Многоканальный рентгеновский спектрометр

Многоканальный рентгеновский спектрометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предназначен для неразрушающего контроля элементного состава образцов методом рентгеновской флуоресценции. Может применяться в промышленности, сельском хозяйстве, геологоразведке и т.д.

Изобретение относится к многоканальным кристалл-дифракционным спектрометрам. Традиционный подход к конструированию таких аппаратов заключается в разработке каждого спектрометрического канала в виде отдельного моноблока. Последние устанавливаются в едином корпусе, как правило, вокруг общей оси симметрии, вдоль которой расположен источник рентгеновского излучения и пробозагрузочное устройство. Это позволяет независимо настраивать каждый канал и произвольно комбинировать их состав, но приводит к увеличению общего веса прибора. Одновременное размещение по окружности большого количества каналов вынуждает располагать их дальше от пробы. Данное обстоятельство ведет к падению интенсивности регистрируемого от пробы излучения, для восстановления которой приходится увеличивать мощность рентгеновской трубки и, следовательно, всего спектрометра.

С целью устранения перечисленных недостатков необходимо создать облегченную бескорпусную конструкцию каждого канала. Это, в частности, было сделано в российском изобретении №1617346 от 05.07.85, где несущей базой каждого канала является одна вертикальная пластина. На ее торцевых срезах установлены кристалл, выходная щель и детектор. Однако надежное крепление несущей пластины к общему основанию оказывается непростой задачей, для решения которой нужны дополнительные переходные детали. Кроме того, даже в таком варианте не удается разместить больше 10 каналов одновременно.

Чтобы разрешить указанные проблемы, необходимо иметь предельно компактное исполнение канала, в идеале ограниченное только пространством распространения регистрируемых рентгеновских лучей.

В предлагаемом изобретении могут быть использованы фокусирующие схемы Иоганна или Иогансона. Несущей основой канала являются две вырезанные по дуге пластины, средние линии которых соответствуют фокальной окружности, как показано на фиг.1. Пластины 1 расположены параллельно и удерживают узел входной щели 2, подложку кристалла 3, выходную щель 4 и детектор 5. Данная конструкция каналов позволяет размещать их без помех друг другу по окружности с боковым наклоном около 45°, как изображено на фиг.2. Крепление канала осуществляется двумя винтами. Один из них фиксирует узел входной щели на кольцевом выступе общего основания, второй - прижимает внешнюю поверхность одной из несущих платин канала к косому торцевому срезу общего опорного кольца 6.

Благодаря частичному перекрытию в вертикальной проекции такое расположение дает возможность при сохранении габаритов прибора устанавливать в 1.5-2 раза больше каналов, чем в традиционном варианте. Данная конструкция многоканального спектрометра была реализована на опытном макете, где свободно разместились 18 каналов одновременно. При этом есть необходимый для первичной настройки каждого канала удобный доступ к подложке кристалла и выходной щели.

Увеличение количества каналов расширяет регистрируемый спектр, что значительно упрощает его математическую обработку и увеличивает точность рассчитываемых концентраций.

Многоканальный рентгеновский спектрометр, содержащий источник рентгеновского излучения, держатель образца и установленные вокруг оси симметрии рентгеноспектральные каналы, каждый из которых включает в себя входную щель, кристалл на подложке, выходную щель и детектор рентгеновского излучения, отличающийся тем, что основой каждого канала являются две вырезанные по дуге пластины, средние линии которых соответствуют фокальной окружности, а каналы расположены с боковым наклоном и возможностью перекрытия в вертикальной проекции.