(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料から発生する特性Ｘ線を検出するＸ線検出器と、この検出器のＸ線入射窓の前面にＸ線入射量を制限するコリメータ穴が複数個穿孔され、当該穴が選択可能となるように駆動されるコリメータを備えたエネルギ分散型Ｘ線検出装置において、コリメータの駆動源として空気圧を用いたことを特徴とするエネルギ分散型Ｘ線検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエネルギ分散型Ｘ線検出装置のコリメータを試料に対向して設置したことを特徴とするＸ線マイクロアナライザ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蛍光Ｘ線分析装置、Ｘ線マイクロアナライザ等に使用されるエネルギ分散型Ｘ線検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
物質から放出された蛍光Ｘ線を測定して、その物質を構成する元素を知る定性分析、さらに元素の存在量を知る定量分析を行う蛍光Ｘ線分析装置、ないしは、同様に試料表面層の元素の定性・定量測定を行ったり、元素濃度の２次元分析、および状態分析を行うＸ線マイクロアナライザＥＰＭＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｐｒｏｂｅ  Ｍｉｃｒｏａｎａｌｙｚｅｒ）や走査型電子顕微鏡ＳＥＭ（Ｓｃａｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）などにはエネルギ分散型Ｘ線検出装置が使用されている。
Ｘ線マイクロアナライザや走査型電子顕微鏡では図３に示すように、電子銃２２内のフイラメントの先端から放射される熱電子を収束させて試料２４の表面に照射し、また蛍光Ｘ線分析装置ではＸ線管球中で対陰極物質とフイラメントの間に高電圧をかけたとき、フイラメントから出される熱電子が対陰極物質に衝突することによって対陰極物質から放射されるＸ線を試料表面に照射する。
このように高電圧で加速された電子線やＸ線が試料表面を照射するとき、入射した電子やＸ線のもつエネルギによって試料物質元素の原子の内殻電子は励起され殻外にはじきだされる。このとき外殻の電子は落ち込み、外殻と内殻の電子のもつエネルギの差に相当するエネルギが特性Ｘ線として放出される。この値は元素固有の値をもつているので放射されるＸ線も固有の波長またはエネルギをもち、これを特性Ｘ線と呼んでいる。
従って、この特性Ｘ線の波長またはエネルギおよびそれらの強度を測定することによって試料表面物質の元素の定性・定量が行えるのである。
【０００３】
これらの分析装置では特性Ｘ線を測定するために半導体検出器１３を用いたエネルギ分散型Ｘ線検出装置が使用される。
半導体検出器１３にはリチウムドリフト型が一般に用いられるが、検出性能を向上させるため半導体検出器１３は液体窒素２０を入れたデュア部２１をもちいてコールドフインガ１２を介してデュア部２１と連結し、測定時は−１７０℃程度に冷却されている。さらに半導体検出器１３は特性Ｘ線の検出感度を高くするため試料２４にできるだけ接近して置かれるが真空容器２３中に配設するため、これらはエンドキャップ１１内に収められておりエンドキャップ１１の先端にはＸ線入射窓１４が装着される。
試料２４から発生した特性Ｘ線はこのＸ線入射窓１４を通して半導体検出器１３で検出され、各元素に対するパルス信号を比例増幅器１６で増幅した後、マルチチャンネル波高選別器１７で全元素のエネルギ選別を行い表示装置１８上に各特性Ｘ線のスペクトルを同時に表示する。
【０００４】
