滤光座体的一端延伸出台阶与所述支撑轴承连接，另一端延伸出用以配合所述 连接轴承的台阶。
5.如权利要求3所述的滤光准直器组合装置，其特征在于，所述准直器体呈倒置圆台 结构；所述准直器体的圆台锥形表面，均勻且对称分布多个多孔径的准直孔，并与圆台表面 垂直；所述准直器体上设有用来安装连接轴承以连接滤光座体的台阶。
6.如权利要求4或5所述的滤光准直器组合装置，所述滤光座体的圆台顶角与所述准 直器体的圆台顶角相等。
7.如权利要求6所述的所述的滤光准直器组合装置，其特征在于，所述滤光座体的某 一滤光孔的轴线与所述准直器体的某一准直孔的轴线同心；所述滤光座体和该滤光孔对称 的另一滤光孔的轴线与所述准直器体的和该准直孔对称的另一准直孔的轴线同心。
8.如权利要求7所述的滤光准直器组合装置，其特征在于，所述滤光座体下端的台阶 外表面和所述准直器体下端台阶均设有用于定位零位的小柱。
9.如权利要求2所述的滤光准直器组合装置，其特征在于，所述滤光层驱动组件包括 电机、驱动齿轮；所述滤光座体上设置与该主动齿轮相啮合的被动齿轮。
10.如权利要求3所述的滤光准直器组合装置，其特征在于，所述准直层驱动组件包括 电机、驱动齿轮；所述准直器体上设置与该主动齿轮相啮合的被动齿轮。
专利摘要本实用新型公开了一种X射线荧光光谱仪的滤光准直器组合装置，属于光谱测量领域，其包括滤光层、准直层、滤光层驱动组件、准直层驱动组件，滤光层和准直层的主体呈倒置空心圆台并同心套装，主体的圆台锥形表面上分别均匀对称布设多个通孔，准直层的通孔为多孔径准直孔；滤光层由滤光层驱动组件驱动，准直层由准直层驱动组件驱动并分别绕旋转中心相对转动。本实用新型能够实现滤光片和准直孔的转换和多种组合，从而使X射线荧光光谱仪在测试样品过程中可以方便更换滤光片和准直器，具有更好的安全性和实用性，可测量范围广；由于将滤光层和准直层套装组合，本实用新型还具有结构紧凑、体积小等优点。
文档编号G02B27/30GK201600339SQ20102004698
公开日2010年10月6日 申请日期2010年1月20日 优先权日2010年1月20日
发明者丑毅, 杨李锋, 王亚伦 申请人:纳优科技(北京)有限公司