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KR101669220B1 - 다 원소 분석이 가능한 x선 형광분석기 - Google Patents

다 원소 분석이 가능한 x선 형광분석기 Download PDF

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KR101669220B1
KR101669220B1 KR1020150086582A KR20150086582A KR101669220B1 KR 101669220 B1 KR101669220 B1 KR 101669220B1 KR 1020150086582 A KR1020150086582 A KR 1020150086582A KR 20150086582 A KR20150086582 A KR 20150086582A KR 101669220 B1 KR101669220 B1 KR 101669220B1
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김재훈
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(주)에이아이엠
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Abstract

본 발명은 다 원소 분석이 가능한 X선 형광분석기에 관한 것으로, 조사경과 필터를 회전식으로 구성하여 X선의 조사범위(Spot)를 효과적으로 조절할 수 있고, 더불어 시료에 적합한 필터를 용이하게 제공할 수 있도록 한 다 원소 분석이 가능한 X선 형광분석기를 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 X선을 발생시키는 X선 발생부; 분석대상인 시료가 놓이는 시료대; 상기 시료에서 발생되는 형광 X선을 검출하는 검출부; 상기 검출부에서 검출되는 형광 X선의 에너지를 분석하여 시료 중의 원소를 분석하는 분석부; 상기 X선 발생부와 시료대의 사이에 위치하도록 배치되고, 시료의 분석에 적합한 에너지의 X선이 시료로 조사될 수 있도록 서로 다른 에너지 투과영역을 갖는 필터들이 원형의 배열구조로 설치된 판형 필터부; 상기 X선 발생부와 시료대의 사이에 위치하도록 배치되고, X선 발생부로부터 시료로 조사되는 X선의 조사범위를 조절하기 위한 서로 다른 크기의 조사경들이 원형의 배열구조로 형성된 판형 조절부; 분석대상 시료에 적합한 조사범위와 에너지를 갖는 X선이 시료로 조사될 수 있도록 상기 판형 조절부와 판형 필터부를 회전시키는 회전수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 다 원소 분석이 가능한 X선 형광분석기를 제공한다.

Description

다 원소 분석이 가능한 X선 형광분석기{Apparatus for multi-element analyzing X-ray fluorescence}
본 발명은 X선 형광분석기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 조사경과 필터를 회전식으로 구성하여 X선 조사범위(Spot)를 효과적으로 줄일 수 있고, 더불어 시료에 적합한 필터를 용이하게 제공할 수 있도록 한 X선 형광분석기에 관한 것이다.
일반적으로 X선 형광분석기는 X선이 시료에 조사된 후 시료에서 발생되는 형광 X선의 에너지를 검출하여 시료의 성분이나 도금두께를 측정하는 장치이다.
덧붙여 설명하면, X선 발생장치에서 발생된 강력한 X선(1차 X선)을 물질에 조사하면 X선과 물질 간에 여러 가지 상호작용이 생기는데, 그 중의 한 가지로 형광 X선이라고 부르는 2차 X선이 발생된다. 이 형광 X선은 1차 X선에 의하여 원소의 내부전자가 외부껍질로 나간 다음 보다 높은 에너지를 갖는 전자가 남아있는 전자 껍질로 전이할 때 발생하는데, 특성 X선 또는 고유 X선이라고 불리는 이 형광 X선은 각 원소에 따라 고유의 파장을 가지며, X선 형광분석기는 상기 형광 X선의 파장 및 에너지 세기를 측정하여 물질 중의 원소를 정성 및 정량 분석하게 된다.
상기와 같은 측정원리를 갖는 X선 형광분석기는 X선을 발생시키는 X선 발생부와, 상기 X선 발생부로부터 발생되는 X선이 조사될 시료가 놓이는 시료대와, 상기 시료에서 발생되는 형광 X선을 검출하는 검출부와, 상기 검출부로부터 검출되는 형광 X선의 에너지를 레벨에 따라 카운트하여 에너지별 카운트 스텍트럼을 분석함으로서 시료 중의 원소를 분석하는 분석부로 구성되며, 상기 X선 발생부로부터 시료로 조사되는 X선의 조사범위를 조절하는 조사경(collimator)과, 분석대상 시료에 가장 적합한 에너지의 X선이 시료에 조사될 수 있도록 하는 필터가 더 포함되기도 한다.
