JP5135601B2 - X-ray tube and X-ray analyzer - Google Patents
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Description
本発明は、例えばエネルギー分散型の蛍光X線分析装置に用いるものであって、小型かつ軽量なハンディータイプ及びポータブルタイプに好適なX線管及びX線分析装置に関する。 The present invention relates to an X-ray tube and an X-ray analyzer suitable for a handy type and a portable type which are used for an energy dispersive fluorescent X-ray analyzer, for example, and are small and light.
蛍光X線分析は、X線源から出射された一次X線を試料に照射し、試料から放出される蛍光X線をX線検出器で検出することで、その蛍光X線のエネルギーからスペクトルを取得し、試料の定性分析又は定量分析を行うものである。この蛍光X線分析は、試料を非破壊で迅速に分析可能なため、工程・品質管理などで広く用いられている。 X-ray fluorescence analysis irradiates a sample with primary X-rays emitted from an X-ray source, and detects the fluorescent X-rays emitted from the sample with an X-ray detector. Acquire and perform qualitative analysis or quantitative analysis of the sample. This fluorescent X-ray analysis is widely used in processes and quality control because samples can be analyzed quickly and non-destructively.
この蛍光X線分析の分析手法としては、蛍光X線を分光結晶により分光し、X線の波長と強度を測定する波長分散方式や、分光せずに半導体検出素子で検出し、波高分析器でX線のエネルギーと強度とを測定するエネルギー分散方式などがある。
従来、例えば特許文献1では、蛍光X線の感度を高めるために、X線管球に内部に通過した蛍光X線を外部へ取り出す取り出し窓を設けて、X線管球及びX線分析器を試料に近づける試みがなされている。
また、特許文献2に記載されているように、X線管球及びX線分析器の小型化により、ハンディータイプのエネルギー分散型蛍光X線分析装置も普及している。
This fluorescent X-ray analysis can be performed using a wavelength dispersion method in which fluorescent X-rays are dispersed with a spectroscopic crystal and the wavelength and intensity of the X-rays are measured. There are energy dispersion methods for measuring the energy and intensity of X-rays.
Conventionally, in Patent Document 1, for example, in order to increase the sensitivity of fluorescent X-rays, an X-ray tube and an X-ray analyzer are provided by providing an extraction window for extracting fluorescent X-rays that have passed through the X-ray tube. Attempts have been made to approach the sample.
Further, as described in
上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
例えば、特許文献1に記載のX線分析装置では、X線管球及びX線検出器を試料に近づけることによる検出感度を高める効果が大きいが、X線管球及びX線検出器がそれぞれ有限で一定以上の大きさを有しているために近接させるにも限界があった。
また、従来のハンディータイプのエネルギー分散型蛍光X線分析装置においては、さらなる小型化及び軽量化が要望されているが、装置構成としてX線管球とX線検出器とが体積及び質量の大半を占めるため、従来の形態ではより小型化及び軽量化を図るには限界があった。さらに、ハンディータイプでは、試料を密閉状態の試料室内に収納して分析するのではなく、大気中の試料に直接、一次X線を照射する開放型であるため、X線の安全上、X線管球からのX線発生量を制限することから、試料からの蛍光X線をより効率良く検出する必要があった。
The following problems remain in the conventional technology.
For example, in the X-ray analysis apparatus described in Patent Document 1, the effect of increasing the detection sensitivity by bringing the X-ray tube and the X-ray detector closer to the sample is great, but the X-ray tube and the X-ray detector are finite, respectively. Since it has a certain size or more, there is a limit to the proximity.
Further, in the conventional handy type energy dispersive X-ray fluorescence analyzer, further miniaturization and weight reduction are demanded, but as an apparatus configuration, an X-ray tube and an X-ray detector are mostly in volume and mass. Therefore, the conventional form has a limit in reducing the size and weight. Furthermore, the handy type is an open type that directly irradiates primary X-rays to the sample in the atmosphere instead of storing the sample in a sealed sample chamber for analysis. Since the amount of X-ray generation from the tube is limited, it is necessary to detect fluorescent X-rays from the sample more efficiently.
