专利名称：一种x射线荧光光谱仪的轮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X射线荧光光谱仪的滤光和准直组合装置。
技术背景在样品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。现有的X射线荧光光谱仪自动滤光片结构多为电机带动带有多个孔的平面滤片 盘转动，从而实现多种滤光片的转换。滤片盘多为平面圆盘状，体积较大，在空间布置上较 复杂，同时，为了保证足够的定位精度，对材料、结构和机械加工精度的要求也较高，不利于 自动化控制过程的实现，也由此带来了对光谱仪光路布局合理性的诸多限制，直接影响到 光谱仪的测试精度。现有的X射线荧光光谱仪准直器多为手动更换准直器，或是不同规格准直器线形 排列，由电机拖动往复运动，实现准直器的转换。这两种转换方式均存在结构复杂、体积大、 定位精度低的问题，更为严重的是，现有的准直器限制了光谱仪光路的合理布局，直接影响 到光谱仪的测试精度
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X射线荧光光谱仪的轮盘式 滤光准直装置，其结构紧凑、体积小、结构简单、实用可靠，容易实现自动控制，并且可以大 大缩短射线光程，提高仪器的测量精度。为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案一种X射线荧光光谱仪的轮盘式滤光准直装置，组合有X射线荧光光谱仪的滤光 部分和准直器部分，包括滤光准直器组件和驱动组件；所述滤光准直器组件包括准直器体、 多个一次滤光片、多个一次准直衬套、多个二次滤光片和多个二次准直衬套；其中准直器体为轮盘结构，在轮盘外圆表面分布着多个用来穿过X射线的台阶孔，每 一孔由对称的、轴线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；所述一次准直衬套、二次准直衬套皆为圆柱套，其外径、长度分别与台阶孔的上端 配合，内径大小按被测元素要求设计；
3[0012]所述一次滤光片装设在入射孔台阶和一次准直衬套之间位置，二次滤光片装设在 出射孔台阶和二次准直衬套之间位置。以上所述的轮盘式滤光准直装置，所述入射孔和出射孔两轴线相交角度范围为 0 180°，优选的，两轴线垂直，即交角为90°。所述驱动组件包括电机、主动齿轮和被动齿轮，被动齿轮固定在准直器体轮盘中 心轴上，电机带动主动齿轮，主动齿轮和被动齿轮啮合。所述准直器体在设有入射孔的一侧面中心加工有垂直于该侧面的沉孔，在准直器 体外圆表面上还设有至少一处摄像孔，摄像孔与所述中心沉孔贯通。以上所述的轮盘式滤光准直装置，还包括检测定位组件，在准直器体的一侧轮缘 加工有多个透光狭缝，狭缝数量和位置与准直器体轮盘表面的台阶孔和摄像孔对应，检测 定位组件还包括光电开关检测装置。所述被动齿轮上设有零位定位柱。所述准直器体在设有出射孔的一侧面加工有与X射线荧光光谱仪探测器的圆柱 头配合的凹槽。本实用新型另外提供一种X射线荧光光谱仪，包括X光管、装有多个滤光片的滤片 盘、准直器、探测器和固定这些部件的框架与外壳，其中滤片盘和准直器组合为以上所述的 轮盘式滤光准直装置。采用上述技术方案，轮盘形准直器体将多个滤光片(一次、二次)和不同孔径准直 衬套(一次、二次)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套组合的一次到位，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。

图1是本实用新型轮盘式滤光准直装置的轴测图图2是本实用新型中准直器体轴测图图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
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。本实用新型一种X射线荧光光谱仪的轮盘式滤光准直装置，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1、图4所示，本实用新型滤光准直装置包括准直器体1、多个一次准直衬套2、多 个二次准直衬套3、多个一次滤光片8、多个二次滤光片9、被动齿轮7、主动齿轮5以及电机4、 螺钉6等。其中，准直器体1、多个一次准直衬套2、多个二次准直衬套3、多个一次滤光片8、多 个二次滤光片9组成滤光准直器组件；被动齿轮7、主动齿轮5以及电机4等组成驱动组件。如图2、图3所示，准直器体1为轮盘结构，在轮盘外圆表面分布着若干数量的用来 穿过X射线的孔，每一孔均分为斜向交叉的入射孔la和出射孔lb两部分，且入射孔和出射孔分别延伸贯穿至轮盘两侧面A、B，如图2中显示多个入射孔Ia延伸至A侧面用来通过入 射射线，多个出射孔Ib延伸至B侧面用来通过经样品散射后的出射射线。入射孔Ia和出 射孔Ib为一组，组成一个检测工位，其轴线相交、对称并最好垂直即成90°夹角。孔la、lb 都为台阶孔，用来在台阶处安装滤光片。X射线荧光光谱仪安装中，准直器体1侧面A可以通过一原级准直器20连接至X 射线管30，侧面B加工有凹槽与一探测器40的圆柱头配合，以使探测器40能靠近孔lb。在准直器体1的轮盘旋转中心靠A侧面加工有沉孔Ic用以布置摄像装置，B侧面 中心设有一轴le，轴Ie中心有一螺纹孔If用以与固定被动齿轮7的螺钉6配合。在准直器体1外圆表面上还设有至少一个摄像孔ld，摄像孔Id为一通孔，与外圆 表面垂直，并延伸贯穿至中心沉孔lc，形成摄像工位。为使本实用新型轮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。