本發(fā)明屬于X射線激發(fā)裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可調(diào)X射線源。

背景技術(shù)：

在工業(yè)和醫(yī)療級別的使用中X射線源通常被用于無損檢測、結(jié)構(gòu)分析、醫(yī)學(xué)診斷和治療等，在科學(xué)級別的使用中，X射線源常被用于衍射分析、能譜標(biāo)定、設(shè)備檢測等，因此，X射線源的應(yīng)用范圍廣泛。X射線管是一種常見的X射線發(fā)生器，一般由金屬陽極和燈絲陰極組成，兩極均被密封在高真空的玻璃或陶瓷外殼內(nèi)。在負(fù)高壓條件下，陰極產(chǎn)生的電子加速轟擊陽極表面，在能點(diǎn)躍遷和軔致輻射等物理過程中會產(chǎn)生X射線。X射線管出射X射線的能譜分布由陰極的高壓上限決定，而發(fā)射強(qiáng)度則由射線管的電流值、即轟擊電子數(shù)目決定。

由于存在軔致輻射，X射線管出射的X射線譜為能點(diǎn)連續(xù)分布的軔致譜疊加陽極材料特征輻射峰。但是，在一些領(lǐng)域需要單能X射線作為射線源，在這些應(yīng)用場合X射線管的軔致輻射對于測量會造成不利的影響。為消除軔致輻射的影響，通常使用金屬濾片組合濾光或熒光X射線的方法，在高壓高電流(高功率)條件下，為避免局部功率過高將金屬陽極表面熔化，一般會將燈絲陰極聚焦的焦點(diǎn)控制得很大，往往是數(shù)毫米或十?dāng)?shù)毫米的方形焦斑或更大尺寸的條形焦斑，因此發(fā)射出的X射線往往存在空間分布不均勻的情況。但是，傳統(tǒng)的X射線源只設(shè)計(jì)有單一材質(zhì)的熒光片，即只能激發(fā)一種材料的特征輻射X射線，并且，出射的熒光X射線的強(qiáng)度與發(fā)散角的大小均不可調(diào)。因此，傳統(tǒng)的X射線源的使用受到較多的限制，已不能滿足發(fā)展的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種可調(diào)X射線源，其能夠出射能點(diǎn)可調(diào)的準(zhǔn)單能熒光X射線，并且近似呈點(diǎn)出射，空間分布均勻，熒光X射線的發(fā)散角及強(qiáng)度均可調(diào)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種可調(diào)X射線源，包括防護(hù)箱以及設(shè)置在該防護(hù)箱內(nèi)的X射線管，其要點(diǎn)在于：在所述防護(hù)箱內(nèi)設(shè)有可轉(zhuǎn)動(dòng)的托盤和可移動(dòng)的光闌，在所述防護(hù)箱上設(shè)有準(zhǔn)直部件，所述X射線管上具有出射窗口，在所述托盤上設(shè)有至少兩塊熒光片，出射窗口出射的X射線依次經(jīng)過熒光片、光闌和準(zhǔn)直部件后向防護(hù)箱外出射，所述熒光片均為單質(zhì)金屬材料，從其中一塊熒光片出射的熒光X射線的能點(diǎn)大于或小于從其余任一塊熒光片出射的熒光X射線的能點(diǎn)。

采用以上結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)新穎，便于調(diào)節(jié)，可靠性高；通過可轉(zhuǎn)動(dòng)的托盤以及設(shè)置在該托盤上的不同單質(zhì)金屬材料的熒光片使本發(fā)明能夠出射的熒光X射線具有單能的特征輻射，并且能夠變換熒光片而出射具有不同能點(diǎn)的熒光X射線；然后熒光X射線通過光闌的通光孔再射向準(zhǔn)直部件，使熒光X射線形成近似點(diǎn)發(fā)射效果，使出射的單能熒光X射線空間分布更加均勻；再通過調(diào)節(jié)光闌的位置，可改變從防護(hù)箱中出射的熒光X射線的發(fā)散角大小，同時(shí)能調(diào)節(jié)出射的熒光X射線的強(qiáng)度。

作為優(yōu)選：所述出射窗口的開口方向朝下，所述托盤位于出射窗口的正下方，所述光闌位于托盤和準(zhǔn)直部件之間。采用以上結(jié)構(gòu)，使熒光片與X射線管出射的X射線夾角為45°，熒光X射線再沿水平方向射向光闌，再經(jīng)準(zhǔn)直部件準(zhǔn)直后從防護(hù)箱出射，位置設(shè)計(jì)合理，穩(wěn)定可靠。

