专利名称：用于同定型x荧光光谱仪的等光程双弯晶固定元素道分光器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于测量设备领域，涉及对X荧光光谱仪固定元素道分光器的改进。
技术背景在公知的采用曲面晶体(以下简称弯晶)的多元素同时测定型X荧光光谱仪(以 下简称同定型WDXRFS)中，在真空测量室周边安装若干个单弯晶固定元素道分光器，每个 分光器是由单一光路通道的入射狭缝管组件、与此狭缝管尾部连接的分光盒组件，以及安 装在该分光盒上的出射狭缝管组件构成的。每个分光器安装一块分光晶体，只能用于测定 一种元素。该分光器的工作原理是分析样品中各个被分析元素受到X光管的X射线照射， 从而激发出各自的波长互不相同的特征X射线；X射线通过入射狭缝管组件的光路通道，以 θ角投射到分光盒组件内的分光晶体表面上；X射线在该分光晶体表面上发生衍射，只有 符合Bragg公式2dSin0 =ηλ (η为衍射级数，一般为1，d为晶面间距)的波长为λ的元 素特征X射线以同一 θ角被晶体衍射，并通过出射狭缝为探测器所检测，其它元素的特征 X射线因不符合上述公式，被晶体、分光盒内壁以及出射狭缝管内壁吸收而不能被探测器检 测。发明人曾于2008年公布了专利申请号为200610113280. 2的发明，提出了一种双 弯晶固定道元素分光器，该分光器中有两个光路通道和两块弯晶，可以同时测定两种不同 元素，从而使在安装空间不变的情况下，仪器可同时分析的元素种类成倍增加。但该申请的 双晶体分光器，无论是同一分光器或不同分光器，对于不同元素的特征X射线，狭缝至晶体 中心的距离即光程长度各不相同。因此，同一个分光器所测定的两种元素，必须根据光程长 短进行配对选择，而且不同分光器的入射，出射狭缝管，乃至分光盒体尺寸均不相同，无论 是设计、加工或安装调试均比较困难，加工成本高，缺乏互换性，难以实用化
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种用于固定型X荧光光谱仪的 固定元素道分光器，每个分光器具有等光程的两条光路通道和两块分光晶体，可以测定两 种元素，从而使WEDXRFS仪器体积减小，测量的元素数量成倍增多；同时，对于所有被分析 的元素，不论采用何种分光晶体，其光程均相同，使分光器的设计和制造大为简化。本实用新型采用以下技术方案一种用于同定型X荧光光谱仪的等光程双弯晶固定元素道分光器，包括分光盒 组件，具有第一入光口和第二入光口的入射狭缝管组件，两个出射狭缝管组件分别具有第 一出光口和第二出光口，以及安装在所述分光盒内的晶体座组件，其中所述晶体座组件包括第一弯晶、第二弯晶、用于支撑第一弯晶的第一晶体支撑装 置、用于支撑第二弯晶的第二晶体支撑装置、用于调节第一弯晶的角度位置关系的第一角 度调节机构，以及用于调节第二弯晶的角度位置关系的第二角度调节机构；其中，所述第一、第二晶体支撑装置分别绕各自中心的固定轴旋转以保持第一、第二弯晶的中心位置不 变，并且，所述第一出光口到所述第一弯晶的中心的距离与所述第二出光口到所述第二弯 晶的中心的距离相等，而且与第一入光口到所述第一弯晶的中心的距离、第二入光口到所 述第二弯晶的中心的距离也相等。所述的用于同定型X荧光光谱仪的等光程双弯晶固定元素道分光器中，所述分光 盒组件具有一个入口端和两个出口端，所述入射狭缝管组件与所述分光盒组件的入口端连 接，所述两个出射狭缝管组件分别与所述分光盒组件的两个出口端连接。所述入射狭缝管组件包括入射通道管体，安装在所述入射通道管体头部的具有 所述第一入光口、第二入光口的入射狭缝板，安装在所述入射通道管体尾部的入射光栏板， 以及安装在所述入射通道管体的管腔中间的入射通道隔板。所述每一出射狭缝管组件包括出射通道管体，安装在出射通道管体头部的具有 所述出光口的出射狭缝板，以及安装在所述出射通道管体尾部的出射光栏板。所述第一出光口到所述第一弯晶的中心的距离的取值为150 180mm。所述晶体座组件中的弯晶是约翰逊(Johansson)型或对数螺旋型。所述出光口为刀口形狭缝，其缝长为18 25mm，缝宽为1 4mm。所述入光口为刀口形狭缝，其缝长为18 25mm，缝宽为0. 5 3mm。所述出射狭缝管组件端部各连接有X射线探测器。所述X射线探测器为流气式正比计数管、封闭式正比计数管、闪烁计数管或半导 体探测器。