一種一體化x熒光分析儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及分析儀器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種一體化X熒光分析儀。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，所使用的X熒光分析儀，它包括激發(fā)光源裝置、信號(hào)探測(cè)裝置、信號(hào)處理裝置、外置計(jì)算機(jī)以及樣品測(cè)量平臺(tái)、外置真空系統(tǒng)；其中，激發(fā)光源裝置和信號(hào)處理裝置分別連接的外置計(jì)算機(jī)，該激發(fā)光源安裝在靠近測(cè)樣裝置的位置，信號(hào)探測(cè)裝置連接信號(hào)處理裝置，樣品測(cè)量平臺(tái)是用于存放被測(cè)樣品。該X熒光分析儀的計(jì)算機(jī)采用外置方式，真空系統(tǒng)也采用外置方式，安裝及操作較復(fù)雜，而且外界電源、磁場(chǎng)等容易出現(xiàn)干擾，從而使儀器主機(jī)與嵌入式計(jì)算機(jī)之間通訊容易中斷，再者，目前的樣品測(cè)量平臺(tái)的托架固定，不能實(shí)現(xiàn)邊旋轉(zhuǎn)邊測(cè)量樣品，對(duì)不均勻的樣品及表面有條痕的樣品測(cè)量不準(zhǔn)確。
[0003]然而針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，研發(fā)者有必要研制一種設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝操作方便、抗干擾能力強(qiáng)、測(cè)試平臺(tái)能夠旋轉(zhuǎn)，有效避免對(duì)不均勻的樣品及表面有條痕的樣品測(cè)量不準(zhǔn)確的情況，通用性強(qiáng)的一體化X熒光分析儀。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型目的提供了一種設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝操作方便、抗干擾能力強(qiáng)、測(cè)試平臺(tái)能夠旋轉(zhuǎn)，有效避免對(duì)不均勻的樣品及表面有條痕的樣品測(cè)量不準(zhǔn)確的情況，通用性強(qiáng)的一體化X熒光分析儀。
[0005]為解決以上技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案來(lái)是實(shí)現(xiàn)的:
[0006]—種一體化X熒光分析儀，包括激發(fā)光源裝置、信號(hào)探測(cè)裝置、信號(hào)處理裝置、濾光片準(zhǔn)直器控制系統(tǒng)、樣品自旋測(cè)試平臺(tái)、嵌入式計(jì)算機(jī)、攝像頭和數(shù)碼控制轉(zhuǎn)換器、真空系統(tǒng)和真空室；
[0007]所述激發(fā)光源裝置通過數(shù)碼控制轉(zhuǎn)換器與所述嵌入式計(jì)算機(jī)連接，所述激發(fā)光源裝置中設(shè)置有X射線發(fā)生器和高壓發(fā)生器，所述信號(hào)探測(cè)裝置中設(shè)置有與所述信號(hào)處理裝置連接的SUPER-SDD電制冷探測(cè)器，所述信號(hào)處理裝置與所述嵌入式計(jì)算機(jī)連接，所述SUPER-SDD電制冷探測(cè)器位于所述X射線發(fā)生器激發(fā)射線的最佳反射角的位置上，所述濾光片準(zhǔn)直器控制系統(tǒng)設(shè)置在所述X射線發(fā)生器前，所述濾光片準(zhǔn)直器控制系統(tǒng)包括多個(gè)可選濾光片和準(zhǔn)直器，所述濾光片準(zhǔn)直器控制系統(tǒng)連接一電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，所述攝像頭設(shè)置在樣品自旋測(cè)試平臺(tái)的底部，所述樣品自旋測(cè)試平臺(tái)設(shè)有在真空室內(nèi)。
[0008]在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述樣品自旋測(cè)試平臺(tái)包括樣品自旋托架、自旋軸承、自旋大齒輪、自旋小齒輪、自旋電機(jī)和樣品盒，所述自旋電機(jī)設(shè)置在所述樣品自旋托架下端，所述自旋電機(jī)的輸出軸與所述自旋小齒輪相連接，所述自旋小齒輪與所述自旋大齒輪相嚙合，所述自旋大齒輪設(shè)置在所述自旋軸承上，所述自旋軸承設(shè)置在所述樣品自旋托架上，所述樣品自旋托架設(shè)置在所述真空室內(nèi)，所述樣品盒設(shè)置在自旋大齒輪上，所述樣品盒內(nèi)部設(shè)有樣品座以及彈簧壓片。
[0009]在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述真空系統(tǒng)包括電磁閥、真空栗、管道、數(shù)碼真空檢測(cè)器以及控制系統(tǒng)，所述管道與所述真空室相連通，所述真空栗通過管道將所述真空室內(nèi)的空氣抽出，所述電磁閥設(shè)置在真空栗與真空室之間的管道上，所述數(shù)碼真空檢測(cè)器設(shè)置在所述真空室內(nèi)。
[0010]在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述信號(hào)處理裝置包括放大器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器和單片機(jī)，所述放大器與數(shù)模轉(zhuǎn)換器相連接，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器與所述單片機(jī)相連接。
