CN116223547A - 一种x射线衍射和x射线荧光光谱同步联用***及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种X射线衍射和X射线荧光光谱同步联用***及装置，涉及X射线技术领域；待测样品放置在样品台上；所述同步联用***通过X射线光源子***向待测样品发射X射线；待测样品对X射线进行衍射形成衍射信号；X射线激发待测样品形成荧光信号；XRF探测子***与计算机连接，XRF探测子***根据所述荧光信号得到荧光光谱；XRD探测子***与计算机连接，设置在所述衍射信号的传输光路上，XRD探测子***根据所述衍射信号得到X射线衍射结果；本发明实现了对待测样品的同一位置的XRD衍射和XRF荧光光谱的同步测试。
Description
技术领域
本发明涉及X射线技术领域，特别是涉及一种X射线衍射和X射线荧光光谱同步联用装置。
背景技术
X射线是波长在0.01-10mm范围内的电磁波，利用X射线与物质之间的相互作用，发展出了X射线吸收谱、荧光光谱、光电子能谱、散射和衍射等分析方法。其中X射线衍射(XRD，X-RayDiffraction)是利用X射线照射在具有周期结构的晶体后会发生衍射，从而精确测定物质的晶体结构、织构及应力；X射线荧光光谱分析(XRF，X-RayFluorescence)是利用不同元素吸收X射线后会发出不同能量的荧光(X射线)的原理，定性或定量测定物质的元素组成。这两种方法被广泛用于科学研究、检验检测以及企业对产品的质量控制等方面。
通常这两种方法都使用独立的仪器进行测试，分别为X射线衍射仪和X射线荧光光谱仪。XRD可以得到X射线结果从而解析出物质的种类和晶相，但是由于往往比较类似的元素组成的同类物质衍射数据十分接近，比较难以区分。XRF则可以得到X射线荧光光谱从而解析出物质的元素组成，但是无法获知元素的化合价即物质的晶相。因此这两种方法通常一起使用，经过彼此验证能够更容易解析出物质的组成，所以很多分析测试部门需要配备两种仪器。
但是现有技术中多为两种方法进行独立测试得到结果进而进行分析，效率不高，亟需一种X射线衍射和X射线荧光光谱同步联用仪器。
发明内容
本发明的目的是提供一种X射线衍射和X射线荧光光谱同步联用***及装置，实现了对待测样品的同一位置的XRD衍射和XRF荧光光谱的同步测试。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种X射线衍射和X射线荧光光谱同步联用***；待测样品放置在样品台上；所述X射线衍射和X射线荧光光谱同步联用***包括：
X射线光源子***，用于向所述待测样品发射X射线；所述待测样品对所述X射线进行衍射形成衍射信号；所述X射线激发所述待测样品形成荧光信号；
XRF探测子***，设置在所述样品台上，用于根据所述荧光信号得到荧光光谱；所述样品台设置在所述X射线的传输光路上；
XRD探测子***，设置在所述衍射信号的传输光路上，用于根据所述衍射信号得到X射线衍射结果。
可选地，所述X射线光源子***包括：
X射线光源发射器，用于向所述待测样品发射X射线；
X射线光源支架，用于固定所述X射线光源发射器。
可选地，其特征在于，所述XRF探测子***包括：
XRF探测器，用于根据所述荧光信号得到荧光光谱；
XRF探测器支架，设置在所述样品台上，用于固定所述XRF探测器。
可选地，所述XRF探测器为Si-PIN探测器或SDD探测器。
可选地，所述XRD探测子***包括：
XRD探测器，设置在所述衍射信号的传输光路上，用于根据所述衍射信号得到X射线衍射结果；
XRD探测器支架，用于固定所述XRD探测器。
可选地，所述XRD探测器为一维阵列探测器或二维阵列探测器。
可选地，所述一种X射线衍射和X射线荧光光谱同步联用***还包括：
安全壳体，内部设有所述X射线光源子***、XRF探测子***和XRD探测子***。
为实现上述目的，本发明还提供了如下方案：
一种X射线衍射和X射线荧光光谱同步联用装置，所述X射线衍射和X射线荧光光谱同步联用装置包括：
上述的X射线衍射和X射线荧光光谱同步联用***；
样品台，用于放置待测样品；且所述X射线衍射和X射线荧光光谱同步联用***的XRF探测子***设置在所述样品台上；所述X射线衍射和X射线荧光光谱同步联用***的X射线光源子***用于向所述样品台上的所述待测样品发射X射线；所述待测样品对所述X射线进行衍射形成衍射信号；所述X射线激发所述待测样品形成荧光信号；
计算机，与所述X射线衍射和X射线荧光光谱同步联用***的XRF探测子***和XRD探测子***连接，所述XRF探测子***用于根据所述荧光信号得到荧光光谱，所述XRD探测子***用于根据所述衍射信号得到X射线衍射结果；所述计算机用于根据所述荧光光谱和所述X射线衍射结果得到物质组成数据。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明一种X射线衍射和X射线荧光光谱同步联用***；通过X射线光源子***向所述待测样品发射X射线；所述待测样品对所述X射线进行衍射形成衍射信号；所述X射线激发所述待测样品形成荧光信号；通过XRF探测子***根据所述荧光信号得到荧光光谱；通过XRD探测子***根据所述衍射信号得到X射线衍射结果；本发明实现了对待测样品的同一位置的XRD衍射和XRF荧光光谱的同步测试。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明X射线衍射和X射线荧光光谱同步联用***的结构示意图；
