专利名称：适用于垂直光路x射线荧光光谱仪的转盘式滤光准直装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于分析仪器领域，涉及一种用于X射线荧光光谱仪中的主要部件， 特别是指一种新型的具有垂直χ荧光光路的χ射线荧光光谱仪的滤光和准直组合装置。
背景技术：
在样品X荧光分析中，X射线荧光光谱仪为常用分析仪器，而滤光片和准直器是仪器必备的主要部件。滤光片的主要作用在于过滤在样品分析过程中影响测量精度的X射线，针对不同的样品及分析元素，合理选用不同的滤光片，可以大幅度提高仪器的测量精度。准直器的主要作用在于约束X射线束的空间位置和X射线束的几何尺寸，从而对被分析样品的几何位置加以定位和确认；分析不同的样品或者同一样品所含的不同元素时，应选择相对应的几何尺寸的准直器。同时，结构合理的准直器可以缩短光路，还可以减少干扰谱线对仪器测量精度的影响，提高仪器分析结果的准确度。按照能量色散X射线荧光分析技术的经典理论，源级X射线对样品的入射角为45°，样品X荧光射线到达探测器的反射角也为45°，也就是说，源级入射的X射线与探测器轴线的夹角为90°，为此申请人先前设计了一种轮盘式滤光准直装置(参见 ZL201020046936. 5)，组合有X射线荧光光谱仪的滤光部分和准直器部分，轮盘外圆表面分布着多组用来穿过X射线的台阶孔，每一组孔由对称的、轴线垂直相交的入射孔和出射孔两部分组成，且入射孔和出射孔分别延伸贯穿至轮盘两侧面。这种轮盘式滤光准直装置具有结构紧凑，体积小的优点。一种新型的具有垂直X荧光光路的X射线荧光光谱仪，源级X射线对样品的入射角为90 ° (即垂直入射)，探测器在某一角度接收样品X荧光射线，该种具有垂直X荧光光路的X射线荧光光谱仪可以用于对非平面样品进行分析，是适应RoHS协议的专用X射线荧光光谱仪。由于入射X射线和出射样品X荧光的光路与经典X射线荧光光谱仪的90°夹角不相同，滤光部分和准直器部分的安装上也有较大改动，申请人之前设计的轮盘式滤光准直装置，由于源级入射的X射线与探测器轴线的90°夹角的设计不能适用于具有垂直X荧光光路的X射线荧光光谱仪中。
实用新型内容针对上述问题，本实用新型的主要目的在于提供一种适用于垂直光路X射线荧光光谱仪的转盘式滤光准直装置，其不仅保留了结构紧凑、体积小、结构简单、功能齐全、实用可靠，容易实现自动控制，缩短射线光程的特点，还特别适用于垂直光路的设计。为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案一种适用于垂直光路X射线荧光光谱仪的转盘式滤光准直装置，组合有X射线荧光光谱仪的滤光部分和准直器部分，包括准直器体、多个一次滤光片、多个二次滤光片、准直器环和固定轴，所述准直器体为带有外圆斜面的转盘式结构，转盘水平盘面分布着多个入射孔，为用来穿过X射线的垂直通孔，转盘的外圆斜面部分对应分布着同样数量的出射孔，为用来穿过样品激发的X荧光的通孔。其中，所述入射孔和出射孔两轴线相交角度为锐角，可以为45°角。所述准直器环为一圆环体，镶嵌在准直器体上侧的圆环凹槽内，上面分布有多个孔径大小不同的圆孔。所述入射孔与出射空为台阶孔，所述一次滤光片装设在入射孔台阶和准直器环之间的位置，二次滤光片装设在出射孔台阶和准直器环之间的位置。所述准直器体在底面中心轴外加工有垂直于该面的环状沉孔，在准直器体上表面还设有至少一处摄像孔，摄像孔与所述沉孔贯通，摄像孔下方的环状沉孔装设一摄像头，摄像孔斜面处装有反射镜片；摄像头与反射镜片呈45°角。