X荧光测厚仪研究.pdfVIP

《计量与灏试技术》2o1o牟第37卷第3期 X荧光测厚仪研究 X —。—rayCoatingThicknessResearch 王强兵 (深圳市计量质量检测研究院，广东 深圳 518055) 摘 要：本文介绍 x射线荧光测厚仪工作原理及校准时的不确定度分析。 关键词：X射线荧光测厚仪；不确定度 1 概况 量的原因，一连串的电子补充到被激发的电子 “空档”。 随着科学技术发展，无损检测应用的领域越来越广。 由于能量的改变，特定的元素便会产生特定的辐射，再用 厚度测量是镀层物性检测的重要项 目之一，伴随着新型 半导体或其他合适的比例接收器来收集辐射讯号，从能 工程材料开发、微电子技术应用和标准化事业进程，镀层 量及强度的大小进行分析便可以识别元素及进行定量分 测厚技术尤已近十年来在国内外得到迅速发展，主要体 析。它是一种非接触式动态测厚仪，透过次级辐射所产 现在电路设计将大量采取专用芯片和实现模块化结构， 生的不同能量特性来辨认元素。 整机功能进一步拓展完善并力求智能化。与此同时，采 用多种原理、应用范围广泛、拥有高科技含量、Et趋智能 化的各类镀层测厚仪相继问世，又 日臻完善地强化其科 滤波器 学性检测手段，有力地推动了工程物理检测的飞跃。 2 工作原理 x射线荧光基于光电效应，分为两种：波长色散(有 O 专用的X光管产生x射线，关闭电源时辐射消失)、能量 检测器 色散分析仪(由同位素源产生7射线，其它物质上的次级 c 字] 准直器 辐射称荧光射线)。x荧光射线的能量谱和强度与物质 — — 二差三三=]一-一 的成份、厚度、密度有关。x射线荧光分析是一种仪器 x～射线管 分析方法，与化学分析相比其特点是：速度快、成本低、人 图 1 为因素小、无须取样的非破坏性(无损)检测，可在现场直 3 名称术语 接进行多元素分析，对在线、载流过程分析和 自动控制提 3．1 X射线荧光 供了可以实时检测的手段。在地质普查、找矿；矿山选 高强度入射x射线撞击置于入射光束路径上的材 矿，品位监测 (原、精、尾矿)；井下现场的巷壁快速测定， 料时产生的二次辐射。 计算产量；各种镀层、涂层、磁带、纸张厚度均匀性检测； 3．2 荧光辐射强度 各种钢材的无损检测；钢铁厂的钢水炉前分析；水泥厂的 辐射强度由仪器测量的、用每秒计数(辐射脉冲)来 钙、铁分析等等。X射线荧光分析仪器探测器，接收从 表示。 样品中被激发出来的x荧光射线，以光子的形式被探测 3．3 饱和厚度 器接收。探测器将光信号转换为电脉冲，脉冲幅度与元 即为超过时，荧光强度不再产生任何可察觉的变化 素的特征x射线能量成正比，不同元素脉冲幅度不同， 的厚度。 能量E大脉冲幅度越高，通过幅度分析器检测出不同元 4 校准 X射线荧光测厚仪时的不确定度分析 素，实现元素的定性分析。而脉冲的多少与样品的含量 4．1 测量方法简述 成正比，含量越高脉冲计数越多，通过每秒的计数率检测 用荧光测厚仪校准片对 x射线荧光测厚仪进行校 样品的含量，实现元素的定量分析。x射线荧光测厚仪 准，仪器读数与标准片实际值之差为其示值误差。测量 工作原理是由X射线管产生初级x射线照射在受检物