참고로, 상기와 같은 구성을 갖는 X선 형광분석기의 구조가 공개특허공보 제10-2008-0088057호에 개시되어 있다.
상기 발명에 개시된 X선 형광분석기에 적용된 필터는 X선 발생부에서 방사되는 X선 중 단색화 된 X선을 반사하는 반사형 필터로서, 랙과 피니언 방식의 각도 조절부에 의해 힌지를 중심으로 회전하면서 각도가 조절되도록 구성되어 있다.
상기와 같은 각도 조절방식의 필터의 경우, X선 형광분석기의 사용기간이 늘어감에 따라 작동부위의 마모나 변형으로 인하여 나중에는 반사형 필터가 요구되는 곳에 정확하게 위치하지 못하게 됨에 따라 분석의 정확도가 떨어지고, X선 형광분석기의 수명이 짧아지게 되는 문제점이 있다.
공개특허공보 제10-2008-0088057호 (2008.10.02.공개)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 조사경과 필터를 회전식으로 구성하여 X선의 조사범위(Spot)를 효과적으로 조절할 수 있고, 더불어 시료에 적합한 필터를 용이하게 제공할 수 있도록 한 다 원소 분석이 가능한 X선 형광분석기를 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 X선을 발생시키는 X선 발생부; 분석대상인 시료가 놓이는 시료대; 상기 시료에서 발생되는 형광 X선을 검출하는 검출부; 상기 검출부에서 검출되는 형광 X선의 에너지를 분석하여 시료 중의 원소를 분석하는 분석부; 상기 X선 발생부와 시료대의 사이에 위치하도록 배치되고, 시료의 분석에 적합한 에너지의 X선이 시료로 조사될 수 있도록 서로 다른 에너지 투과영역을 갖는 필터들이 원형의 배열구조로 설치된 판형 필터부; 상기 X선 발생부와 시료대의 사이에 위치하도록 배치되고, X선 발생부로부터 시료로 조사되는 X선의 조사범위를 조절하기 위한 서로 다른 크기의 조사경들이 원형의 배열구조로 형성된 판형 조절부; 분석대상 시료에 적합한 조사범위와 에너지를 갖는 X선이 시료로 조사될 수 있도록 상기 판형 조절부와 판형 필터부를 회전시키는 회전수단;을 포함하되, 상기 판형 조절부는, 상기 조사경들이 형성된 원형 판부; 및 상기 원형 판부의 둘레로부터 원형 판부의 외측 및 시료대 방향으로 경사진 구조로 형성되고, 시료로부터 검출부로 방사되는 형광 X선이 통과하는 다수개의 투과구가 형성된 날개부;로 구성된 것을 특징으로 하는 다 원소 분석이 가능한 X선 형광분석기를 제공한다.
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한편 상기 다 원소 분석이 가능한 X선 형광분석기에 있어서, 상기 판형 필터부에 설치되는 필터들 중 어느 하나는 납으로 구성된다.
한편 상기 다 원소 분석이 가능한 X선 형광분석기에 있어서, 상기 판형 필터부에 설치되는 필터들 중 어느 하나는 투명필터로 구성된다.
한편 상기 다 원소 분석이 가능한 X선 형광분석기에 있어서, 상기 회전수단은, 상기 판형 필터부와 연결되어 판형 필터부를 회전시키는 제1 회전수단; 및 상기 판형 조절부와 연결되어 판형 조절부를 회전시키는 제2 회전수단;으로 구성된다.
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상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 다수개의 조사경이 형성된 조절부와, 다수개의 필터가 설치된 필터부를 회전시켜 X선의 조사범위와 에너지를 조절하는 방식으로, 종래 랙과 피니언을 이용한 방식 그리고 링크기구를 이용한 방식 보다 작동부위의 마모가 적어 장기간 높은 정밀도를 유지할 수 있는 효과가 있다.
또한, X선 발생부와 시료대의 사이에 위치하는 조절부와 필터부가 판형 구조로 이루어지므로, X선 발생부와 시료대의 사이간격을 줄일 수 있고, 이에 따라 X선의 조사범위를 용이하게 최소화할 수 있게 되는 효과가 있다.
