Рентгенофлуоресцентный анализатор состава вещества

 

Изобретение относится к приборам для рентгенофлуоресцентного анализа состава вещества и может быть использовано для качественного и количественного анализа элементного состава веществ и материалов в лабораторных условиях. Целью изобретения является снижение предела обнаружения определяемых элементов без увеличения мощности рентгеновской трубки. Анализатор содержит рентгеновскую трубку, вторичный излучатель, коллиматор, кольцевую диаграмму, детектор, 1иестерню-прободержатель с пробой на подложке, защитный экран, шайбы, защитный слой, диск с вторичными излучателями и фильтр. На валу закреплены планетарная щестерня, ведущая щectepня и два соосных диска, закрепленных с возможностью вращения. На одном из дисков размен,ены прободержатели, на другом - вторичные излучатели, коллиматоры с кольцевыми диафрагмами и фильтрами. Вторичные излучатели имеют фор.му усеченного эллиптического параболоида , коллиматоры -форму полых цилиндров . Коллиматоры и кольцевые диаграммы изготовлены из материала, поглощающего излучение материала вторичного излучателя, и покрыты слоем материала, поглощающего излучения материала колли.матора и диафрагм . 1 3. п. ф-лы, 3 ил. ( (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 G 01 N 23 223

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,;3

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I (21) 4071904/24-25 (22) 24.03.86 (46) 30.06.88. Вюл. № 24 (72) В. Н. Лосев, Ю. P. Шмидт, К. P. Галеев, В. Ф. Волков, А. Н. Мартынюк и Ю. И. Исаев (53) 539.06(088.8) (56) Porter D. E. High intensity excitation

sources for Х-Ray energy spectroscopy

Х-Ray spectrometry, v. 116, 1980, р. р. 85 — 90.

Патент США № 3919548, кл. G 01 N 23/20, 1975. (54) РЕНТГЕНОФЛУОРЕСЦЕНТНЫЙ

АНАЛИЗАТОР СОСТАВА ВЕЩЕСТВА (57) Изобретение относится к приборам для рентгенофлуоресцентного анализа соста"ва вегцества и может быть использовано для качественного и количественного анализа элементного состава веществ и материалов в лабораторных условиях. Целью изобретения является снижение предела обнаружения определяемых элементов без увеличения мощности рентгеновской трубки.

Анализатор содержит рентгеновскую трубку, вторичный излучатель, коллиматор, колы(евую диаграмму, детектор, шестерню-пробо. держатель с пробой на подложке, защитный экран, шайбы, защитный слой, диск с вторичными излучателями и фильтр. На валу закреплены планетарная шестерня, ведущая шестерня и два соосных диска, закрепленных с возможностью вращения. На одном из дисков размещены прободержатели, на другом — вторичные излучатели, коллиматоры с кольцевыми диафрагмами и фильтрами. Вторичные излучатели имеют форму усеченного эллиптического параболоида, коллиматоры — форму полых цилиндров. Коллиматоры и кольцевые диаграммы изготовлены из материала, поглощающего излучение материала вторичного излучателя, и покрыты слоем материала, поглощающего излучения материала коллиматора и диафрагм. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

1406468

Изобретение относится к приборам для рентгенофлуоресцентного анализа состава вещества и может быть использовано для качественного и количественного анализа элементного состава вещества материалов в лабораторных условиях.

Цель изобретения — снижение предела обнаружения определяемых элементов без увеличения мощности рентгеновской трубки.

На фиг. 1 приведена рентгенооптическая схема анализатора; на фиг. 2 -- конструкция вакуумной камеры анализатора, вид сбоку; на фиг. 3 — то же, вид сверху.

Анализатор содержит рентгеновскую т убку 1, вторичный излучатель 2, коллиматор 3, кольцевую диафрагму 4, детект р 5, шестерню-прободержатель 6 с проб и 7 на подложке 8, защитный экран 9, айбы 10, защитный слой 11, диск 12 с в оричными излучателями и фильтр 13. аждая кольцевая диафрагма 4 содержит айбы 0 из материала, максимально пог. ощающего излучение соответствующего в оричного излучателя, покрытые защитны м слоями 11 из материалов, не дающих спект альных линий в анализируемом участке спектра и ослабляющих излучение материал шайб.