作為優(yōu)選：所述托盤為棱臺形，所述熒光片各位于該托盤的一個(gè)側(cè)面上。采用以上結(jié)構(gòu)，使X射線管出射的X射線只能經(jīng)其中一塊熒光片射向光闌，保證了單能的特征輻射，同時(shí)通過轉(zhuǎn)動(dòng)托盤，能夠十分便捷地變換被照射的熒光片，進(jìn)而控制出射的熒光X射線的能點(diǎn)。

作為優(yōu)選：在所述防護(hù)箱內(nèi)設(shè)有用于支承所述托盤的托盤架，在該托盤架上設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)所述托盤轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)。采用以上結(jié)構(gòu)，既能夠可靠地固定托盤，又能夠控制托盤的轉(zhuǎn)動(dòng)。

作為優(yōu)選：在所述防護(hù)箱內(nèi)設(shè)有用于使所述光闌靠近或者遠(yuǎn)離托盤的電動(dòng)平移臺。采用以上結(jié)構(gòu)，所述光闌安裝在電動(dòng)平移臺上，通過帶動(dòng)鉛平板移動(dòng)，改變光闌與熒光片的間距，可改變從防護(hù)箱中出射的熒光X射線的發(fā)散角的大小，同時(shí)能控制出射的熒光X射線的強(qiáng)度。

作為優(yōu)選：在所述防護(hù)箱內(nèi)設(shè)有用于支承所述X射線管的射線管支撐柱。采用以上結(jié)構(gòu)，能夠可靠地固定X射線管的位置。

作為優(yōu)選：所述準(zhǔn)直部件為鉛制的法蘭盤，該準(zhǔn)直部件的中心位置具有準(zhǔn)直孔。采用以上結(jié)構(gòu)，法蘭盤采用鉛材質(zhì)，使熒光X射線只能從準(zhǔn)直孔穿過。

作為優(yōu)選：所述防護(hù)箱采用鐵板和鉛板的雙層結(jié)構(gòu)，其中，內(nèi)層采用鉛板，外層采用鐵板。采用以上結(jié)構(gòu)，內(nèi)層采用鉛板能夠屏蔽X射線，外層采用鐵板使防護(hù)箱堅(jiān)固耐用，保護(hù)內(nèi)部零件。

作為優(yōu)選：所述防護(hù)箱上具有線纜孔，所述X射線管的管路從該線纜孔中穿出。采用以上結(jié)構(gòu)，使X射線管自帶的高壓電纜及冷卻水管能夠從線纜孔中引出。

作為優(yōu)選：所述光闌采用鉛材質(zhì)，并具有通光孔。采用以上結(jié)構(gòu)，光闌采用鉛材質(zhì)，保證了熒光X射線只能從光闌的通光孔穿過。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

采用本發(fā)明提供的可調(diào)X射線源，結(jié)構(gòu)新穎，易于實(shí)現(xiàn)，能夠出射能點(diǎn)可調(diào)的單能熒光X射線，并且近似呈點(diǎn)出射，空間分布均勻，熒光X射線的發(fā)散角及強(qiáng)度均可調(diào)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的平面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2的右視圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1和圖2所示，一種可調(diào)X射線源，包括防護(hù)箱7，在該防護(hù)箱7內(nèi)設(shè)有X射線管1、托盤4、光闌5，所述X射線管1上具有出射窗口11，在所述防護(hù)箱7上設(shè)有準(zhǔn)直部件9，在所述托盤4上設(shè)有多塊熒光片3，每塊熒光片3為不同種類的單質(zhì)金屬薄片，厚度幾十微米至幾百微米不等。出射窗口11出射的X射線經(jīng)過一片熒光片3后，出射熒光X射線，再經(jīng)過光闌5和準(zhǔn)直部件9后向防護(hù)箱7外出射。

請參見圖1和圖2，在所述防護(hù)箱7內(nèi)設(shè)有射線管支撐柱2，該射線管支撐柱2為鋁制支架，帶鎖緊螺絲，用于夾持X射線管1，并鎖住其姿態(tài)。X射線管1為金屬陶瓷管，圓柱形管身，其出射窗口11的開口方向朝下，X射線以錐形光束出射，其出射發(fā)散角約20°。

