JP7400643B2 - X線分析装置、x線分析用信号処理装置およびx線分析方法 - Google Patents
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Description
<X線分析装置1の構成について>
図1は、本実施の形態に係るX線分析装置1の構成例を示す図である。本実施の形態に係るX線分析装置1は、エネルギ分散型蛍光X線分析装置である。図1に示すように、X線分析装置1は、X線管球10と、エネルギ分散型分光器(以下、X線検出器と記載する)12と、プリアンプ14と、微分回路16と、アンプ18と、ADC(Analog to Digital Converter)20と、CPU(Central Processing Unit)30と、X線分析用信号処理装置(以下、単に信号処理装置と記載する)40とを備える。
本実施の形態において、波形変換部46は、台形波変換フィルタ46aを含む。台形波変換フィルタ46aは、オフセット補正部44によって補正された微分波を式(2)で示される台形波に変換するように構成されるデジタルフィルタである。
以下、2回差分フィルタ46bの構成の一例について説明する。2回差分フィルタ46bは、上述したように、微分波に対して2回の差分処理を行なうことにより微分波を以下の式(3)で示されるピークを有する所定の出力波形に変換するデジタルフィルタである。
選択部47は、モード選択情報を用いて台形波変換フィルタ46aの出力波形と、2回差分フィルタ46bの出力波形とのうちのいずれかを選択する。選択部47は、たとえば、ユーザによって選択されたモードに対応した出力波形を選択する。モードとしては、たとえば、高分解能モードと、高計数モードとが含まれる。高分解能モードは、分解能が高い台形波変換フィルタ46aを用いて波高値を検出するモードである。高計数モードは、計数率の高い微分波に対して波高値を正確に検出するモードである。モード選択情報は、ユーザによって選択されたモードの情報を含む。選択部47は、モード選択情報に従って選択されたモードに対応する出力波形をベースライン補正部48に出力する。
上述したとおり、波形変換部46において生成された出力波形は、ベースライン補正部48およびゲイン/オフセット調整部50によってベースラインおよびゲインが調整された後、ピーク検出器52に入力される。
以下にX線分析装置1による一連の処理内容について図6を用いて説明する。図6は、X線分析装置1において実行される処理の一例を示すフローチャートである。
以上のように説明したX線分析装置1の動作について説明する。たとえば、ユーザが高計数モードを選択している場合を想定する。この場合、選択部47に入力されるモード選択情報には、高計数モードが選択されていることを示す情報が含まれる。
以上のようにして、この実施の形態によれば、選択部47によって2回差分フィルタ46bの出力波形が選択される場合において、台形波変換フィルタ46aを用いて台形波に変換する場合と比較して短時間で所定の出力波形への変換処理を行なうことが可能となる。これは、微分波を2回差分フィルタ46bによって図5(E)に示す出力波形に変換する処理速度は、微分波におけるピークが立ち上がるまでの期間で決定されるためである。そのため、短時間に多くの微分波が入力されるような場合にも波高値を正確に算出することができる。したがって、高い計数率を確保することができる。
以下、変形例について説明する。
[第2の実施の形態]
第2の実施の形態のX線分析装置1は、ピーク検出器52の機能が異なる点を除き、第1の実施の形態のX線分析装置1と同様のハードウェア構成を有する。そのため、ピーク検出器52以外についてその詳細な説明は繰り返さない。
本実施の形態におけるピーク検出器52は、出力波形におけるピークを検出してピークの波高値(ピークトップ値)を取得する。波形変換部46において生成された出力波形が台形波である場合には、ピーク検出器52は、ベースラインから台形波の上底までの高さをピークの波高値として取得する。波形変換部46において生成された出力波形が、図5(E)のLN5に示す波形である場合には、ピーク検出器52は、ベースラインから正方向のピーク位置と負方向のピーク位置とを用いて波高値を取得する。本実施の形態において、ピーク検出器52は、たとえば、ベースラインを基準とした正方向のピークの大きさとベースラインを基準とした負方向のピークの大きさとの平均値を波高値として取得するものとする。