Вторичные излучатели 2, коллиматоры 3 с м огослойными кольцевыми диафрагмами 4 и фильтрами 13 расположены симметрично п окружности через 60 на диске 12, причем коллиматоры 3 могут перемещаться в;направлении, перпендикулярном ее плоскости. Диск 12 имеет полуцилиндрические п зы 14, расположенные через 60 по окружности и служащие для фиксации диска !2 в положениях, где ось коллиматора 3 совпадает с осью детектора 5.

Прободержатели 6, выполненные в виде ш стерен-сателлитов, находящихся в зацепл нии с планетарной шестерней 15, распол жены в посадочных местах диска 16, симм трично по окружности через 60 и имею возможность вращения вокруг своей оси и шестерни .15. Диск 16 имеет полуцилиндряческие пазы 17, расположенные через 60 по окружности и служащие для фиксации диска 16 в положениях, где ось прободержателя 6 совпадает с осями коллиматара 3 и детектора 5.

На валу 18 закреплены планетарная шестерня 15, ведущая шестерня 19, а также диски 12 и 16, причем шестерни 15 и 19 закр<.плены на валу 18 жестко, а диски 12 и

16 — с возможностью вращения. Шестерня 20 связана с электродвигателем 21 посредством червяка 22 и вала 23. Шестерня 19 связана с ведомой шестерней 26 редуктора посредством промежуточных шестерен

24 и 25. Муфта 27 сцепления, связывающая шестерню 26 с диском 28 цевочного зацепления с цевками 29, служит для повОрота в определенные моменты диска 12.

Диск 28 цевочного зацепления жестко закреплен на оси 30.

Трехплечевой рычажный механизм поворота и фиксации диска 16 закреплен на неподвижной оси 31 с возможностью поворота вокруг этой оси. На плече 32 данного механизма закреплена колодка 33 с возможностью регулирования положения относительно диска 16 с помощью винта 34.

На плече 35 закреплен на оси 36 подшипник-фиксатор 37. Плечо 38 является толкателем кулачкового механизма поворота диска 16, содержащего кулак 39 и клавишу 40, жестко закрепленные на оси 41, причем кулак 39 находится внутри вакуумного объема камеры анализатора, а клавиша 40 — вне объема камеры анализатора. Ось 41 с возможностью вращения проходит через вакуумное уплотнение 42.

Двухплечевой рычажный механизм поворота и фиксации диска 12 закреплен на неподвижной оси 43 с возможностью поворота вокруг этой оси. На плече 44 закреплен на оси 45 подшипник-фиксатор 46. Плечо 47 является толка релем кулачкового механизма поворота диска 12, содержащего кулак 48 и клавишу 49, жестко закрепленные на оси 50, причем кулак 48 находится внутри вакуумного объема камеры анализатора, а клавиша 49 — вне объема камеры анализатора. Ось 50 проходит с возможностью вращения через вакуумное уплотнение 51. К плечам 32 и 44 прикреплены пружины 52 и 53, прижимающие подшипники-фиксаторы 37 и 46 соответственно при свободном положении клавиш 40 и 49 к пазам 17 и 14.

Корпус криостата 54 полупроводникового блока детектирования связан с корпусом 55 камеры анализатора посредством вакуумного уплотнения 56. В позиции «Измерение», когда подшипники-фиксаторы находятся в полуцилиндрических пазах 17 и 14 соответственно дисков 16 и 12, центры отверстий одного из прободержателей 6 и одного из коллиматоров 3 находятся на одной оси с центром входного окна детектора.

Доступ к прободержателям осуществляется через крышку 5? в вакуумной камере.

Анализатор состоит из указанной вакуумной камеры, полупроводникового детектора излучения в криостате, сосуда,Дюара и электронного устройства, в котором обрабатывается сигнал от детектора излучений, производится амплитудный анализ и накапливается спектр излучения от пробы, возбужденный излучением вторичного излучателя.

Анализатор работает следующим образом.

В позиции «Измерение» вращательный момент с электродвигателя 21 через валы 23 и 18, червяк 22 и шестерни 20,25, 19 и 15 передаются на шестерни-прободержатели 6, 1406468 осуществляя Нх вращение вокруг своей оси.

