CN218917246U - 多样品可真空检测的岩石元素分析仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多样品可真空检测的岩石元素分析仪，还包括设置于机体内的送样机构和与其相配合的样品室组合体，X光管下设检测室座，送样机构包括转盘、旋转送样电机、升降系统及送样顶座，送样顶座在检测室座下方，转盘上环形均匀分布有N个样品托盘孔，对应N个检测工位，N个样品室组合体由转盘的样品托盘孔定位，转盘动作换样，送样顶座上升送样，检测室座内腔与样品室组合体连接形成密封真空腔；该分析仪可实现多个样品的连续送样和分析，检测流程自动化，操作人员可在样品分析时进行其他工作，减少操作人员在仪器旁的等待时间，并且减少放样窗的开启频率，防止现场灰尘带到元素分析仪器上，保证了仪器的稳定运行和分析数据的可靠性。

Description

多样品可真空检测的岩石元素分析仪

技术领域

本实用新型涉及元素组成分析仪器技术领域，具体是指一种多样品可真空检测的岩石元素分析仪。

背景技术

元素录井技术是利用X射线荧光光谱原理，通过测定现场岩心、岩屑、井壁取心等样品的元素组成及含量，能够灵敏地捕捉到地层变化的信息，在岩性判断，层位卡取等方面是常规录井手段的有益补充，特别在碳酸盐岩，膏岩，火山岩等特殊岩性的识别上具有其他方法不可比拟的优势；X射线荧光分析法属于无损分析法，试样可反复多次测量，结果重现性好，分析速度快、精度高，通过几分钟的测量，就可获得岩石中各元素的含量组成。

该检测分析法需要在真空条件下进行检测，所以现有的岩石元素分析仪均为单样品分析，分析设备内部缺少自动持续送样机构，因此，需要人工操作实现送样和取样，不仅分析效率低，且不断人工开启分析设备，容易污染真空室。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多样品可真空检测的岩石元素分析仪，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种多样品可真空检测的岩石元素分析仪，包括机体、位于机体顶部的X光管和X探测器、真空系统、位于机体后侧的控制系统以及设置于机体内的送样机构和与其相配合的样品室组合体，X光管正下方设有检测室座，送样机构包括转盘、驱动转盘旋转的旋转送样电机、升降系统以及与升降系统同步升降的送样顶座，样品室组合体放置于转盘上，送样顶座位于检测室座正下方，送样检测动作时，送样顶座上升，其上端部与位于其正上方的样品室组合体的下端面嵌接，并同步上行，将样品室组合体输送至检测室座的内腔，样品室组合体下部设有密封平面，当密封平面与检测室座下端面密封连接时，完成送样检测动作，样品室组合体和密封平面将检测室座的内腔封闭形成一密封真空腔，真空腔与真空系统连通。

优选地，转盘上环形均匀分布有N个样品托盘孔，分别对应N个检测工位，样品室组合体放置于转盘上并由样品托盘孔定位，位于检测室座正下方的检测工位上为目标检测工位。

更为优选地，样品室组合体包括放置于样品托盘孔内的样品托盘座和放置于样品托盘座上的样品盒，样品夹设于样品盒内，样品托盘座的上端面开设有定位样品盒下端的定位槽，其下端具有与直锥孔状的样品托盘孔相配合的锥形外圆周面。

进一步优选地，样品盒包括螺纹旋接的压环套和样品座，样品座上端面将样品压设于压环套内，样品座下端面凸起形成一手持体。

进一步优选地，样品托盘座包括固定并密封连接的样品托盘体和定位密封盘，样品托盘体上开设定位槽，且定位槽的槽壁上开设多个由样品托盘体上端面向下延伸的操作槽，定位密封盘下端具有锥形外圆周面，其上端平面为密封平面，且其下端端面开设有用于与送样顶座上端部相嵌接的连接槽。

进一步优选地，还包括与控制系统连接的零点瞄定器，零点瞄定器包括位于转盘下方的定位瞄准器和与转盘同步转动的瞄准块，定位瞄准器捕捉到瞄准块时，位于检测室座正下方的目标检测工位为零点检测工位，控制系统控制旋转送样电机以a角度进行定角度旋转，a＝360°/N。