[0011]在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述嵌入式計(jì)算機(jī)設(shè)有USB接口、RS232串口和以太網(wǎng)通信接口，所述單片機(jī)通過USB接口把獲取的多道數(shù)據(jù)傳輸給嵌入式計(jì)算機(jī)。
[0012]在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在所述信號(hào)探測(cè)裝置內(nèi)部還設(shè)有探測(cè)器電源，所述SUPER-SDD電制冷探測(cè)器通過探測(cè)器電源供電。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型探測(cè)器采用國(guó)際最新SUPER-SDD電制冷探測(cè)器，具有高分辨率達(dá)(125eV)，高計(jì)數(shù)率(500K)，對(duì)分析元素的高靈敏度和檢出限；具有樣品自旋測(cè)試平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)一邊旋轉(zhuǎn)一邊測(cè)量樣品，可以消除樣的不均勻性及表面條痕的影響，增加本實(shí)用新型的通用性；采用內(nèi)置嵌入式計(jì)算機(jī)、內(nèi)置真空系統(tǒng)的方式，集成一體化設(shè)計(jì)方式，可以提高抗干擾能力，減少外界對(duì)數(shù)據(jù)通訊的干擾，并且安裝操作方便。
【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1為本實(shí)用新型的框架圖。
[0016]圖2為本實(shí)用新型的X射線發(fā)生器發(fā)出X射線后的反射線路圖。
[0017]圖3為本實(shí)用新型的樣品自旋測(cè)試平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖4為圖3的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0020]參照?qǐng)D1所示，圖中給出的一種一體化X熒光分析儀，包括激發(fā)光源裝置100、信號(hào)探測(cè)裝置200、信號(hào)處理裝置300、濾光片準(zhǔn)直器控制系統(tǒng)400、樣品自旋測(cè)試平臺(tái)500、嵌入式計(jì)算機(jī)700、攝像頭1100和數(shù)碼控制轉(zhuǎn)換器900、真空系統(tǒng)和真空室1500。
[0021]激發(fā)光源裝置100通過數(shù)碼控制轉(zhuǎn)換器900與嵌入式計(jì)算機(jī)700連接，激發(fā)光源裝置100中設(shè)置有X射線發(fā)生器110和高壓發(fā)生器120，X射線發(fā)生器110與高壓發(fā)生器120相連接，其中，以高壓50KV的正高壓X射線發(fā)生器110作為激發(fā)源，該X射線發(fā)生器110采用Be(鈹)窗厚度為75微米的韌致輻射型、低功率、自然冷卻、高壽命的X光管，并根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要選擇靶材，如供選擇的靶材為:Rh (銠靶)，Ag(銀靶)，W(鎢靶)等。
[0022]信號(hào)探測(cè)裝置200中設(shè)置有與信號(hào)處理裝置300連接的SUPER-SDD電制冷探測(cè)器210，在信號(hào)探測(cè)裝置200內(nèi)部還設(shè)有探測(cè)器電源220，SUPER-SDD電制冷探測(cè)器210通過探測(cè)器電源220供電，SUPER-SDD電制冷探測(cè)器210位于X射線發(fā)生器110激發(fā)射線的最佳反射角的位置上。
[0023]SUPER-SDD電制冷探測(cè)器210選用美國(guó)AMPTEK公司最新開發(fā)研制的具有高分辨率、高計(jì)數(shù)率的SUPER-SDD電制冷探測(cè)器210，需要在低溫下(-40°C )工作，低溫需要由半導(dǎo)體制冷方式提供。SUPER-SDD電制冷探測(cè)器210無(wú)需液氮冷卻，Be (鈹窗)厚度為7.5微米，對(duì)55Fe 5.9keV的X射線在計(jì)數(shù)率為1000CPS時(shí)的分辨率為125eV。并且對(duì)輕元素Na、Mg、Al、S1、S等具有高靈敏度與分辨率，使一般樣品在200秒內(nèi)，可以得到滿意的結(jié)果。
[0024]信號(hào)處理裝置300包括與SUPER-SDD電制冷探測(cè)器210連接的放大器310、數(shù)模轉(zhuǎn)換器320和單片機(jī)330，放大器310與數(shù)模轉(zhuǎn)換器320相連接，數(shù)模轉(zhuǎn)換器320與單片機(jī)330相連接，在嵌入式計(jì)算機(jī)700設(shè)有USB接口、RS232串口和以太網(wǎng)通信接口，而單片機(jī)330通過USB接口把獲取的多道數(shù)據(jù)傳輸給嵌入式計(jì)算機(jī)700。
[0025]濾光片準(zhǔn)直器控制系統(tǒng)設(shè)置在X射線發(fā)生器前，濾光片準(zhǔn)直器控制系統(tǒng)包括濾光片和準(zhǔn)直器，濾光片與準(zhǔn)直器相連接，濾光片準(zhǔn)直器控制系統(tǒng)與電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置相連接，攝像頭為高分辨率攝像頭，攝像頭設(shè)置在樣品自旋測(cè)試平臺(tái)的底部。
[0026]在X射線發(fā)生器前增加了濾光片410，用于降低待測(cè)元素的本底，提高分析元素的靈敏度及檢出限。該濾光片10采用合適的濾光片，可以提高特定元素的分析靈敏度，使分析下限達(dá)到PPM級(jí)，本實(shí)施例中配備4個(gè)濾光片以適應(yīng)不同的分析要求。
[0027]在X射線發(fā)生器11