在准直器体1的B侧面轮缘上加工有多个狭缝lg，与分布在准直器体1外圆表面 上的每个检测工位或摄像工位一一对应，使用中通过该狭缝Ig透光用来给光电开关检测 装置(公知的检测装置，图中未画出)传达信号以定位各工位。如图1、4所示，一次准直衬套2、二次准直衬套3皆为圆柱套，其外径、长度与准直 器体1上的入射孔la、出射孔Ib的台阶上端配合，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的出射孔Ib台阶位置装入二次滤光片9，再 压入二次准直衬套3，在入射孔Ia台阶位置装入一次滤光片8，再压入一次准直衬套2。其 中，一次滤光片8的颜色、二次滤光片9的颜色以及一次准直衬套2的内孔几何尺寸、二次 准直衬套3的内孔几何尺寸相互配套使用，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8、二次滤光片9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8、二次滤光片9不是必须的， 即在某个工位上，可能不需要安装滤光片。如图1所示，驱动组件中被动齿轮7套接在准直器体1的轴Ie上并用螺钉6旋入 轴Ie中心的螺纹孔If而固定；主动齿轮5固定在电机4的轴上；电机4固定在仪器的机架 上。在被动齿轮7侧面设有一小圆柱7a作为零位定位柱，用来给光电开关检测装置传达信 号以定位零位。工作时，如图1、图4示意，电机4旋转，通过主动齿轮5和被动齿轮6啮合带动准 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30、探测器40、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，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 进行分析检测了。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。需要说明的是，摄像工位是为了额外对被测样品进行照相处理设置的工作位置。 当本装置处于摄像工位时，安装在摄像孔Id下方的摄像头就可以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。本实用新型的轮盘式滤光准直装置不仅结构简单、紧凑、体积小，而且驱动组件零 件少、结构简单，即便于控制。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。
权利要求一种X射线荧光光谱仪的轮盘式滤光准直装置，其特征在于包括滤光准直器组件和驱动组件；所述滤光准直器组件包括准直器体、多个一次滤光片、多个一次准直衬套、多个二次滤光片和多个二次准直衬套；其中准直器体为轮盘结构，在轮盘外圆表面分布着多个用来穿过X射线的台阶孔，每一孔由对称的、轴线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；所述一次准直衬套、二次准直衬套皆为圆柱套，其外径、长度分别与台阶孔的上端配合，内径大小按被测元素要求设计；所述一次滤光片装设在入射孔台阶和一次准直衬套之间位置，二次滤光片装设在出射孔台阶和二次准直衬套之间位置。
2.根据权利要求1所述的轮盘式滤光准直装置，其特征在于所述入射孔和出射孔两 轴线垂直。
3.根据权利要求1或2所述的轮盘式滤光准直装置，其特征在于所述驱动组件包括 电机、主动齿轮和被动齿轮，被动齿轮固定在准直器体轮盘中心轴上，电机带动主动齿轮， 主动齿轮和被动齿轮啮合。
4.根据权利要求1或2所述的轮盘式滤光准直装置，其特征在于，所述准直器体在设有 入射孔的一侧面中心加工有垂直于该侧面的沉孔，在准直器体外圆表面上还设有至少一处 摄像孔，摄像孔与所述中心沉孔贯通。
5.根据权利要求4所述的轮盘式滤光准直装置，其特征在于还包括检测定位组件，在 准直器体的一侧轮缘加工有多个透光狭缝，狭缝数量和位置与准直器体轮盘表面的台阶孔 和摄像孔对应，检测定位组件还包括光电开关检测装置。
6.根据权利要求3所述的轮盘式滤光准直装置，其特征在于，所述准直器体在设有入 射孔的一侧面中心加工有垂直于该侧面的沉孔，在准直器体外圆表面上还设有至少一处摄 像孔，摄像孔与所述中心沉孔贯通。
7.根据权利要求6所述的轮盘式滤光准直装置，其特征在于还包括检测定位组件，在 准直器体的一侧轮缘加工有多个透光狭缝，狭缝数量和位置与准直器体轮盘表面的台阶孔 和摄像孔对应，检测定位组件还包括光电开关检测装置。
8.根据权利要求5或7所述的轮盘式滤光准直装置，其特征在于所述被动齿轮上设 有零位定位柱。
9.根据权利要求8所述的轮盘式滤光准直装置，其特征在于，所述准直器体在设有出 射孔的一侧面加工有与X射线荧光光谱仪探测器的圆柱头配合的凹槽。
10.一种X射线荧光光谱仪，包括X光管、装有多个滤光片的滤片盘、准直器、探测器和 固定这些部件的框架与外壳，其特征在于，其中滤片盘和准直器组合为权利要求1至9任一 所述的轮盘式滤光准直装置。
专利摘要一种X射线荧光光谱仪的轮盘式滤光准直装置，包括滤光准直器组件和驱动组件；所述滤光准直器组件包括准直器体、多个一次滤光片、多个一次准直衬套、多个二次滤光片和多个二次准直衬套，准直器体为轮盘结构，在轮盘外圆表面分布着多个用来穿过X射线的台阶孔，准直衬套装入台阶孔，滤光片装设在孔台阶和准直衬套之间。本实用新型将多个滤光片和不同孔径准直衬套组合起来，具有结构紧凑，体积小的优点，组装的X射线荧光光谱仪结构简单、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。
文档编号G01N23/223GK201622253SQ20102004693
公开日2010年11月3日 申请日期2010年1月15日 优先权日2010年1月15日
发明者丑毅, 杨李锋, 王海燕 申请人:纳优科技(北京)有限公司