进一步优选地，升降系统包括位于转盘一侧的升降轨架、沿升降轨架运动的升降座架、驱动升降座架升降的驱动丝杆以及驱动驱动丝杆转动的升降电机，升降电机与控制系统连接。

进一步优选地，转盘上圆周面上开设多个由其圆周面分别贯通样品托盘孔的让位槽，用于让位升降座架。

进一步优选地，真空系统与控制系统连接，其包括真空泵、连接真空泵和真空腔的抽真空回路、用于真空腔泄压的真空腔阀以及用于真空泵泄压的真空泵阀，抽真空回路上还设有控制其通断的连接阀和位于连接阀与真空腔之间的真空表。

与现有技术相比，本实用新型的岩石元素分析仪具有以下的有益效果：

1、在分析仪内部设置位于检测系统前端自动送样机构，采用转盘方式进行送样，每次可装载N个样品，转盘旋转切换检测工位以自动换样，送样顶座升降进行自动送样，送样到位后自动抽真空并进入检测程序，因此，可实现多个样品的连续送样和分析，且检测流程自动化，操作人员可在样品分析时进行其他工作，减少了操作人员在仪器旁的等待时间，并且减少放样窗的开启频率，防止现场灰尘带到元素分析仪器上，保证了仪器的稳定运行和分析数据的可靠性；

2、与该分析仪和送样机构相适应的样品室组合体由样品托盘座和样品盒接触组成，样品盒装载样品操作简单，经螺纹旋紧后装载可靠，样品托盘座具有多重定位作用，且加工性能好。

附图说明

图1为本实用新型的内部立体结构示意图；

图2为本实用新型的内部结构侧视图；

图3为本实用新型的内部结构主视图；

图4为检测状态下样品室组合体位于真空腔内的结构示意图；

图5为本实用新型的后视图。

图中：01、机体；02、X光管；03、X探测器；04、检测室座；41、真空嘴；42、真空腔；05、样品室组合体；51、压环套；52、样品托盘体；521、操作槽；53、样品座；54、定位密封盘；541、连接槽；06、转盘；61、让位槽；62、样品托盘孔；07、旋转送样电机；08、真空泵阀；09、高压电源；10、管路固定座；11、真空腔阀；12、连接阀；13、升降系统；131、升降轨架；132、升降电机；133、驱动丝杆；134、升降座架；14、送样顶座；15、零点瞄定器；151、瞄准块；152、定位瞄准器；16、密封圈；17、样品；18、控制系统；19、真空表。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型最佳实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-5所示的一种多样品可真空检测的岩石元素分析仪，其包括机体01、机架、位于机体01顶部的X光管02和X探测器03、真空系统、位于机体01内的线性电源和高压电源09、以及位于机体01后侧的控制系统18，其中，X探测器03为SDD探测器，其由线性电源供电，检测样品17被激发出的特征X射线，通过多通道分析器将采集的X荧光数据发送给与检测系统连接的外部计算机，从而定性和定量分析样品17中的元素种类和含量，X光管02由高压电源09供电，再次参照图1，X光管02位于用于放置待检样品17的检测室座04正上方，X光管02与X探测器03成90°设置，并采用上照射方式，最大限度减少激发X射线对X荧光的影响，同时减少样品17掉灰对X探测器03和X光管02的影响；

分析仪还包括设置于机体01内的送样机构和与其相配合使用的样品室组合体05，送样机构实现旋转换样和纵向送样动作，其包括转盘06、驱动转盘06旋转的旋转送样电机07、升降系统13以及与升降系统13同步升降的送样顶座14，旋转送样电机07固定在机架上，送样顶座14位于检测室座04正下方，转盘06上环形均匀分布有N个样品托盘孔62，N≥3，分别对应N个检测工位，因此，单次可同时预装载N个样品17，通过样品室组合体05放置于转盘06上并分别由样品托盘孔62定位在相应工位，转至目标检测工位时，其上的样品室组合体05位于检测室座04正下方，检测室座04、送样顶座14和目标检测工位上的样品室组合体05三者位于同一中轴线上，在送样动作时，送样顶座14在升降系统13的驱动下上升，其上端的锥台端面与样品室组合体05下端面嵌接连接，将样品室组合体05稳定顶起离开转盘06，并同步上行将样品室组合体05装载在检测室座04的检测内腔，当样品室组合体05上的密封平面与检测室座04下端面密封连接时完成上行动作，检测室座04的内腔与密封平面密封连接形成一密封的真空腔42，真空腔42通过检测室座04上的真空嘴41与真空系统连通；