Смена пробы осу(цсст13ляется при кратковременном нажатии клавиши 40. Усилие через ось 41 кулачковогo механизма и кулак

39 передается толкатслю 38 Tpexilлечсвого рычажного механизма поворота и фиксации диска 16, который поворачивается вокруг оси 31. При этом пружина 54 поджимается, подшипник-фиксатор 37 выходит нз паза 17 в диске 16, а колодка 33 плеча 32 прижимается к шестерням-прободержателям 6, которые обкатываются вокруг шестерни 15.

В результате происходит вращение диска !

6 до попадания в следующий llo xo.(у паз 17.

При этом под действием пружины 52 колодка 33 плеча 32 отходит от н)сстсрен-прободержателей 6, вращение диска 16 прекра(цается. Смена вторичного излучателя осу(цеств71яется кратковременным нажатием клавиши 49. Усилие через ось 50 кулачкового механизма и кулака 48 передается плечу-толкателю 47 двухплечевого рычажного механизма поворота и фиксации диска 12. который поворачивается вокруг оси 43. При этом пружина 53 поджи-. мается, подшипник-фиксатор 46 выходит из паза 14 в диске !2. Муфта 27 сцепления, которая <о этого пробуксовывала, после освобождения фиксатора 46 передает вра(цение от электродвигателя 21 через червяк 22 и н)сстсрни 20, 26, 24 и 25 на диск 28 цевочного зацепления с цевками 29, вра(цающими диск !2.

Наличие шести различных вторичных излучателей 1юзволяет оптимально подобрать энергию возбуждающего рентгеновского излучения для получения минимального предела обнаружения определяемого элемента.

Форма вторичного колл им атора позволяет приблизить его края к прободержателю, наиболее полно использовать излучение рентгеновской трубки, полностью перекрывая ее апертуру, и получить близкий к максимальному выход вторичного излучения от оольшинства частей излучателя. Конструкция коллиматора исключает регистрацию рассеянного на нем излучения от краев пробы. Все это приводит к повышени)о контрастности аналитических линий опредсля(мых элемен гов и снпжсннк) пределов нх обн1)рх ж с и ия и Tpfl II бо, н. с р<33 но (pс! Внсниlо с llрототином.

Форм(1.т 1и)о()!)(г(ни» ! . Рснтгснофлуоресцен гный анализатор состава вещества, содержащий рснтгсно(3с— кук) трубку, полупроводниковый детектор излучения, два диска с приводом вра(цсння, на одном из которых размс(цсHHI прободер>катели, ня другом — вторнчныс излучатели, колл иматоры с кольцевыми диафрагмами н фильтрами н электронное устройство, вход которого соединен с выхо15 дом детектора излучения, а олин из выходов — с рентгеновской трубкой, отлича7ои!ийая тем, что. с целью снижения предела обнаружения онределяеMblx элементов без увеличения мо(цности рентгеновской трубки, в него до(н)лнительно введена планетарная шестерня, соединенная с приводом, прободсржатели выполнены в виде шестерни-сателлита, няходян(ейся в зацеплении с планетарной шестерней, вторичные излучатели име)от форму усеченного эллиптическо25 го параболоидя, обращенного вогнутой стороной к рснтге)ювской трубке и прободержателю н полностью перекрывак)щего пучок излучения от трубки, коллиMàторы выполнены в вндс полого цилиндра. без тoplloi)ûx стенок, внутри которы расноложеHbl козыгеf)hfc диафрагмь1, ъ7стяно(3.1(.нь1

Hpoxoäÿ ill èxiè через тела вторичHhlx излучателей с возможностью перемен(ения вдоль своих осей н тык, что их оси совпадают с осями нрободсржателсй, а одного из них -- 11 с осью детектора, диски установлены соосно друг с другом н с планетарноЕ шестерней с возможностью остановки любого;(иска в положениях, где осн одного нз прободержателей, коллиматоров и детектора совпадают.

2. Анализатор по и. 1, отличающийся тем, что коллиматоры и кольцевые диафрагмы изготовлены из материала, максимально поглощающего излучение соответствующего втори IHol 0 излучателя, и покрыты 110 крайней мере одним слоем ма45 тсрняля, пол ностьк) поглон(аю)пего излучение материалы коллнматоря н диафрагм.

1406468

1406468

Составитель М. Викторов

Редактор И. Касарда Техред И. Верес Корректор М. Шароши

Заказ 3184!38 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытии

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб.. д, 4,5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород. ул. Проектная. 4