CN200950126Y - 真空检测x荧光能量色散光谱仪 - Google Patents

Abstract

一种真空检测X荧光能量色散光谱仪，包括机身和与之相连的PC机，其中，所述机身内安装有光源系统、探测器系统、以及信号处理系统，其中，所述光源系统包括高压单元和X光管，光源系统发射出X射线，X射线作用在样品上后，样品中的各个原子会被激发出特征X荧光，这些X荧光被探测器所接收，分析转化为电信号，电信号经过信号处理系统的处理，再传输到PC机中，在机身和与之相连的电脑的用户界面上显示出来，所述真空检测X荧光能量色散光谱仪的机身包括一金属框架和一外壳，其中，所述光源系统、探测器系统、以及信号处理系统均固定于所述金属框架上。

Description

真空检测X荧光能量色散光谱仪

所属技术领域

本实用新型涉及一种微量元素检测仪器，尤其是一种能够为样品提供真空检测环境的的X荧光能量色散光谱仪。

背景技术

随着经济的发展，我国对外贸易的步伐进一步加大，属于欧盟RoHS指令辐射范围的企业不计其数，他们急需要一种有力武器，能协助他们应对RoHS指令。RoHS指令，全称为《电气、电子设备中限制使用某些有害物质指令》，实际上是欧盟推出的一个“绿色贸易壁垒”，它是欧盟于2003年2月颁布的，旨在限制在电子电气设备中使用6种有害物质(铅、汞、镉、6价铬、聚溴联苯和聚溴二苯醚，这六种有害物质实际上只涉及到五种有害元素)的法令。其目标与其它国际法规相一致，旨在限制新设备使用某些有害物质，以保护人类健康和环境。对于欧洲以外的电子产品制造商，只要其生产的设备最终出口到欧盟成员国，就必须于2006年7月1日起遵守这项法规，全球各国也拟定了类似的法规。这部对于广大中国消费者而言还比较陌生的欧盟RoHS环保指令，被称为是“牵动全球制造业神经的指令”，它所涉及的产品范围极其广泛，包括10大类近20万种，几乎涵盖了所有电子信息类产品，如大小型家用电器、IT和通信设备、电器电子工具、玩具休闲及体育设备、医疗设备等。

目前市场上检测的方法有很多，主要有X荧光分析法，电子能谱分析法和无机质谱分析法三大类：其中X荧光分析法不但能准确检测产品或者原料中所含的五种元素的含量，而且从欧盟海关的检测流程，检测的准确性，检测的速度，检测的直观性，仪器的价格等多方面进行考虑，以X荧光光谱仪最受青睐。

目前市场上推出的X荧光光谱仪主要存在以下缺点：

一、目前市场上推出的其他X荧光光谱仪，某些轻元素(从钠到硫)在常规条件下无法测试或很难测试；

二、目前市场上推出的X荧光光谱仪，其光源放射系统、探测器系统、以及信号处理系统直接固定在塑胶外壳制成的机身上，既不牢固又不安全；

三、目前市场上推出的X荧光光谱仪，很多针对不同的样品调整准直器和滤光片时，都是手工进行操作，这样每次都必须开盖进行操作，可能会有灰尘进入光路系统，或者手动调整时是依靠人眼的标准，难免会有一些偏差，而这些偏差反应到测试样品上，就会对测试结果产生影响。

实用新型内容

为了克服上述X荧光光谱仪的众多缺点，本实用新型的目的是提供功能多、结构牢固、自动化程度高的真空检测X荧光能量色散光谱仪。本实用新型所采用的技术方案是：一种真空检测X荧光能量色散光谱仪，包括机身和与之相连的PC机，其中，所述机身内安装有光源系统、探测器系统、以及信号处理系统，其中，所述光源系统包括高压单元和X光管，光源系统发射出X射线，X射线作用在样品上后，样品中的各个原子会被激发出特征X荧光，这些X荧光被探测器所接收，分析转化为电信号，电信号经过信号处理系统的处理，再传输到PC机中，在机身和与之相连的电脑的用户界面上显示出来，其特征在于：所述真空检测X荧光能量色散光谱仪的机身包括一金属框架和一外壳，其中，所述光源系统、探测器系统、以及信号处理系统均固定于所述金属框架上，所述外壳罩在所述金属框架外起保护作用，所述金属框架的上部还设有一样品台，所述样品放置于该样品台上，所述样品台、光源系统、探测器系统、以及信号处理系统构成一测量单元。