所述准直器体底部设与一电机连接的中心圆柱，圆柱面上装有两个感应片，在电机安装板上装设与感应片配合的光电开关。所述准直器体底面设有零位感应片。本实用新型的另一目的在于提供一种垂直光路X射线荧光光谱仪。该垂直光路 X射线荧光光谱仪包括样品板、X光管、滤光片、准直器、探测器和固定这些部件的框架与外壳，其中所述滤光片和准直器组合为前述转盘式滤光准直装置，该转盘式滤光准直装置安装在水平方向的样品板下部，所述X光管安装在滤光准直装置下部，且发出的X射线通过滤光准直装置的入射孔与样品垂直，所述探测器以一设定角度安装在样品板下部，且探测器与滤光准直装置的出射孔中心线重叠。采用上述技术方案，穿过转盘入射孔的X射线与样品垂直，可以直接激发样品产生X荧光，再利用设定角度的出射孔将X荧光导入探测器中，转盘上的孔洞布设巧妙；转盘形准直器体将多个滤光片(一次、二次)和准直器环组合起来，具有结构紧凑，体积小的优点；另外，通过一次转动，可实现滤光片和不同孔径准直孔组合的一次到位，具有控制方式简单、可靠性高、测量精度提高的优点。本装置结构简单、零部件数量少，控制简单可靠，成本降低，具有较大的应用前景，可专属配合垂直光路X射线荧光光谱仪使用，可提升该垂直光路X射线荧光光谱仪的整体性。
图IA是本实用新型滤光准直装置的轴测上视图；图IB是本实用新型滤光准直装置的轴测底视图(拆除电机)；图2A是本实用新型中准直器体轴测上视图；图2B是本实用新型中准直器体轴测底视图；图3是本实用新型中的准直器体剖视图图4是本实用新型工作时的剖视示意图图5是本实用新型摄像时的剖视示意图
具体实施方式
为了详细说明本实用新型的结构、特点及功效，现举以下较佳实施例并配合附图说明如下。
4[0026]本实用新型一种适用于垂直光路X射线荧光光谱仪的转盘式滤光准直装置，主要是将X射线荧光光谱仪的滤光部分和准直器部分组合为一体，至少包括滤光准直器组件和驱动组件，最好还包括检测定位组件。如图1A、图IB (电机安装座4b为透视状态)、图4、图5所示，本实用新型滤光准直装置包括准直器体1、准直器环2、固定轴3、多个一次滤光片7、多个二次滤光片8、反射镜片 9、主动拨轮组件5以及电机组件4、螺钉6等。其中，准直器体1、准直器环2、固定轴3、多个一次滤光片7、多个二次滤光片8、反射镜片9组成滤光准直器组件；主动拨轮组件5以及电机组件4等组成驱动组件。如图2A、图2B、图3所示，准直器体1为转盘结构，在转盘上凹面分布着若干垂直于盘面用来穿过X射线的孔，称为入射孔la，在转盘外侧斜圆面分布着相同数量的出射孔 lb,入射孔Ia延伸贯穿至转盘底面A，出射孔Ib延伸贯穿至转盘外圆斜面B，入射孔Ia和出射孔Ib为一组，组成一个检测工位，入射孔Ia的中心线与出射孔Ib的中心线呈一定角度交叉并相交于所测样品S的下表面。孔la、lb都为台阶孔，用来在台阶处安装滤光片7 和8(参见图4)。参见图2B和图4，准直器体1底面设有环状凹槽lg，用以直接连接至X射线管20， 外圆斜面B与探测器30的圆柱头配合，以使探测器30尽可能地靠近出射孔lb。参见图2B和图3，在准直器体1的转盘底面旋转中心外加工有环状沉孔Ie用以布置摄像装置10，上表面还设有至少一个摄像孔lc，摄像孔Ic为一通孔，与外圆表面垂直，并延伸贯穿至中心沉孔le，形成摄像工位。