또한, 예비분석을 통해 시료의 종류를 특정하고, 특정된 시료의 종류에 따라 조절부와 필터부를 조절한 뒤, 정밀분석을 통해 시료의 원소을 분석하는 방식으로, 시료의 원소를 보다 정밀하게 분석할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자의 실수로 인한 오차의 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 X선 형광분석기의 구조도,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 X선 형광분석기의 블록도,
도 3 은 본 발명에 따른 판형 필터부의 평면도,
도 4 는 본 발명에 따른 판형 조절부의 사시도,
도 5 는 매질별 스펙트럼의 형태를 보인 예시도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 X선 형광분석기의 구조도를, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 X선 형광분석기의 블록도를, 도 3은 본 발명에 따른 판형 필터부의 평면도를, 도 4는 본 발명에 따른 판형 조절부의 사시도를 도시하고 있다.
본 발명에 따른 X선 형광분석기는 X선 발생부(110), 시료대(120), 검출부(130), 분석부(140), 판형 필터부(150), 판형 조절부(160), 회전수단(170)으로 구성된다.
상기 X선 발생부(110)는 X선관 내에서 가속된 원자가 MO(몰리브덴)으로 이루어진 타켓에 충돌하면서 X선을 발생시키도록 구성된다.
이러한 X선 발생부(110)는 고전압 변압기(111)를 통해 공급되는 전기를 이용하여 X선을 발생시키게 된다.
상기 시료대(120)는 분석대상인 시료가 놓이는 공간을 제공하는 것으로, 상기 X선 발생부(110)로부터 조사되는 X선이 시료에 조사될 수 있도록 하기 위하여 X선 발생부(110)의 수직 상부 또는 수직 하부에 위치하도록 배치된다.
상기 검출부(130)는 X선이 조사로 인하여 시료에서 발생되는 형광 X선을 검출하는 것으로, 시료대(120)로부터 45° 각도 상에 위치하도록 배치된다.
상기 분석부(140)는 검출부(130)에서 검출되는 형광 X선의 에너지 정보를 이용하여 해당 시료의 원소를 분석하는 것으로, 상기 검출부(130)로부터 형광 X선의 에너지 정보를 수신하고, 저장 및 분석하여 그 결과를 사용자에게 표시하여 주는 소프트웨어와 하드웨어가 구비된 컴퓨터로 구성될 수 있다.
한편, 상기 검출부(130)에서 검출되는 형광 X선의 에너지 정보는 증폭기(180)와 컨트롤러(190)를 거쳐 분석부(140)로 전달되며, 이때 상기 증폭기(180)는 검출부(130)에서 받아들인 데이터를 분석부(140)로 전달할 때 증폭하는 기능을 제공하고, 상기 컨트롤러(190)는 X선 발생부(110)와 판형 필터부(150) 및 판형 조절부(160)를 제어하는 기능을 제공하게 된다.
상기와 같은 X선 발생부(110), 시료대(120), 검출부(130), 분석부(140)는 이미 널리 사용되고 있는 X선 형광분석기에 적용되고 있는 공지된 구성이므로, 이들 구성에 대한 보다 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
상기 판형 필터부(150)는 X선 발생부(110)로부터 시료대(120)로 조사되는 X선의 에너지를 조절하는 것으로, 원형 판재로 형성되고, X선의 조사경로 상에 위치하면서 X선의 에너지를 조절하는 다수개의 필터(151)가 설치된 것으로 구성된다.
한편, 상기 필터(151)는 특정 에너지 영역의 X선만이 투과되도록 X선을 필터링하는 것으로, 다수개의 필터는 서로 다른 에너지 영역의 X선이 투과되도록 이루어지며, 원형의 배열구조를 갖도록 설치된다.
참고로, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 판형 필터부(150)에는 각종 원소들을 16개의 그룹으로 나누어, 각 그룹에 속하는 원소의 분석에 최적화된 필터가 적용될 수 있도록 각 그룹당 하나의 필터 즉, 16개의 필터가 설치된다.
