專利名稱：便攜式全鐵分析儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種x射線熒光光譜分析領域的能量色散型光譜儀，特別涉及一種集x射線探測器、多道脈沖幅度分析與控制器為一體的全鐵分析儀。
背景技術：
能量色散型X射線熒光光譜儀主要由X射線探測器、多道脈沖幅度分析、x射線激發源以及數據采集、分析、存貯、顯示等部份組成。現有多種 類型的能量色散型x射線熒光光譜儀中，采用充氣正比計數管為探測器件的 能量色散型x射線熒光光譜儀仍然具有高性能價格比和操作使用方便的優點，但x射線探測器的電子電路及其脈沖幅度分析器均采用分立元件或低集 成度芯片制作，功耗高、體積大，x射線探測器和脈沖幅度分析器各是一臺獨立的儀器，只能做為臺式機使用。隨著低功耗、高集成度芯片的不斷推出，為正比計數管型X射線能譜分析儀的二次儀表更新改造提供了充足的條件，市場上亟待實現低功耗、小型化、高穩定性的二次儀表的更新換代，集x射線探測器、多道脈沖幅度分析與控制器為一體的全鐵分析儀，成為熱點關注 問題。發明內容本實用新型所要解決的技術問題是，克服已有技術的缺點，提供一種集X射線探測器、多道脈沖幅度分析與控制器為一體的便攜式全鐵分析儀。本實用新型所采用的技術方案是 一種便攜式全鐵分析儀，包括機殼、x射線激發源、x射線探測器、多道脈沖幅度分析與控制器、樣品盤和高低壓 供電電源；所述X射線探測器、多道脈沖幅度分析與控制器和高壓供電電源 封裝在屏蔽筒內。所述X射線探測器，包括正比計數管和封裝在封裝屏蔽簡內電荷靈敏前 置放大器和線性成形放大器；所述正比計數管的管體由封裝屏蔽筒的一端伸 出筒外，筒內的正比計數管的陽極依次與電荷靈敏前置放大器、線性成型放 大器和多道脈沖幅度分析與控制器電連接；正比計數管的陰極與計數管高壓 源輸出端連通，所述正比計數管窗口的一側通過連接件連接有X射線激發源。所述樣品盤為旋轉盤，機殼底板上還安裝有滑道，所述樣品盤設置在推 拉滑道上。所述多道脈沖幅度分析與控制器，是由C8051F120單片機組成的多道脈 沖幅度分析與控制器，PCB板上采用貼片元器件，安裝有定時功能模塊、通 訊功能模塊、峰值保持功能模塊、邏輯開關功能模塊、基線恢復功能模塊、 輸入匹配端口、邏輯控制功能模塊并與所述單片機相互電連接。本實用新型的有益效果是低功耗，穩定性高，抗干擾能力高，小型化、 宜于攜帶。
圖1是本實用新型便攜式全鐵分析儀結構框圖； 圖2是多道脈沖幅度分析與控制器的功能框圖。 圖中9.機殼ll.充氣正比計數管 13線性成形放大器 15.旋轉樣品盤 17封裝屏蔽筒10 . X射線激發源12.電荷靈敏前置放大器14.多道脈沖幅度分析與控制器16.高壓電源18.直流低壓電源 19.進戶電源插座 20.標準通訊插座21、 22、 23.連接體 24.推拉滑道具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細說明 如圖1和圖2所示，本實用新型便攜式全鐵分析儀，包括機殼9、 X射線 激發源10、 X射線探測器、多道脈沖幅度分析與控制器14、旋轉樣品盤15 和高低壓供電電源16、 18;所述X射線探測器、多道脈沖幅度分析與控制器 14和高壓供電電源16封裝裝在屏蔽筒17內，所說的高壓電源是供計數管產 生高壓電場的電源，分析儀的所有電源由低壓電源供給，所述X射線激發源 IO是低能光子源，通過連接件與X射線探測器相連接；機殼9的前面板上開 有樣品盤進出口25，其內安裝有樣品盤15，所述樣品盤15為旋轉盤，機殼 9底板上還安裝有滑道24，所述樣品盤15設置在推拉滑道24上，經X射線 探測器11探測的樣品信息通過封裝在屏蔽筒17內的多道脈沖幅度分析與控 制器14處理后，將信息通過屏蔽筒17底端的電源與信息插座26連接到標準 通訊插座20。所述儀器機殼9是儀器的防塵、防潮、防射線外泄的殼體，長 寬高總體積小于29cmX16cmX21cm ，機殼9的后面板上安裝有進戶電源插 座19和標準通訊插座20，在機殼9內設有源管連接體21、管殼連接體23 和滑道24，在機殼9后面板上通過源殼連接體22固定低壓供電電源18，機 殼9底板上安裝的滑道24供旋轉樣品盤15推進或拉出。所述X射線探測器 由正比計數管11和封裝在封裝屏蔽簡17內電荷靈敏前置放大器12、線性成 形放大器13、計數管高壓電源16組成，正比計數管所需的電荷靈敏放大器 12由高頻高輸入阻抗的運算放大器組成，舍去通常必須采用的前級結型場效 應管；正比計數管11的管體由封裝屏蔽筒17的一端伸出筒外，筒內的正比 計數管11的陽極通過高壓電容與電荷靈敏前置放大器12的輸入端連接后，
