[发明专利]X射线分析装置和X射线分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及X射线设备和X射线分析方法。

背景技术

例如手持式X射线荧光(XRF)仪的X射线设备是公知的，用于这些设备的各种屏蔽物也是公知的。请参阅美国专利号7,430,274、7,375,359、7,375,358、6,965,118和7,671,350以及WO00/37928，在此通过引用将上述专利文献全部并入。并请参阅公开的美国申请号US-2008-015079。

用于这些设备的屏蔽物通常连接到设备的前部(no se)，以保护设备的用户免受辐射。辐射极限通常根据规章设定，因管辖区域不同有所不同。

具有低功率X射线管(例如低于4瓦特并且产生大约40keV能量的X射线)的手持式XRF设备不像一些工业领域使用的带有较大功率X射线管(例如产生50keV或更高能量的X射线)的设备那样关心是否达到辐射极限。这是由于在管电压为50kV或更高的情况下，产生的X射线辐射大多在40keV和50keV之间。难以在维持手持式设备所需的小尺寸和最轻重量的情况下屏蔽这些能量。因而，与较低电压的便携式XRF设备相比，从这些设备发射出更多X射线。此外，40keV-50keV的X射线更可能在试样内多次散射，而不是被试样吸收，然后被导向返回至操作人员。而且，在一些设备中，X射线管输出的功率是变化的(例如在40keV和50keV之间)。

发明内容

介绍了在发射X射线的设备的尾部上具有外部屏蔽物的一些便携式XRF设备。和拿开外部屏蔽物相比，虽然该屏蔽物能够减小设备外部的辐射水平，但是使用外部屏蔽物具有一些缺点。用户可能把屏蔽物放错位置或者从设备上拿开。一些屏蔽物设计笨重，会干扰设备的正常使用，特别是在测试较小试样时。可能难以将便携式XRF设备放置为使试样的期望区域受到照射。而且，屏蔽物通常会增加XRF设备的重量，对工效因素造成负面影响，由于外部增加的屏蔽物通常位于手枪状XRF设备的尾部，使得设备尾部沉而且不平衡。

如果用户在未安装屏蔽物的情况下操作较高功率的XRF设备，用户通常不知道自己是否暴露在最大允许辐射量中，而且也不知道自己的当前使用时间以及自己的当前使用时间和所允许的最大辐射量的关系。通常，在由XRF设备的使用地区的授权机构所维护的规范内规定最大允许辐射量。

特征是一种XRF分析装置，包括壳体，该壳体具有要导向至试样的穿透辐射的源以及用于检测来自试样的荧光辐射的检测器。屏蔽物连接到壳体以保护用户免受辐射。安全联锁部用于检测屏蔽物是否连接到壳体。控制器对安全联锁部作出响应，用于监测辐射源在屏蔽物未连接到壳体的情况下大于或等于预定功率水平(例如50keV)的使用，以及在监测到的穿透辐射源在屏蔽物未连接到壳体的情况下的大于或等于预定功率水平的使用超过一个或多个预定阈值时提供输出信号。

在一个例子中，预定阈值是最大允许剂量的第一百分比(例如小于5%)。当监测到的源的使用超过最大允许剂量的该第一百分比时，提供的输出信号包括通知用户监测到的使用和最大允许剂量的百分比的第一通知或消息。另一个预定阈值是最大允许剂量的第二百分比(例如小于15%)。当监测到的源的使用超过该百分比时，提供的输出信号用于提供第二通知给用户。又一个预定阈值是最大允许剂量的第三百分比(例如50%或更低)，而且，当监测到的源的使用超过最大允许剂量的该百分比时，提供的输出信号用于禁止源在大于或等于预定功率水平的功率水平下工作直到屏蔽物连接到壳体为止。再一预定阈值是最大允许剂量的第四百分比(例如约100%)，而且，当监测到的源的使用超过最大允许剂量的该百分比时，输出信号用于即便连接了屏蔽物也禁止源在任何功率水平下工作。

安全联锁部可包括和屏蔽物关联的电路，该电路在屏蔽物连接到壳体时提供信号给控制器。在一种实现方式中，屏蔽物上具有接触部以和该电路通信，壳体包括用于传送信号的接触部。

一种根据本发明的X射线分析方法，包括：检测X射线设备何时包括与之连接的屏蔽物；确定X射线设备是否在未连接屏蔽物的情况下在等于或大于预定功率水平的功率水平下工作；监测设备在未连接屏蔽物的情况下等于或大于预定功率水平的使用；以及当监测到的设备在未连接屏蔽物的情况下的等于或大于预定功率水平的使用超过一个或多个预定阈值时采取一个或多个动作。