Флуоресцентный рентгеновский анализатор с рентгеновским зондом

Флуоресцентный рентгеновский анализатор с рентгеновским зондом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ИСАНИЕ „„972348

Союз Советскнх

Соцналнстнческнк

Рес ублнк

К АВТОРСКОМУ СВИ4Е ТЕ ЛЬСТВУ (61 ) Дополнительное к а вт. с вид-ву N 894503 (5 т ) М. Кл.

Q01 1Ч 23/22 (22) Заявлено 27.05.80 (21) 2922702/18-25

q присоединением заявки ЭЙ твеударствеиный комитет

СССР во делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 07.11.82. Бюллетень Рй 41 (53) УДК 821 388..8(088.8) Дата опубликования описания 07.11 82 (72) Автор изобретения

3. К. Менбаев

Ленинградскоенаучно-производственное " объедййенйе

"Буревестник" (71) Заявитель (54) ФЛУОРЕСЦЕНТНЫЙ РЕНТГЕНОВСКИЙ АНАЛИЗАТОР

С РЕНТГЕНОВСКИМ ЗОНДОМ

Изобретение относится к устройствам для рентгеновского анализа, в частности к флуоресцентным рентгеновским аналиторам с рентгеновским зондом.

По основному авт. св. М 894503 известен флуоресцентный рентгеновский ана5 лиэатор с рентгеновским зондом, содержаший микрофокусный источник рентгеновского излучения, держатель образца, средства локализации излучения на . образце и детектор. Средства локализации излучения в нем выполнены в виде матрицы параллельных капилляров, сформированной из группы капилляров различных диаметров и снабженной средствами воэвратнопоступательного перемещения перпендикулярно рентгено-оптической оси зонда, при этом в каждой группе капилляров их диаметр постоянный.

Достоинством известного технического решения является возможность осуществления анализа в широком диапазоне (от микро- до макродиапазонов), т. е. широкие функциональные возможности анализатор Elj.

Однако учитывая, что длина капилляров в каждой группе остается постоянной, а их диаметр является переменным для каждой отдельной группы, переход при анализе от микро- до макродиапазонов вызывает изменение освещенности образца, а это, согласно теореме Анисовича о зависимости скорости счета от освешенности образца (а не от мощности источника рентгеновского излучения), приводит к уменьшению светосилы флуоресцентного рентгеновского анализатора там, где длины капилляров в группе для заданного диапазона (т. е. расстояние от фокуса источника рентгеновского излучения до поверхности образца) оказывается по сравнению с другими группами капилляров другого диаметра, избыточной. Таким образом, в известном анализаторе его светосила будет максимальной только для одного диапазона, а для всех других будет худшей.

6; =КЬ вЂ” ф — 1

- длина капилляра данной (q -ой) группы капилляров;

- расстояние между выходной поверхностью i-ой группы калил- 25 ляров и базовой плоскостью держателя образца (совпадающей с его поверхностью);

- диаметр отверстия капилляров -ой группы; 30

° заданный диаметр рентгеновского зонда; — численный коэффициент пропорциональности (параметр), выбираемый в зависимости от диаметра фокусного пятна источника рентгеновского излучения, толщины стенок между капиллярами данной группы и расстоянием от фокусного пятна до вход о ной поверхности матрицы параллельных капилляров. где

Учитывая, что угол отбора вторичного рентгеновского излучения изменяется при перемещении держателя образца оси рент- "5 геновского зонда, детектор рентгеновского излучения может быть снабжен средствами для изменения этого угла, которые при необходимости могут быть функционально связанными со средствами для изменения расстояния между держателем образца и выходной поверхностью матрицы параллельных капилляров.

На чертеже изображен один из возможных вариантов осуществления устройства. 55

Источник 1 излучения выполнен в виде микрофокусной рентгеновской трубки с прострельным анодом. Вблизи выходного

3 9723

Бель изобретения - повышение светосилы анализатора эа счет увеличения освещенности образца во всем диапазоне ана- лиза.

Указанная цель достигается тем, что в флуоресцентном рентгеновском анализаторе с рентгеновским зондом капилляры в группах с различным диаметром выполнены различной длины, постоянной для каждой группы, анализатор снабжен сред- 16 ствами для изменения расстояния между ,держателем образца и выходной поверхностью каждой группы капилляров, функционально связанными со средствами возврат« но-поступательного перемещения матрицы 15 капилляров, а длина капилляра в каждой группе капилляров определяется выражением

48 4 окна с фокусным пятном 2 установлена матрица параллельных капилляров, сформированная иэ четырех групп 3, 3, 3 и 3 капилляров различного диаметра.

При этом внутри каждой группы диаметр капилляров постоянный, а соотношение между размерами их диаметров для различных групп составляет соответственно

1:2: 5: 10.

