[发明专利]大气环境中不规则固体材料表面元素分布的无损分析方法

权利要求书

1.一种大气环境中不规则固体材料表面元素分布的无损分析方法，其特征在于：基于上位机模块，数据通讯模块、检测装置运动控制模块、检测装置、多通道数据分析模块、数据定量分析模块、图像及图形采集处理模块、样品表面漫反射及检测面倾角校正模块、大气干扰校正模块实现，检测装置包括X射线光管和X荧光能谱接收器、X射线透镜及控制器；

上位机模块通过数据通讯模块分别与检测装置运动控制模块、X射线光管和X荧光能谱接收器、X射线透镜及控制器以及大气干扰校正模块相连；上位机模块分别直接与多通道数据分析模块、数据定量分析模块、图像及图形采集处理模块、样品表面漫反射及检测面倾角校正模块相连；上位机模块接收数据、处理数据并发送控制命令，数据通讯模块用于数据通讯，X射线光管和X荧光能谱接收器中X光发射器发射X光，X射线光管和X荧光能谱接收器与多通道数据分析模块相连，将采集的X光数据经过多通道数据分析模块传输到上位机模块；X射线透镜及控制器包括X射线透镜；检测装置运动控制模块控制X射线光管和X荧光能谱接收器、 X射线透镜及控制器运动，多通道数据分析模块用于将检测过程中X荧光能谱接收器采集到的数据上传到上位机模块中；

该无损分析方法包括如下步骤：

S1，将样品固定，通过图像及图形采集处理模块检测样品的位置和表面特征，并通过上位机模块生成样品立体几何模型；

S2，根据样品的立体几何模型，通过上位机模块自动选择或者通过人工手动选择待测样品所需分析的空间范围或模型的表面区域；

S3，通过上位机模块将测量参数、检测装置的运行轨迹和检测位点及可达微米级的X射线聚焦的光斑直径，发送至检测装置运动控制模块、X射线光管和X荧光能谱接收器、X射线透镜及控制器，或将人工设置的测量参数、检测装置的运行轨迹和检测位点及可达微米级的X射线聚焦的光斑直径，发送至检测装置运动控制模块、X射线光管和X荧光能谱接收器、X射线透镜及控制器；当需要高精度检测结果时采用大气干扰校正模块进行控制，大气干扰校正模块与X射线光管和X荧光能谱接收器相连，大气干扰校正模块在X射线光管或X荧光能谱接收器与样品之间吹入低背景气体；

S4，数据定量分析模块根据设定的运行轨迹上的每个分析点的元素特征谱线，给出选定所需了解的元素的含量，并根据所测面或整个固体样品表面上每个点的元素含量获得该样品所测表面、待测区域或完整样品表面的元素含量的表面空间分布特征。

2.根据权利要求1所述的大气环境中不规则固体材料表面元素分布的无损分析方法，其特征在于：S1中将样品固定在样品台上，通过图像及图形采集处理模块检测样品的位置、立体图像和形状特征数据，将这些数据传输至上位机模块，由上位机模块生成样品立体几何模型。

3.根据权利要求2所述的大气环境中不规则固体材料表面元素分布的无损分析方法，其特征在于：图像及图形采集处理模块包括激光雷达或激光测距仪，激光雷达或激光测距仪采集样品表面各处位置信息，将接收到的数据传输至上位机模块进行数据处理，从而获得该样品的三维立体结构空间特征模型。

4.根据权利要求1所述的大气环境中不规则固体材料表面元素分布的无损分析方法，其特征在于：S3中通过上位机模块或人工设置的测量参数包括检测装置运动控制模块、X射线光管和X荧光能谱接收器、X射线透镜及控制器的参数，X射线光管和X荧光能谱接收器、X射线透镜及控制器分别设置在检测装置运动控制模块的前端并受检测装置运动控制模块控制，检测装置运动控制模块控制X射线透镜的聚焦光斑大小、X射线光管和X荧光能谱接收器移动至待测样品的法线方向、调整X射线光管和X荧光能谱接收器与待测样品之间的距离以及在空间中不同方向进行运动。

5.根据权利要求4所述的大气环境中不规则固体材料表面元素分布的无损分析方法，其特征在于：S3中设置测量参数时，采用样品表面漫反射及检测面倾角校正模块对X荧光测量的漫反射偏差进行校正，样品表面漫反射及检测面倾角校正模块以非破坏性激光束照射到样品表面，通过该光束在样品表面的反射特征获得漫反射及角度散射的衰减特征参数，从而对X荧光测量中的表面特征干扰进行校正；样品表面漫反射及检测面倾角校正模块还对未照射到待测样品表面非法线方向的X射线及产生的X荧光进行校正。