日立XRF儀器新世代：從斜向到直向，測量更準確！
零件布局對X光照射角度的影響
由於儀器的容積有限，在設計之初，各零件需要考慮體積大小來進行佈局及安裝的規劃。過往機種(如SEA1000A、SEA1000AII及EA1200VX)也是因為如此，將X光管採用斜向安裝(如圖一)。當光管為斜向時，X光的入射角度也會為斜角，故實際的照射面積會呈現橢圓狀(如圖二)。導致操作者在擺放待測樣品時，需要同時注意面積與朝向，以獲得最理想的照射強度。
圖1、過去機種的X光管為斜向安裝。
圖2、綠色橢圓形處為斜角照射的X光範圍。
隨著技術發展，諸多零件體積能夠縮小，Hitachi EA Series Desktop XRF自EA1000AIII後，X光管改為採用直向安裝(如圖三)。不僅讓照射面積與軟體影像視窗的顯示口徑一致(如圖四)，改善了上述X光照射面積的問題，另一方面則使儀器得以採用同軸觀察機構。
圖3、後續機種X光管為直向安裝。
圖4、垂直照射的X光範圍與顯示口徑一致。
同軸觀察機構的重要性與應用
同軸觀察機構，是指將樣品觀察鏡頭的光軸與X光光軸調整為同一軸心。在進行樣品測量時，最理想的情況是待測樣品的測量面能夠平貼樣品載台，但在實務上往往不會這麼盡如人意。尤其是測量成品時，可能會因為外型關係，導致欲測點位高於樣品載台(如下圖五)。
圖5、一個測量部位與樣品載台存在段差的樣品。
尚未採用同軸觀察機構的機種，因為X光管角度關係，X光與鏡頭的光軸不同軸，兩者僅會在樣品載台處交會(如圖六)。若樣品能夠平貼載台的話，自然就不太會受影響，一旦欲測點位與載台之間有段差時，實際接受到X光照射的部位與樣品視窗所對準的部位就可能是錯開的，且誤差可能會隨著段差的高度及口徑的大小而加劇。後續機種導入此機構後，就可以有效避免前述問題的發生(如圖七)。
圖6、導入同軸觀察機構前。
圖7、導入同軸觀察機構後。
XRF除了有害物質分析外，也有進行均勻性及異物分析的機會，這時測量位置的準確性就顯得尤為重要。畢竟即使測量面能夠平貼載台，樣品中的異物與不均勻處很有可能不會在樣品表面(如圖八)，當測量位置偏離時，就有遺漏及定位錯誤之虞。同軸觀察機構的導入則使儀器在上述分析的使用上更為便利。
圖8、當樣品中混雜的異物不在表面時，也會產生錯位的問題，造成分析上的遺漏。
結論
簡單來說，儀器的檢測結果與X光的照射角度也有關聯。隨著科技發展，日立新一代的XRF儀器改變了X光管的安裝方式，改善了過去照射面積不均勻的問題。更重要的是，引進了同軸觀察機構的設計，這讓我們在測量時不再受制於樣品表面是否平坦，並提高了精確性。而這些進步讓XRF儀器在分析有害物質、檢測均勻性和異物時更為便利和可靠。
LINE
Facebook