采用了上述技术方案后，本实用新型优点如下本实用新型采用等光程多通道设计的双弯晶分光器，其中各相同部件具有互换 性，减少了部件设计、加工和组装的差异，大大简化整体结构，显著降低了制造成本，因而使 双弯晶分光器得以实用化和实现批量生产。与公知的单弯晶同定型元素元素道相比较，由 于每个分光器可以同时测定的元素种类由原来的一种增加为两种，从而使WDXRF仪器测定 的元素总类成倍增加，大大扩大了仪器的应用范围，并大幅度降低了每个同定元素道平均 分摊的仪器制造成本。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为图1中晶体座组件的M-N-M剖视图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型所提供的用于同定型X荧光光谱仪的等光程双弯晶固定 元素道分光器包括分光盒组件10、一个入射狭缝管组件20、两个出射狭缝管组件30A和 30B,以及安装在分光盒组件10内部的晶体座组件40。参见图1和图2，分光盒组件10具有一个入口端和A、B两个出口端，并包括盒体 11，盒盖12、定位螺钉13、小盖板14和两个角度调节螺钉15。入射狭缝管组件20与分光盒组件10的入口端连接，并包括入射通道管体21、安 装在入射通道管体21头部的刀口型入射狭缝板23、安装在入射通道管体21尾部的入射光栏板24，以及安装在入射通道管体21的管腔中间的入射通道隔板22。其中，刀口型入射狭 缝板23具有两个刀口型入射狭缝Sai和Sbi，并且入射通道隔板22将入射通道管体21的管 腔分隔成分别与刀口型入射狭缝Sai和Sbi对应的两条入射光路通道，即入射通道A和入射 通道B，入射通道A和入射通道B通向分光盒组件10内部。两个出射狭缝管组件30A、30B分别与分光盒组件10的A、B出口端连接，并包括 出射通道管体31A和31B、分别安装在出射通道管体31A和31B头部的刀口型入射狭缝板 33A和33B，以及安装在入射通道管体3IA和33B尾部的入射光栏板32A和32B。其中，刀口 型入射狭缝板33A和33B分别具有刀口型出射窄缝Sa2和SB2。出射狭缝管组件30A、30B分 别形成两条连通分光盒组件10内部的出射光路通道，即出射通道A和出射通道B。为了对分 光后的X射线进行检测，可在两支出狭缝管30A和30B的端部分别装设探测器组件5A和5B， 该探测器可以是流气正比计数管、封闭正比计数管、闪烁探测器或半导体探测器中的一种。参加图1和图2，晶体座组件40包括晶体座41、两块弯晶45A和45B、两块晶体 托板42A和42B、两块调节板43A和43B、两个托板轴46A和46B、一个弹簧44AB。其中，晶 体托板42A和42B分别支撑弯晶45A和45B，并且可分别绕着位置固定的托板轴46A和46B 旋转；调节板43A和43B分别与晶体托板42A和42B连接；调节螺钉15A和15B分别安装在 分光盒组件10的小盖板14上，其穿过壳体11分别与调节板43A和43B连接。在调节弯晶 的角度位置关系时，通过调节螺钉15A和15B、调节板43A和43B和弹簧44AB分别带动晶体 托板42A和42B绕着托板轴46A和46B旋转，使弯晶45A、45B的入射角分别等于要求的衍 射角9八和ΘΒ。将弯晶45Α和45Β的晶体中心分别定义为Oa和0Β。从图1容易看出，该等光程双 弯晶同定元素道分光器中有两条衍射光路从Sai入射的光通过入射通道A到达弯晶45Α， 在经过弯晶45Α的衍射后满足Bragg条件的光通过出射通道A从Sa2出射，即形成弯晶45A 的衍射光路Sai — Oa — Sa2，同理可知Sbi — Ob — Sb2为弯晶45B的衍射光路。在本实用新型 中，所有的刀口型狭缝到晶体中心的光程均相等，即满足SaiOa = Sa2Oa = SbiOb = Sb2Ob = L， 一般光程L的取值为150 180nm。除此之外，上述弯晶45A和45B可以是约翰逊(Johansson)型或对数螺旋型；上述 刀口型入射狭缝Sai和Sbi的缝长为18 25mm，缝宽为0. 5 3mm ；上述刀口型出射狭缝Sa2 和Sb2的缝长为18 25mm，缝宽为1 4mm。在同定型X荧光光谱仪中，一般设有多个单晶同定元素道分光器以进行多元素同 时测定。当这些分光器均采用本实用新型的等光程双弯晶同定元素道分光器时，可以使同 时分析的元素种类成倍增加，而且各个分光器的光程均相等，因此对于所有的分光器，其入 射狭缝板，晶体托板、出射通道管体和出射狭缝板、以及分光盒盖等均具有互换性，各分光 器分光盒体的内径和外径和入射口可以完全相同，因此可以用铸件制作，适于批量生产并 降低制造成本。下面，举一具体实施例进行说明一个用于同时测定Ca和Pb元素含量的等光程双弯同定元素道晶分光器，，在该分 光器中，弯晶45A和45B均为LiF(200)对数螺旋曲面弯晶。弯晶45A用以测定CaKa线，入 射角满足2 ΘΑ = 113.09° ；弯晶45Β用以测定PbL01线，2 ΘΒ = 28. 26°。光程L = SaiOa =Sa2Oa = SbiOb = Sb2Ob,且 L 为 160mmο
