CN105891246A - 一种x射线荧光探测装置 - Google Patents

一种x射线荧光探测装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种X射线荧光探测装置，其特征在于，所述装置包括支架，设置在支架上的X射线发生***、X射线接收***和平移转动***，以及信息分析与控制***。其中，所述X射线接收***与X射线发生***相对设置，用于接收经X射线发生***发出的X射线照射后待测样品产生的X荧光；所述平移转动***，包括平移机构和转动机构，所述平移机构带动所述X射线接收***和/或所述X射线发生***在水平方向平移；所述转动机构带动X射线接收***沿垂直于水平方向的轴转动。本发明提供的X射线荧光探测装置，可以满足各种形态样品的测试并极大地提高了测试结果的准确度。

Description

一种X射线荧光探测装置
技术领域
本发明涉及探测装置领域，具体而言，涉及一种X射线荧光探测装置。
背景技术
随着X射线荧光技术的不断完善，带动X射线荧光光谱仪设备的发展。作为一种快速、准确、经济、无损的物质元素组成分析方法，已被广泛应用于冶金、地质、建材、矿勘、石油、化工、电气、生物、医疗、刑侦、考古、奢侈品鉴定等诸多领域。样品探测装置是X射线荧光光谱仪中的重要部件。现有技术中的探测装置，其样品仓采用一体式固定平面结构测试面板和固定不可调的定位***进行检测，对待测样品表观形貌要求较高，仅适用于平面形态的待测样品。而对于特殊非平面型的待测样品，测试时不平整的待检底面区域极易将水平面定位薄膜压变形，甚至将样品盘/板压离对中位置，而且难以检测到凹进去的区域，从而导致测试结果不准确。所以为满足各种形态样品的测试结果准确度要求，需要对现有的X射线荧光光谱仪的样品仓定位***进行改进，提出功能结构更合理、使用更方便、检测结果更精确的样品仓X射线接收***可调节装置，实现定位***可调节功能，能够通过调节X射线接收***的水平位移和旋转角度来提高样品待测面高度，并保证接收到的X射线强度最高，从而不仅能适用于平面型样品，也能适用于非平面型样品的检测，并通过信息分析***和控制***达到精准定位，保证检测结果的准确度。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种X射线荧光探测装置，所述的X射线荧光探测装置能能适用于平面型样品，也能适用于非平面型样品的检测并采用信息分析和控制***和控制电机实现精准定位，保证了检测结果的高准确度。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明涉及一种X射线荧光探测装置，其特征在于，所述装置包括支架，设置在支架上的X射线发生***、X射线接收***和平移转动***，以及信息分析与控制***，其中，
所述X射线接收***与X射线发生***相对设置，用于接收经X射线发生***发出的X射线照射后待测样品产生的X荧光；
所述平移转动***，包括平移机构和转动机构，所述平移机构带动所述X射线接收***和/或所述X射线发生***在水平方向平移；所述转动机构带动X射线接收***和/或X射线发生***沿垂直于水平方向的轴转动。
优选地，所述平移机构包括设置在所述支架上的一对滑轨、设置在所述滑轨上的第一组滑块和平移控制电机；所述X射线发生***的两端分别固定在第一组滑块上，所述平移控制电机控制第一组滑块进而带动所述X射线发生***沿所述滑轨平移。
优选地，所述X射线发生***的一端设有第一转动控制电机。
优选地，所述转动机构包括X射线接收***的旋转机构，所述X射线接收***的旋转机构包括设置在支架上的横轴和第二转动控制电机，所述第二转动控制电机固定在所述横轴的一端以控制横轴转动，所述X射线接收***设置在横轴上。
优选地，所述X射线接收***的转动机构包括横轴和第二转动控制电机，所述第二转动控制电机固定在所述横轴的一端以控制横轴转动，所述X射线接收***设置在横轴上，所述滑轨上设置有第二组滑块，所述横轴的两端设置在所述第二组滑块上。
优选地，所述X射线发生***包括X射线发射源、设置在所述X射线发射源上方的准直器和准直器控制电机，所述准直器控制电机用于控制所 述准直器移动至所述X射线发射源的正上方。
优选地，所述X射线发生***还包括1-5个滤光片、滤光片调节器和光源控制电机，所述滤光片并列地设置在滤光片调节器上，所述光源控制电机用于控制所述滤光片调节器在所述X射线发射源的上方移动。
优选地，所述滤光片调节器上设置有激光发射源(2)，所述滤光片调节器可以带动所述激光发射源(2)移动至所述X射线发射源的正上方。
优选地，所述X射线接收***上设置有感光传感器、传感器控制电机和感光传感器移动导轨，所述传感器控制电机用于控制所述感光传感器沿所述感光传感器移动导轨水平移动至所述X射线接收***的接收孔正上方位置。