이와 같이 구성되는 판형 필터부(150)의 회전축(S1)은 X선의 조사경로와 평행한 채로 이격되며, 각 필터(151)의 중심은 X선의 조사경로와 일치하도록 구성된다. 이러한 구조에 따르면 판형 필터부(150)의 회전을 통해 어느 한 필터(151)를 X선의 조사경로에 위치시키는 방식으로 시료에 조사되는 X선의 에너지를 조절하게 된다.
한편, 상기 판형 필터부(150)에는 납(Pb) 필터가 더 포함되며, X선 형광분석기의 미사용시, 그리고 시료대(120)에 시료가 놓이지 않은 경우, 상기 납 필터가 X선의 조사경로 상에 위치하도록 함으로서, 기기오류나 오작동에 의하여 X선이 외부로 방사되는 것을 방지하게 된다.
또한, 상기 판형 필터부(150)에는 X선에 아무런 영향을 주지 않는 투명필터가 더 포함되며, 이러한 투명필터는 시료의 종류를 특정하기 위한 사전조사과정에서 사용된다.
상기 판형 조절부(160)는 X선 발생부(110)로부터 시료대(120)로 조사되는 X선의 조사범위(spot)을 조절하는 것으로, 원형 판부(161)와 링형상의 날개부(162)로 구성되며, 상기 판형 필터부(150)와 시료대(120)의 사이에 위치하도록 배치된다. 물론 상기 판형 조절부(160)는 X선 발생부(110)와 판형 필터부(150)의 사이에 위치하도록 배치될 수도 있다.
한편, 상기 원형 판부(161)에는 X선의 조사경로 상에 위치하면서 X선의 조사범위를 조절하는 다수개의 조사경(163)이 형성된다.
상기 다수개의 조사경(163)은 서로 다른 크기를 갖는 구멍으로, 작게는 0.5㎜에서부터 크게는 10㎜까지 다양한 직경을 갖도록 구성되며, 다수개의 조사경(163)은 원형의 배열구조를 갖도록 형성된다.
상기 날개부(162)는 원형 판부(161)의 둘레로부터 원형 판부(161)의 외측 및 시료대(120) 방향으로 경사진 구조로 형성되고, 시료로부터 검출부(130)로 방사되는 형광 X선이 통과하는 다수개의 투과구(164)가 형성된 것으로 구성된다.
이와 같이 구성된 판형 조절부(160)의 회전축(S2)은 X선의 조사경로와 평행한 채로 이격되며, 각 조사경(163)의 중심은 X선의 조사경로와 일치하도록 구성된다. 이러한 구조에 따르면, 판형 조절부(160)의 회전을 통해 어느 한 조사경(163)을 X선의 조사경로에 위치시키는 방식으로 X선의 조사범위를 조절하게 된다.
참고로, 주지된 바와 같이 시료가 곡선형의 표면을 갖거나, 초소형 정밀부품인 경우, X선의 조사범위를 감소시킴으로서 분석의 정확도를 높일 수 있다.
그러나, X선의 조사범위를 감소시킬 경우, 그에 비례하여 X선의 세기가 감소하게 되므로, 종래에는 X선의 조사범위를 1㎜ 이하로 감소시키는데 많은 어려움이 있었지만, 본 발명에 따른 X선 형광분석기의 경우, X선 발생부(110)와 시료대(120)의 사이에 판형 구조의 필터부(150)와 조절부(160)만이 위치하는 특성 상, X선 발생부(110)와 시료대(120)의 사이간격을 최소화할 수 있게 된다.
따라서, 판형 조절부(160)에 0.5㎜ 직경의 조사경(163)을 형성하고, 이 조사경(163)을 X선의 조사경로 상에 위치시킨 경우에도 시료의 분석에 충분한 세기의 X선을 시료로 조사할 수 있게 되는 이점이 있다.
상기 회전수단(170)은 판형 필터부(150)와 판형 조절부(160)를 회전시키는 것으로, 상기 판형 필터부(150)와 연결되어 판형 필터부(150)를 회전시키는 제1 회전수단(171)과, 상기 판형 조절부(160)와 연결되어 판형 조절부(160)를 회전시키는 제1 회전수단(172)으로 구성된다.