权利要求一种用于同定型X荧光光谱仪的等光程双弯晶固定元素道分光器，包括分光盒组件，具有第一入光口和第二入光口的入射狭缝管组件，两个出射狭缝管组件分别具有第一出光口和第二出光口，以及安装在所述分光盒内的晶体座组件，其特征在于所述晶体座组件包括第一弯晶、第二弯晶、用于支撑第一弯晶的第一晶体支撑装置、用于支撑第二弯晶的第二晶体支撑装置、用于调节第一弯晶的角度位置关系的第一角度调节机构，以及用于调节第二弯晶的角度位置关系的第二角度调节机构；其中，所述第一、第二晶体支撑装置分别绕各自中心的固定轴旋转以保持第一、第二弯晶的中心位置不变，并且，所述第一出光口到所述第一弯晶的中心的距离与所述第二出光口到所述第二弯晶的中心的距离相等，而且与第一入光口到所述第一弯晶的中心的距离、第二入光口到所述第二弯晶的中心的距离也相等。
2.如权利要求1所述的用于同定型X荧光光谱仪的等光程双弯晶固定元素道分光器， 其特征在于，所述分光盒组件具有一个入口端和两个出口端，所述入射狭缝管组件与所述 分光盒组件的入口端连接，所述两个出射狭缝管组件分别与所述分光盒组件的两个出口端 连接。
3.如权利要求1所述的用于同定型X荧光光谱仪的等光程双弯晶固定元素道分光器， 其特征在于，所述入射狭缝管组件包括入射通道管体，安装在所述入射通道管体头部的具 有所述第一入光口、第二入光口的入射狭缝板，安装在所述入射通道管体尾部的入射光栏 板，以及安装在所述入射通道管体的管腔中间的入射通道隔板。
4.如权利要求1所述的用于同定型X荧光光谱仪的等光程双弯晶固定元素道分光器， 其特征在于，所述每一出射狭缝管组件包括出射通道管体，安装在出射通道管体头部的具 有所述出光口的出射狭缝板，以及安装在所述出射通道管体尾部的出射光栏板。
5.根据权利要求1到4中的任一项所述的用于同定型X荧光光谱仪的等光程双弯晶 固定元素道分光器，其特征在于，所述第一出光口到所述第一弯晶的中心的距离的取值为 150 180mm。
6.根据权利要求5所述的用于同定型X荧光光谱仪的等光程双弯晶固定元素道分光 器，其特征在于，所述晶体座组件中的弯晶是约翰逊型或对数螺旋型。
7.根据权利要求5所述的用于同定型X荧光光谱仪的等光程双弯晶固定元素道分光 器，其特征在于，所述出光口为刀口形狭缝，其缝长为18 25mm，缝宽为1 4mm。
8.根据权利要求7所述的用于同定型X荧光光谱仪的等光程双弯晶固定元素道分光 器，其特征在于，所述入光口为刀口形狭缝，其缝长为18 25mm，缝宽为`0. 5 3mm。
9.根据权利要求1至4中任一所述的用于同定型X荧光光谱仪的等光程双弯晶固定元 素道分光器，其特征在于，所述出射狭缝管组件端部各连接有X射线探测器。
10.根据权利要求9所述的用于同定型X荧光光谱仪的等光程双弯晶固定元素道分光 器，其特征在于，所述X射线探测器为流气式正比计数管、封闭式正比计数管、闪烁计数管 或半导体探测器。
专利摘要本实用新型一种用于同定型X荧光光谱仪的等光程双弯晶固定元素道分光器，其包括分光盒组件、具有第一和第二两个入光口的入射狭缝管组件、分别具有第一和第二出光口的第一和第二出射狭缝管组件，以及安装在所述分光盒内的晶体座组件，其中，晶体座组件包括第一弯晶和第二弯晶。在本实用新型中，第一出光口到第一弯晶中心的距离、第二出光口到第二弯晶中心的距离、第一入光口到第一弯晶中心的距离，以及第二入光口到第二弯晶中心的距离均相等，因此各分光器的多个部件都具有互换性，分光盒体的内径和外径和入射口可以完全相同，从而可以用铸件制作这些部件，适于批量生产并降低制造成本。
文档编号G01N23/223GK201653942SQ20102014782
公开日2010年11月24日 申请日期2010年3月30日 优先权日2010年3月30日
发明者白友兆, 陆玲霞 申请人:白友兆