CN101021494A - X荧光多元素分析仪 - Google Patents

Abstract

一种X荧光多元素分析仪，包括激发光源，其具有一X光管。X光管上设置一准直器，准直器前端设有初级滤色片，以及提供X光管激发X射线能量的光管高压。样品盘，其具有一转盘。转盘上开设有一样品孔供放置待测样品，样品孔处于通过准直器校准的X射线的光路上，同时准直器与样品孔呈一角度。探头正对样品孔接收由X射线激发样品产生的X荧光，其具有一个正比计数管。正比计数管前端设有次级滤色片。一个电路输出设备与探头串联。在本发明中，激发光源的初级滤色片为铜箔，次级滤色片为含硅的薄膜。采用上述结构的分析仪，是一种无化学污染、无辐射污染、测量时间短、精度高、结构简单、安全可靠、价格便宜的X光管激发的能量色散型X射线荧光的多元素分析仪。

Description

X荧光多元素分析仪

技术领域

本发明涉及一种分析仪，尤其是一种用于分析材料中、主要是水泥生料及熟料中铝、硅、钙、铁或其氧化物含量的能量色散型X射线荧光多元素分析仪。

背景技术

目前，在国内水泥企业中，对铝、硅、钙、铁或其氧化物含量的测量一般采用化学分析方法，也有采用波长色散型X射线荧光的多元素分析仪进行分析。若采用化学分析方法，则由于需要用化学试剂，所以会对环境造成严重污染，对使用人员的身体健康造成损害。由于是人工操作，所以劳动强度较大，人为误差也较大。由于需分别分析不同的元素或其氧化物，且化学分析本身所需时间较长，所以整个测量时间较长，时间过长将影响在水泥生产过程中对水泥质量的控制。若采用波长色散型X射线荧光的多元素分析仪进行分析，则基本上能克服采用化学分析所带来的上述缺陷，但由于该类仪器的样品室比较复杂，造成其光路很长，就需用高电压和大电流的高压供给X光管做激发光源，从而使激发光源的能量较高且强度较大，所以会造成较大的辐射，对使用人员的身体健康造成损害。而且该类仪器的整个结构比较复杂，所以价格昂贵，很少有企业使用。

发明内容

为克服现有技术存在缺陷，本发明提供一种无化学污染、无辐射污染、测量时间短、精度高、结构简单、安全可靠、价格便宜的X光管激发的能量色散型X射线荧光的多元素分析仪。

为达成上述发明目的，本发明提供了一种X荧光多元素分析仪，包括激发光源，样品盘，探头和电路输出设备，其中

激发光源具有一X光管，X光管上设置一准直器，准直器前端设有初级滤色片，该初级滤色片为铜箔，以及提供X光管激发X射线能量的光管高压；

样品盘具有一转盘，转盘上开设有一样品孔供放置待测样品，样品孔处于通过准直器校准的X射线的光路上，同时准直器与样品孔呈一角度，所述样品盘在样品孔旁设置有校准样组；

探头正对样品孔接收由X射线激发样品产生的X荧光，其具有一个正比计数管，正比计数管前端设有次级滤色片，次级滤色片为含硅的薄膜；以及

一个电路输出设备与探头串联。

上述的X荧光多元素分析仪，其中所述X光管的光管高压为数字可调节高压且最高电压为10000伏。

上述的X荧光多元素分析仪，其中所述的激发光源的X光管与样品之间为25毫米，准直器的直径为6毫米。

上述的X荧光多元素分析仪，其中准直器与样品孔之间呈45度

上述的X荧光多元素分析仪，其中所述的校准样组为对应于不同测量元素的稳定的一组硬质样品。

上述的X荧光多元素分析仪，其中所述正比计数管为薄铍窗正比计数管。

上述的X荧光多元素分析仪，其中计数管的窗口与样品孔的夹角为0度，距离为15毫米。

上述的X荧光多元素分析仪，其中所述的电路输出设备包括依次串联的脉冲成型放大器、多道脉冲幅度分析器、计算机数据处理及控制，以及输出设备。

上述的X荧光多元素分析仪，其中所述的激发光源与探头外置有铁板。

本发明的有益效果是：与现有化学分析方法相比，由于采用物理分析方法，所以人为误差小，操作者劳动强度低，测量时间短，无化学污染；与现有波长色散型X射线荧光的多元素分析仪相比，由于X光管高压的最高值为10000伏，所发出的X射线能量最高为10keV，较之波长色散型的40keV～60keV低很多，经3毫米的铁板屏蔽无任何泄漏，故对使用人员没有辐射损害，又由于结构简单得多，故价格便宜，有利于在企业中推广。因此，本发明的有益效果是无化学污染、无辐射污染、测量时间短、精度高、结构简单、安全可靠、使用方便、价格便宜。

附图简述

图1为本发明的工作原理图。

具体实施方式

在图1中，本发明的多元素分析仪，由激发光源，样品盘，探头，电路输出设备组成。

激发光源由X光管1，准直器2，初级滤色片3，光管高压4组成。准直器2设置在X光管1前，初级滤色片3设置在准直器2的末端。光管高压4用于提供激发X光管1产生X射线A的能量。

