一种X射线荧光光谱仪的制作方法

一种x射线荧光光谱仪
技术领域
1.本实用新型涉及原子荧光分析技术领域，具体涉及一种x射线荧光光谱仪。


背景技术：

2.x射线荧光光谱仪(x-ray fluorescence spectrometer，简称：xrf光谱仪)，是一种快速的、非破坏式的物质测量方法。x射线荧光(x-ray fluorescence，xrf)是用高能量x射线或伽玛射线轰击材料时激发出的次级x射线。这种现象被广泛用于元素分析和化学分析。
3.传统测量重金属原理图如图1所示，1为x射线管，发射x光；2为双曲面单色器，用于单色化x射线，一般使用氟化锂材料；3为被测样品；4为探测器。射线管发射的x光为宽光谱x射线，普遍为0-50kev，经过单色器后被单色化为目标窄带宽的x光，经过样品后激发重金属的荧光，荧光被探测器接收。单色器一般为双曲面半聚焦和双曲面全聚焦两种方式。双曲面半聚焦晶体，随着尺寸的增加，衍射峰的带宽也会相应的增加。双曲面全聚焦的方式加工方式复杂，且成功率较低。
4.该方法只有经过单色器的光才能被利用。为了提高x光的利用率，该方法需要大面积晶体以达到更多光子衍射的效果，但是大面积的单色器加工困难，加工精度不高且组装调试难度很大。


