Флуоресцентный рентгеновский анализатор с рентгеновским зондом Советский патент 1981 года по МПК G01N23/223 

(54) ФЛУОРЕСЦЕНПаОЙ РЕНТГЕНОВСКИЙ АНАЛИЗАТОР С РЕНТГЕНОВСКИМ ЗОНДОМ. Изобретение относится к устройствам для рентгеновского анализа, в частности, к флуоресцентним рентгеновским анализаторам с рентгеновским зондом. Известны флуоресцентные рентгеновские микроанализаторы, в которых средства локализации первичного рент геновского излучения на образце выполнены в виде кристалла-монохромато ра, изогнутого по тороидальной поверхности 1 . Недостатком данной схемы является плохая локализация первичного излуче ния на образце, низкая светосила, а также неудовлетворительные массо-габаритные показатели прибора. Известен также флуоресцентный рентгеновский анашизатор с рентге - новским зондом, содержащий микрофокусный источник рентгеновского излу чения, держатель образца, средства локализации излучения на образце и детектор {21. Этот микроанализатор, в котором средства локализации излучения на образце выполнены в виде фокусирующего кристалла-монохроматора, имеющего тороидальную отражающую поверх ность с радиусом образующей в два ра за меньше, чем радиус образующей тороидальной поверхности отражающих плоскостей, обладает более высокой светосилой и степенью фокусировки на образце по сравнению с известным решением. Однако микроансшизатор представляет собой сложную конструкцию, приводящую к ухуяиению массо-габаритных, показателей прибора в целом, и главное, имеет узкие функциональные возможности в связи с невозможностью изменения диаметра рентгеновского зонда в процессе провед ния измерений на образце. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей флуоресцентного рентгеновского анализатора с рентгеновским зондом за счет осуществления анализа от микро - до макродиапазонов при одновременном снижении габаритов и веса устройства. цель достигается тем, что в рентгеновском флуоресцентном анализаторе, содержащем микрофокусный источник рентгеновского излучения, держатель образца, средства локализа ции излуче.ния на образце и детектор, средства локализации излучения выполнены в виде матрицы параллельных капилляров, сформированной из группы капилляров разных диаметров и снабженной средствами возвратно-поступательного перемещения ;. перпендикулярно рентгенооптической оси рентгеновского зонда, при этом в каждой группе капилляров их диаметр постоянный.

Соотнсядение диаметров капилляров, входящих в различные группы может . быть различным, но оптимальным соотношением для осуществления микро- и макроанализа на одном анализаторе в большинстве случаев является 1:2:5: 110.

На чертеже дана схема анализатора.

Источник 1 излучения выполнен в Виде микрофокусной рентгеновской трубки с прострельным анодом. Вблизи выходного окна с фокусным пятном 2 установлена матрица параллельных капилляров, сформирйванная из 4-х групп 3, 3,3, 3 капилляров различного диаметра. При этом внутри каждой группы диаметр капилляров постоянный, а соотношение между размерами ях диаметров для различных групп составляет соответственно - l:2 fSilQ.

Матрица параллельных капилляров : соряенгтирована в направлении рентгеног-оптической оси 4 зонда, перпеидиюглярной держателю 5 образца, и снабжена механизмом б, для ее возвратяопостуяательного перемеа{ения перпендщкулярно этой оси. Детектор 7 рентгеновского излучения, вьшолненный в виде полупроводникового детектора/ сориентирован соответственно эадан( углу отбора вторичйого рентгеновского излучения от образца и подклю шн к измерительно-вычиелительному блоку 8 для анализа Флуоресцентного излучения образца, зарегистрированного детектором.

Для йроведения элементного анализа вдоль линии на поверхности образца или по всей его поверхности держатель 5 образца снабжен средствами для плоского механ чес1$ого перемещения образца по двух координатам, необходимая точность устаноки ревтгееовского зонда относительно пов хности образца достигается применением оптического или рентгеновскго абсорбционного микроскопов (не показаны).

Анализатор работает следующим обрфрм.

При включении источника 1 рентгеновского излучения возбуждается рентгеновское излучение, исходящее из фокусного пятна 2 прострельного анода вида широко расходящегося конуса. Локальность анализа в данной конструкции достигается за счет коллимирования этого излучения отдельным к|пилляром из выбранной группы 3 , 3 ,3

З капилляров матрицы и определяется диаметром этого капилляра. Выбранная из условий заданной локальности группа капилляров матрицы вводится в поток первичного рентгеновского излучения с помощью механизма 6 для возвратно-поступательного перемещения матрицы перпендикулярно рентгено-оптической оси 4 зонда. Рентгеновский зонд, сформированный одним из капилляров данной группы капилляров матрицы и имеющий диаметр, определяемый диаметром этого капилляра, достигает поверхности исследуемого объекта, закрепленного в держателе 5 образца, и возбуждает флуоресцентное рентгеновское излучение исследуемой зоны области, которое регистрируется полупроводниковым детектором 7 рентгеновского .излучения. Детектор 7 и измерительно-вычислительный блок 8 ана-; ЛИЗирует спектр флуоресцентного рентгеновского излучения. Данные анализа Jtывoдятcя на дисплей или иной регистратор в виде процентного содержания отдельных образцов в исследуемом микро- или макрообъеме образца.

Данное изобретение позвоЛЯыт ngH высоких массо-габаритных показателях микроанализатора обеспечить с переменной локальностью при высшей свето.силе. Особое значение конструкция микроанализатора приобретает при использовании для решения задач по охране окружающей среды.

Народно-хозяйственное значение данного изобретения подтверждается прилагаемыми к настоящей заявке результатами уточненного годового расЧета, Ожидаемый экономический эффект составляет 547,6 тыс руб. на один ап-: парат.

Формула изобретения

Флуоресцентный рентгеновский анализатор с рентгеновским зондом, содержащий микрофокусный источник рентгеновского излучения, держатель образца, средства локализации излучения на образце н детектор, отличающийс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей анализатора за счет осуществления анализа от Микро- до макродо апазонов, средства локализации излучения на образце .выполнены в виде матрицы параллельных капилляров, сфорлшрованной из групп капилляров разных диаметров и снабженной средствами возвратно5поступательного перемещения перпендикулярно рентгенооптической оси зонда, при этом в каждой группе капилляров их диаметр постоянный.

Источники информации,

0 йринятые во внимание при экспертизе

1. DaspioEs Э., RauEet Н. and Senemaud G. X-ray fiiorescence anaBysis with a FocusSd. Primary Beam In Pattee H.H., CossPett V.E.

$

and Engstrem A. X-Ray Optes and X-ray MicroanaBysis, Academie Press, New Jork, 1963, p. 513.

894503

2. Авторское свидетельство СССР по заявке W 2133951/18-25, кл; G 01 N 23/223, 1975 (прототип).

1 /...

Г ЛлАЛА. Л co3ei iK