优选地，所述信息分析与控制***与所述平移转动***连接，并控制平移转动***的运转。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1)本发明提供的X射线荧光探测装置，通过平移转动***带动X射线接收***或X射线发生***在水平方向平移，或沿垂直于水平方向的轴转动，避免了待测样品测试时不平整的待检底面区域极易将水平面定位薄膜压变形，甚至将样品盘压离对中位置，而且难以检测到凹进去的区域从而导致测试结果不准确的问题，可以满足各种形态样品的测试并极大地提高了测试结果的准确度；
2)本发明采用激光发射源(2)、感光传感器、信息分析和控制***和控制电机实现精准定位，保证了检测结果的高准确度；
3)本发明功能结构更合理、使用更方便、检测结果更精确。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施方式，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。
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的局部放大图；
图3是本发明的原理示意图。
附图标记：
1-X射线发生***、2-激光发射源、3-光源控制电机、4-滑块、5-导轨、6-横轴、7-传感器控制电机、8-传感器移动导轨、9-X射线接收***、10-感光传感器、11-支架、12-平移控制电机、13-旋转控制电机、14-滤光片调节器、15-X射线发射源、16-准直器、17-准直器控制电机、18-信息接收和控制***、19-待测面。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术 语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的一个方面涉及一种X射线荧光探测装置，所述装置包括支架(11)，设置在支架(11)上的X射线发生***(1)、X射线接收***(9)和平移转动***，以及信息分析与控制***，其中，所述X射线接收***(9)与X射线发生***(1)相对设置，用于接收经X射线发生***(1)发出的X射线照射后待测样品产生的X荧光；
所述平移转动***，包括平移机构和转动机构，所述平移机构带动所述X射线接收***(9)和/或所述X射线发生***(1)在水平方向平移；所述转动机构带动X射线接收***(9)沿垂直于水平方向的轴转动。
本发明的装置，由于设置有平移转动***，所述X射线发生***(1)和/或所述X射线接收***(9)可以在其带动下实现水平位置上的移动和轴向的旋转，如此设计可以使得本发明的装置不仅限于检测外观形貌较为规则的平面形态的待测品，还可以用以检测特殊的非平面型的待测品。此外，本发明中的信息分析与控制***不仅可以用于信息的收集和分析，还可以反作用于平移转动***，指导其运转，以使得X射线接收***(9)能够接收到信号最强的X射线，从而提高检测的精确度。
在本发明的一个优选实施方式中，所述X射线发生***(1)和所述X射线接收***(9)分别与第一平移转动***和第二平移转动***连接，其分别带动所述X射线接收***(9)和所述X射线发生***(1)在水平位置上移动并可沿垂直于水平方向的轴转动。
进一步地，所述平移机构包括设置在所述支架(11)上的一对滑轨、设置在所述滑轨上的第一组滑块和设置在所述第一组滑块上的平移控制 电机(12)；所述X射线发生***(1)的两端分别固定在第一组滑块上，所述平移控制电机(12)控制第一组滑块进而带动所述X射线发生***(1)沿所述滑轨平移。
本发明中，所述X射线接收***(9)和X射线发生***(1)相对设置，所述滑轨设置在所述X射线接收***(9)以及和X射线发生***(1)的两侧，X射线发生***(1)的两端分别固定在第一组滑块上，通过平移控制电机(12)控制X射线发生***(1)沿滑轨在靠近或远离所述X射线接收***(9)的方向上平移，从而调整最佳的检测位置，提高检测的准确度。
进一步地，所述X射线发生***(1)的一端设有第一转动控制电机。
在本发明的一个优选实施方式中，所述第一平移控制电机(12)设置在第一组滑块上，所述X射线发生***(1)的一端固定在第一转动控制电机上，通过第一转动控制电机带动其在沿垂直于水平方向的轴转动。
本发明通过平移转动***带动所述X射线发生***(1)进行水平位移和/或旋转角度，以提高样品待测面高度，并保证接收到的X射线强度最高，从而不仅能适用于平面型样品，也能适用于非平面型样品的检测，保证检测结果的准确度。
在本发明的一个优选实施方式中，所述第一滑块上设置有凸台，所述凸台上设置有铆接固定组件，所述X射线发射***与所述凸台铆接并固定在所述滑块上，所述滑块可通过平移控制电机(12)供能，带动X射线发射***沿所述滑轨在水平位置上滑动平移。
所述X射线接收***(9)通过以上设计可以实现水平位置上的滑动，在优选的实施方式中，其还可以轴向旋转，因此其适用的范围更加广泛。
转动控制电机可以控制X射线发生***(1)沿轴向转动。
进一步地，所述转动机构包括X射线接收***(9)的旋转机构，所述X射线接收***(9)的旋转机构包括设置在支架(11)上的横轴(6) 和第二转动控制电机，所述第二转动控制电机固定在所述横轴(6)的一端以控制横轴(6)转动，所述X射线接收***(9)设置在横轴(6)上。
