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专利名称：具有能散检测技术的波长色散x荧光分析仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于利用X射线进行材料分析的测量设备技术领域，涉及X荧光光谱分析仪，特别是涉及一种能量色散-波长色散X射线荧光光谱联用仪。

背景技术：
X射线荧光分析方法是基于不同元素的X射线的能量和波长不同，而某一特征X射线强度与该元素在样品中的含量有关，来进行定性和定量分析的。X荧光光谱仪分为波长色散型和能量色散型。
现有的多元素同时测定型X荧光光谱仪(以下简称同定型WDXRFS)属于波长色散型，其真空测量室周边安装了若干个固定元素道分光器。现有的固定元素道分光器按照分光晶体的种类划分可以分为平晶型和弯晶型，被X光管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λ互不相同，这些X射线以θ角投射到分光晶体的表面上，其中只有波长λ符合Bragg公式的元素特征X射线才能以同一θ角被分光晶体反射和聚焦，并被探测仪器检测。根据所检测到的该元素特征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公式而被吸收。
公知的固定元素道晶体分光器有一条只能测定某一或两种固定的元素，因此同定型WDXRFS可以同时测量的元素种类与所安装的分光器数量相同或成倍增加。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。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。
由于波长色散的分光功能，使得其应用时必须已知元素的波长，而只能作为半定量分析，不能定性分析 能量色散光谱仪属于能量色散型，由光管、高压、探测器、多道分析器组成。被X光管射线照射后，样品中的不同元素发出各自的特征X射线，其能量互不相同，这些X射线被探测器检测，形成了连续能量谱，可以有分析Na-U之间的元素。根据所检测到的该元素特征X射线的强度即可计算样品中该元素的含量。
由于能量色散的连续谱特点，能量色散荧光光谱仪可以做无损定性分析。
应用方面，同定型WDXRFS和能量色散光谱仪均是分开使用，用于不同情况的检测。因此从结构上，波长色散光谱仪可以安装某一个或某几个分光器，但从未在一台仪器上出现既是分光系统，又是连续谱测量系统的设备。

实用新型内容本实用新型的目的是提供一种能量色散-波长色散联用的具有能散检测技术的波长色散X荧光分析仪。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是 一种具有能散检测技术的波长色散X荧光分析仪，包括装设在一机箱内的X光管及X射线发生装置、真空测量室、连接有探测器的一个或多个固定元素道分光器、由控制电路板卡等构成的自动控制系统、数字采集装置，以及置于机箱外和真空测量室连通的抽真空系统、与自动控制系统和检测装置电连接的带显示器和打印机的计算机，另外在另外一固定元素道中装设能谱探测装置。
以上所述具有能散检测技术的波长色散X荧光分析仪，所述能谱探测装置包括依次连接的能谱探测器、连接固定组件和准直器，其中，准直器伸入真空测量室。
所述能谱探测装置通过连接固定组件固定在机箱内。
以上所述具有能散检测技术的波长色散X荧光分析仪，所述分光器具有平弯双晶通道、双平晶通道或双弯晶通道设计。
采用以上设计，本实用新型的显著特点有 1、实现了波长色散和能量色散的第一次结合； 2、补充了波长色散分析范围狭窄的缺点一般情况下，波长色散只能同时分析12种元素，而能量色散连续谱，能同时分析几十种元素； 3、能量色散能准确地定性分析，而波长色散必须预知样品中的元素种类。
4、不增加体积的情况下，实现了两者的结合； 5、操作过程简单，一次送样即可，大大减少了工作量； 6、节约了能量色散光谱仪所用的高压、光管； 7、节约了附属设备(计算机、真空泵等)。