图2为本发明X射线衍射和X射线荧光光谱同步联用装置的结构示意图；
图3为本发明X射线衍射和X射线荧光光谱同步联用***的实施例示意图。
符号说明：
待测样品-1，样品台-2，X射线光源子***-3，X射线光源发射器-31，X射线光源支架-32，XRF探测子***-4，XRF探测器-41，XRF探测器支架-42，XRD探测子***-5，XRD探测器-51，XRF探测器支架-52，安全壳体-6，计算机-7。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
本发明的目的是提供一种X射线衍射和X射线荧光光谱同步联用***及装置，实现了对待测样品的同一位置的XRD衍射和XRF荧光光谱的同步测试。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明X射线衍射和X射线荧光光谱同步联用***；待测样品1放置在样品台2上；所述X射线衍射和X射线荧光光谱同步联用***包括X射线光源子***3、XRF探测子***4和XRD探测子***5。
所述X射线光源子***3用于向所述待测样品1发射X射线；所述待测样品1对所述X射线进行衍射形成衍射信号；所述X射线激发所述待测样品1形成荧光信号。
所述XRF探测子***4设置在所述样品台2上；所述XRF探测子***4用于根据所述荧光信号得到荧光光谱；所述样品台2设置在所述X射线的传输光路上。
所述XRD探测子***5设置在所述衍射信号的传输光路上；所述XRD探测子***5用于根据所述衍射信号得到X射线衍射结果。
所述待测样品1可为粉末、块体、纤维、薄膜、液体或胶体等，并不局限于上述种类，可根据实际需要进行调整。
优选地，所述X射线光源子***3包括X射线光源发射器31和X射线光源支架32。
所述X射线光源发射器31用于向所述待测样品1发射X射线。
所述X射线光源支架32用于固定所述X射线光源发射器31。
以具体实施例为例，所述X射线光源发射器31采用钼靶。同时，所述X射线光源发射器31覆盖20°；所述X射线光源发射器31放置在位于样品台2中心距离50mm处。此外，所述X射线光源支架32采用3D打印而成。所述X射线光源支架32通过螺丝固定在所述安全壳体6的底板上。
为了实现能量色散X射线荧光光谱测试，所述XRF探测子***4包括XRF探测器41和XRF探测器支架42。
所述XRF探测器41用于根据所述荧光信号得到荧光光谱。
所述XRF探测器支架42设置在所述样品台2上；所述XRF探测器支架42用于固定所述XRF探测器41。
以具体实施例为例，所述XRF探测器41采用SDD探测器。同时，所述XRF探测器41固定在XRF探测器支架42上；所述XRF探测器41位于距离样品台2中心正上方30mm处。所述XRF探测器支架42采用3D打印而成。所述XRF探测器支架42固定在样品台2上。样品台2固定在安全壳体6底板上的电动升降台上。
此外，所述XRF探测器41还具有能量分辨功能。
可选地，所述XRF探测器41为Si-PIN探测器或SDD探测器。
为了实现照相模式的X射线衍射测试，所述XRD探测子***5包括XRD探测器51和XRD探测器支架52。
所述XRD探测器51设置在所述衍射信号的传输光路上，所述XRD探测器51用于根据所述衍射信号得到X射线衍射结果。
所述XRD探测器支架52用于固定所述XRD探测器51。
以具体实施例为例，所述XRD探测器51采用MythenID探测器。MythenID探测器由大小为4mm×0.05mm640个子探测器组成。所述XRD探测器51固定在XRD探测器支架52上。所述XRD探测器51位于样品台2中心点距离90.7mm处。同时，所述XRD探测器51覆盖20°(15°～35°)范围。此外，所述XRD探测器支架52采用3D打印而成。所述XRD探测器支架52通过螺丝固定在所述安全壳体6的底板上。
可选地，所述XRD探测器51为一维阵列探测器或二维阵列探测器。
同时，所述X射线光源支架32、所述XRF探测器支架42和所述XRD探测器支架52的构造材料为金属或塑料；可以根据具体需求进行调整，并不局限于上述两种材料。
为防止造成辐射隐患，所述一种X射线衍射和X射线荧光光谱同步联用***还包括安全壳体6。所述安全壳体6内部设有所述X射线光源子***3、XRF探测子***4和XRD探测子***5。
所述安全壳体6为定制含铅钢板壳体，防止测试过程中X射线外漏。
以具体实施例为例，如图3所示：
X射线光源发射器31采用钼靶，以覆盖20°为例，固定在X射线光源支架32上，放置在位于样品台2中心距离50mm处；X射线光源支架32采用3D打印而成，通过螺丝固定在所述安全壳体6的底板上；XRF探测器41采用SDD探测器，固定在XRF探测器支架42上，位于距离样品台2中心正上方距离30mm处；XRF探测器支架42采用3D打印而成，固定在样品台2上，样品台2固定在安全壳体6底板上的电动升降台上；XRD探测器51采用MythenID探测器，MythenID探测器由大小为4mm×0.05mm640个子探测器组成，固定在XRD探测器支架52上，位于样品台2中心点距离90.7mm处，覆盖20°(15°～35°)范围；XRD探测器支架52采用3D打印而成，通过螺丝固定在所述安全壳体6的底板上。
