一种X射线吸收谱仪的制作方法

本发明涉及材料测试，具体涉及一种x射线吸收谱仪。

背景技术：

1、x射线吸收谱是一种广泛使用的材料表征手段，用于对材料中元素检测以及原子价态、配位原子种类及配位原子距离的表征，在能源与环境、新材料、催化等领域具有重要的应用。

2、在x射线吸收光谱仪中，传统的光信号采集方法通常需要对x射线进行两次能量扫描，首先在不放置样品的情况下进行第一次x射线能量扫描，并通过探测器记录各个能点x射线的信号强度，以作为参照强度；而后在放置样品的情况下进行第二次x射线能量扫描，同时通过探测器记录各个能点的x射线在被样品吸收后的信号强度，以作为测试强度，x射线吸收光谱仪将两次获取的信号数据经过数据处理之后即可获得样品的吸收光谱。该信号采集方式需要完成两次同样的扫描运动才能获取一个完整的吸收光谱，测试时间较长；而由于各个能点对应参照强度和测试强度的获取间隔较长，故在光谱仪测出的吸收谱数据在光源强度波动、运动机构稳定性、环境温度、振动等因素影响下，存在一定误差，难以表示样品测试时真实的吸收谱数据。

3、因此，需要设计一种x射线吸收谱仪，从而解决上述问题。

技术实现思路

1、鉴于以上现有技术的缺点，本发明提供了一种x射线吸收谱仪，能够在对样品进行吸收光谱测试时，同时采集x射线透射样品前后的参照光强和测试光强，从而解决现有技术中x射线吸收光谱仪在测试吸收光谱时由于在放置样品前后两次获取参照强度和测试强度的时间间隔较长，而致使测出的吸收谱数据在仪器和环境波动下存在一定误差，难以反应样品真实吸收光谱的技术问题。

2、为实现上述目的及其它相关目的，本发明提供一种x射线吸收谱仪，该x射线吸收谱仪包括：x射线源、分光元件和测试系统。

3、其中，x射线源发射x射线；分光元件设置在所述x射线的出射光路上，以用于反射或衍射聚焦所述x射线；测试系统包括样品架、第一探测器和第二探测器；所述样品架将样品架设在所述x射线的反射或衍射光路上，所述第一探测器在反射或衍射光路上用于检测所述x射线未透射样品时的光强，所述第二探测器在反射或衍射光路上用于检测所述x射线透射样品后的光强。

4、在本发明一示例中，所述分光元件为球面弯晶。

5、在本发明一示例中，所述样品架将样品架设在所述球面弯晶的罗兰圆上，并位于所述x射线反射光或衍射光的聚焦位置处，所述第二探测器沿所述x射线的反射或衍射光路设置在所述样品的出射面一侧。

6、在本发明一示例中，所述第一探测器为气体探测器，所述第一探测器沿所述x射线的反射或衍射光路设置在所述分光元件和样品之间。

7、在本发明一示例中，所述分光元件中球面弯晶的数量为至少两个，所述至少两个球面弯晶沿同一罗兰圆设置，所述至少两个球面弯晶将入射的所述x射线反射或衍射为至少两束光束，所述至少两束光束分别聚焦至所述球面弯晶对应罗兰圆上的不同位置。

8、在本发明一示例中，所述样品架上架设的样品和第一探测器的探测端在所述罗兰圆上分别位于两束不同所述光束的聚焦位置处。

9、在本发明一示例中，所述分光元件中球面弯晶的曲面外径大于等于50mm。

10、在本发明一示例中，所述样品架将样品架设在所述x射线反射光或衍射光的聚焦位置处，所述x射线反射光或衍射光的聚焦光斑与所述样品部分重合；所述第一探测器的探测端位于所述x射线反射光或衍射光的聚焦光斑不与所述样品重合的位置处，所述第二探测器的探测端位于所述x射线反射光或衍射光的聚焦光斑与所述样品重合的位置处。

