CN1064748A - 便携式同位素源x射线荧光仪稳谱装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种便携式同位素源X射线荧光 仪的稳谱装置。其主要特征在于采用该稳谱装置、能 克服仪器工作过程中受环境条件影响造成的谱漂移， 使仪器在25℃+25℃的温度变化范围内、谱漂移低于 +1％，保证仪器在任何情况下工作状态的一致性，提 高仪器在解决地质问题、找矿、勘探和冶金工业中的 性能。稳谱装置由单元素片、分析器、分频器、可逆定 标器、DAC电路构成。其特征是稳谱性能好；易于 安装进仪器之中。

Description

本发明适用于便携式同位素源X射线荧光仪，利用该稳谱装置，能克服仪器工作过程中受环境条件影响造成的谱漂移，从而保证议器工作状态的一致性，进一步提高仪器在解决地质问题、找矿、勘探中的性能。

根据查阅、检索资料表明，在国内外核幅射类仪器中，特别是以NaI（Tl）晶体为检测器的仪器。为克服谱漂移，已经采用或提出的稳谱方案有以下几种：

（1）利用已知能量的参考源。是将参考源（如同位素源或发光二极管等）给出的信号选择出来。通过对计数率的比较和调整管的调节使用，补偿有关变化，使参考源给出的信号幅度不变，从而使欲测信号幅度也可稳定，达到稳谱的目的。

（2）利用天然r射线谱中存在的能峰代替的参考源，其原理与上类似。

（3）温度控制装置。大型航空、测井幅射仪利用温度控制装置，使探头恒温、减小温度变化的影响。

（4）温度补偿装置。用于修正温度变化引起的谱漂。

但是，以上方案大多被r射线辐射仪采用。大型多道室内能量色散XRF分析仪常利用恒温装置和计算机解谱联合方案。而便携式同位素源X射线荧光仪由于其特殊性能，目前国内便携式同位素源X射线荧光仪均未应用稳谱装置。因此，这类仪器未能从根本上采取有效措施克服谱漂影响。

查阅、检索资料如下：

1、上海地质仪器厂FD-3022型微机化四道r能谱仪说明书。

2、重庆地质仪器厂HYX-1型荧光分析仪说明书

HYX-2型荧光分析仪说明书

HYX-3型荧光分析仪说明书

3、北京综合仪器有关核幅射仪器产品说明书。

4、西安海通原子能应用研究所  HITOP  900便携式X荧光分析仪。

5、7500  Portable  4k  Multichanel  Analyzer  说明书  USA.

6、Series  35  Plus  Multichannel  Analyzer  说明书  USA.

7、The  ADCAM  System-an  MCB  Containing  a  highperfor-mance  ADC，data  memory  and  computer  inferfaee  说明书  USA

野外用便携式同位素源X射线荧光仪的闪烁计数器受温度影响大。NaI（Tl）闪烁体的温度系数不线性，而且当辐射源射线能量不同时，其温度系数也是不同的。我国地域辽阔，各地气温变化大，即使同一地区，其昼夜温度差也有高达数十度的。试验表明，仪器在25℃+15℃温度范围内工作，其谱线漂移可高达40%，而读数变化可达一至二倍。而另一方面，仪器零件老化，空气相对温度变化等因素也造成一定程度谱漂移。现有采用的是用标准参考样测出谱的位置，然后作漂移校正。采用这种校正方法精度差、工作效率低。因此导致现有的便携式同位素源X射线荧光仪分析结果误差大，已不能适应用作定量分析的发展趋势。为了有效地克服分析结果误差大的缺陷，发明了该稳谱装置。

稳谱装置由产生单散峰的单元素片（图1、1）、分析器（图1、2）、分频电路（图1、3），可逆定标器（图1、4）、DAC（图1、5）、荧光仪有关电路（图1、A）、高压调整管（图1、B）组成。见图1。

该稳谱装置实现稳谱的过程是：仪器工作状态下，将单元素片安放在便携式同位素源X射线荧光仪的探头上，稳谱电路被自动打开。由两道分析器分别记录单色散峰图示部分的记数。当谱末漂移时，两道记数相同，它们的计数送至8位可逆定标器，结果输出值为零;如果谱发生漂移后，两道计数不同，可逆定标器输出端的数据给出控制信号，可以调整光电倍增管的高压。也可以调整放大器的增益。该过程自动连续进行，直至将谱峰强行拉回预定位置，实现稳谱。

和现有稳谱方法相比较，该稳谱装置的优点和积极效果是：

1、该稳谱装置适用于现有的便携式同位素源X射线荧光仪，且不需要改变仪器线路和特性参数。

由于便携式同位素源X射线荧光仪是利用同位素X射线源照射样品，所使用的同位素源要求强度大。如采用附加参考源的办法，源太弱不起作用，源太强，现有电路指标已不满足条件。因此便携式同位素源X射线荧光仪利用附加参考源稳谱是不可取的。

2、作为便携式同位素源X射线荧光仪稳谱装置内容之一的标准谱来源，无论是采用待测对象谱线作为标准谱，还是利用天然r射线谱中存在的能峰作为标准谱，都不能满足其独特要求。发明的该稳谱装置则能满足这些要求，并能很容易地安装到仪器中去。

3、该稳谱装置功耗极小，成本低、能消除任何因素引起的谱漂移，由于采用了数字电路，大大提高了稳谱的精度，且对这种野外仪器不构成任何重量负担。它克服了其它核幅射仪器采用的一些专为消除温度影响而设计的稳谱装置的局限性，是便携式同位素源X射线荧光仪理想的稳谱装置。

4、该稳谱装置选用了分频器，能有效地忽略由放射性统计涨落而造成的读数变化，从而消除放射性统计涨落对稳谱的影响

该稳谱装置已用于成都地质学院应用核技术研究所生产的84686型、88型便携式同位素源X射线荧光仪。经过长期温箱试验和在野外工作结果表明：在25℃+25℃的温度变化范围内，使谱漂移低于+1%。有效而又方便地解决了该仪器谱线漂移问题。

图1、稳谱装置结构图。

图中1、产生单色散峰的单元素片。图中2、分析器。图中3、分频电路。图中4、可逆定标器。图中5、DAC。图中A、X射线荧光仪有关电路。图中B、高压调整管

图2、稳谱装置电路框图。图中A、X射线荧光仪分析电路。图中B、调整管。图中1、分频器。图中2、八位可逆定标器。图中3、DAC。

稳谱装置的制作：1、制作产生单色散峰的单元素片：凡能经合适的同位素源照射后，在现有的探测器分辨水平下能产生一个单色散峰的任意单元素都可用来制作单元素片。如将分析纯用的氧化铜粉末和聚乙烯粉20g经混匀热压成型即可成为238Pu源测量用的单元素片。热压温度为100℃-200℃。单元素片一般规格为：直径30-60mm、厚度1-3mm。

2、稳谱装置电路，如图二所示。

Claims (3)

1、一种便携式同位素源X射线荧光仪的稳谱装置，它主要包括产生单色散峰的单元素片、分频器、可逆定标器、DAC电路。

2、根据权利要求1所述稳谱装置，特征是产生单色散峰的单元素片的制作方法是：将分析纯用的氧化铜粉末和聚乙烯粉20g混匀、热压成型、热压温度为100-200℃。单元素片的规格为直径30-60mm、厚度1-3mm。

3、根据权利要求1所述稳谱装置，特征是电路部分由分频器、可逆定标器、DAC电路构成。

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