基于对数螺线型弯晶的离散型固体样品元素分析系统的制作方法

1.本发明涉及x射线元素分析检测领域，特别是基于对数螺线型弯晶的离散型固体样品元素分析系统。
2.

背景技术：

3.在现有x射线元素分析检测领域中的双曲弯晶设备一般采用扇形式的衍射面，x射线光管、衍射晶体、样品、探测器都是相互独立互不接触的，只能依靠额外的机械定位和后期的空间调整来确定最佳位置，使得整个光路比较复杂，调整也比较繁琐；现有技术中采用的弯晶技术约翰型的曲率小，加工难度大，衍射晶体加工的成品率低，由此导致了成本较高；现有技术检测固体样品都是用光管直接或者通过一个准直器和滤光片后照射，光功率发散不聚焦，激发效率低；如果采用双曲弯晶聚焦技术，光斑小，聚焦性好，功率高，但是固体的元素分布不均匀，光斑小检测点小导致检测结果不准确，因此需要寻找新的方式和方法。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，本发明提出了一种基于对数螺线型弯晶的离散型固体样品元素分析系统，包括x射线光管，第一光阑，对数螺线型弯晶基底及安装在所述对数螺线型弯晶基底上的衍射晶体，第二光阑，用于安装样品且位于离焦面的样品台，用于接收来自样品激发的特征x射线荧光的探测器，所述衍射晶体的内表面形成的曲线与所述对数螺线弯晶基底的表面一致；所述x射线光管发光部安装在所述数螺线型弯晶基底内壁且内壁曲线为对数螺线曲线起点处，所述x射线光管发光部与所述第一光阑、所述衍射晶体表面、所述第二光阑直至位于所述离焦面的样品形成发射、衍射、及激发的光路排列结构。
5.通过本发明的基于对数螺线型弯晶的离散型固体样品元素分析系统，可以在前端激发光源处后侧增加对数螺线型弯晶，根据对数螺线型数学模型对应的光学性能，由于从起始点处发出的激发光到对数螺线处形成的衍射光，能够聚焦在一条线上，能够很好的确定光管、衍射面和像点的位置；对数螺线型可以根据需求人为的设计曲率，在工业上很好加工，对应面型的衍射晶体也比较好加工，由此成本变得更低，维护也更加便捷；同时在像面采用线离焦的方式，对样品进行大面积照射，减少元素不均匀性带来的检测误差。
6.x射线光管由高压模块供电产生高能电子，高能电子轰击x射线光管中的靶材产生相应x射线激发光，x射线激发光经过安装在数螺线型弯晶基底内壁上的晶面衍射后，经过第二光阑入射到位于离焦面上的样品上，样品上元素被激发光激发出特征x射线荧光，最后由探测器接收产生电流信号，经过数字多道处理分析后，传到人机互动界面，由相应软件显示荧光光谱或者计数率。光阑的作用是是降低散射背景，其中x射线光管的靶材位于对数螺线的起点位置，第一光阑只能通过这个角度内的x射线，通过特定晶体衍射，离焦
面上接收到的x射线具有单色化的优势，同时调整离焦面的位置，可以获得聚焦程度比原级射线高，检测面积大的优势，对样品进行大面积照射，减少元素不均匀性带来的检测误差。
7.另外，根据本发明公开的一种基于对数螺线型弯晶的离散型固体样品元素分析系统还具有如下附加技术特征：进一步地，所述对数螺线型弯晶基底内侧曲线的数学模型为，其中从所述x射线光管起点发出的光线入射到所述衍射晶体反射面上的入射角相同都是，所述数学模型的角度参数是所述衍射晶体的布拉格衍射角，进一步地，是所述衍射晶体的单色聚焦x射线波段的布拉格衍射角。
8.进一步地，所述第一光阑结构为通过预设角度内的x射线的光阑结构。其中，限制第一光阑开口尺寸的角度，由所述激发光源发射处的位置和自身位置以及所述衍射晶体在所述对数螺线型弯晶基底位置和所述衍射晶体自身尺寸确定。
9.进一步地，设置在所述样品台上的样品表面与所述离焦面重合。
10.所述离焦面的位置根据所要照射的样品面积进行计算后进行确定或根据测试结果进行实验确定。
11.进一步地，所述x射线光管联结高压模块。
12.进一步地，所述衍射晶体与所述对数螺线型弯晶基底内侧之间包括可拆卸移动安装结构。
13.进一步地，所述衍射晶体为柔性片材，并且可贴合或安装在特定的基底处，如所述对数螺线型弯晶基底。
14.本发明实施例的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
15.附图说明
16.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为本发明一个实施例的结构示意图；其中，1对数螺线弯晶基地，2x射线光管，3第一光阑，4衍射晶体，5探测器，6第二光阑，7聚焦点，8样品，9离焦面，衍射晶体的布拉格衍射角，限制第一光阑开口尺寸的角度。
17.具体实施方式
18.下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
19.根据本发明的实施例，本发明提出了一种基于对数螺线型弯晶的离散型固体样品元素分析系统，包括x射线光管，第一光阑，对数螺线型弯晶基底及安装在所述对数螺线型
弯晶基底上的衍射晶体，第二光阑，用于安装样品且位于离焦面的样品台，用于接收来自样品激发的特征x射线荧光的探测器；所述x射线光管安装在所述数螺线型弯晶基底内壁且内壁曲线为对数螺线曲线起点处，所述x射线光管与所述第一光阑、所述衍射晶体表面、所述第二光阑直至位于所述离焦面的样品形成发射、衍射及激发的光路排列结构。
20.根据本发明的一些实施例，所述对数螺线型弯晶基底内侧曲线的数学模型为，其中从所述x射线光管起点发出的光线入射到所述衍射晶体反射面上的入射角相同都是，所述数学模型的角度参数是衍射晶体的布拉格衍射角，进一步地，是衍射晶体的单色聚焦x射线波段的布拉格衍射角。
21.根据本发明的一些实施例，所述第一光阑结构为通过预设角度内的x射线的光阑结构。其中，限制第一光阑开口尺寸的角度，由所述激发光源发射处的位置和自身位置以及所述衍射晶体在所述对数螺线型弯晶基底位置和所述衍射晶体自身尺寸确定。
22.根据本发明的一些实施例，设置在所述样品台上的样品表面与所述离焦面重合。
23.所述离焦面的位置根据所要照射的样品面积进行计算后进行确定或根据测试结果进行实验确定。
24.根据本发明的实施例，所述x射线光管联结高压模块。
25.根据本发明的实施例，所述衍射晶体与所述对数螺线型弯晶基底内侧之间包括可拆卸移动安装结构。
26.根据本发明的一些实施例，所述衍射晶体为柔性片材，并且可贴合或安装在特定的基底处，如所述对数螺线型弯晶基底。
27.尽管已经示出和描述了本发明的液压伺服系统的实验台实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。


