[发明专利]一种微区XRF元素分析与多维成像方法及系统

权利要求书

1.一种微区XRF元素分析与多维成像系统，其特征在于，包括多维度运动装置、轮廓信息采集装置、微区XRF、数据分析与显示系统；

所述多维度运动装置，用于搭载并驱动所述轮廓信息采集装置和所述微区XRF进行多维度运动；

所述轮廓信息采集装置，用于在所述多维度运动装置的驱动下对待检测物体的轮廓进行扫描，获取所述待检测物体的轮廓信息并将其发送给所述多维度运动装置；

所述微区XRF，用于在所述多维度运动装置的驱动下沿扫描轨迹移动到每一扫描点对应的工作位置，对所述待检测物体进行X射线照射，并获取所述待检测物体发出的X射线荧光光谱并将其发送给所述数据分析与显示系统；其中，所述多维度运动装置根据所述轮廓信息确定所述微区XRF相对于所述待检测物体上每一扫描点的工作位置及扫描轨迹；

所述数据分析与显示系统，用于对所述X射线荧光光谱进行实时显示以及元素分析，获得各所述扫描点的元素种类及含量信息；

其中，所述多维度运动装置根据所述轮廓信息确定所搭载微区XRF相对于所述待检测物体上每一扫描点的工作位置及扫描轨迹的方法为：21)所述多维度运动装置根据用户在所述轮廓信息上选取的扫描区域从所述轮廓信息中截取所需轮廓数据；22)所述多维度运动装置对所截取的轮廓数据进行采样；23)所述多维度运动装置根据用户设定的采样间距对步骤22)的采样结果进行采样，生成扫描点；并计算所述待检测物体表面在各扫描点处的法向量；24)所述多维度运动装置将各扫描点的三维位置坐标及对应表面处的法向量转换为所述多维度运动装置控制所述微区XRF移动的扫描轨迹；

所述多维度运动装置将各扫描点的三维位置坐标及对应表面处的法向量转换为所述多维度运动装置控制所述微区XRF移动的扫描轨迹的方法为：所述多维度运动装置将每一扫描点的位置坐标(x₀,y₀,z₀)^T通过公式(x,y,z)^T＝C·(x₀,y₀,z₀)^T转换为多维度运动装置可读取的扫描轨迹上的一个坐标点(x,y,z)，C为坐标变换矩阵；将该扫描点的法向量(n_x,n_y,n_z)转换为多维度运动装置可读取的扫描轨迹上坐标点(x,y,z)的角度信息(O,A,T)；其中，|A|＝arccos(n_z)，T＝-(180-O)；然后根据各扫描点对应的位置坐标(x,y,z)和角度信息(O,A,T)生成运动轨迹；根据设定的安全扫描规则对所述运动轨迹信息进行确认，删除不安全点，生成所述扫描轨迹。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多维度运动装置为机械臂或多轴位移台；所述轮廓信息采集装置为深度相机或激光位移传感器；所述微区XRF为能量色散微区XRF。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述微区XRF包含用来产生高亮度且微小焦斑的X射线激发器，以及激发射线探测器。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述待检测物体为曲面物体。