通过计算机7或者人工控制X射线光源发射器31发射X光线；待测样品1对X射线进行衍射形成衍射信号；X射线激发待测样品1形成荧光信号；XRF探测器41根据荧光信号得到荧光光谱；XRD探测器51根据衍射信号得到X射线衍射结果；计算机7根据荧光光谱和X射线衍射结果得到物质组成数据。
进一步地，本发明还提供了一种X射线衍射和X射线荧光光谱同步联用装置(如图2所示)，所述X射线衍射和X射线荧光光谱同步联用装置包括上述的X射线衍射和X射线荧光光谱同步联用***、样品台2、及计算机7。
所述样品台2用于放置待测样品1；且所述X射线衍射和X射线荧光光谱同步联用***的XRF探测子***4设置在所述样品台上；所述X射线衍射和X射线荧光光谱同步联用***的X射线光源子***3用于向所述样品台上的所述待测样品1发射X射线；所述待测样品1对所述X射线进行衍射形成衍射信号；所述X射线激发所述待测样品1形成荧光信号。
所述计算机7与所述X射线衍射和X射线荧光光谱同步联用***的XRF探测子***41和XRD探测子***51连接，所述XRF探测子***41用于根据所述荧光信号得到荧光光谱，所述XRD探测子***51用于根据所述衍射信号得到X射线衍射结果；所述计算机7用于根据所述荧光光谱和所述X射线衍射结果得到物质组成数据。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的***相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见***部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种X射线衍射和X射线荧光光谱同步联用***，其特征在于，待测样品放置在样品台上；所述X射线衍射和X射线荧光光谱同步联用***包括：
X射线光源子***，用于向所述待测样品发射X射线；所述待测样品对所述X射线进行衍射形成衍射信号；所述X射线激发所述待测样品形成荧光信号；
XRF探测子***，设置在所述样品台上，用于根据所述荧光信号得到荧光光谱；所述样品台设置在所述X射线的传输光路上；
XRD探测子***，设置在所述衍射信号的传输光路上，用于根据所述衍射信号得到X射线衍射结果。
2.根据权利要求1所述的一种X射线衍射和X射线荧光光谱同步联用***，其特征在于，所述X射线光源子***包括：
X射线光源发射器，用于向所述待测样品发射X射线；
X射线光源支架，用于固定所述X射线光源发射器。
3.根据权利要求1所述的一种X射线衍射和X射线荧光光谱同步联用***，其特征在于，所述XRF探测子***包括：
XRF探测器，用于根据所述荧光信号得到荧光光谱；
XRF探测器支架，设置在所述样品台上，用于固定所述XRF探测器。
4.根据权利要求3所述的一种X射线衍射和X射线荧光光谱同步联用***，其特征在于，所述XRF探测器为Si-PIN探测器或SDD探测器。
5.根据权利要求1所述的一种X射线衍射和X射线荧光光谱同步联用***，其特征在于，所述XRD探测子***包括：
XRD探测器，设置在所述衍射信号的传输光路上，用于根据所述衍射信号得到X射线衍射结果；
XRD探测器支架，用于固定所述XRD探测器。
6.根据权利要求5所述的一种X射线衍射和X射线荧光光谱同步联用***，其特征在于，所述XRD探测器为一维阵列探测器或二维阵列探测器。
7.根据权利要求1所述的一种X射线衍射和X射线荧光光谱同步联用***，其特征在于，所述一种X射线衍射和X射线荧光光谱同步联用***还包括：
安全壳体，内部设有所述X射线光源子***、XRF探测子***和XRD探测子***。
8.一种X射线衍射和X射线荧光光谱同步联用装置，其特征在于，所述X射线衍射和X射线荧光光谱同步联用装置包括：
权利要求1-7任一项所述的X射线衍射和X射线荧光光谱同步联用***；
样品台，用于放置待测样品；且所述X射线衍射和X射线荧光光谱同步联用***的XRF探测子***设置在所述样品台上；所述X射线衍射和X射线荧光光谱同步联用***的X射线光源子***用于向所述样品台上的所述待测样品发射X射线；所述待测样品对所述X射线进行衍射形成衍射信号；所述X射线激发所述待测样品形成荧光信号；
计算机，与所述X射线衍射和X射线荧光光谱同步联用***的XRF探测子***和XRD探测子***连接，所述XRF探测子***用于根据所述荧光信号得到荧光光谱，所述XRD探测子***用于根据所述衍射信号得到X射线衍射结果；所述计算机用于根据所述荧光光谱和所述X射线衍射结果得到物质组成数据。
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2023
- 2023-03-23 CN CN202310290960.5A patent/CN116223547A/zh not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
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