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、さらなる小型化及び軽量化を図ることができると共に、より効率的に蛍光X線等を検出して感度を高めることができるX線管及びX線分析装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and can be further reduced in size and weight, and an X-ray tube capable of detecting fluorescent X-rays and the like more efficiently and increasing sensitivity. An object is to provide an X-ray analyzer.
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明のX線管は、内部が真空状態とされX線が透過可能なX線透過膜で形成された窓部を有した真空筐体と、前記真空筐体内に設置され電子線を出射する電子線源と、前記電子線が照射されて一次X線を発生すると共に該一次X線を前記窓部を介して外部の試料に出射可能に前記真空筐体内に設置されたターゲットと、前記試料から放出されて前記窓部から入射する蛍光X線及び散乱X線を検出可能に前記真空筐体内に配置され該蛍光X線及び散乱X線のエネルギー情報を含む信号を出力するX線検出素子と、を備えていることを特徴とする。 The present invention employs the following configuration in order to solve the above problems. That is, the X-ray tube of the present invention includes a vacuum housing having a window portion formed of an X-ray permeable film that is evacuated and capable of transmitting X-rays, and an electron beam installed in the vacuum housing. An electron beam source that emits, a target that is irradiated with the electron beam to generate primary X-rays, and that the primary X-rays can be emitted to an external sample through the window portion; X-ray detection that is arranged in the vacuum housing so as to detect fluorescent X-rays and scattered X-rays emitted from the sample and incident from the window, and outputs a signal including energy information of the fluorescent X-rays and scattered X-rays And an element.
このX線管では、X線検出器の構成要素であるX線検出素子が窓部から入射する蛍光X線及び散乱X線を検出可能に真空筐体内に配置されているので、X線検出素子がX線管球の構成要素である電子線源及びターゲットと共に真空筐体内に一体的に収納されて装置全体をさらに小型化及び軽量化することができる。また、X線検出素子が真空筐体内に配されており、一次X線を発生するターゲットと共に試料に近接させて検出を行うことができるので、非常に効率良く励起及び検出を行うことが可能になる。さらに、開放型のハンディータイプに適用すれば、効率的な検出が可能なので、X線発生量をより抑制しても高い感度で検出することができ、高い安全性を得ることができる。 In this X-ray tube, the X-ray detection element, which is a constituent element of the X-ray detector, is arranged in the vacuum casing so as to be able to detect fluorescent X-rays and scattered X-rays incident from the window portion. Is integrally housed in a vacuum housing together with an electron beam source and a target which are constituent elements of an X-ray tube, so that the entire apparatus can be further reduced in size and weight. In addition, since the X-ray detection element is arranged in the vacuum housing and can be detected in close proximity to the sample together with the target that generates primary X-rays, excitation and detection can be performed very efficiently. Become. Furthermore, if it is applied to an open type handy type, efficient detection is possible, so even if the X-ray generation amount is further suppressed, detection can be performed with high sensitivity, and high safety can be obtained.
また、本発明のX線管は、前記ターゲットが、前記窓部に近接又は接触されて配され、前記X線検出素子の受光面が、前記ターゲットの周囲に配されていることを特徴とする。すなわち、このX線管では、X線検出素子の受光面がターゲットの周囲に配されているので、窓部に試料を近接させた状態で分析を行う際に、ターゲットからの一次X線によって試料から発生した蛍光X線等をターゲット周囲(すなわち、窓部近傍)に配されたX線検出素子で効率的に検出することができる。 In the X-ray tube of the present invention, the target is disposed in proximity to or in contact with the window portion, and a light receiving surface of the X-ray detection element is disposed around the target. . That is, in this X-ray tube, since the light-receiving surface of the X-ray detection element is arranged around the target, when the analysis is performed in a state where the sample is brought close to the window, the sample is obtained by primary X-rays from the target. X-rays generated from the X-ray can be efficiently detected by an X-ray detection element arranged around the target (ie, near the window).