图1为本实用新型的整体结构示意图。
图2为本实用新型中能谱探测装置的结构示意图。
图3为本实用新型中能谱探测装置与其它部件连接关系示意图。
具体实施方式
本实用新型提出一种同时具有能量色散和波长色散的X荧光光谱仪。如图1所示，它包括装设在一机箱内的X光管及X射线发生装置101、真空测量室102、连接有探测器105的固定元素道分光器104、能谱探测装置103、由控制电路板卡106等构成的自动控制系统、特征X射线数字采集装置107，以及置于机箱外和真空测量室102连通的抽真空系统103、与自动控制系统和数字采集装置107电连接的带显示器108和打印机109的计算机100等部分。这里，除能谱探测装置103之外的其它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。
用于本实用新型中的分光器104，可以是单通道设计，也可以是平弯双晶通道、双平晶通道或双弯晶通道设计。这些双通道分光器的设计可以使一个分光器用于两种元素的测定。
参见图2和图3所示，能谱探测装置103主要包括依次连接的能谱探测器201、连接固定组件202和准直器203，其中，连接固定组件202前端的准直器203伸入真空测量室102中，后端与能谱探测器201相连，且通过连接固定组件202将能谱探测装置103固定在机箱内。
实际检测功能简述 实际检测功能1-----对波散测试背景扣除，提高元素测试检出限 实现过程 开启仪器，由探测器105将固定道某元素(i)强度Ci传导到数字采集装置107，由能谱探测器201将拟合出的对应的该元素的背景强度Di传导到数字采集装置107，再传输到计算机，由计算机将两个值按照相应比例相减得到净强度Ii Ii＝Ci-Di (i＝1，2……10) 再通过以下算式计算样品中该元素(i)的含量Yi Yi＝aIi+b (a、b为系统参数，由仪器标准标定过程中自动计算得到) 实际检测功能2-----能散与波散共同对样品综合分析功能 实际过程1-----能散的快速定性分析功能 开启仪器，由能谱探测器201将拟合出的对应的该元素的测试信号传导到数字采集装置107，再传输到计算机，经过计算机对信号处理，形成联系的能谱分析谱图，计算机对谱图进行定性分析，整个过程只需10秒以内即可完成。
实际过程2-----采用能谱延伸波谱的分析范围，组合定量分析 一般固定道波谱的元素分析数量有限，能谱可以弥补其缺陷-----能谱可实现对样品的全谱直读，分析速度快。
①、开启仪器，由探测器105将固定道某元素(i)强度Ci传导到数字采集装置107，再传输到计算机，得到该元素的特征X射线强度Ii 再通过以下算式计算样品中某元素(i)的含量Yi Yi＝aIi+b (a、b为波散系统参数，由仪器标准标定过程中自动计算得到) ②、开启仪器，由能散探测装置201将某元素(j)强度Cj传导到数字采集装置107，再传输到计算机，得到该元素的特征X射线强度Ij 再通过以下算式计算样品中某元素(i)的含量Yi Yj＝cIj+d (c、d为能散系统参数，由仪器标准标定过程中自动计算得到) ③、将①、②所计算的结果进行综合分析，得出最终结果，并输出到文件或打印机中。
权利要求1.一种具有能散检测技术的波长色散X荧光分析仪，包括装设在一机箱内的X光管及X射线发生装置、真空测量室、连接有探测器的一个或多个固定元素道分光器、由控制电路板卡等构成的自动控制系统、数字采集装置，以及置于机箱外和真空测量室连通的抽真空系统、与自动控制系统和检测装置电连接的带显示器和打印机的计算机，其特征在于在另外一固定元素道中装设能谱探测装置。
2.根据权利要求1所述具有能散检测技术的波长色散X荧光分析仪，其特征在于，所述能谱探测装置包括依次连接的能谱探测器、连接固定组件和准直器，其中，准直器伸入真空测量室。
3.根据权利要求2所述具有能散检测技术的波长色散X荧光分析仪，其特征在于，所述能谱探测装置通过连接固定组件固定在机箱内。
4.根据权利要求1或2或3所述具有能散检测技术的波长色散X荧光分析仪，其特征在于，所述分光器具有平弯双晶通道、双平晶通道或双弯晶通道设计。
专利摘要本实用新型公开一种具有能散检测技术的波长色散X荧光分析仪，属于利用X射线进行材料分析的测量设备技术领域。它包括装设在一机箱内的X光管及X射线发生装置、真空测量室、连接有探测器的一个或多个固定元素道分光器、由控制电路板卡等构成的自动控制系统、数字采集装置，以及置于机箱外和真空测量室连通的抽真空系统、与自动控制系统和检测装置电连接的带显示器和打印机的计算机，并在另外一固定元素道中装设能谱探测装置。本实用新型在多道谱仪上，增加一个能谱通道，实现了波长色散和能量色散的第一次结合，结构紧凑，操作过程简单，一次送样同时测量元素的数量可增加到几十个，大大减少了工作量，提高了检测分析的效率。
文档编号G01N23/223GK201522463SQ20092024665
公开日2010年7月7日 申请日期2009年10月23日 优先权日2009年10月23日
发明者吴娜, 高华, 余正东, 秦志立, 张军涛 申请人:北京邦鑫伟业技术开发有限公司