ここでＸ線マイクロアナライザなどにエネルギ分散型Ｘ線検出装置を備え付け、電子線励起による特定Ｘ線を検出するといった場合には励起された特性Ｘ線が強すぎるなどの理由から半導体検出器１３へ入射する特性Ｘ線の入射量を制限するためのコリメータ１がＸ線入射窓１４の直前に配設される。一般にコリメータ１は入射制限量を可変とするため平板上に大きさの異なる貫通穴（コリメータ穴）を何段階かに分けてあけておき、測定する特性Ｘ線の強度によってどのコリメータ穴１５を使用するか選択できるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のエネルギ分散型Ｘ線検出装置は以上のように構成されているが、測定をより簡便に短時間で行うために、一般にはこれら複数個のコリメータ穴１５を平板の同一円周上に穿設し、この円周中心に固着されたシャフト２を手動により回転させるか、もしくはシャフト２を電気的に駆動モータ１９などを用いて回転させ、コリメータ１上の任意のコリメータ穴１５を自動的に選択する方法が採られる。
しかしながら、手動によりシャフト２を回転させる方法では測定毎におけるコリメータ穴１５の選別がわずらわしく、変換に余分な時間がかかってしまう。また多穴の場合、穴の位置決め精度を高くすることが困難である。一方モータによる駆動の方法では特性Ｘ線を検出する半導体検出器１３は外乱からの電気的ノイズに極めて弱く、コリメータ１を駆動する際に、駆動モータ１９から発生するノイズにさえも影響をうけてしまう。これらの電気的ノイズが電気信号処理回路に重畳されるとその特性Ｘ線の分析に重大な支障をきたすことになる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、Ｘ線入射量を制限するコリメータ１のコリメータ穴１５を選択する際の駆動にあたって電気信号処理回路に電気ノイズを与えず、高速で精度良くコリメータ穴を選択できるエネルギ分散型Ｘ線検出装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のエネルギ分散型Ｘ線検出装置は、上記の目的を達成するため、コリメータの駆動源として空気圧を用いたものである。したがってコリメータの駆動部に電気的ＯＮ／ＯＦＦを用いないので電気的ノイズの発生が起こらなくなる。さらに本発明はコリメータを試料に対向して設置したものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のエネルギ分散型Ｘ線検出装置の一実施例を図１により説明する。
図１（ａ）はエネルギ分散型Ｘ線検出装置Ｘ線入射量制限機構部の平面図であり、図１（ｂ）はその正面図である。
図１（ａ）および図１（ｂ）において、１はコリメータで、その平板上には半導体検出器１３に入射する特性Ｘ線量を制限するためのコリメータ穴１５が円周上に複数個穿孔されており、その円周中心にシャフト２が軸着されている。
さらにシャフト２にはレバー金具３が締着されていて、レバー金具３には位置決めネジ４ａ、４ｂ、４ｃおよびナット５ａ、５ｂ、５ｃが螺着されている。シャフト２は基台１０の軸受け部に嵌通させられており回転が可能である。
基台１０上には位置決めネジ４ａ、４ｂ、４ｃと相対する位置に空気圧シリンダ７ａ、７ｂおよび固定当て金具９がそれぞれ配設されていて、空気圧シリンダ７ａ、７ｂには配管チューブ８ａ、８ｂが各々接続される。
【０００８】
また基台１０上とレバー金具３との間には引張バネ６を張架させて両者を係合させている。従って常に位置決めネジ４ａ、４ｂ、４ｃのいずれかの先端がその相対する空気圧シリンダ７ａ、７ｂの先端もしくは固定当て金具９と当接された状態にある。
基台１０にはエンドキャップ１１が持着されており、エンドキャップ１１のＸ線入射側先端部にはＸ線入射窓１４が装着され、半導体検出器１３そしてコールドフィンガ１２がエンドキャップ１１の内部に配設され、他端部には液体窒素２０を入れたデュア部２１が配設されているのは従来からのエネルギ分散型Ｘ線検出装置と同一であり、またコリメータ穴１５がＸ線入射窓１４と同一中心となるよう配設されているのも同様である。
【０００９】
次に、図１に示す実施例のエネルギ分散型Ｘ線検出装置のＸ線入射量制限機構部の動作を図２および図１により説明する。
最初に、図２（イ）に示すように、空気圧シリンダ７ａおよび７ｂを動作させない状態で、位置決めネジ４ｃを回転させてネジの先端が固定当て金具９に当接した状態でコリメータ穴１５ｃの中心がＸ線入射窓１４の中心に合致するよう調節する。
