[实用新型]一种便携式X射线分析装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及X射线分析技术领域，尤其涉及一种便携式X射线分析装置。

背景技术

X射线荧光分析(X-Ray Fluorescence,简称XRF)和X射线衍射分析(X-Ray Diffraction,简称XRD)是利用X射线不同特性进行物质组成分析的两种方法。当一束X射线照射在物质表面时，会发生X射线的散射和吸收现象。一定条件下，X射线的相干散射形成衍射条纹，不同的衍射条纹代表不同的物质结构，因此XRD探测仪主要用于分析物质的物相和晶体参数，广泛应用在材料、冶金、水泥、矿产等领域。X射线携带的能量被物质内部电子吸收，产生电子跃迁而释放出荧光X射线。荧光X射线的能量和数量与物质元素组成及含量相关，所以X射线荧光探测仪主要用于获得待测样品的元素组成及量化分析，在矿产勘探、测井、海洋环境地质调查等得到广泛应用。

目前，在一台分析仪器中，同时具备XRF和XRD两种分析功能已经实现。采用的结构主要分为两种：

(1)组合结构模式，就是把XRF和XRD的主要功能模块组装起来，射线源、光路和探测器大多数是独立的，可以最大程度上保证分析效果。中国专利CN200880007232提出一种共用X射线管的组合模式，XRD分析采用基于测角仪的方法。中国专利CN201010569788则给出了一种共用X射线管的组合结构，XRD采用能量色散型测量方法，探测器采用一维能量型；上述两个专利都是采用单一样品，即XRD和XRF共用样品。

(2)单一结构模式，由于XRF的小型化、便携式已经非常成熟，而XRD的便携式研究还只局限于部分分析仪器厂家。采用单一结构模式，主要是在XRD的分析过程中实现XRF分析功能。但是由于二者对入射的X射线需求不同，并且在XRD分析过程中，X射线的荧光效应是干扰信号，会降低XRD分析效果，因此采用单一结构模式的XRF和XRD集成化仪器，主要突出的还是XRD的分析功能。

近年来，XRD分析仪器的小型化、便携式的设计成为行业关注的重点。一些大型的XRD分析仪器厂商推出了桌面式、小型化XRD，但是直接在现场应用的还比较少。限制便携式XRD研制的主要障碍是仪器的重量、体积与仪器性能指标的内在约束。比如测角仪虽然使得XRD的分析精度高、测量角度范围大，但是由于属于精密机械旋转装置，不便于工作在现场环境。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的实施例提供了一种能够缩短分析时间且体积小、质量轻、成本低、便于工作在现场环境中的便携式X射线分析装置。

本实用新型的实施例提供一种便携式X射线分析装置，包括X射线发生器、X射线荧光分析单元、X射线衍射分析单元及与所述X射线荧光分析单元和所述X射线衍射分析单元连接的光谱分析模块，所述X射线荧光分析单元包括用于放置用作荧光光谱采集的荧光样品的荧光样品台，所述荧光样品台包括水平设置的且具有缺口的第一底座和可滑动的设于所述缺口的且具有倾斜面的装样斜台，所述装样斜台的倾斜面凹设有安置槽，用于承载所述荧光样品的一第一载物片可装卸的安置于所述安置槽，一第一通孔位于所述安置槽且贯穿所述装样斜台的上、下表面；所述X射线衍射分析单元包括位于所述第一通孔正下方的X射线准直调节模块、与所述X射线准直调节模块的下端连接的衍射样品台及位于所述衍射样品台下方的与所述光谱分析模块连接的CCD探测模块。

进一步地，所述X射线荧光分析单元还包括用于采集所述荧光样品在X射线的照射下二次激发产生的荧光光子、并将其所采集的荧光光子转换成荧光光谱信息的荧光探测器，及与所述荧光探测器连接的用于读取所述荧光光谱信息的荧光控制板，所述光谱分析模块与所述荧光控制板连接以进行荧光分析。

进一步地，所述装样斜台的倾斜面与所述第一底座之间的夹角为45°，所述装样斜台的侧表面中与所述荧光探测器相背的一侧上设有方便拉动所述装样斜台相对所述第一底座滑动的把手，所述第一载物片的中间为圆形凹陷，所述荧光样品放置于所述圆形凹陷中。

进一步地，所述便携式X射线分析装置还包括支撑结构，所述支撑结构包括位于上端的用于安装所述荧光探测器和所述荧光样品台的安装顶板、位于下端的用于安装所述CCD探测模块的安装底板和连接所述安装顶板和所述安装底板的外壳。