以下にX線分析装置1による一連の処理内容について図8を用いて説明する。図8は、第2の実施の形態のX線分析装置1において実行される処理の一例を示すフローチャートである。図8のフローチャートに示す処理は、図6のフローチャートに示す処理と比較して、S90の処理に代えてS200の処理が実行される点が異なる。S200の処理以外の処理は同じ処理内容であり、同じステップ番号が付与される。そのため、それらの処理についての詳細な説明は繰り返さない。
以上のように説明したX線分析装置1の動作について説明する。たとえば、ユーザが高計数モードを選択している場合を想定する。この場合、選択部47に入力されるモード選択情報には、高計数モードが選択されていることを示す情報が含まれる。
<作用効果について>
以上のようにして、この実施の形態によれば、上述の第1の実施の形態における作用効果に加えて、選択部47によって2回差分フィルタ46bの出力波形が選択される場合には、正方向のピークの大きさと負方向のピークの大きさとの平均値を波高値として計数することによって、正方向のピークおよび負方向のピークのうちのいずれかを波高値として計数する場合と比較して、積算回数が2倍となる。そのため、ノイズ等により入力波形に変動が生じた場合でも平均化によりその変動の影響を低減し、分解能を向上させることができる。
以下、変形例について説明する。
[態様]
上述した複数の例示的な実施の形態およびその変形例は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
Claims (6)
- X線を検出するX線検出器と、
前記X線検出器で検出された階段波を微分波に変換する微分回路と、
前記微分波を入力波形として複数回の差分処理を行なうことによってピークを有する第1出力波形に変換する第1フィルタと、
前記微分波を台形波または三角波を有する第2出力波形に変換する第2フィルタと、
前記第1出力波形と前記第2出力波形とのうちのいずれかを選択する選択部と、
前記選択部によって選択された波形における前記ピークの波高値を計数するピーク検出器とを備え、
前記差分処理は、前記入力波形を遅延させる遅延処理と、前記遅延処理が行なわれた前記入力波形に対して係数を乗ずる乗算処理と、前記入力波形から前記乗算処理が行なわれた前記入力波形を減算する減算処理とを含む、X線分析装置。 - 前記選択部は、ユーザからの選択指示にしたがって前記第1出力波形と前記第2出力波形とのうちのいずれかを選択する、請求項1に記載のX線分析装置。
- 前記第1フィルタは、前記微分波に対して2回の前記差分処理を行なうことによって前記第1出力波形に変換する、請求項1または2に記載のX線分析装置。
- 前記ピーク検出器は、前記第1出力波形における正方向の第1ピークの大きさと、前記第1出力波形における負方向の第2ピークの大きさとの平均値を前記波高値として計数する、請求項1~3のいずれかに記載のX線分析装置。
- X線検出器で検出された階段波が微分回路を用いて変換される微分波を入力波形として複数回の差分処理を行なうことによってピークを有する第1出力波形に変換する第1フィルタと、
前記微分波を台形波または三角波を有する第2出力波形に変換する第2フィルタと、
前記第1出力波形と前記第2出力波形とのうちのいずれかを選択する選択部と、
前記選択部によって選択された波形における前記ピークの波高値を計数するピーク検出器とを備え、
前記差分処理は、前記入力波形を遅延させる遅延処理と、前記遅延処理が行なわれた前記入力波形に対して係数を乗ずる乗算処理と、前記入力波形から前記乗算処理が行なわれた前記入力波形を減算する減算処理とを含む、X線分析用信号処理装置。 - X線検出器で検出された階段波を微分波に変換するステップと、
前記微分波を入力波形として、前記入力波形を遅延させる遅延処理と、前記遅延処理が行なわれた前記入力波形に対して係数を乗ずる乗算処理と、前記入力波形から前記乗算処理が行なわれた前記入力波形を減算する減算処理とを含む差分処理を複数回行なうことによってピークを有する第1出力波形に変換するステップと、
前記微分波を台形波または三角波を有する第2出力波形に変換するステップと、
前記第1出力波形と前記第2出力波形とのうちのいずれかを選択するステップと、
選択された波形における前記ピークの波高値を計数するステップとを含む、X線分析方法。
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