Матрица параллельных капилляров сориентирована в направлении реитгенооптической оси 4 зонда, . перпендикулярной держателю 5 образца, и снабжена механизмом 6 для ее возвратно-поступательного перемещения перпендикулярно этой оси. Детектор 7 рентгеновского излучения, выполненный в виде полупроводникового детектора, сориентирован соответственно заданному углу отбора вторичного рентгеновского излучения от образца и подключен к измерительно-вычислительному блоку 8 для анализа флуоресцентного излучения образца, зарегистрированного детектором.

Для проведения элементного анализа вдоль линии на поверхности образца по всей его поверхности держатель 5 образца снабжен средствами для плоского механического перемещения образца по двум координатам, необходимая точность установки рентгеновского зонда относительно поверхности образца достигается применением оптического или рентгеновского абсорбционного микроскопов (йе показаны).

Держатель 5 образца снабжен механизмом 9 для его перемещения вдоль рентгено-оптической оси зонда, связанным функционально с механизмом 6 для возвратно-поступательного перемещения матрицы перпендикулярно этой же оси. Детектор 7 снабжен механизмом 10 для его перемещения параллельно перемещению держателя 5 образца, функционально связанным с механизмом 9.

Анализатор работает следующим об, разом.

При включении источника 1 рентгеновского .излучения возбуждается рентгеновское излучение, исходящее из фокусного пятна 2 прострельного анода, в виде широко расходящегося пучка. Локальность анализа в предлагаемой конструкции достигается за счет коллимирования этого излучения отдельным капилляром из выбранной группы 3, 3, 3 и 3 капилляров

5 1о матрицы и определяется как диаметром этого капилляра, так и расстоянием от базовой поверхности держателя 5 образца

5 9723 до выходной поверхности данной группы капилляров.

Выбранная из условий заданной локальности группа капилляров матрицы вводится в поток первичного рентгеновского излуче-5 ння с помощью механизма 6, одновременно с помощью механизма 8 держатель 5 образца подводится к выходной поверхности этой группы на такое расстояние, чтобы обеспечить максимальную освешенность1й образца зондом, сформированным, капилляром данной группы с учетом ее высоты.

В случае, если угол отбора вторичного излучения выходит за пределы заданных

6 значений, с пом ошью м еханизма 10 де тек-> 5 тор устанавливается в такое положение, при котором угол отбора остается в пределах. заданных углов. Выбор угла отбора вторичного излучения в данном случае задается с помощью сигнала управления от 20 механизма 9, определяющего степень перемещения держателя 5 образца.

Рентгеновский зонд, сформированный одним из капилляров данной группы капилляров матрицы и имеющий диаметр, 25 определенный указанными выше условия ми (диаметр капилляра, его длина и расстояние образца от данной группы капилляров), достигает поверхности исследуемого объекта в держателе 5 образпа и воз- 5у буждает флуоресцентное рентгеновское излучение исследуемой зоны области, которое регистрируется полупроводниковым детектором 7 рентгеновского излучения.

Детектор 7 и иэмерительно-вычислитель 5 ный блок 8 анализирует спектр флуоресцентного рентгеновского излучения. Дан-. ные анализа выводятся на дисплей или иной регистратор в виде процентного содержания отдельных элементов в исследуемом микро- или макрообъеме образца.

Народно-хозяйственное значение предлагаемого изобретения подтверждается экономическим эффектом, который составляет 547,6 тыс. руб. на один аппарат.

Формула изобретения

1.Флуоресцентный рентгеновский анали,затор с рентгеновским зондом по авт.

48 1 св. hb 889944550033, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью повышения его светосилы, капилляры в группах с различным диаметром выполнены различной длины, постоянной для каждой группы, анализатор снабжен средствами для изменения расстояния между держателем образца и выходной поверхностью каждой группы капилляров, функционально связанными со средствами возвратно-поступательного перемещения матрицы капилляров, а длина капилляра в каждой группе определяется выражением а;

e,.=="" а -а; где Я; — длина капилляра данной"(i -ой) группы капилляров;

,„- расстояние между выходной поверхностью 1»ой группы капилляров и базовой плоскостью держателя образца;

О . — диаметр отверстия капилляров

1-ой группы; — диаметр рентгеновского зонда;

- численный коэффициент пропорциональности, выбираемый в завнсмости от диаметра фокусного пятна источника рентгеновского излучения, толщины стенок между капиллярами данной груп« пы и расстоянием от фокусного пятна до входной поверхности матрицы параллельных капилляров.

2. Анализатор по п. l о т л и ч а юшийся тем,,что детектор рентгеновского излучения снабжен средствами для изменения угла отбора вторичного pew геновского излучения, функционально связанными со средствами для изменения расстояния между держателем образца и выходной. поверхностью матрицы параллель ных капилляров.

Источники информации, принятые во внимание при экспетизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ж 894503. кл. 601 К 23/22, 27.05.80 (прототип) .

972348

Составитель Т. Владимирова

Редактор С. Юско Техред Т,Маточка Корректор М. немчик

Закаэ 8505/32 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4