專利名稱：X熒光多元素分析儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分析儀，尤其是一種用于分析材料中、主要是水泥生料及熟料中鋁、硅、鈣、鐵或其氧化物含量的能量色散型X射線熒光多元素分析儀。
背景技術(shù)：
目前，在國內(nèi)水泥企業(yè)中，對(duì)鋁、硅、鈣、鐵或其氧化物含量的測量一般采用化學(xué)分析方法，也有采用波長色散型X射線熒光的多元素分析儀進(jìn)行分析。若采用化學(xué)分析方法，則由于需要用化學(xué)試劑，所以會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，對(duì)使用人員的身體健康造成損害。由于是人工操作，所以勞動(dòng)強(qiáng)度較大，人為誤差也較大。由于需分別分析不同的元素或其氧化物，且化學(xué)分析本身所需時(shí)間較長，所以整個(gè)測量時(shí)間較長，時(shí)間過長將影響在水泥生產(chǎn)過程中對(duì)水泥質(zhì)量的控制。若采用波長色散型X射線熒光的多元素分析儀進(jìn)行分析，則基本上能克服采用化學(xué)分析所帶來的上述缺陷，但由于該類儀器的樣品室比較復(fù)雜，造成其光路很長，就需用高電壓和大電流的高壓供給X光管做激發(fā)光源，從而使激發(fā)光源的能量較高且強(qiáng)度較大，所以會(huì)造成較大的輻射，對(duì)使用人員的身體健康造成損害。而且該類儀器的整個(gè)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所以價(jià)格昂貴，很少有企業(yè)使用。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，本發(fā)明提供一種無化學(xué)污染、無輻射污染、測量時(shí)間短、精度高、結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、價(jià)格便宜的X光管激發(fā)的能量色散型X射線熒光的多元素分析儀。
為達(dá)成上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種X熒光多元素分析儀，包括激發(fā)光源，樣品盤，探頭和電路輸出設(shè)備，其中激發(fā)光源具有一X光管，X光管上設(shè)置一準(zhǔn)直器，準(zhǔn)直器前端設(shè)有初級(jí)濾色片，該初級(jí)濾色片為銅箔，以及提供X光管激發(fā)X射線能量的光管高壓；樣品盤具有一轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤上開設(shè)有一樣品孔供放置待測樣品，樣品孔處于通過準(zhǔn)直器校準(zhǔn)的X射線的光路上，同時(shí)準(zhǔn)直器與樣品孔呈一角度，所述樣品盤在樣品孔旁設(shè)置有校準(zhǔn)樣組；探頭正對(duì)樣品孔接收由X射線激發(fā)樣品產(chǎn)生的X熒光，其具有一個(gè)正比計(jì)數(shù)管，正比計(jì)數(shù)管前端設(shè)有次級(jí)濾色片，次級(jí)濾色片為含硅的薄膜；以及一個(gè)電路輸出設(shè)備與探頭串聯(lián)。
上述的X熒光多元素分析儀，其中所述X光管的光管高壓為數(shù)字可調(diào)節(jié)高壓且最高電壓為10000伏。
上述的X熒光多元素分析儀，其中所述的激發(fā)光源的X光管與樣品之間為25毫米，準(zhǔn)直器的直徑為6毫米。
上述的X熒光多元素分析儀，其中準(zhǔn)直器與樣品孔之間呈45度上述的X熒光多元素分析儀，其中所述的校準(zhǔn)樣組為對(duì)應(yīng)于不同測量元素的穩(wěn)定的一組硬質(zhì)樣品。
上述的X熒光多元素分析儀，其中所述正比計(jì)數(shù)管為薄鈹窗正比計(jì)數(shù)管。
上述的X熒光多元素分析儀，其中計(jì)數(shù)管的窗口與樣品孔的夾角為0度，距離為15毫米。
上述的X熒光多元素分析儀，其中所述的電路輸出設(shè)備包括依次串聯(lián)的脈沖成型放大器、多道脈沖幅度分析器、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理及控制，以及輸出設(shè)備。
上述的X熒光多元素分析儀，其中所述的激發(fā)光源與探頭外置有鐵板。