11、在本发明一示例中，所述x射线源的发射端设置在所述球面弯晶的罗兰圆上。

12、在本发明一示例中，所述球面弯晶为johann型球面弯曲晶体。

13、本发明x射线吸收谱仪，通过在测试系统中设置第一探测器和第二探测器来实时检测x射线被分光元件反射或衍射后在透射样品前后的参照光强和测试光强，并基于在不同能点扫描获取的参照光强和测试光强计算出样品的真实的x射线吸收光谱。该x射线吸收谱仪相比现有的信号采集方式，在获取单个x射线能点的吸收系数时，能够同时采集x射线透射样品前后的参照光强和测试光强，从而节约了一半测试时间，并有效避免了测试获取光谱数据受光源强度波动、运动机构稳定性、环境温度、振动等因素的影响而产生误差，进而有效提升了测试光谱数据的精准度和测试效率。所以，本发明有效克服了现有技术中的一些实际问题从而有很高的利用价值和使用意义。

技术特征：

1.一种x射线吸收谱仪，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述x射线吸收谱仪，其特征在于，所述分光元件为球面弯晶。

3.根据权利要求2所述x射线吸收谱仪，其特征在于，所述样品架将样品架设在所述球面弯晶的罗兰圆上，并位于所述x射线反射光或衍射光的聚焦位置处，所述第二探测器沿所述x射线的反射或衍射光路设置在所述样品的出射面一侧。

4.根据权利要求1或3所述x射线吸收谱仪，其特征在于，所述第一探测器为气体探测器，所述第一探测器沿所述x射线的反射或衍射光路设置在所述分光元件和样品之间。

5.根据权利要求3所述x射线吸收谱仪，其特征在于，所述分光元件中球面弯晶的数量为至少两个，所述至少两个球面弯晶沿同一罗兰圆设置，所述至少两个球面弯晶将入射的所述x射线反射或衍射为至少两束光束，所述至少两束光束分别聚焦至所述球面弯晶对应罗兰圆上的不同位置。

6.根据权利要求5所述x射线吸收谱仪，其特征在于，所述样品架上架设的样品和第一探测器的探测端在所述罗兰圆上分别位于两束不同所述光束的聚焦位置处。

7.根据权利要求3所述x射线吸收谱仪，其特征在于，所述分光元件中球面弯晶的曲面外径大于等于50mm。

8.根据权利要求7所述x射线吸收谱仪，其特征在于，所述样品架将样品架设在所述x射线反射光或衍射光的聚焦位置处，所述x射线反射光或衍射光的聚焦光斑与所述样品部分重合；所述第一探测器的探测端位于所述x射线反射光或衍射光的聚焦光斑不与所述样品重合的位置处，所述第二探测器的探测端位于所述x射线反射光或衍射光的聚焦光斑与所述样品重合的位置处。

9.根据权利要求2所述x射线吸收谱仪，其特征在于，所述x射线源的发射端设置在所述球面弯晶的罗兰圆上。

10.根据权利要求2所述x射线吸收谱仪，其特征在于，所述球面弯晶为johann型球面弯曲晶体。

技术总结
本发明提供一种X射线吸收谱仪，属于材料测试技术领域，本发明X射线吸收谱仪包括：X射线源、分光元件和测试系统。其中，X射线源发射X射线；分光元件设置在所述X射线的出射光路上，以用于反射或衍射聚焦所述X射线；测试系统包括样品架、第一探测器和第二探测器；所述样品架将样品架设在所述X射线的反射或衍射光路上，所述第一探测器在反射或衍射光路上用于检测所述X射线未透射样品时的光强，所述第二探测器在反射或衍射光路上用于检测所述X射线透射样品后的光强。本发明X射线吸收谱仪，在获取单个X射线能点的吸收系数时，能够同时采集X射线透射样品前后的参照光强和测试光强，从而有效提升了测试光谱数据的精准度和测试效率。

技术研发人员：申锦,朱宁,武朝辉,李冉,亓信同
受保护的技术使用者：安徽创谱仪器科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12