所述真空检测X荧光能量色散光谱仪包括一抽真空单元，该抽真空单元包括一电机、一用来控制真空罩的自动开闭的电机智能控制系统、一真空罩、和一真空罩提升架，所述样品台被所述真空罩包围并密封。

所述测量单元还包括准直器和滤光片自动切换装置，该准直器和滤光片自动切换装置包括准直器、滤光片、位移传感器、直线步进电机、光电开关和限位开关。所述准直器包括若干准直孔，使用时，通过位移传感器定位和直线电机驱动自动更换准直孔和滤光片的排列组合。

所述真空罩包括一金属内胆和塑胶外壳。

所述金属框架采用整体铸型，使结构更牢固。

所述金属框架的底部与一底座固定连接。

本实用新型的有益效果是：

一、具有抽真空单元。可以为样品提供真空检测环境，因此能够有效测试某些在常规条件下无法测试或很难测试轻元素(从钠到硫)，并且测量精度也得到了保证；

二、特别发明金属框架，用于固定机身内的样品台、光源放射系统、探测器系统、以及信号处理系统，使整个仪器牢固安全；

三、采用智能化控制技术，摒弃了传统的靠手工控制真空罩的方式，在测量中，只需按动控制台上的按钮，就可以控制真空罩的升降，开始测量时，电机自动开始工作，保持真空腔内的真空。减少人为操作带来的密封度不够，或者污染真空腔的情况。

附图说明

图1本实用新型结构原理示意图；

图2本实用新型的整体三视图；

图3本实用新型箱体各部分分解示意图；

图4本实用新型的测量单元立体结构示意图；

图5本实用新型的测量单元仰视图；

图6本实用新型的测量单元右视图；

图7本实用新型的测量单元的剖面图；

图8本实用新型金属框架立体示意图；

图9本实用新型真空罩结构示意图；

图10本实用新型真空罩A-A方向剖视图；

图11本实用新型使用软件的流程图。

图中1.真空罩；2外壳；3真空架提升架；4测量单元；5.金属框架；6电机；7底座；8；信号处理系统；9.光源系统；41.样品台；43探测器；811金属内胆；812真空罩外壳；421.限位开关；422.光电开关；423.准直孔；424.滤光片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1、图2、图3和图4所示，一种真空检测X荧光能量色散光谱仪，包括机身和与之相连的PC机，其中，所述机身内安装有光源系统、探测器系统、以及信号处理系统，其中，所述光源系统包括高压单元和X光管，所述信号处理系统包括一MCA模块系统，光源系统发射出X射线，X射线作用在样品上后，样品中的各个原子会被激发出特征X荧光，这些X荧光被探测器所接收，分析转化为电信号，电信号经过信号处理系统的处理，再传输到PC机中，在机身和与之相连的电脑软件的用户界面上显示出来，其特征在于：所述真空检测X荧光能量色散光谱仪的机身包括一金属框架(5)和一外壳(2)，其中，所述光源系统(9)、探测器系统(43)、以及信号处理系统(8)均固定于所述金属框架(5)上，所述外壳(2)罩在所述金属框架(5)外起保护作用，所述金属框架(5)的上部还设有一样品台(41)，所述样品放置于该样品台(41)上，所述样品台(41)、光源系统(9)、探测器系统(43)、以及信号处理系统(8)构成一测量单元(4)。

如图9和图10所示，所述真空检测X荧光能量色散光谱仪包括一抽真空单元，该抽真空单元包括一电机(6)、一真空罩(1)、一用来控制所述真空罩(1)的自动开闭的电机智能控制系统、和一真空罩提升架(3)，所述测量单元(4)被所述真空罩(1)包围并密封。为了保证密封效果，所述真空罩(1)包括一金属内胆(811)和真空罩外壳(812)。