在本发明的一个优选实施方式中，所述旋转机构包括铆接固定组件和设置在横轴(6)两端的铆接凸起，所述横轴(6)与所述铆接固定组件连接，所述转动控制电机固定在横轴(6)的一段并且可以提供动力控制横轴(6)的转动，X射线接收***(9)不可拆卸地固定在横轴(6)上，优选地，所述X射线接收***(9)与横轴(6)呈一体式设计。
在本发明的一个优选实施方式中，所述旋转机构包括卡接固定组件和设置在横轴(6)两端的卡接突起，所述卡接固定组件是具有向内凹陷的卡接槽的凸台，所述卡接突起与所述卡接槽连接并可沿轴向转动，横轴(6)的一端与转动控制电机连接，所述转动控制电机可以提供动力控制恒重的转动，X射线***被不可拆卸地固定在横轴(6)上，优选地，所述X射线接收***(9)与横轴(6)呈一体式设计。
所述X射线接收***(9)固定在横轴(6)上与X射线发生***(1)对向设置，因此X射线发生***(1)射出的X射线可以准确地被X射线接收***(9)接收，而X射线接收***(9)能够通过横轴(6)实现转动有助于接收到信号最强的X射线，从而提高测定精确度。
进一步地，所述X射线接收***(9)的转动机构包括横轴(6)和第二转动控制电机，所述第二转动控制电机固定在所述横轴(6)的一端以控制横轴(6)转动，所述X射线接收***(9)设置在横轴(6)上，所述滑轨上设置有第二组滑块，所述横轴(6)的两端设置在所述第二组滑块上。
在本发明的一个优选实施方式中，所述第二组滑块上分别设有凸台，所述凸台上设有圆柱状内陷卡接槽，所述横轴(6)的两端上设有卡接凸起并与所述凸台卡接，所述横轴(6)的一端设有旋转控制电机(13)，所述旋转控制电机(13)可以控制所述横轴(6)旋转，所述滑块上设有平 移移动电机，所述平移移动电机可以控制所述滑块带动横轴(6)沿滑轨平移。
在本发明的一个优选实施方式中，所述第二组滑块上分别设有凸台，所述凸台上设有铆接槽，所述横轴(6)的两端上设有铆接组件并与所述凸台铆接，所述横轴(6)的一端设有旋转控制电机(13)，所述旋转控制电机(13)可以控制所述横轴(6)旋转，所述滑块上设有平移移动电机，所述平移移动电机可以控制所述滑块带动横轴(6)沿滑轨平移。
通过以上设计，X射线接收***(9)可以在轴向旋转并可以沿滑轨平移，因此可以更准确地定位以获得最佳的检测精确度。
进一步地，所述X射线发生***(1)包括X射线发射源(15)、设置在所述X射线发射源(15)上方的准直器(16)和准直器(16)控制电机，所述准直器(16)控制电机用于控制所述准直器(16)移动至所述X射线发射源(15)的正上方。
在本发明的一个优选实施方式中，所述X射线发生***(1)上设有准直器(16)滑轨，所述准直器(16)可以沿所述滑轨滑动至X射线发射源(15)的正上方。检测应用中，由信息接收和控制***(18)控制准直器(16)滑动电机使准直器(16)精确地沿所述准直器(16)滑轨移动到X射线发射源(15)的正上方。
在本发明的一个优选实施方式中，所述准直器(16)上设置有4个不同的孔，所述孔可根据需求精确地由准直器(16)带动而滑动至X射线发射源(15)的正上方。
进一步地，所述X射线发生***(1)还包括1-5个滤光片、滤光片调节器(14)和光源控制电机(3)，所述滤光片被并列地设置在滤光片调节器(14)上，所述光源控制电机(3)用于控制所述滤光片调节器(14)在所述X射线发射源(15)的上方移动。
在本发明的一个优选实施方式中，所述滤光片调节器(14)上设有4 个滤光片，所述滤光片并列设置，所述X射线发生***(1)上还设有调节器滑轨。检测应用中，由信息接收和控制***(18)控制所述光源控制电机(3)使滤光片调节器(14)沿调节器滑轨滑动，可根据需求使得滑轨上设置的某一所需滤光片滑动至X射线发射源(15)的正上方。
进一步地，在本发明的一个实施方式中，所述滤光片调节器(14)上设有1个滤光片；在本发明的另一个实施方式中，所述滤光片调节器(14)上设有5个滤光片。
使用过程中，滤光片调节器(14)带动所需滤光片滑动至X射线发射源(15)的正上方，后准直器(16)沿准直器(16)滑轨滑动至X射线发射源(15)和所选用的滤光片的正上方，X射线发射源(15)射出所需的X射线。
进一步地，所述滤光片调节器(14)上设置有激光发射源(2)，所述滤光片调节器(14)可以带动所述激光发射源(2)移动至所述X射线发射源(15)的正上方。
应用中，信息接收和控制***(18)启动光源控制电机(3)带动滤光片调节器(14)滑动，使所述激光发射源(2)移动到X射线发射源(15)的正上方，精确定位后，启动激光发射源(2)沿固定角度发射激光。
使用激光发射源(2)发射激光的目的在于精确定位并寻找X射线接收***(9)的最佳水平位置和角度。
进一步地，所述X射线接收***(9)上设置有感光传感器(10)、传感器控制电机(7)和感光传感器(10)移动导轨(8)，所述传感器控制电机(7)用于控制所述感光传感器(10)沿所述感光传感器(10)移动导轨(8)水平移动至所述X射线接收***(9)的接收孔正上方位置。