本發(fā)明的有益效果是與現(xiàn)有化學(xué)分析方法相比，由于采用物理分析方法，所以人為誤差小，操作者勞動(dòng)強(qiáng)度低，測量時(shí)間短，無化學(xué)污染；與現(xiàn)有波長色散型X射線熒光的多元素分析儀相比，由于X光管高壓的最高值為10000伏，所發(fā)出的X射線能量最高為10keV，較之波長色散型的40keV～60keV低很多，經(jīng)3毫米的鐵板屏蔽無任何泄漏，故對(duì)使用人員沒有輻射損害，又由于結(jié)構(gòu)簡單得多，故價(jià)格便宜，有利于在企業(yè)中推廣。因此，本發(fā)明的有益效果是無化學(xué)污染、無輻射污染、測量時(shí)間短、精度高、結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、使用方便、價(jià)格便宜。
附圖簡述

圖1為本發(fā)明的工作原理圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1中，本發(fā)明的多元素分析儀，由激發(fā)光源，樣品盤，探頭，電路輸出設(shè)備組成。
激發(fā)光源由X光管1，準(zhǔn)直器2，初級(jí)濾色片3，光管高壓4組成。準(zhǔn)直器2設(shè)置在X光管1前，初級(jí)濾色片3設(shè)置在準(zhǔn)直器2的末端。光管高壓4用于提供激發(fā)X光管1產(chǎn)生X射線A的能量。
本實(shí)施例中，初級(jí)濾色片3采用10微米的銅箔，以使激發(fā)光的光譜能量更單色，從而使激發(fā)光的光譜與樣品中鋁、硅、鈣、鐵的特征X射線熒光光譜基本無干擾。光管高壓4為數(shù)字可調(diào)節(jié)高壓且最高電壓為10000伏，樣品盤位于激發(fā)光源上方，包括一轉(zhuǎn)盤8，轉(zhuǎn)盤8上開設(shè)有一樣品孔9供放置待測樣品。通過準(zhǔn)直器2的X射線照射在轉(zhuǎn)盤8底面，同時(shí)樣品孔9處于X射線A的光路上。準(zhǔn)直器2與樣品孔9底面呈一角度，因此射向樣品孔9的X射線和樣品孔9也有相同的角度。
本實(shí)施例中，該角度最好為45度，同時(shí)，X光管1與樣品孔9的距離最佳為35毫米，準(zhǔn)直器2的直徑為最佳為6毫米，從而保證分析儀獲得最佳的分辯率。
轉(zhuǎn)盤8在樣品孔9旁邊設(shè)置有校準(zhǔn)樣組10。校準(zhǔn)樣組10為對(duì)應(yīng)于不同測量元素的穩(wěn)定的一組硬質(zhì)樣品。分析儀在未測量樣品時(shí)，校準(zhǔn)樣組10處于測量位置(樣品孔9內(nèi))。分析儀測量校準(zhǔn)樣組10的鋁、硅、鈣、鐵數(shù)據(jù)，以校準(zhǔn)環(huán)境等因素的影響，從而提高分析儀的精度。校準(zhǔn)樣組10可采用高純鋁材制成硬質(zhì)樣品以對(duì)應(yīng)于鋁元素，采用玻璃制成硬質(zhì)樣品以對(duì)應(yīng)于硅元素，采用水泥制成硬質(zhì)樣品以對(duì)應(yīng)于鈣、鐵這二元素。
探頭正對(duì)樣品孔9，用于接收樣品產(chǎn)生的X熒光B。探頭包括一個(gè)正比計(jì)數(shù)管5，正比計(jì)數(shù)管5前端設(shè)有次級(jí)濾色片6。并且正比計(jì)數(shù)管5連接有一電荷靈敏前置放大器11。
本實(shí)施例中，正比計(jì)數(shù)管5為薄鈹窗正比計(jì)數(shù)管。計(jì)數(shù)管的窗口與樣品表面(樣品孔9)的夾角為0度、距離為15毫米，這些同樣是為了保證分析儀獲得最佳的分辯率。正比計(jì)數(shù)管5前端設(shè)置的次級(jí)濾色片6為含有硅的薄膜，這克服了正比計(jì)數(shù)管能量分辯率差的缺點(diǎn)，使鋁、硅這二個(gè)相鄰元素的能譜在進(jìn)入正比計(jì)數(shù)管前就得到了區(qū)分。
電路及輸出設(shè)備包括與電荷靈敏前置放大器11依次串聯(lián)的脈沖成型放大器12，多道脈沖幅度分析器13，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理及控制14，以及輸出設(shè)備。輸出設(shè)備可以包括顯示器15和打印機(jī)16。
激發(fā)光源與探頭外由3毫米的鐵板17屏蔽，該鐵板17不僅起到電屏蔽的作用，而且起到輻射屏蔽的作用，它使最高能量為10keV的X射線完全被屏蔽而無任何泄漏。
實(shí)際測量時(shí)，激發(fā)光源發(fā)射X射線至樣品上，在樣品表層激發(fā)出鋁、硅、鈣、鐵的特征X射線熒光，該熒光經(jīng)次級(jí)濾色片6進(jìn)行初步區(qū)分，再經(jīng)正比計(jì)數(shù)管5接受并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，再經(jīng)脈沖成型放大器12成形放大后由多道脈沖幅度分析器13區(qū)分出鋁、硅、鈣、鐵的特征X射線熒光，再由計(jì)算機(jī)14進(jìn)行計(jì)數(shù)。因?yàn)闃悠分袖X、硅、鈣、鐵或其氧化物的含量與分析儀得到的鋁、硅、鈣、鐵的特征X射線熒光計(jì)數(shù)成正比，所以經(jīng)計(jì)算機(jī)14運(yùn)算后能得出樣品中鋁、硅、鈣、鐵或其氧化物的含量，最后由顯示器15、打印機(jī)16將數(shù)據(jù)輸出。