상기 제1 회전수단(171)은 판형 필터부(150)와 함께 회전하는 구조를 갖도록 판형 필터부(150)에 설치되는 제1 기어(1711)와, 상기 제1 기어(1711)와 맞물려 회전하는 제2 기어(1712)와, 상기 제2 기어(1712)를 회전시키는 제1 모터(1713)로 구성될 수 있다.
상기 제2 회전수단(172)은 판형 조절부(160)와 함께 회전하는 구조를 갖도록 판형 조절부(160)에 설치되는 제3 기어(1721)와, 상기 제3 기어(1721)와 맞물려 회전하는 제4 기어(1722)와, 상기 제4 기어(1722)를 회전시키는 제2 모터(1723)로 구성될 수 있다.
상기와 같이 구성된 X선 형광분석기를 이용하여 구현되는 본 발명에 따른 X선 형광분석방법은 판형 필터부(150)에 설치된 투명필터와, 판형 조절부(160)에 형성된 조사경들 중 가장 큰 조사범위를 갖는 조사경이 X선의 조사경로 상에 위치하도록 판형 필터부(150)와 판형 조절부(160)를 회전시키는 단계(S110); X선의 조사경로 상에 위치한 투명필터와 조사경을 통해 시료에 X선을 조사한 후, 시료로부터 발생하는 형광 X선을 검출부(130)가 검출하는 단계(S120); 상기 S120 단계를 통해 검출되는 형광 X선의 에너지를 분석부(140)가 분석하여 시료의 종류를 분석하는 단계(S130); 상기 S130 단계에서 분석된 시료의 종류에 따라 해당 시료의 분석에 적합한 조사범위와 에너지를 갖는 X선이 시료로 조사될 수 있도록 판형 필터부(150)와 판형 조절부(160)를 회전시키는 단계(S140); 및 상기 S140 단계 후, 시료로부터 발생하는 형광 X선을 검출부(130)가 검출하고, 분석부(140)가 검출된 형광 X선의 에너지를 분석하여 시료의 원소를 분석하는 단계(S150);로 구성된다.
상기 S110 단계는 시료의 사전조사를 위한 준비과정으로, 판형 필터부(150)에 설치된 투명필터가 X선의 조사경로 상에 위치하도록 판형 필터부(150)를 회전시키고, 이와 더불어 판형 조절부(160)에 형성된 조사경(163)들 중 가장 큰 조사범위를 갖는 조사경(163)이 X선의 조사경로 상에 위치하도록 하는 것으로 이루어지게 된다.
상기 S120 단계는 X선 발생부(110)와 검출부(130)에 의해 실시되는 단계로서, 상기 S110 단계를 통해 X선 조사경로 상에 위치한 투명필터와 조사경을 통하여 시료로 X선을 조사하고, 시료로부터 방사되는 형광 X선을 검출부(130)에서 검출하는 것으로 이루어지게 된다.
한편, 상기 S120 단계는 시료에 5초간 X선을 조사한 후, 시료로부터 발생하는 형광 X선을 검출하게 되는데, 이때 5Kv의 전압과 900uA의 전류를 X선 발생부로 공급하여 X선량을 최대치로 하여 시료에 조사하게 되며, 시료로부터 방사되는 형광 X선은 판형 조절부(160)에 형성된 투과구(164)를 통해 검출부(130)에 수신된다.
이처럼 최대치의 X선을 시료에 조사하게 되면, 시료의 종류에 따라 검출부에서 받아들이는 값이 다르게 된다. 이는 시료의 종류 및 모양과 관련되며, 예컨대 최대치의 X선을 티타늄(Ti) 같은 단단한 금속재질과 플라스틱(PE) 같은 약한 재질에 X선이 조사하였을 때, 검출부에서 받아들이게 되는 형광 X선의 수치에는 큰 차이가 있다.
따라서 사용자는 매질(matrix)에 따라 X선의 강도를 설정해 주어야만 하는데, PE 계열만해도 LDPE, ABS, PVC, PT, PP 등 굉장히 다양하므로, 매질에 따라 X선의 강도를 조절하는 것은 용이하지 못하다.
또한, 나사와 같이 높이의 단차가 있거나, 투명한 재질의 제품은 같은 매질이라 해도 받아들이는 양이 적기 때문에 X선량을 더 주어야 하며, 분석시간도 더 길게 해주어야 한다.