請參見圖1和圖2，所述托盤4位于出射窗口11的正下方。為了避免引入干擾，托盤4由有機(jī)玻璃材料制成，并且，托盤4為正多邊結(jié)構(gòu)的棱臺形，熒光片3的塊數(shù)與托盤4的棱數(shù)相同，每塊熒光片3分別單獨(dú)粘接在托盤4的一個(gè)側(cè)面上，熒光片3被X射線照射時(shí)，受激產(chǎn)生熒光X射線，這些熒光X射線出射方向是任意的，但以前向?yàn)橹?，且只包含特征X輻射(主要包括kα和kβ特征線)，消除了X射線管1的軔致輻射的影響。使熒光片3與X射線管1出射的X射線夾角為45°，即熒光片3出射的熒光X射線沿水平方向射向光闌5。并且，在所述防護(hù)箱7內(nèi)設(shè)有用于支承所述托盤4的托盤架8，在該托盤架8上設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)所述托盤4轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)，通過控制該電機(jī)的工作，使托盤4轉(zhuǎn)動(dòng)，從而變換金屬薄片的位置，控制其中一塊金屬薄片對準(zhǔn)X射管1的出射窗口11。因此，通過可轉(zhuǎn)動(dòng)的托盤4以及設(shè)置在該托盤4上的不同單質(zhì)金屬材料的熒光片3使本發(fā)明能夠出射的熒光X射線具有單能的特征輻射，并且通過變換熒光片3的位置，使其出射具有不同能點(diǎn)的熒光X射線。

請參見圖1和圖2，所述光闌5采用鉛板材質(zhì)，平板厚約5毫米，并具有通光孔51，該通光孔51的直徑為0.5毫米～1毫米左右，該通光孔51與位于出射窗口11正下方的一塊熒光片3正對。在所述防護(hù)箱7內(nèi)設(shè)有電動(dòng)平移臺6，該電動(dòng)平移臺6為電控一維平移臺，該電動(dòng)平移臺6位于托盤4和準(zhǔn)直部件9之間，所述光闌5的底部呈L形結(jié)構(gòu)，其與電動(dòng)平移臺6的頂部固定連接，光闌5可在電動(dòng)平移臺6的帶動(dòng)下靠近或遠(yuǎn)離熒光片3。熒光X射線必須通過光闌5的通光孔51后才能射向準(zhǔn)直部件9，使熒光X射線形成近似點(diǎn)發(fā)射效果，從而使出射的單能熒光X射線空間分布更加均勻。

請參見圖1～圖3，所述準(zhǔn)直部件9為鉛制的法蘭盤，其通過螺栓91a固定安裝在防護(hù)箱7上，該準(zhǔn)直部件9的中心位置具有準(zhǔn)直孔91，該準(zhǔn)直孔91由中空的筒狀部件形成，其中空處的直徑10毫米左右，長度50毫米左右。經(jīng)光闌5的通光孔51后的近似呈點(diǎn)發(fā)射的熒光X射線通過準(zhǔn)直部件9的準(zhǔn)直孔91，準(zhǔn)直后的熒光X射線從準(zhǔn)直孔91向防護(hù)箱7外出射，通過調(diào)節(jié)光闌5的位置，可改變從防護(hù)箱7中出射的熒光X射線的發(fā)散角大小以及強(qiáng)度。

請參見圖1和圖2，所述防護(hù)箱7采用鐵板和鉛板的雙層結(jié)構(gòu)，總厚度20～30毫米，其中，內(nèi)層采用鉛板，厚度6毫米左右，能夠屏蔽X射線，提高設(shè)備安全性，外層采用鐵板，使防護(hù)箱7堅(jiān)固耐用，保護(hù)內(nèi)部零件。并且，所述防護(hù)箱7上具有線纜孔71，所述X射線管1的管路12從該線纜孔71中穿出，該管路12由高壓電纜及冷卻水管能夠組成，使其從線纜孔71中引出。

關(guān)于能點(diǎn)的概念請參見專利：CN201420580012.1、CN201210425897.3，論文：《微納電子技術(shù)》第47卷第1期(2010年1月)中的《多能點(diǎn)X射線透射光柵的制作技術(shù)》。

最后需要說明的是，上述描述僅僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不違背本發(fā)明宗旨及權(quán)利要求的前提下，可以做出多種類似的表示，這樣的變換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。