また、本発明のX線管は、前記X線検出素子が、前記電子線源と前記ターゲットとの間の領域に配され、前記電子線が透過可能な透過孔を有していることを特徴とする。すなわち、このX線分析装置では、電子線源とターゲットとの間に配されたX線検出素子の透過孔を介して電子線がターゲットに照射されるので、透過孔により電子線を絞ってターゲットに照射することができる。 In the X-ray tube of the present invention, the X-ray detection element is disposed in a region between the electron beam source and the target and has a transmission hole through which the electron beam can pass. And That is, in this X-ray analyzer, the target is irradiated with an electron beam through a transmission hole of an X-ray detection element arranged between the electron beam source and the target. Can be irradiated.
また、本発明のX線管は、前記ターゲット及び前記窓部の少なくとも一方が、グランド電位又はプラス電位に設定されていることを特徴とする。すなわち、このX線管では、ターゲット及び窓部の少なくとも一方が、グランド電位又はプラス電位に設定されているので、ターゲットからの二次電子を電界によりターゲット又は窓部に引き戻すことでX線検出素子への二次電子の入射を抑制することができる。 The X-ray tube of the present invention is characterized in that at least one of the target and the window is set to a ground potential or a positive potential. That is, in this X-ray tube, since at least one of the target and the window is set to the ground potential or the positive potential, the X-ray detection element can be obtained by pulling secondary electrons from the target back to the target or the window by an electric field. The secondary electrons can be prevented from entering.
また、本発明のX線管は、前記電子線源と前記ターゲットとの間で前記電子線の経路に進退可能なシャッターが設けられていることを特徴とする。すなわち、このX線管では、管内にある電子線源とターゲットとの間で電子線の経路に進退可能なシャッターが設けられているので、一次X線の経路にシャッターを設ける場合よりもX線発生ポイント(ターゲット)と試料との間をより近接させることができる。また、電子線源からの熱電子である電子線を安定させるまでシャッターを閉じた状態とし、安定後にシャッターを開けることで、安定した電子線で測定が可能になる。 Further, the X-ray tube of the present invention is characterized in that a shutter capable of moving forward and backward in the electron beam path is provided between the electron beam source and the target. That is, in this X-ray tube, since a shutter capable of moving forward and backward in the electron beam path is provided between the electron beam source and the target in the tube, the X-ray is more than in the case of providing a shutter in the primary X-ray path. The generation point (target) and the sample can be brought closer to each other. Further, by making the shutter closed until the electron beam, which is a thermal electron from the electron beam source, is stabilized, and opening the shutter after stabilization, measurement with a stable electron beam becomes possible.
また、本発明のX線管は、前記電子線源と前記X線検出素子との間に、前記電子線源からの輻射熱を遮断する遮蔽体が配設されていることを特徴とする。すなわち、このX線管では、遮蔽体が電子線源とX線検出素子との間に設けられているので、発熱した電子線源からの輻射熱を遮断し、X線検出素子の冷却に対する輻射熱による悪影響を抑制することができる。 The X-ray tube of the present invention is characterized in that a shielding body for blocking radiant heat from the electron beam source is disposed between the electron beam source and the X-ray detection element. That is, in this X-ray tube, since the shield is provided between the electron beam source and the X-ray detection element, the radiant heat from the generated electron beam source is cut off and the radiant heat for cooling the X-ray detection element is used. Adverse effects can be suppressed.
本発明のX線分析装置は、上記本発明のX線管と、前記信号を分析する分析器と、前記分析器の分析結果を表示する表示部と、を備えていることを特徴とする。すなわち、このX線分析装置では、上記本発明のX線管を備えているので、装置全体を小型化することができる。 An X-ray analysis apparatus according to the present invention includes the X-ray tube according to the present invention, an analyzer that analyzes the signal, and a display unit that displays an analysis result of the analyzer. That is, since this X-ray analysis apparatus includes the X-ray tube of the present invention, the entire apparatus can be miniaturized.