如图4、5、6、7、8所示，所述测量单元还包括准直器和滤光片自动切换装置，该准直器和滤光片自动切换装置包括准直器(42)、滤光片(424)、直线步进电机、位移传感器、光电开关(422)和限位开关(421)。所述准直器(42)包括若干准直孔(423)，使用时，通过位移传感器定位和直线电机驱动自动更换准直孔(423)和滤光片(424)的排列组合。

所述金属框架(5)采用整体铸型，使结构更牢固。

所述金属框架(5)的底部与一底座(7)固定连接。

又，如图11流程图所示，本实用新型使用的软件系统的工作原理主要包括以下五个步骤：

一、仪器校正

调整仪器放大倍数，消除峰漂的影响，确保待测样品与标注样品条件一致。

二、工作曲线

根据样品的成分和基材不同，把工作曲线分为六大类：即测塑料中的CrCl；测钢铁中的CrCdPbHg，测铜锌中的Cr，Cd，Pb，Hg，测焊锡中的CrCdPbHg，自定义。每一大类根据实际需要可任意添加多条曲线。

三、强度计算

这里采用峰背比的方法，峰面积用高斯拟合计算。即：

$I=\frac{I_p}{I_b};$ I_p为峰的面积，I_b为背景面积。

$I_p=\underset{L}{\overset{R}{\mathrm{\Σ}}}H*\mathrm{Exp}[-\frac{{(X-X_0)}^2}{\mathrm{\δ}}]$

R：峰的左边界

L：峰的右边界

H：峰的高度。

X：峰道址

X₀：峰的中心道址

δ：与峰的宽度有关的参数

四、计算含量

含量按公式C＝a*I+b计算。

系数a，b用最小二乘法给出。

$a=(\underset{1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{I}_i{C}_i-\underset{1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{I}_i\underset{1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{C}_i)/(\underset{1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{I}_i{C}_i-\underset{1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{I}_i\underset{1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{I}_i)$

$b=(\underset{1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{C}_i-a\underset{1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{I}_i)$

C_i是标准样品i的浓度。

I_i是标准样品i的强度。

五、报告结果

可以把测量的结果保存到所需要的文件夹。

Claims (6)

1.一种真空检测X荧光能量色散光谱仪，包括机身和与之相连的PC机，其中，所述机身内安装有光源系统、探测器系统，以及信号处理系统，其中，所述光源系统包括高压单元和X光管，光源系统发射出X射线，X射线作用在样品上后，样品中的各个原子会被激发出特征X荧光，这些X荧光被探测器所接收，分析转化为电信号，电信号经过信号处理系统的处理，再传输到PC机中，在软件的用户界面上显示出来包括机身和与之相连的电脑，其特征在于：所述真空检测X荧光能量色散光谱仪的机身包括一金属框架和一外壳，其中，所述光源系统和探测器系统，信号处理系统均固定于所述金属框架上，所述外壳罩在所述金属框架外起保护作用，所述金属框架的上部还设有一样品台，所述样品放置于该样品台上，所述样品台、光源系统、探测器系统、以及信号处理系统构成一测量单元。

2.如权利要求1所述的真空检测X荧光能量色散光谱仪，其特征在于：所述真空检测X荧光能量色散光谱仪包括一抽真空单元，该抽真空单元包括一电机、一用来控制真空罩的自动开闭的电机智能控制系统、一真空罩、和一真空罩提升架，所述测量单元被所述真空罩包围并密封。

3.如权利要求1或2所述的真空检测X荧光能量色散光谱仪，其特征在于：所述测量单元还包括准直器和滤光片，该准直器和滤光片通过直线步进电机驱动光电开关和限位开关共同精确定位实现自动切换。

4.如权利要求3所述的真空检测X荧光能量色散光谱仪其特征在于：所述真空罩包括一金属内胆和塑胶外壳。

5.如权利要求4所述的真空检测X荧光能量色散光谱仪，其特征在于：所述金属框架采用整体铸型。

6.如权利要求5所述的真空检测X荧光能量色散光谱仪，其特征在于：所述金属框架的底部与一底座固定连接。

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