한편, 본 발명은 검출부에서 받아들여 증폭기(180) 및 컨트롤러(190)를 통해 분석부에 나타나는 값은 검출부에서 기본으로 제공하는데, 이를 이용하여 CPS(Count Per Sec) 초당 받아들이는 양을 실시간으로 지속적으로 계산하여 컨트롤러(190)에 명령을 주고, 컨트롤러(190)는 고전압 공급기를 제어하여 알맞은 전압 및 전류를 흘려 보다 정확하고 신뢰성 있는 분석 데이터를 얻을 수 있도록 하였다.
상기 S130 단계는 분석부(140)에 의해 실시되는 단계로서, S120 단계에서 검출되는 형광 X선의 에너지를 분석부(140)가 분석하여 시료의 종류를 분석하게 된다.
이러한 S120 단계는 분석부(140)가 검출부(130)에서 받아들이는 정성(가시광선 영역)분석을 바탕으로 시료의 종류를 진단하는 것으로, 가시광선 영역대의 원소의 정성 피크(Peak)는 도 5에 도시된 스펙트럼의 예와 같이 매질에 따른 스펙트럼의 형태를 가지기 때문에 분석부(140)는 검출부(130)로부터 전달되는 형광 X선의 스펙트럼과 데이터로서 미리 저장된 표본들의 스펙트럼을 비교하는 방식하는 해당 시료의 종류를 분석하게 된다.
상기 S140 단계는 S130 단계에서 분석된 시료의 종류에 기초하여 해당 시료의 분석에 적절한 조사범위를 갖는 X선이 시료로 조사될 수 있도록 판형 조절부(160)를 회전시키고, 이와 더불어 적절한 에너지 영역을 갖는 X선이 시료로 조사될 수 있도록 판형 필터부(150)를 회전시키는 것으로 이루어지게 된다.
이러한 S140 단계는 S130 단계의 분석결과에 기초하여 자동으로 이루어지거나, 화면을 통해 예비 분석결과를 나타내고, 분석결과에 기초하여 해당 시료의 분석에 적합한 조사범위를 갖는 조사경(163)과 에너지 영역을 갖는 필터(151)를 제안하여 사용자가 선택할 수 있도록 하는 것으로 이루어질 수 있다.
참고로, 분석대상 시료의 종류가 메탈인 것으로 분석된 경우, 메탈 시료의 분석에 적합한 것으로 미리 설정된 조사경과 필터가 X선의 조사경로 상에 위치하도록 판형 필터부(150)와 판형 조절부(160)를 회전시키게 된다.
상기 S150 단계는 S140 단계를 통해 X선의 조사경로 상에 배치된 필터(151)와 조사경(163)을 통해 시료로 조사된 X선에 의하여 시료부터 방사되는 형광 X선을 검출부(130)가 검출하고, 분석부(140)가 형광 X선의 에너지를 분석하는 것으로 이루어지게 되며, 분석결과는 화면을 통해 표시해주게 된다.
이러한 S150 단계에서는 검출부에서 5초간 받아들인 X선량을 매질 별로 1초당 계산하여 X선량(강도)을 자동으로 조절하게 되며, 이러한 방법은 S120 단계와 같다.
즉, 본 발명에 따른 X선 형광분석기 및 X선 형광분석방법은 분석시작부터 분석종료시까지 증폭기(180)에서 받아들이는 양을 C.P.S(Count Per Sec)로 실시간으로 감지함(5000c.p.s)으로써, 일정한 X선 조사를 유지하게 되며, 측정물에 굴곡이 있거나, 투과되는 제품이 작은 경우도 쉽게 알 수 있다.
참고로, 상기와 같은 S110 단계 내지 S130 단계는 시료의 종류를 예비적으로 분석하는 과정이고, 상기 S140 단계 및 S150 단계는 시료의 원소를 정밀 분석하는 과정으로, 이처럼 예비분석 후 정밀분석을 실시함으로서, 사용자의 실수로 인한 오차를 없애고, 사용자가 시료의 원소 종류를 정확하게 모르는 상태에서도 분석이 가능하게 하는 이점이 있다.
