[发明专利]一种微束微区X射线探针分析仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种探针分析仪，尤其涉及一种微束微区X射线探针分析仪。

背景技术

目前现有的电子探针X射线显微分析仪主要有电子光学系统，X谱仪结构和信息记录显示系统构成。参见图1提供的是现有的电子X射线探针分析仪的电子光学镜筒的结构，该电子光学镜筒主要包括：样品台1、样品托盘2、样品室3、样品更换室4、通用电子探测器5、后散射电子探测器6、物镜7、扫描线圈8、目标抖动选择9、放大压缩目镜10、对齐线圈11、电子枪室12、阳极13、电缆14及电子枪15；首先将导电处理后的样品放入到样品操作台1上的样品盘2中，需要操作人员通过光学镜筒人为的寻找待测样品微区，根据当前的相对偏移，手动调整样品操作台外部X、Y、Z三轴控制手柄，通过调节手柄的位置进而控制样品操作台的位置，最终定位到待检测样品的微区。当定位结束后，启动数码相机系统，进行图像采集，最后开始激发高能电子束对待检测样品的微区进行特征X射线的激发，再使用能谱仪或波谱仪进行元素分析，将分析结果存档和显示。

所述电子光学系统又称镜筒，镜筒部分与扫描电子显微镜功能相同，都是完成光学信号的放大和成像。X射线谱仪有X射线能量色散谱仪(简称能谱仪EDS)和X射线波长色散谱仪(简称谱仪)。已有的电子探针X射线显微分析仪都采用的是高能聚焦电子束对样品的待检测微区进行特征X射线激发，产生高能电子束的电子装备体积庞大，价格昂贵。采用高能电子束进行X射线激发还带来另外一个问题，必须对样品表面进行特殊的导电处理，才能将投射到样品表面的电子电荷通过导电层引导到地，否则大量的高能电子聚焦在样品表面将会使样品升温，甚至燃烧，而对于样品导电层的处理又非常的麻烦和耗时。已有的电子探针X射线显微分析仪由具备复杂的光学系统，同时具备能谱仪和波谱仪，因此整体体积庞大，价格昂贵，功能齐全，但通常都不具备自动控制系统，需要人工手动去调整待测样品与探测系统的相对位置。还有一些X射线微区分析仪虽然价格便宜，但仅仅是带了电子显微镜，不能进行数字拍照，对于被分析样品的表面不能进行图像存档。

发明内容

为解决上述中存在的问题与缺陷，本发明提供了一种微束微区X射线探针分析仪。

本发明是通过以下技术方案实现的：

X射线探针分析仪，采用了X光管与聚焦毛细管的方式产生X射线对待检测样品微区进行特征X射线激发，所述分析仪主要包括：电子微动测量平台，XRF能谱仪，多轴步进电机驱动器及多轴运动控制器、PC上位机软件系统与电源系统，其中，电子微动测量平台，用于对样品微区进行定位，并获取样品微区图像信息；电子微动测量平台包括：三个步进电动机驱动、微动台、CCD相机、X光管、X射线探测器及激光探测器，其中，三个步进电动机驱动，实现微动台的三维运动；CCD相机，设置有环形排列的白光LED光源，且由CCD相机步进电动机驱动控制所述CCD相机进行垂直方向自由度的运动；X光管，包括一聚焦毛细管与一激光发射器，且所述聚焦毛细管与激光发射器设置为一体，并通过X光管步进电动机驱动控制所述X光管倾斜角度上的运动；X射线探测器及激光探测器，其X射线探测器及激光探测器设置为一体，并通过X射线探测器及激光探测器步进电动机驱动控制所述X射线探测器及激光探测器进行倾斜角度上的运动；XRF能谱仪，接收来自电子微动测量平台表面样品的被X光管激发后的特征X射线，实现样品的X射线检测，并形成X能谱，然后将能谱曲线发送到PC机；多轴步进电机驱动器及多轴运动控制器实现对多个步进电机的精确运动控制及驱动；PC上位机软件系统，通过USB端口发送控制命令，控制多个步进电机的运动，控制图像信息的获取与处理，并对测量得到的谱线进行分析，将分析结果存储。

所述微束微区X射线探针分析仪还包括：所述多轴运动控制器，用于接收PC上位机软件系统中传送出的控制指令，同时将指令转化为多轴步进电机驱动器所能接受的细分脉冲；多轴步进电机驱动器，根据接收到的细分脉冲对多个步进电机进行细分驱动，以实现微步运动；电源系统，为电子微动测量平台、XRF能谱仪、多轴运动控制器及多轴步进电机驱动器进行供电并排除外界的干扰。

所述PC上位机软件系统还包括：XRF能谱测量软件、图像采集与处理软件及主控软件，所述XRF能谱测量软件，将XRF能谱仪发送来的谱线进行分析，并得到相应的元素含量分析结果；图像采集与处理软件，对电子微动测量平台中CCD相机发送的图像进行采集与处理，同时将用户定位的样品微区进行拍照存档；主控系统，用于对多轴运动控制器的控制和XRF能谱仪的控制，并将控制指令发送到多轴运动控制器中。

本发明提供的技术方案的有益效果是：