[实用新型]用于荧光XAFS测试的数据采集系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于荧光XAFS(X射线吸收精细结构)测试的数据采集系统。

背景技术

上海光源是国内自主创新建造的第一台第三代同步辐射光源，BL14W1光束线XAFS实验站是首批七条线站之一。BL14W1光束线站是一个基于多极Wiggler(扭摆器)光源(MPW)的通用、高性能X射线吸收谱实验装备，主要用于高能量分辨、高光谱纯度和高信噪比的X射线吸收精细结构谱学研究。

XAFS测量方法主要有透射法和荧光法两种。透射法主要用于高浓度样品和标准样品的XAFS谱测量。荧光法主要用于极低浓度样品的XAFS谱测量，它的探测浓度极限比透射法低几个数量级。对于荧光法，在探测器接收到的光子信号中，包含待测元素的荧光信号与本底信号。其中，本底信号包括各种散射信号和其他元素的荧光信号，本底信号的存在使得荧光法的探测浓度极限上升，信噪比下降，严重地影响了荧光XAFS谱的质量。目前荧光XAFS方法中使用的探测器主要为普通荧光电离室(又称Lytle电离室)。在采用Lytle电离室的数据采集系统中，X射线打在样品上之后是通过Lytle电离室接收光束数据，Lytle电离室的优点是具有较大的接收立体角、设备简单、价格便宜，但Lytle电离室没有能量分辨本领，不能自动滤掉本底信号，所以通常需要采用滤波片来去除散射本底，但在滤除散射本底的同时也牺牲了部分待测元素的荧光信号，此外对于来自其他元素的荧光信号往往也难以有效地消除。因而，采用Lytle电离室的数据采集系统无法实现极低浓度样品的精确测量。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于荧光XAFS测试的数据采集系统，有效消除本底信号中的散射信号和其他元素的荧光信号，提高荧光XAFS谱的质量，实现极低浓度样品的精确测量。

基于上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种用于荧光XAFS测试的数据采集系统，包括依次设置的单色器和气体电离室，样品位于气体电离室之后用于接收依次经过单色器和气体电离室后的X射线以产生荧光信号；所述单色器带有马达，马达与马达驱动器电连接，而马达驱动器与控制计算机电连接；所述气体电离室与电流放大器、模拟数字转换卡和数据采集计算机依次电连接，该数据采集计算机与控制计算机信号连通；所述数据采集计算机还与一用于接收荧光信号的固体探测器电连接。

所述固体探测器为硅漂移固体探测器。

所述固体探测器包括用于接收荧光信号的探头，与探头相连的数据处理系统，以及分别与数据处理系统和数据采集计算机相连的数据传输卡。

所述探头为四元硅探头。

所述数据处理系统为多道数据处理系统。

所述多道数据处理系统包括多通道分析仪。

所述多道数据处理系统与四元硅探头通过25针数据线相连。

所述控制计算机包括与所述马达驱动器电连接的马达控制器。

本实用新型的用于荧光XAFS测试的数据采集系统，采用固体探测器接收来自待测元素的荧光信号，由于固体探测器具有良好的能量分辨率本领，它可以通过区分光子能量来识别待测元素的荧光信号、散射信号和其他元素的荧光信号，因此可以单独获得待测元素的荧光信号，从而提高荧光XAFS谱的质量，实现极低浓度样品的精确测量。

附图说明

图1是本实用新型的数据采集系统的结构示意图，其中箭头代表X射线的方向；

图2是本实用新型的数据采集系统进行XAFS谱采集的流程图；

图3是本实用新型的数据采集系统采集得到的FeCl₃水溶液样品的荧光XAFS谱；

图4是采用Lytle电离室的数据采集系统采集得到的FeCl₃水溶液样品的荧光XAFS谱。

具体实施方式

下面根据附图，给出本实用新型的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本实用新型的功能、特点。

如图1所示，本实用新型的用于荧光XAFS测试的数据采集系统，包括依次设置的单色器1(又称双晶单色仪)和气体电离室2，如图中箭头方向所示，X射线依次经过单色器1、气体电离室2后打在样品3上以产生荧光信号。其中，单色器1带有马达4，马达4与马达驱动器5电连接并由马达驱动器5驱动，马达驱动器5则与安插在控制计算机例如VME控制机6上的马达控制器14电连接并由马达控制器14控制，从而将单色器1转动到需要的能量点位置，以便从入射的X射线中分离出不同能量的单色光，然后气体电离室接收这些单色光并通过气体电离形成电流信号。