参见图IA和图1B，在准直器体1旋转中心装有一固定轴3，固定轴3的一端设有螺纹与仪器的机架连接，另一端中心有一螺纹孔用以与固定摄像装置10的螺钉6配合。为使本实用新型转盘式滤光准直装置工位能准确定位，本实用新型还包括检测定位组件。参见图1B，在准直器体1的底面装有零位感应片lh，使用中通过遮挡安装在电机安装板4b上的光电开关C红外光来传达信号以定位零位。如图1、4、5所示准直器环2皆为带有多组相交孔(不同孔径)的圆环体，其孔径大小不同用以适应不同的被测元素而调整孔径大小，其外形与准直器体1上平面带有台阶孔的凹槽Id配合，在圆环体2的上表面分布着若干组用来穿过X射线的孔，每一组孔均分为交叉的入射通孔加和出射通孔2b两部分，入射通孔加与准直器体1的多个入射孔Ia 形成入射孔用来通过入射X射线，出射通孔2b与准直器体1的多个出射孔Ib形成出射孔用来通过经样品散射后的出射X荧光射线。各组孔的内径根据被测元素不同其几何尺寸也不同。在组装滤光准直器组件时，先在准直器体1的入射孔Ia台阶位置装入一次滤光片7， 在出射孔Ib台阶位置装入二次滤光片8，再压入准直器环2。其中，一次滤光片7、二次滤光片8相互配套使用，具有针对性，是针对某种或某类元素组合，这样既可便于控制又可提高测试精度。一次滤光片7、二次滤光片8的形式为该技术领域内公知。需要说明的是，对于检测某种样品或元素时，一次滤光片7、二次滤光片8不是必须的，即在某个工位上，可能不需要安装滤光片。如图IB所示，驱动组件中主动拨轮组件5固定在电机4的轴上；电机4固定在仪器的机架上。在主动拨轮的中心圆柱面上装有两个感应片5a，与分布在准直器体1上的每个检测工位或摄像工位相对应，使用中通过遮挡安装在电机安装板4b上的光电开关D红外
5光来传达信号以定位各工位。工作时，如图1、4示意，电机4旋转，通过主动拨轮组件5和准直器体1底面的弧形槽If配合带动准直器体1旋转而使滤光准直器组件旋转。当滤光准直器组件中的所需工位转到测试位置，即所需工位、X射线管20、探测器30、被测样品正好组成一个X射线荧光光谱仪的测试光路系统时(参见图4显示光路)，光电开关检测装置给出信号，电机4停止旋转，此时就可以对特定样品或特定元素进行分析检测。本实用新型滤光准直装置通过简单的结构及控制实现了滤光片、准直器的变换，满足不同样品或元素的测量需求。摄像时，如图1、5示意，安装在摄像孔Ic下方的摄像头10就可以通过反射镜片9 的反射光对被测样品的被测部位进行照相并输出至显示终端，以便实时监视样品状态。本实用新型的转盘式滤光准直装置不仅结构简单、紧凑、体积�。仪榧慵佟⒔峁辜虻ィ幢阌诳刂�。这样即能提高光谱仪的控制精度、测试精度，具有实用性强、 可靠性高的优点。适用本实用新型转盘式滤光准直装置的垂直光路X射线荧光光谱仪装配示意图参见图4和图5，其中，本实用新型转盘式滤光准直装置安装在水平方向的样品板下部，X射线管20安装在滤光准直装置下部环状凹槽Ig中，并使发出的X射线通过滤光准直装置的入射孔Ia和入射通孔加直接垂直照射到样品上；探测器30以一设定角度安装在样品板下部，探测器30的圆柱头与滤光准直装置的外圆斜面B配合，并尽可能使探测器30与滤光准直装置的出射孔Ib中心线重叠，探测器30的安装角度可以选择0-90° (不含端值)的任意位置，为方便部件的摆放，一般选择45°为宜；摄像装置10被安装在滤光准直装置的摄像孔Ic下方，反射镜片9安装在摄像孔Ic斜面处，与摄像装置10呈45°放置，可以通过反射镜片9的反射光对被测样品的被测部位进行照相并输出(参见图5所示光路)，以便实时监视样品状态。