其中，升降系统13包括位于转盘06一侧的升降轨架131、沿升降轨架131运动的升降座架134、驱动升降座架134升降的驱动丝杆133以及驱动驱动丝杆133转动的升降电机132，旋转送样电机07、升降电机132均为闭环控制电机，并与控制系统18连接，此外，转盘06上开设有由其圆周面贯通样品托盘孔62的让位槽61，用于让位升降座架134；

作为进一步的技术方案，为了适应自动送样分析仪的检测需求，与送样机构配合使用的样品室组合体05包括插设放置于样品托盘孔62内的样品托盘座和放置于样品托盘座上的样品盒，再次参照图4，样品17压设于样品盒内，为了便于装载样品17，样品盒包括螺纹旋接的压环套51和样品座53，压环套51上端开设有内环孔，并在内环孔内形成内凸台面，X射线由压环套51的内环孔投射在样品17上，样品17夹设于样品座53上端面和压环套51内凸台面之间，样品座53下端部凸起形成一手持体，便于旋转装样取样，样品托盘座上端面开设有定位和容纳样品盒下端的定位槽，其下端具有与直锥孔状的样品托盘孔62相配合的锥形外圆周面。

作为进一步的技术方案，为了提高样品托盘座的定位精度和加工性能，样品托盘座由样品托盘体52和定位密封盘54两部分组装而成，定位密封盘54下端具有锥形外圆周面，用于与直锥形的样品托盘孔62内配合定位，其上端平面为密封平面，与检测室座04下端面的密封圈16接触并压力密封，定位密封盘54下端面还开设有用于与送样顶座14相适应的连接槽541，连接槽541为锥形槽状，与送样顶座14的锥台端面配合连接，定位槽位于样品托盘体52上，且定位槽的槽壁上开设多个由样品托盘体52上端面向下延伸的操作槽521，操作槽521可供手指伸入取出样品托盘体52上的样品盒。

作为进一步的技术方案，为了便于标记样品17及检测工位，并提高旋转送样的精度，分析仪还设置有与控制系统18连接的零点瞄定器15，如图3所示，零点瞄定器15包括固定在机架上的定位瞄准器152和与转盘06同步转动的瞄准块151，定位瞄准器152固定不动并位于转盘06下方，在安装瞄准块151时，需要预设一零点检测工位，即定位瞄准器152捕捉到瞄准块151时，位于检测室座04正下方的目标检测工位，因此，外部计算器可根据零点检测工位为基点顺时针或逆时针地对N个检测工位进行编号，以便于其配对对应检测工位的样品17与数据，控制系统18将定位瞄准器152的零点捕捉信号反馈，以便于计算机校准和记录，此外控制系统18根据预设的转角量控制旋转送样电机07以a角度进行定角度旋转，以持续自动送样，a＝360°/N，其中旋转送样电机07为定角度旋转的闭环控制步进电机。