技术实现要素：

5.因此，本实用新型所要解决的技术问题在于现有技术中传统测量重金属方法中采用的大面积单色器加工困难，加工精度不高且组装调试难度很大。
6.为此，本实用新型提供一种x射线荧光光谱仪，包括：
7.x射线管，用于发射x射线；
8.毛细管，所述毛细管的入口端直径d
in
大于出口端直径d
out，
所述x射线管设于所述毛细管入口端处，所述毛细管用于将接收的x射线进行汇聚；
9.单色器，所述单色器设于所述毛细管出口端，沿所述毛细管轴线的第一方向与沿所述单色器厚度方向的第二方向呈夹角设置，用于将毛细管出口端射出的x射线由宽波段转化为窄波段，照射在设于所述单色器一侧的样品上；
10.探测器，所述探测器适于接收所述样品与所述窄波段的x射线作用而产生的样品荧光信号。
11.可选地，所述毛细管采用锥形毛细管。
12.可选地，所述入口端直径d
in
范围为8mm-12mm，出口端直径d
out
范围为4mm-6mm，管长范围为80mm-90mm。
13.可选地，所述入口端直径d
in
为10mm，出口端直径d
out
为5mm，管长为84mm，所述x射线管放置于所述毛细管入口端48mm，所述单色器设于所述毛细管出口端17mm。
14.可选地，所述x射线管发射的x射线大于25kev。
15.可选地，所述第一方向与所述第二方向的夹角小于或等于8.87度。
16.可选地，所述第一方向与所述第二方向的夹角为6度。
17.可选地，所述毛细管采用玻璃材料。
18.可选地，所述单色器为双曲面弯晶。
19.可选地，所述双曲面弯晶为氟化锂材料。
20.本实用新型提供的技术方案，具有如下优点：
21.1.本实用新型提供的一种x射线荧光光谱仪，包括x射线管、毛细管、单色器和探测器，所述x射线管用于发射x射线，所述x射线管设于所述毛细管入口处，所述毛细管的入口端直径d
in
大于出口端直径d
out
，用于将接收的x射线进行汇聚，所述单色器设于所述毛细管出口端，沿所述毛细管轴线的第一方向与沿所述单色器厚度方向的第二方向呈夹角设置，用于将毛细管出口端射出的x射线由宽波段转化为窄波段；所述探测器用于接收所述样品与所述窄波段的x射线作用而产生的样品荧光信号。
22.此结构的x射线荧光光谱仪，通过设有毛细管，在毛细管入口处设有x射线管，x射线管发出的x射线通过毛细管入口端进入从出口端射出，且入口端直径d
in
大于出口端直径d
out
，以实现将接收的的x射线进行汇聚，由于毛细管出射光到达双曲面弯晶的宽度决定了双曲面弯晶的尺寸，例如若平行光直径为1mm，则需要的双曲面弯晶长度为6.5mm，因此通过将x射线进行汇聚，能够减少x射线到双曲面弯晶时x射线的直径，因此双曲面弯晶尺寸比传统方式小很多，由于双曲面弯晶尺寸越大，其加工难度以及误差均有所增加，因此本实用新型相对于现有技术能够减少双曲面弯晶的尺寸，进而减小实验难度和减小误差。
23.2.本实用新型提供的一种x射线荧光光谱仪，所述毛细管采用锥形毛细管，所述x射线管设于所述毛细管入口处且入口端直径d
in
大于出口端直径d
out
。
24.此结构的x射线荧光光谱仪，通过x射线管设于所述毛细管入口处，能够尽肯能的将x光管出射的光被毛细管接收，能够提高x射线的利用率。
附图说明
25.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为现有技术中提供的一种测量重金属原理的光路示意图；
27.图2为本实用新型的实施例中提供的x射线荧光光谱仪的光路示意图；
28.附图标记说明：
29.1-x射线管；
30.2-毛细管；
31.3-单色器；
32.4-样品；
33.5-探测器。
具体实施方式
34.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
35.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
36.实施例
37.如图2所示，本实用新型提供一种x射线荧光光谱仪，包括包括x射线管1、毛细管2、单色器3和探测器5，x射线管1设于毛细管2入口处，x射线管1用于发射x射线，其中，x射线管1发射的x射线大于25kev。x射线管1发出的x射线通过毛细管2入口端进入从出口端射出，且毛细管2的入口端直径d
in
大于出口端直径d
out
，从而将接收的x射线进行汇聚。
38.由于毛细管2出射光到达双曲面弯晶的宽度决定了双曲面弯晶的尺寸，例如若平行光直径为1mm，则需要的双曲面弯晶长度为6.5mm，因此通过将x射线进行汇聚，能够减少x射线到双曲面弯晶时x射线的直径，因此双曲面弯晶尺寸比传统方式小很多，由于双曲面弯晶尺寸越大，其加工难度以及误差均有所增加，因此本实用新型相对于现有技术能够减少双曲面弯晶的尺寸，进而减小实验难度和减小误差。
39.如图2所示，单色器3设于毛细管2出口端，沿毛细管2轴线的第一方向与沿单色器3厚度方向的第二方向呈夹角设置，其中，第一方向与第二方向的夹角小于或等于8.87度。单色器3用于将毛细管2出口端射出的x射线由宽波段转化为窄波段，照射在设于单色器3一侧的样品4上，测量重金属一般需要衍射出的x射线大于25kev。其中，单色器3为氟化锂材料的双曲面弯晶，双曲面弯晶的衍射效率要高于平面晶体。探测器5用于接收样品4与窄波段的x射线作用而产生的样品荧光信号。
40.其中，毛细管2采用锥形毛细管，x射线管1发射的x射线由毛细管2的大口端进入内壁发生全反射，由毛细管2的小口端出，从而可以改变x射线的传播方向，将接收的x射线进行汇聚，从而能够减少x射线到双曲面弯晶时x射线的直径，以减小双曲面弯晶的尺寸，进而减少试验误差。
41.其中，入口端直径d
in
范围为8mm-12mm，出口端直径d
out
范围为4mm-6mm，管长范围为80mm-90mm。下面给出实施例中提供的x射线荧光光谱仪的实例，锥形毛细管的入口端直径d
in
为10mm，锥形毛细管的出口端直径d
out
为5mm，锥形毛细管的管长为84mm，x射线管1放置于锥形毛细管入口端48mm，双曲面弯晶设于锥形毛细管出口端17mm，到达双曲面弯晶处平行光直径为1mm，则需要的双曲面弯晶长度为6.5mm。双曲面弯晶尺寸比传统方式小很多。
42.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或
变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。