本实施例中，初级滤色片3采用10微米的铜箔，以使激发光的光谱能量更单色，从而使激发光的光谱与样品中铝、硅、钙、铁的特征X射线荧光光谱基本无干扰。光管高压4为数字可调节高压且最高电压为10000伏，

样品盘位于激发光源上方，包括一转盘8，转盘8上开设有一样品孔9供放置待测样品。通过准直器2的X射线照射在转盘8底面，同时样品孔9处于X射线A的光路上。准直器2与样品孔9底面呈一角度，因此射向样品孔9的X射线和样品孔9也有相同的角度。

本实施例中，该角度最好为45度，同时，X光管1与样品孔9的距离最佳为35毫米，准直器2的直径为最佳为6毫米，从而保证分析仪获得最佳的分辩率。

转盘8在样品孔9旁边设置有校准样组10。校准样组10为对应于不同测量元素的稳定的一组硬质样品。分析仪在未测量样品时，校准样组10处于测量位置(样品孔9内)。分析仪测量校准样组10的铝、硅、钙、铁数据，以校准环境等因素的影响，从而提高分析仪的精度。校准样组10可采用高纯铝材制成硬质样品以对应于铝元素，采用玻璃制成硬质样品以对应于硅元素，采用水泥制成硬质样品以对应于钙、铁这二元素。

探头正对样品孔9，用于接收样品产生的X荧光B。探头包括一个正比计数管5，正比计数管5前端设有次级滤色片6。并且正比计数管5连接有一电荷灵敏前置放大器11。

本实施例中，正比计数管5为薄铍窗正比计数管。计数管的窗口与样品表面(样品孔9)的夹角为0度、距离为15毫米，这些同样是为了保证分析仪获得最佳的分辩率。正比计数管5前端设置的次级滤色片6为含有硅的薄膜，这克服了正比计数管能量分辩率差的缺点，使铝、硅这二个相邻元素的能谱在进入正比计数管前就得到了区分。

电路及输出设备包括与电荷灵敏前置放大器11依次串联的脉冲成型放大器12，多道脉冲幅度分析器13，计算机数据处理及控制14，以及输出设备。输出设备可以包括显示器15和打印机16。

激发光源与探头外由3毫米的铁板17屏蔽，该铁板17不仅起到电屏蔽的作用，而且起到辐射屏蔽的作用，它使最高能量为10keV的X射线完全被屏蔽而无任何泄漏。

实际测量时，激发光源发射X射线至样品上，在样品表层激发出铝、硅、钙、铁的特征X射线荧光，该荧光经次级滤色片6进行初步区分，再经正比计数管5接受并转化为电信号，再经脉冲成型放大器12成形放大后由多道脉冲幅度分析器13区分出铝、硅、钙、铁的特征X射线荧光，再由计算机14进行计数。因为样品中铝、硅、钙、铁或其氧化物的含量与分析仪得到的铝、硅、钙、铁的特征X射线荧光计数成正比，所以经计算机14运算后能得出样品中铝、硅、钙、铁或其氧化物的含量，最后由显示器15、打印机16将数据输出。

Claims (9)

1.一种X荧光多元素分析仪，包括激发光源，样品盘，探头和电路输出设备，其特征在于：

激发光源其具有一X光管(1)，X光管(1)上设置一准直器(2)，准直器前端设有初级滤色片(3)，该初级滤色片(3)为铜箔，以及提供X光管激发X射线能量的光管高压(4)；

样品盘具有一转盘(8)，转盘(8)上开设有一样品孔(9)供放置待测样品，样品孔(9)处于通过准直器(2)校准的X射线的光路上，同时准直器(2)与样品孔(9)呈一角度，所述样品盘在样品孔(9)旁设置有校准样组(10)；

探头正对样品孔(9)接收由X射线激发样品产生的X荧光，其具有一个正比计数管(5)，正比计数管(5)前端设有次级滤色片(6)，次级滤色片(6)为含硅的薄膜；以及

一个电路输出设备与探头串联。

2.如权利要求1所述的X荧光多元素分析仪，其特征在于：所述X光管(1)的光管高压(4)为数字可调节高压且最高电压为10000伏。

3.如权利要求1或2所述的X荧光多元素分析仪，其特征在于：所述的激发光源的X光管(1)与样品之间为25毫米，准直器(2)的直径为6毫米。

4.如权利要求3所述的X荧光多元素分析仪，其特征在于：准直器(2)与样品孔(9)之间呈45度

5.如权利要求1所述的X荧光多元素分析仪，其特征在于：  所述的校准样组(10)为对应于不同测量元素的稳定的一组硬质样品。

6.如权利要求1所述的X荧光多元素分析仪，其特征在于：所述正比计数管(5)为薄铍窗正比计数管。

7.如权利要求6所述的X荧光多元素分析仪，其特征在于：计数管的窗口与样品孔(9)的夹角为0度，距离为15毫米。

8.如权利要求1所述的X荧光多元素分析仪，其特征在于：所述的电路输出设备包括依次串联的脉冲成型放大器(12)、多道脉冲幅度分析器(13)、计算机数据处理及控制(14)，以及输出设备。

9.如权利要求1所述的X荧光多元素分析仪，其特征在于：所述的激发光源与探头外置有铁板(17)。

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