また、本発明のX線分析装置は、前記分析器及び前記表示部を前記真空筐体に設けて可搬型としたことを特徴とする。すなわち、このX線分析装置では、真空筐体に分析器と表示部とが一体に搭載された可搬型とされるので、分析器と表示部とにより分析結果をその場で確認可能で、かつ小型で軽量なハンディータイプとすることができる。 Moreover, the X-ray analyzer of the present invention is characterized in that the analyzer and the display unit are provided in the vacuum casing to be portable. That is, in this X-ray analyzer, since the analyzer and the display unit are integrally mounted in the vacuum casing, the analysis result can be confirmed on the spot by the analyzer and the display unit, and Small and lightweight handy type.
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係るX線管及びX線分析装置によれば、X線検出素子が窓部から入射する蛍光X線及び散乱X線を検出可能に真空筐体内に配置されているので、装置全体をさらに小型化及び軽量化することができると共に、より効率良く励起及び検出を行うことが可能になる。特に、開放型のハンディータイプのX線分析装置に適用すれば、X線発生量をより抑制しても高い感度で検出することができ、高い安全性を得ることができる。
The present invention has the following effects.
That is, according to the X-ray tube and the X-ray analysis apparatus according to the present invention, the X-ray detection element is disposed in the vacuum casing so as to detect the fluorescent X-rays and the scattered X-rays incident from the window portion. The whole can be further reduced in size and weight, and excitation and detection can be performed more efficiently. In particular, when applied to an open-type handy type X-ray analyzer, even if the amount of X-ray generation is further suppressed, detection can be performed with high sensitivity, and high safety can be obtained.
以下、本発明に係るX線管及びX線分析装置の一実施形態を、図1及び図2を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能又は認識容易な大きさとするために縮尺を適宜変更している。 Hereinafter, an embodiment of an X-ray tube and an X-ray analyzer according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. In each drawing used for the following description, the scale is appropriately changed in order to make each member recognizable or easily recognizable.
本実施形態のX線分析装置は、可搬型(ハンディータイプ)のエネルギー分散型の蛍光X線分析装置であって、図1に示すように、内部の一部が真空状態とされX線が透過可能なX線透過膜で形成された窓部1を有した真空筐体2と、真空筐体2内に設置され電子線eを出射する電子線源3と、電子線eが照射されて一次X線X1を発生すると共に該一次X線X1を窓部1を介して外部の試料Sに出射可能に真空筐体2内に設置されたターゲットTと、試料Sから放出されて窓部1から入射する蛍光X線及び散乱X線X2を検出可能に真空筐体2内に配置され該蛍光X線及び散乱X線X2のエネルギー情報を含む信号を出力するX線検出素子4と、上記信号を分析する分析器5と、分析器5の分析結果を表示する表示部6とを備えている。なお、上記真空筐体2、電子線源3、ターゲットT及びX線検出素子4を主な構成として、X線管が構成されている。
The X-ray analyzer according to this embodiment is a portable (handy type) energy dispersive X-ray fluorescence analyzer, and as shown in FIG. A
上記真空筐体2は、内部が真空状態とされた前部収納部2aと、この前部収納部2aと隔壁2cで隔てられ内部が大気圧状態とされた後部収納部2bとで構成されている。
上記窓部1は、X線透過膜として例えばBe(ベリリウム)箔で形成されている。なお、窓部1の前面に、試料Sに応じて選択されたCu(銅)、Zr(ジルコニウム)、Mo等の金属薄膜又は金属薄板である1次フィルタを取り付けても構わない。また、窓部1及びターゲットTは、ターゲットTに入射した電子線eとターゲットTとの相互作用により発生し放出された二次電子を引き戻すため、グランド電位又はプラス電位に設定されている。なお、二次電子は通常、数eV程度のエネルギーしかないため、このエネルギー以上の電界となるようにグランド電位又はプラス電位が設定される。
The
The window portion 1 is formed of, for example, Be (beryllium) foil as an X-ray transmission film. Note that a primary filter that is a metal thin film or a metal thin plate such as Cu (copper), Zr (zirconium), or Mo selected according to the sample S may be attached to the front surface of the window portion 1. The window 1 and the target T are set to a ground potential or a positive potential in order to pull back secondary electrons generated and emitted by the interaction between the electron beam e incident on the target T and the target T. Since secondary electrons usually have an energy of about several eV, a ground potential or a positive potential is set so that an electric field is higher than this energy.