权利要求1.一种适用于垂直光路X射线荧光光谱仪的转盘式滤光准直装置，组合有X射线荧光光谱仪的滤光部分和准直器部分，包括准直器体、多个一次滤光片、多个二次滤光片、准直器环和固定轴，其特征在于所述准直器体为带有外圆斜面的转盘式结构，转盘水平盘面分布着多个入射孔，为用来穿过X射线的垂直通孔，转盘的外圆斜面部分对应分布着同样数量的出射孔，为用来穿过样品激发的X荧光的通孔。
2.根据权利要求1所述适用于垂直光路X射线荧光光谱仪的转盘式滤光准直装置，其特征在于所述入射孔和出射孔两轴线相交角度为锐角。
3.根据权利要求2所述适用于垂直光路X射线荧光光谱仪的转盘式滤光准直装置，其特征在于所述入射孔和出射孔两轴线相交角度为45°。
4.根据权利要求1或2或3所述适用于垂直光路X射线荧光光谱仪的转盘式滤光准直装置，其特征在于所述准直器环为一圆环体，镶嵌在准直器体上侧的圆环凹槽内，上面分布有多个孔径大小不同的圆孔。
5.根据权利要求4所述适用于垂直光路X射线荧光光谱仪的转盘式滤光准直装置，其特征在于所述入射孔与出射空为台阶孔，所述一次滤光片装设在入射孔台阶和准直器环之间的位置，二次滤光片装设在出射孔台阶和准直器环之间的位置。
6.根据权利要求1或2或3所述适用于垂直光路X射线荧光光谱仪的转盘式滤光准直装置，其特征在于所述准直器体在底面中心轴外加工有垂直于该面的环状沉孔，在准直器体上表面还设有至少一处摄像孔，摄像孔与所述沉孔贯通，摄像孔下方的环状沉孔装设一摄像头，摄像孔斜面处装有反射镜片。
7.根据权利要求6所述适用于垂直光路X射线荧光光谱仪的转盘式滤光准直装置，其特征在于，摄像头与反射镜片呈45°角。
8.根据权利要求1或2或3所述适用于垂直光路X射线荧光光谱仪的转盘式滤光准直装置，其特征在于所述准直器体底部设与一电机连接的中心圆柱，圆柱面上装有两个感应片，在电机安装板上装设与感应片配合的光电开关。
9.根据权利要求8所述适用于垂直光路X射线荧光光谱仪的转盘式滤光准直装置，其特征在于所述准直器体底面设有零位感应片。
10.一种垂直光路X射线荧光光谱仪，包括样品板、X光管、滤光片、准直器、探测器和固定这些部件的框架与外壳，其特征在于，所述滤光片和准直器组合为权利要求1至9任一所述转盘式滤光准直装置，该转盘式滤光准直装置安装在水平方向的样品板下部，所述 X光管安装在滤光准直装置下部，且发出的X射线通过滤光准直装置的入射孔与样品垂直， 所述探测器以一设定角度安装在样品板下部，且探测器与滤光准直装置的出射孔中心线重叠。
专利摘要本实用新型一种适用于垂直光路X射线荧光光谱仪的转盘式滤光准直装置，属于分析仪器领域，它组合有X射线荧光光谱仪的滤光部分和准直器部分，包括准直器体、多个一次滤光片、多个二次滤光片、准直器环和固定轴，所述准直器体为带有外圆斜面的转盘式结构，转盘水平盘面分布着多个入射孔，为用来穿过X射线的垂直通孔，转盘的外圆斜面部分对应分布着同样数量的出射孔，为用来穿过样品激发的X荧光的通孔；所述入射孔和出射孔两轴线相交角度为锐角，最好为45°。
文档编号G01N23/223GK201935879SQ201020671400
公开日2011年8月17日 申请日期2010年12月21日 优先权日2010年12月21日
发明者丑毅, 杨李锋 申请人:纳优科技(北京)有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
