从历届北京分析测试学术报告和展览会(BCEIA)看X射线能谱仪的现状和发展趋势
1984年本文作者在参加了匹兹堡会议以后,曾在本刊发表的文章中预测x射线能谱仪已经进入了一个新的发展阶段。除了元素分析以外,能谱仪将不断地开发新的综合的显微分析功能,而图象处理和图象分析是其一个主要方面。
自此以后,在中国于1985、1987和1989年召开了三届北京分析测试学术报告和展览会(BCEIA),会上所展示的能谱仪充分证实了上述预测。在这5年内各公司生产的能谱仪无不在图象处理和图象分析方面大下功夫,并不断于以扩展和提高(见表1)。
在表1中所列出的几个主要公司所生产的能谱仪在元素分析方面功能大致相似,如定性分析、无标样定量分析、定量分析等。但在图象处理和图象分析方面竞争激烈,很难作一简要的介绍。但从计算机的配置方面(速度与内存容量)可对系统的整个功能窥测其一斑。所以在表2列出了各公司最新型号的标准配置所使用的计算机机型与内存。
在能谱仪探测器方面近年来无明显变化,但在1989年出现了两个值得注意的动向:
1单窗口轻元素探测器
关于超轻元素的探测以往是使用超薄窗口(1000的AI箔或聚脂薄膜)或无窗口探头。前者不能忍受较大的压力差,后者不能防止si(Li)晶体受污染,所以在不使用时均要转换为正常窗口(Be窗)。这样带来很多麻烦,并可能出现失误而损害探测器,大大限制了这种探测器的应用。在中国至今这类探测器大约只有6--7个(约为能谱仪总数的2%)。1989年TraeorNorthern公司推出了一种单窗口轻元素探测器Z一MAX30。所用窗口材料为金刚石(Diamond),由于可以忍受4个大气压的压力差,所以不必再来回转换窗口,其元素探测范围为B(5)---u(92),与波谱仪相同。据悉Kevex公司也发展了类似的探测器,窗口所用的材料详,可忍受2个大气压的压力差。
2.能量分辨率的提高
在近10年来,探测器的能量分辨率几乎没有提高,但在第三届BCEIA上,Link公司宣布在探测器上使用了Pentafet技术,使其在中国销售的标准探测器的分辨率达到143ev(活性区面积为10mm2)。
作者预测在最近一、两年内,各公司除了还将不遗余力地改进能谱仪的图象处理和图象分析功能外,还会在探测器上展开一场新的竞争,其规模可能不会亚于在图象处理方面的竞争。而且为了提高能量分辨率,不仅在电路方面作出改进(如Link公司已经做的),还会在探测器的物理方面有所突破。此外由于能忍受较大压力差的超薄窗口材料的出现,必然会使超轻元素的分析日益普遍。可预见将来高分辨率的、能分析超轻元素的单窗探测器将成为能谱仪的标准配置。
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