權(quán)利要求
1.一種X熒光多元素分析儀，包括激發(fā)光源，樣品盤，探頭和電路輸出設(shè)備，其特征在于激發(fā)光源其具有一X光管(1)，X光管(1)上設(shè)置一準(zhǔn)直器(2)，準(zhǔn)直器前端設(shè)有初級(jí)濾色片(3)，該初級(jí)濾色片(3)為銅箔，以及提供X光管激發(fā)X射線能量的光管高壓(4)；樣品盤具有一轉(zhuǎn)盤(8)，轉(zhuǎn)盤(8)上開設(shè)有一樣品孔(9)供放置待測樣品，樣品孔(9)處于通過準(zhǔn)直器(2)校準(zhǔn)的X射線的光路上，同時(shí)準(zhǔn)直器(2)與樣品孔(9)呈一角度，所述樣品盤在樣品孔(9)旁設(shè)置有校準(zhǔn)樣組(10)；探頭正對(duì)樣品孔(9)接收由X射線激發(fā)樣品產(chǎn)生的X熒光，其具有一個(gè)正比計(jì)數(shù)管(5)，正比計(jì)數(shù)管(5)前端設(shè)有次級(jí)濾色片(6)，次級(jí)濾色片(6)為含硅的薄膜；以及一個(gè)電路輸出設(shè)備與探頭串聯(lián)。
2.如權(quán)利要求1所述的X熒光多元素分析儀，其特征在于所述X光管(1)的光管高壓(4)為數(shù)字可調(diào)節(jié)高壓且最高電壓為10000伏。
3.如權(quán)利要求1或2所述的X熒光多元素分析儀，其特征在于所述的激發(fā)光源的X光管(1)與樣品之間為25毫米，準(zhǔn)直器(2)的直徑為6毫米。
4.如權(quán)利要求3所述的X熒光多元素分析儀，其特征在于準(zhǔn)直器(2)與樣品孔(9)之間呈45度
5.如權(quán)利要求1所述的X熒光多元素分析儀，其特征在于 所述的校準(zhǔn)樣組(10)為對(duì)應(yīng)于不同測量元素的穩(wěn)定的一組硬質(zhì)樣品。
6.如權(quán)利要求1所述的X熒光多元素分析儀，其特征在于所述正比計(jì)數(shù)管(5)為薄鈹窗正比計(jì)數(shù)管。
7.如權(quán)利要求6所述的X熒光多元素分析儀，其特征在于計(jì)數(shù)管的窗口與樣品孔(9)的夾角為0度，距離為15毫米。
8.如權(quán)利要求1所述的X熒光多元素分析儀，其特征在于所述的電路輸出設(shè)備包括依次串聯(lián)的脈沖成型放大器(12)、多道脈沖幅度分析器(13)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理及控制(14)，以及輸出設(shè)備。
9.如權(quán)利要求1所述的X熒光多元素分析儀，其特征在于所述的激發(fā)光源與探頭外置有鐵板(17)。
全文摘要
一種X熒光多元素分析儀，包括激發(fā)光源，其具有一X光管。X光管上設(shè)置一準(zhǔn)直器，準(zhǔn)直器前端設(shè)有初級(jí)濾色片，以及提供X光管激發(fā)X射線能量的光管高壓。樣品盤，其具有一轉(zhuǎn)盤。轉(zhuǎn)盤上開設(shè)有一樣品孔供放置待測樣品，樣品孔處于通過準(zhǔn)直器校準(zhǔn)的X射線的光路上，同時(shí)準(zhǔn)直器與樣品孔呈一角度。探頭正對(duì)樣品孔接收由X射線激發(fā)樣品產(chǎn)生的X熒光，其具有一個(gè)正比計(jì)數(shù)管。正比計(jì)數(shù)管前端設(shè)有次級(jí)濾色片。一個(gè)電路輸出設(shè)備與探頭串聯(lián)。在本發(fā)明中，激發(fā)光源的初級(jí)濾色片為銅箔，次級(jí)濾色片為含硅的薄膜。采用上述結(jié)構(gòu)的分析儀，是一種無化學(xué)污染、無輻射污染、測量時(shí)間短、精度高、結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、價(jià)格便宜的X光管激發(fā)的能量色散型X射線熒光的多元素分析儀。
文檔編號(hào)G01N23/22GK101021494SQ20061002555
公開日2007年8月22日 申請(qǐng)日期2006年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月10日
發(fā)明者徐曉東, 倪虹 申請(qǐng)人:上海愛斯特電子有限公司