技术特征：
1.一种基于对数螺线型弯晶的离散型固体样品元素分析系统，其特征在于，包括x射线光管，第一光阑，对数螺线型弯晶基底及安装在所述对数螺线型弯晶基底上的衍射晶体，第二光阑，用于安装样品且位于离焦面的样品台，用于接收来自样品激发的特征x射线荧光的探测器；所述x射线光管发光部安装在所述数螺线型弯晶基底内壁且内壁曲线为对数螺线曲线起点处，所述x射线光管发光部与所述第一光阑、所述衍射晶体表面、所述第二光阑直至位于所述离焦面的样品形成发射、衍射、及激发的光路排列结构。2.根据权利要求1中所述基于对数螺线型弯晶的离散型固体样品元素分析系统，其特征在于，所述对数螺线型弯晶基底内侧曲线的数学模型为，其中从所述x射线光管发光部起点发出的光线入射到所述衍射晶体反射面上的入射角相同都是，所述数学模型的角度参数是是所述衍射晶体的布拉格衍射角。3.根据权利要求1中所述基于对数螺线型弯晶的离散型固体样品元素分析系统，其特征在于，所述第一光阑结构为通过预设角度内的x射线的光阑结构。4.根据权利要求1中所述基于对数螺线型弯晶的离散型固体样品元素分析系统，其特征在于，设置在所述样品台上的样品表面与所述离焦面重合。5.根据权利要求1中所述基于对数螺线型弯晶的离散型固体样品元素分析系统，其特征在于，所述x射线光管联结高压模块。6.根据权利要求1中所述基于对数螺线型弯晶的离散型固体样品元素分析系统，其特征在于，所述衍射晶体与所述对数螺线型弯晶基底内侧之间包括可拆卸移动安装结构。7.根据权利要求1中所述基于对数螺线型弯晶的离散型固体样品元素分析系统，其特征在于，所述衍射晶体为柔性片材。

技术总结
本发明公开了一种基于对数螺线型弯晶的离散型固体样品元素分析系统，包括X射线光管，第一光阑，对数螺线型弯晶基底及安装在所述对数螺线型弯晶基底上的衍射晶体，第二光阑，用于安装样品且位于离焦面的样品台，用于接收来自样品激发的特征X射线荧光的探测器；本发明根据对数螺线型数学模型对应的光学性能，能够很好的确定光管、衍射面和像点的位置；对数螺线型可以根据需求人为的设计曲率，在工业上很好加工，对应面型的衍射晶体也比较好加工，由此成本变得更低，维护也更加便捷；同时在像面采用线离焦的方式，对样品进行大面积照射，减少元素不均匀性带来的检测误差。少元素不均匀性带来的检测误差。少元素不均匀性带来的检测误差。


技术研发人员：应刚 鲁晨阳 龚浩天 陈昕 吴娜 乔明利 段乐君 刘永清
受保护的技术使用者：江苏天瑞仪器股份有限公司
技术研发日：2021.12.30
技术公布日：2023/7/13