참고로, 종래 X선 형광분석기는 초소형 CCD카메라를 이용하여 조사부분의 영상을 PC를 통해 확인하며, PC이미지 상의 원형타겟을 맞추어 샘플을 분석하고 있다. 그러나, 오랜기간 사용 중 주위환경(진동 등), 운송 중에 X선 발생부와 검출부 중 하나의 위치가 틀어져 실제 조사하는 부분과 PC상의 원형타겟이 틀어지는 경우가 자주 발생하게 된다.
특히, 0.5mm의 아주 작은 조사경을 사용할 때, 이 부분에서 문제가 많이 되는데, X선은 사람의 눈으로 볼 수 없기 때문에 형광필름을 Sample 위치에 놓으면 실제 X선이 조사하는 부분이 노란색으로 보이게 된다.
따라서, 상기 형광필름을 시료대를 움직이는 자동스테이지에 고정시키고, 주기적으로 PC이미지 타겟과 실제 X선과 맞추는 방식이 사용될 수 있으며, PC이미지 타켓과 실제 X선을 맞추기 위하여 엣지스캔과 자동형상인식 프로그램이 사용될 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110: X선 발생부 120: 시료대
130: 검출부 140: 분석부
150: 판형 필터부 151: 필터
160: 판형 조절부 161: 원형 판부
162: 날개부 163: 조사경
164: 투과구 170: 회전수단
171: 제1 회전수단 172: 제2 회전수단

Claims (7)

  1. X선을 발생시키는 X선 발생부(110);
    분석대상인 시료가 놓이는 시료대(120);
    상기 시료에서 발생되는 형광 X선을 검출하는 검출부(130);
    상기 검출부(130)에서 검출되는 형광 X선의 에너지를 분석하여 시료 중의 원소를 분석하는 분석부(140);
    상기 X선 발생부(110)와 시료대(120)의 사이에 위치하도록 배치되고, 시료의 분석에 적합한 에너지의 X선이 시료로 조사될 수 있도록 서로 다른 에너지 투과영역을 갖는 필터(151)들이 원형의 배열구조로 설치된 판형 필터부(150);
    상기 X선 발생부(110)와 시료대(120)의 사이에 위치하도록 배치되고, X선 발생부(110)로부터 시료로 조사되는 X선의 조사범위를 조절하기 위한 서로 다른 크기의 조사경(163)들이 원형의 배열구조로 형성된 판형 조절부(160); 및
    분석대상 시료에 적합한 조사범위와 에너지를 갖는 X선이 시료로 조사될 수 있도록 상기 판형 조절부(160)와 판형 필터부(150)를 회전시키는 회전수단(170);을 포함하되,
    상기 판형 조절부(160)는,
    상기 조사경(163)들이 형성된 원형 판부(161); 및 상기 원형 판부(161)의 둘레로부터 원형 판부(161)의 외측 및 시료대(120) 방향으로 경사진 구조로 형성되고, 시료로부터 검출부(130)로 방사되는 형광 X선이 통과하는 다수개의 투과구(164)가 형성된 날개부(162);로 구성된 것을 특징으로 하는 다 원소 분석이 가능한 X선 형광분석기.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 판형 필터부(150)에는 납 필터가 더 포함된 것을 특징으로 하는 다 원소 분석이 가능한 X선 형광분석기.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 판형 필터부(150)에는 투명필터가 더 포함된 것을 특징으로 하는 다 원소 분석이 가능한 X선 형광분석기.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 회전수단(170)은,
    상기 판형 필터부(150)와 연결되어 판형 필터부(150)를 회전시키는 제1 회전수단(171); 및
    상기 판형 조절부(160)와 연결되어 판형 조절부(160)를 회전시키는 제2 회전수단(172);으로 구성된 것을 특징으로 하는 다 원소 분석이 가능한 X선 형광분석기.
  6. 삭제
  7. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102162745B1 (ko) * 2019-04-29 2020-10-07 한국표준과학연구원 흡수선량 평가를 위한 ｒｃｆ 자동분석시스템
KR20220142685A (ko) * 2021-04-15 2022-10-24 주식회사 한울이엔지 로터리 타입 엑스레이 필터

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