次に、図２（ロ）に示すように、配管チューブ８ｂに圧縮空気を導入して空気圧シリンダ７ｂを動作させる。シリンダが所定のストローク伸びたとき、位置決めネジ４ｂを回転させてネジの先端がピストンロッドの先端に当接した状態でコリメータ穴１５ｂの中心がＸ線入射窓１４の中心に合致するように調節する。
【００１０】
さらに、図２（ハ）に示すように、空気圧シリンダ７ｂを動作させない状態で、配管チューブ８ａに圧縮空気を導入して空気圧シリンダ７ａを動作させる。シリンダが所定のストローク伸びたとき、位置決めネジ４ａを回転させてネジの先端がピストンロッドの先端に当接した状態でコリメータ穴１５ａの中心がＸ線入射窓１４の中心に合致するように調節する。
最後に、各々の位置決めネジ４ａ、４ｂ、４ｃのナット５ａ、５ｂ、５ｃをロックして位置決めネジ４ａ、４ｂ、４ｃが動かないようにしておく。
コリメータ穴１５の中心とＸ線入射窓１４の中心の合致を個別にネジ調整で行っているため、コリメータ穴１５の加工角度精度を落としても十分高精度に合致させることができる
【００１１】
以上の調整をあらかじめ１回行っておけば、実際の測定に際しては分析装置のコントローラ（図示されていない）から出される信号に応じて空気圧シリンダ７ａ、７ｂへの圧縮空気の流入をＯＮ／ＯＦＦさせるだけで自動的に、その時に必要なコリメータ穴１５ａ、１５ｂ、１５ｃを選択することができる。
ここで、実施例ではコリメータ穴１５を３種類として説明したが、さらに多段階のＸ線量制限を必要とするときはコリメータ穴１５および対応する位置決めネジ４と空気圧シリンダ７のセットを増やせばよい。また、位置決めネジ４ａ、４ｂ、４ｃの固定にナット５ａ、５ｂ、５ｃを用いたが、位置決めネジを横方向からそれぞれ固定ネジで押して固定するようにしてもよい。
【００１２】
また、空気圧シリンダ７への圧縮空気の流入ＯＮ／ＯＦＦには一般にソレノイドを用いた電磁弁（図示されていない）が使用されることが考えられるが、この場合従来例による駆動モータ１９が機械的な関係から半導体検出器１３および前置増幅器（図示されていない）の近傍に置かざるを得ない。しかし、本発明に必要な電磁弁は半導体検出器１３の近傍に置く必要が全くないため圧縮空気を流入させる配管チューブ８を十分長くとれば、半導体検出器１３に電気的ノイズ等の影響を及ぼさない離れた位置に自由に設置することが可能である。従って、電磁弁の発生する電気的ノイズの半導体検出器１３への影響はない。
【００１３】
【発明の効果】
本発明のエネルギ分散型Ｘ線検出装置は前記のように構成されており、半導体検出器へ入射するＸ線量を制限するコリメータの駆動源に圧縮空気を利用した空気圧シリンダを用いたので、半導体検出器および前置増幅器の近傍での電気的ノイズの発生がなくなり、電気信号処理回路に該駆動系からの電気的ノイズの影響を全く受けない状態で自動的にコリメータ穴を選別できるシステムが提供できる。
また、駆動源にモータを使用した場合ではコリメータ穴の位置精度を上げようとすると低速となって切り換えに時間を必要とすること、さらに手動による切り換えの場合には切り換え操作のわずらわしさやコリメータ穴の位置精度が低い、という問題点がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のエネルギ分散型Ｘ線検出装置の一実施例を示す図である。
【図２】  本発明のエネルギ分散型Ｘ線検出装置の動作を示す図である。
【図３】  従来のエネルギ分散型Ｘ線検出装置およびＸ線分析装置を示す図である。
【符号の説明】
１…コリメータ
２…シャフト
３…レバー金具
４ａ、ｂ、ｃ…位置決めネジ
５ａ、ｂ、ｃ…ナット
６…引張バネ
８…空気圧シリンダ
９…固定当て金具
１３…半導体検出器
１４…Ｘ線入射窓
１５ａ、ｂ、ｃ…コリメータ穴
【図１】
0004332939.tif 000002
【図２】
0004332939.tif 000003
【図３】
0004332939.tif 000004