上記電子線源3は、陰極とされるフィラメント7と、陽極とされるターゲットTとの間の電圧(管電流)及び電子線eの電流(管電流)を制御する電流電圧制御部8とを備えている。この電子線源3は、陰極とされたフィラメント7から発生した熱電子(電子線)がフィラメント7と陽極とされたターゲットTとの間に印加された電圧により加速されターゲットTに衝突して発生したX線を1次X線として発生させるものである。
また、陰極としてフィラメント7ではなく、カーボンナノチューブを採用しても構わない。
The
Moreover, you may employ | adopt the carbon nanotube instead of the filament 7 as a cathode.
上記ターゲットTは、例えばW(タングステン)、Mo(モリブデン)、Cr(クロム)、Rh(ロジウム)などが採用される。このターゲットTは、窓部1に近接又は接触されて配されている。
上記X線検出素子4は、例えばpin構造ダイオードであるSi(シリコン)素子等の半導体検出素子である。このX線検出素子4は、X線光子1個が入射するとこのX線光子1個に対応する電流パルスが発生する。この電流パルスの瞬間的な電流値が、入射した蛍光X線のエネルギーに比例している。
As the target T, for example, W (tungsten), Mo (molybdenum), Cr (chromium), Rh (rhodium), or the like is employed. This target T is arranged close to or in contact with the window portion 1.
The X-ray detection element 4 is a semiconductor detection element such as a Si (silicon) element which is a pin structure diode, for example. When one X-ray photon enters the X-ray detection element 4, a current pulse corresponding to one X-ray photon is generated. The instantaneous current value of this current pulse is proportional to the energy of the incident fluorescent X-ray.
このX線検出素子4は、図1及び図2に示すように、電子線源3のフィラメント7とターゲットTとの間の領域に配され、電子線eが透過可能な透過孔4aを有している。また、ターゲットTは、透過孔4aの直下にかつ近接して配されており、X線検出素子4の受光面は、ターゲットTの周囲に配されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the X-ray detection element 4 is disposed in a region between the filament 7 of the
また、上記X線検出素子4は、図示しない冷却機構(例えば、液化窒素を冷媒とした冷却機構やペルチェ素子を用いた冷却機構)によって一定温度に保持されるように設定されている。なお、X線検出素子4は、−30〜−100°程度まで冷却することにより、本来の性能を確保することができる。さらに、X線検出素子4の透過孔4a周囲には、一次X線X1や電子線eが受光面に入射しないように金属板等でガードされている。
The X-ray detection element 4 is set to be held at a constant temperature by a cooling mechanism (not shown) (for example, a cooling mechanism using liquefied nitrogen as a refrigerant or a cooling mechanism using a Peltier element). In addition, the X-ray detection element 4 can ensure original performance by cooling to about -30 to -100 degrees. Further, the X-ray detection element 4 is guarded around the
また、ターゲットTとX線検出素子4との間には、ターゲットTからの一次X線X1、二次電子や反射電子がX線検出素子4に入らないように金属ガード部材10が設けられている。この金属ガード部材10は、図示しない支持体で真空筐体2に固定され、電子線eが透過可能に中央に電子線eの透過孔が形成されている。また、金属ガード部材10は、窓部1及びターゲットTと同様に、グランド電位又はプラス電位に設定されている。
なお、X線検出素子4をマイナス電位に設定することで、熱電子(電子線e)がX線検出素子4に入射されることを抑制することができる。
A
In addition, it can suppress that a thermoelectron (electron beam e) injects into the X-ray detection element 4 by setting the X-ray detection element 4 to a minus electric potential.