作为进一步的技术方案，为了减少真空系统中的真空泵运行时间，以提高其寿命，减少能源消耗，真空系统包括连接真空泵和真空腔42的抽真空回路、用于真空腔42泄压的真空腔阀11以及用于真空泵泄压的真空泵阀08，抽真空回路管路通过管路固定座10固定在机体01内，抽真空回路上还设有控制其通断的连接阀12和位于连接阀12与真空腔42之间的真空表19，当升降系统13完成送样动作时，控制系统18切通连接阀12并启动真空泵，对真空腔42进行抽真空，当真空表19检测到真空度达到设定值时，关闭连接阀12，采用静态保持法保持真空腔42真空，保证了真空度的高稳定性，关闭真空泵，控制系统18切通真空泵阀08泄压，恢复真空泵压力，避免了反油事故的发生，分析完成后，控制系统18切通真空腔阀11，恢复真空腔42压力，然后先后启动升降电机132和旋转送样电机07实现自动换样。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种多样品可真空检测的岩石元素分析仪，其特征在于：包括机体、位于机体顶部的X光管和X探测器、真空系统、位于所述机体后侧的控制系统以及设置于所述机体内的送样机构和与其相配合的样品室组合体，所述X光管正下方设有检测室座，所述送样机构包括转盘、驱动所述转盘旋转的旋转送样电机、升降系统以及与所述升降系统同步升降的送样顶座，所述样品室组合体放置于所述转盘上，所述送样顶座位于所述检测室座正下方，送样检测动作时，所述送样顶座上升，其上端部与位于其正上方的所述样品室组合体的下端面嵌接，并同步上行，将所述样品室组合体输送至所述检测室座的内腔，所述样品室组合体下部设有密封平面，当所述密封平面与所述检测室座下端面密封连接时，完成送样检测动作，所述样品室组合体和所述密封平面将所述检测室座的内腔封闭形成一密封真空腔，所述真空腔与所述真空系统连通。

2.根据权利要求1所述的岩石元素分析仪，其特征在于：所述转盘上环形均匀分布有N个样品托盘孔，分别对应N个检测工位，所述样品室组合体放置于所述转盘上并由所述样品托盘孔定位，位于所述检测室座正下方的所述检测工位上为目标检测工位。

3.根据权利要求2所述的岩石元素分析仪，其特征在于：所述样品室组合体包括放置于所述样品托盘孔内的样品托盘座和放置于所述样品托盘座上的样品盒，样品夹设于所述样品盒内，所述样品托盘座的上端面开设有定位所述样品盒下端的定位槽，其下端具有与直锥孔状的所述样品托盘孔相配合的锥形外圆周面。

4.根据权利要求3所述的岩石元素分析仪，其特征在于：所述样品盒包括螺纹旋接的压环套和样品座，所述样品座上端面将样品压设于所述压环套内，所述样品座下端面凸起形成一手持体。

5.根据权利要求4所述的岩石元素分析仪，其特征在于：所述样品托盘座包括固定并密封连接的样品托盘体和定位密封盘，所述样品托盘体上开设所述定位槽，且所述定位槽的槽壁上开设多个由所述样品托盘体上端面向下延伸的操作槽，所述定位密封盘下端具有所述锥形外圆周面，其上端平面为所述密封平面，且其下端端面开设有用于与所述送样顶座上端部相嵌接的连接槽。

6.根据权利要求2所述的岩石元素分析仪，其特征在于：进一步包括与所述控制系统连接的零点瞄定器，零点瞄定器包括位于所述转盘下方的定位瞄准器和与所述转盘同步转动的瞄准块，所述定位瞄准器捕捉到所述瞄准块时，位于所述检测室座正下方的目标检测工位为零点检测工位，所述控制系统控制所述旋转送样电机以a角度进行定角度旋转，a＝360°/N。

7.根据权利要求2所述的岩石元素分析仪，其特征在于：所述升降系统包括位于所述转盘一侧的升降轨架、沿所述升降轨架运动的升降座架、驱动所述升降座架升降的驱动丝杆以及驱动所述驱动丝杆转动的升降电机，所述升降电机与所述控制系统连接。

8.根据权利要求7所述的岩石元素分析仪，其特征在于：所述转盘上圆周面上开设多个由其圆周面分别贯通所述样品托盘孔的让位槽，用于让位所述升降座架。

9.根据权利要求1所述的岩石元素分析仪，其特征在于：所述真空系统与所述控制系统连接，其包括真空泵、连接所述真空泵和所述真空腔的抽真空回路、用于所述真空腔泄压的真空腔阀以及用于所述真空泵泄压的真空泵阀，所述抽真空回路上还设有控制其通断的连接阀和位于所述连接阀与所述真空腔之间的真空表。

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