又通過負載電阻與計數管高壓源16輸出端連接，電荷靈敏前置放大器12的 輸出與線性成型放大器13的輸入端連接，線性成型放大器13的輸出端與多 道脈沖幅度分析與控制器14的輸入端口 7連接。安裝在封裝屏蔽簡17內的 多道脈沖幅度分析與控制器14，是由C8051F120單片機3支持的多道脈沖幅 度分析與控制器，在4> 10cm的PCB板上采用貼片元器件安裝有定時功能模塊 1、通訊功能模塊2、峰值保持功能模塊4、邏輯開關功能模塊5、基線恢復 功能模塊6、輸入匹配端口7、邏輯控制功能模塊8，并與所述單片機3相互 電連接，由單片機3控制儀器工作參數及其數據采集、存貯與輸送，減小了 儀器體積的同時，提高了儀器的抗干擾能力。所述X射線激發源IO是經過屏 蔽和準直后的钚-238低能光子源，經源管連接體21固定在正比計數管11上， 并可繞正比計數管11中心軸改變角度，X射線激發源10的準直束相對旋轉 樣品盤15表面可作0°到10°的小角度調整。所述旋轉樣品盤15是由固定在 推拉底盤上的直流變速電機軸帶動旋轉，推拉底盤可沿固定在儀器機殼9底 板上的滑道24推拉，采用旋轉式樣品盤15減少樣品不均勻性帶來的誤差。本實用新型的工作原理是將樣品放入樣品盤15后，將旋轉樣品盤15 推入到位，多道脈沖幅度分析與控制器的高壓控制電路啟動，提升計數管高 壓到最佳狀態；X射線激發源激發樣品，樣品中的特征X射線通過管窗進 入正比計數管并使氣體電離，電離電荷經電荷靈敏放大器放大，再經線性成 型放大器成形與放大后輸送給脈沖幅度分析器，脈沖幅度分析器把每一脈沖 按其高度歸類存貯并經標準通訊口傳送給上位分析計算機進行分析與計算， 通過計算機鍵盤與屏幕完成人機對話。
權利要求1.一種便攜式全鐵分析儀，包括機殼(9)、X射線激發源(10)、X射線探測器、多道脈沖幅度分析與控制器(14)、樣品盤(15)和高低壓供電電源(16、18)；其特征在于，所述X射線探測器、多道脈沖幅度分析與控制器(14)和高壓供電電源(16)封裝在屏蔽筒(17)內。
2. 根據權利要求所述的便攜式全鐵分析儀，其特征在于所述X射線探 測器，包括正比計數管(11)和封裝在封裝屏蔽簡(17)內電荷靈敏前置放大器 (12)和線性成形放大器(13);所述正比計數管(11)的管體由封裝屏蔽筒(17) 的一端伸出筒外，筒內的正比計數管(11)的陽極依次與電荷靈敏前置放大 器(12)、線性成型放大器(13)和多道脈沖幅度分析與控制器(14)電連接；正 比計數管(11)的陰極與計數管高壓源(16)輸出端連通，所述正比計數管(U) 窗口的一側通過連接件(21)連接有X射線激發源(10)。
3. 根據權利要求1所述的便攜式全鐵分析儀，其特征在于所述樣品 盤(15)為旋轉盤，機殼(9)底板上還安裝有滑道(24)，所述樣品盤(15) 設置在推拉滑道(24)上。
4. 根據權利要求1所述的便攜式全鐵分析儀，其特征在于所述多道 脈沖幅度分析與控制器(14)，是由C8051F120單片機(3)組成的多道脈沖幅度 分析與控制器，PCB板上采用貼片元器件，安裝有定時功能模塊(l)、通訊功 能模塊(2)、峰值保持功能模塊(4)、邏輯開關功能模塊(5)、基線恢復功能 模塊(6)、輸入匹配端口(7)、邏輯控制功能模塊(8)并與所述單片機(3)相互 電連接。
專利摘要本實用新型公開了一種便攜式全鐵分析儀，包括機殼、X射線激發源、X射線探測器、多道脈沖幅度分析與控制器、樣品盤和高低壓供電電源；X射線探測器、多道脈沖幅度分析與控制器和高壓供電電源封裝在屏蔽筒內，X射線探測器，包括正比計數管和封裝在封裝屏蔽筒內電荷靈敏前置放大器和線性成形放大器；正比計數管的管體由封裝屏蔽筒的一端伸出筒外，筒內的正比計數管的陽極依次與電荷靈敏前置放大器、線性成型放大器和多道脈沖幅度分析與控制器電連接；正比計數管的陰極與計數管高壓源輸出端連通，正比計數管窗口的一側通過連接件連接有X射線激發源。本實用新型的有益效果是低功耗，穩定性高，抗干擾能力高，小型化、宜于攜帶。
文檔編號G01N23/22GK201043957SQ20072009612
公開日2008年4月2日 申請日期2007年5月28日 優先權日2007年5月28日
發明者濤 徐, 帆 楊, 斌 楊, 楊國祥, 賈福洲, 趙文穎 申請人:天津市技術物理研究所