また、電子線源3のフィラメント7とターゲットTとの間に、電子線eの経路に進退可能なシャッター11が設けられている。このシャッター11は、電子線eを遮断可能な材料としてTa、W、Cu等で形成され、小型モータやソレノイド等の駆動機構12に接続されている。この駆動機構12は、CPU9に接続され、測定時のみシャッター11を電子線eの経路から退避させて電子線eがターゲットTへ照射されるように制御される。また、CPU9は、電子線源3のフィラメント7からの熱電子である電子線eを安定させるまでシャッター11を閉じた状態とし、安定後にシャッター11を開けるように制御を行う。
Further, a
さらに、電子線源3とX線検出素子4との間には、電子線eの透過用の孔を中央に有する遮蔽体13が真空筐体2に支持されて配設されている。この遮蔽体13は、Cu等の熱伝導性の高い金属板又は金属シート等で形成され、電子線源3からの輻射熱を遮断して真空筐体2へ熱を逃がし、X線検出素子4の冷却に悪影響を与えないようにするものである。
これらフィラメント7、ターゲットT、X線検出素子4、金属ガード部材10、シャッター11、駆動機構12及び遮蔽体13は、真空筐体2の前部収納部2a内に配置されている。
Further, between the
The filament 7, the target T, the X-ray detection element 4, the
上記分析器5は、X線信号処理部であって、X線検出素子4で発生した電流パルスを電圧パルスに変換、増幅し、信号とし、この信号から電圧パルスの波高を得てエネルギースペクトルを生成する波高分析器(マルチチャンネルパルスハイトアナライザー)である。
また、上記電流電圧制御部8及び分析器5は、CPU9に接続され、設定により種々の制御が行われる。
The
The current / voltage control unit 8 and the
上記表示部6は、例えば液晶表示装置であって、CPU9に接続され、エネルギースペクトル等の分析結果だけでなく、設定に応じて種々の画面表示が可能になっている。
また、分析器5、電流電圧制御部8及びCPU9は、真空筐体2の後部収納部2b内に設けられ、表示部6は、後部収納部2bの外面に表示面を配して設けられている。すなわち、分析器5及び表示部6は、真空筐体2に一体に設けられている。
なお、上記各構成のうち電力供給及び電位設定の必要なものは、いずれも図示しない電源部に接続されている。
The display unit 6 is, for example, a liquid crystal display device, and is connected to the CPU 9 and can display various screens according to not only the analysis result such as the energy spectrum but also the setting.
The
Note that, among the above-described components, those requiring power supply and potential setting are all connected to a power supply unit (not shown).
このように本実施形態では、X線検出素子4が窓部1から入射する蛍光X線及び散乱X線X2を検出可能に真空筐体2内に配置されているので、X線検出素子4が電子線源3及びターゲットTと共に真空筐体2内に一体的に収納されて装置全体をさらに小型化及び軽量化することができる。また、X線検出素子4が真空筐体2内に配されており、一次X線X1を発生するターゲットTと共に試料Sに近接させて検出を行うことができるので、非常に効率良く励起及び検出を行うことが可能になる。特に、開放型のハンディータイプに適用することにより、効率的な検出が可能なので、X線発生量をより抑制しても高い感度で検出することができ、高い安全性を得ることができる。
As described above, in the present embodiment, the X-ray detection element 4 is disposed in the
また、X線検出素子4の受光面がターゲットTの周囲に配されているので、窓部1に試料Sを近接させた状態で分析を行う際に、ターゲットTからの一次X線X1によって試料Sから発生した蛍光X線等をターゲットT周囲(すなわち、窓部1近傍)に配されたX線検出素子4で効率的に検出することができる。 In addition, since the light receiving surface of the X-ray detection element 4 is arranged around the target T, the sample is obtained by the primary X-ray X1 from the target T when the analysis is performed with the sample S in proximity to the window 1. The fluorescent X-rays and the like generated from S can be efficiently detected by the X-ray detection element 4 arranged around the target T (that is, near the window portion 1).