应用中，信息接收和控制***(18)启动传感器控制电机(7)，使感光传感器(10)沿传感器移动导轨(8)移动到X射线接收***(9)的接收孔正上方位置。后信息接收和控制***(18)启动平移控制电机(12)， 平移控制电机(12)带动X射线接收***(9)沿导轨在水平方向上移动，直到感光传感器(10)接收到激光信号，然后迅速通过信号线传输到信息***和控制***，使控制***立即控制平移控制电机(12)停止运行，由于光电信号传输的超快速度可实现X射线接收***(9)在水平方向上的精准定位。X射线接收***(9)在水平方向上精准定位后，启动旋转控制电机(13)，旋转控制电机(13)带动横轴(6)上的X射线接收***(9)旋转，不断调整激光接收角度，直到感光传感器(10)接收到最强的激光信号，然后迅速通过信号线传输到信息***和控制***，使控制***立即控制旋转控制电机(13)停止运行，由于光电信号传输的超快速度可实现X射线接收角度的精准定位。
通过以上设计，可以实现X射线接收***(9)的完整精确定位，保证X射线发射***可以接收到最强信号的X射线并从而提高检测精度。
进一步地，所述信息分析与控制***与所述平移转动***连接，并控制平移转动***的运转。
本发明的优点在于，通过精准定位调节，X射线接收***(9)可以接收到最强的X射线，得到的检测数据更精确，而且通过激光辅助定位调节满足了对于不平整待测面凹进区域的检测需求，使其不仅能适用于平面型样品，也能适用于非平面型样品的检测，达到了功能结构更合理、使用更方便、检测结果更精确的设备改进目的。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种X射线荧光探测装置，其特征在于，所述装置包括支架，设置在支架上的X射线发生***、X射线接收***和平移转动***，以及信息分析与控制***，其中，
所述X射线接收***与X射线发生***相对设置，用于接收经X射线发生***发出的X射线照射后待测样品产生的X荧光；
所述平移转动***，包括平移机构和转动机构，所述平移机构带动所述X射线接收***和/或所述X射线发生***在水平方向平移；所述转动机构带动X射线接收***沿垂直于水平方向的轴转动。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述平移机构包括设置在所述支架上的一对滑轨、设置在所述滑轨上的第一组滑块和平移控制电机；所述X射线发生***的两端分别固定在第一组滑块上，所述平移控制电机控制第一组滑块进而带动所述X射线发生***沿所述滑轨平移。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述X射线发生***的一端设有第一转动控制电机。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述转动机构包括X射线接收***的旋转机构，所述X射线接收***的旋转机构包括设置在支架上的横轴和第二转动控制电机，所述第二转动控制电机固定在所述横轴的一端以控制横轴转动，所述X射线接收***设置在横轴上。
5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述X射线接收***的转动机构包括横轴和第二转动控制电机，所述第二转动控制电机固定在所述横轴的一端以控制横轴转动，所述X射线接收***设置在横轴上，所述滑轨上设置有第二组滑块，所述横轴的两端设置在所述第二组滑块上。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述X射线发生***包括X射线发射源、设置在所述X射线发射源上方的准直器和准直器控制电机，所述准直器控制电机用于控制所述准直器移动至所述X射线发射源的正上方。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述X射线发生***还包括1-5个滤光片、滤光片调节器和光源控制电机，所述滤光片被并列地设置在滤光片调节器上，所述光源控制电机用于控制所述滤光片调节器在所述X射线发射源的上方移动。
8.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述滤光片调节器上设置有激光发射源，所述滤光片调节器可以带动所述激光发射源移动至所述X射线发射源的正上方。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述X射线接收***上设置有感光传感器、传感器控制电机和感光传感器移动导轨，所述传感器控制电机用于控制所述感光传感器沿所述感光传感器移动导轨水平移动至所述X射线接收***的接收孔正上方位置。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信息分析与控制***与所述平移转动***连接，并控制平移转动***的运转。
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