また、電子線源3とターゲットTとの間に配されたX線検出素子4の透過孔4aを介して電子線eがターゲットに照射されるので、透過孔4aにより電子線eを絞ってターゲットTに照射することができる。
また、金属ガード部材10が、X線検出素子4とターゲットTとの間に設けられているので、ターゲットTで発生した二次電子を遮断してX線検出素子4に入射することを防止できる。また、金属ガード部材10が、ターゲット周辺部からの輻射熱を遮蔽してX線検出素子4の冷却に悪影響を与えることを抑制できる。
In addition, since the target is irradiated with the electron beam e through the
Further, since the
さらに、金属ガード部材10が、グランド電位又はプラス電位に設定されているので、ターゲットTからの二次電子を電界により金属ガード部材10に引き寄せてより高い遮断効果を得ることができる。
Furthermore, since the
また、ターゲットT及び窓部1が、グランド電位又はプラス電位に設定されているので、ターゲットTからの二次電子を電界によりターゲットT及び窓部1に引き戻すことでX線検出素子4への二次電子の入射を抑制することができる。
また、管内にあるフィラメント7とターゲットTとの間で電子線eの経路に進退可能なシャッター11が設けられているので、一次X線の経路にシャッターを設ける場合よりもX線発生ポイント(ターゲットT)と試料Sとの間をより近接させることができる。また、フィラメント7からの熱電子である電子線eを安定させるまでシャッター11を閉じた状態とし、安定後にシャッター11を開けるので、安定した電子線eで測定が可能になる。
さらに、真空筐体2に分析器5と表示部6とが一体に搭載された可搬型とされるので、分析器5と表示部6とにより分析結果をその場で確認可能で、かつ小型で軽量なハンディータイプとすることができる。
In addition, since the target T and the window portion 1 are set to the ground potential or the positive potential, the secondary electrons from the target T are pulled back to the target T and the window portion 1 by an electric field, so The incidence of secondary electrons can be suppressed.
In addition, since a
Further, since the
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
例えば、上記実施形態では、中央に透過孔4aが形成された1つのX線検出素子4を用いているが、他の例1として、図3に示すように、ターゲットTの周囲に複数のX線検出素子14を配置したものなどでも構わない。また、他の例2として、図4に示すように、ターゲットTの周囲にX線検出素子14を一つだけ配置したものでも構わない。
また、上記実施形態は、エネルギー分散型の蛍光X線分析装置であるが、他の分析方式、例えば波長分散型の蛍光X線分析装置に適用しても構わない。
また、特許文献1に記載されているX線管のように、柱状のターゲットに対してその周囲に配した円環状のフィラメントから電子線を照射し、一次X線を発生させる、いわゆるリフレクション型としても構わない。
For example, in the above embodiment, one X-ray detection element 4 having a
The above embodiment is an energy dispersive X-ray fluorescence analyzer, but may be applied to other analysis methods, for example, a wavelength dispersive X-ray fluorescence analyzer.
In addition, as an X-ray tube described in Patent Document 1, a so-called reflection type that generates primary X-rays by irradiating a columnar target with an electron beam from an annular filament disposed around the target. It doesn't matter.
さらに、本発明は、上記実施形態のようにハンディータイプのX線分析装置に好適であるが、据え置き型のX線分析装置に適用しても構わない。例えば、上記真空筐体2、電子線源3、ターゲットT及びX線検出素子4により構成されるX線管と、分析器5や制御系及び表示部6等とを別体に設けて構成した据え置き型X線分析装置としても構わない。
Further, the present invention is suitable for a handy type X-ray analyzer as in the above embodiment, but may be applied to a stationary type X-ray analyzer. For example, the X-ray tube constituted by the
1…窓部、2…真空筐体、3…電子線源、4、14…X線検出素子、4a…透過孔、5…分析器、6…表示部、10…金属ガード部材、11…シャッター、13…遮蔽体、e…電子線、X1…一次X線、X2…蛍光X線及び散乱X線、S…試料、T…ターゲット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Window part, 2 ... Vacuum housing, 3 ... Electron beam source, 4, 14 ... X-ray detection element, 4a ... Transmission hole, 5 ... Analyzer, 6 ... Display part, 10 ... Metal guard member, 11 ... Shutter , 13 ... shielding body, e ... electron beam, X1 ... primary X-ray, X2 ... fluorescent X-ray and scattered X-ray, S ... sample, T ... target
Claims (7)
前記真空筐体内に設置され電子線を出射する電子線源と、
前記電子線が照射されて一次X線を発生すると共に該一次X線を前記窓部を介して外部の試料に出射可能に前記真空筐体内の前記窓部に近接又は接触されて設置されたターゲットと、
前記試料から放出されて前記窓部から入射する蛍光X線及び散乱X線を検出可能に前記真空筐体内の前記ターゲットの周囲であって前記窓部近傍に配されていると共に、前記電子線源と前記ターゲットとの間の領域に前記ターゲットに近接して配され該蛍光X線及び散乱X線のエネルギー情報を含む信号を出力するX線検出素子と、を備えていることを特徴とするX線管。 A vacuum housing having a window portion formed of an X-ray transmission film that is in a vacuum state and capable of transmitting X-rays;
An electron beam source installed in the vacuum housing and emitting an electron beam;
A target installed near or in contact with the window in the vacuum housing so that the electron beam is irradiated to generate primary X-ray and the primary X-ray can be emitted to an external sample through the window. When,
The electron beam source is disposed around the target in the vacuum casing and in the vicinity of the window so as to detect fluorescent X-rays and scattered X-rays emitted from the sample and incident from the window. And an X-ray detection element that outputs a signal including energy information of the fluorescent X-rays and scattered X-rays in the region between the target and the target. Wire tube.
前記X線検出素子が、前記電子線源と前記ターゲットとの間の領域に配され、前記電子線が透過可能な透過孔を有していることを特徴とするX線管。 The X-ray tube according to claim 1 ,
An X-ray tube, wherein the X-ray detection element is disposed in a region between the electron beam source and the target and has a transmission hole through which the electron beam can pass.
前記ターゲット及び前記窓部の少なくとも一方が、グランド電位又はプラス電位に設定されていることを特徴とするX線管。 The X-ray tube according to claim 1 or 2 ,
An X-ray tube, wherein at least one of the target and the window is set to a ground potential or a positive potential.
前記電子線源と前記ターゲットとの間で前記電子線の経路に進退可能なシャッターが設けられていることを特徴とするX線管。 In the X-ray tube as described in any one of Claim 1 to 3 ,
An X-ray tube characterized in that a shutter capable of moving back and forth in the path of the electron beam is provided between the electron beam source and the target.
前記電子線源と前記X線検出素子との間に、前記電子線源からの輻射熱を遮断する遮蔽体が配設されていることを特徴とするX線管。 In the X-ray tube as described in any one of Claim 1 to 4 ,
An X-ray tube, wherein a shielding body for blocking radiant heat from the electron beam source is disposed between the electron beam source and the X-ray detection element.
前記信号を分析する分析器と、
前記分析器の分析結果を表示する表示部と、を備えていることを特徴とするX線分析装置。 An X-ray tube according to any one of claims 1 to 5 ;
An analyzer for analyzing the signal;
An X-ray analysis apparatus comprising: a display unit that displays an analysis result of the analyzer.
前記分析器及び前記表示部を前記真空筐体に設けて可搬型としたことを特徴とするX線分析装置。 The X-ray analyzer according to claim 6 ,
An X-ray analyzer characterized in that the analyzer and the display unit are provided in the vacuum casing to be portable.
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