CN2927044Y - 新型x荧光能量色散光谱仪 - Google Patents

Abstract

一种新型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放射系统、探测器系统、以及信号处理系统，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，再传输到电脑中，其特征在于：所述机身为箱体形状，该箱体包括箱体外壳、箱盖、以及箱体内腔，其中，所述箱体内腔分为两层，上层为样品腔，下层则放置有探测器、光源放射系统和信号处理系统。

Description

新型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，尤其是一种检测结果准确且方便用户使用和检测的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，有的并没有内置摄像头。这样在测量过程中无法观察样品，进而无法正确判断样品中接受检测的部位，这对于一些非均质物质和一些检测部位非常微小的样品来说十分不便，还很有可能造成误测。

二、目前市场上推出的其他X荧光光谱仪，有的虽然已经内置摄像头，但是没有光路增强系统，导致画面十分浑浊模糊，光线很差，在检测一些微小的部件时，很难观察清楚，对测量是一种干扰。

三、目前市场上推出的X荧光光谱仪，有些测量RoHS的软件是又其他软件改编而来，操作界面十分繁复，对操作人员的要求很高，给仪器购买商造成了不小的麻烦。

四、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。

五、目前市场上推出的X荧光光谱仪，样品腔普遍都较小。测量小物件时可以满足需求，一旦客户提供的是大物件时，就只能对样品进行拆分了。这样就破坏了X荧光“无损”的优势。

六、目前市场上推出的X荧光光谱仪，在移动样品时完全依靠手工操作。在移动距离很小时，很难达到微调的效果。

发明内容

为了克服上述X荧光光谱仪的众多缺点，本实用新型的目是提供一种新型X荧光能量色散光谱仪，该仪器通过设置多个新型结构来实现多种新的功能。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种新型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放射系统、探测器系统、以及信号处理系统，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，再传输到电脑中，其特征在于：所述机身为箱体形状，该箱体包括箱体外壳、箱盖、以及箱体内腔，其中，所述箱体内腔分为两层，上层为样品腔，下层则放置有探测器、光源放射系统和信号处理系统。

所述箱盖打开后，该箱盖由气撑支持，该打开后的箱盖与移动平台包围形成一用于放置样品的样品腔。

所述移动平台包括移动平台台面、双层导向滑轨、操纵杆，导向齿条、移动平台支撑和支撑钢球。使用时，用户可以从X与Y轴两个方向操纵操纵杆，操纵杆通过导向齿条带动双层导向滑轨移动，便可实现移动平台台面纵、横方向的移动。从而精确定位样品，给客户提供方便。

所述样品腔的三个不同方向设有抽拉门、抽拉门滑轨和弹簧滚轴，通过抽拉门滑轨的自由推拉完成样品腔的伸展，所述弹簧滚轴与抽拉式壳体采用铅橡皮连接。

所述移动平台装置的下方设有高清晰摄像头。

所述箱体内腔下层包括一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、固定座、准直器支板、准直器导轨条、隔板、滤光片支架、滤光片导轨条，由两个小型电机的转动带动上述两个导轨条完成自动切换功能，其中，左边电机齿轮带动准直器导轨条调节透光范围大小，右边电机齿轮带动滤光片导轨条更换滤光片的材质。

所述箱体外壳下方设有工作指示灯和电源开关，以方便用户操作。

另外，为了方便用户更好地观察样品，在所述摄像头旁边的光管上设有照明灯，以增强光线。

本实用新型的有益效果是：1.内置高清晰摄像头，方便用户随时检测样品；2.独特的照明灯设计增强光线，方便用户更好地观察样品；3.特别开发的RoHS测量软件，操作界面十分友好；4.自动切换的准直器和滤光片；5.超大样品腔，对样品尺寸基本无限制；6.在伸展样品腔时，独特的防射线逸散装置，最大程度提供安全的保证；7.精准的移动平台，更精确方便地调节样品位置；8.半导体半硅片电制冷系统，摒弃液氮制冷；9.测量RoHS，电镀镀层，全元素分析，一机多用。

附图说明

图1本实用新型结构原理示意图

图2本实用新型的整体形状示意图

图3本实用新型箱体内腔下层结构示意图

图4本实用新型的样品腔伸展结构示意图

图5本实用新型的移动平台部分示意图：

图6本实用新型的移动平台部分分解示意图：

图7本实用新型的准直器和滤光片自动切换装置结构示意图

图8本实用新型的准直器和滤光片自动切换装置结构分解示意图

图9本实用新型使用软件的流程图

图中1.光管；2.传动电机；3.气撑；4.探测器；5.摄像头；6.抽拉门；7.抽拉门滑轨；62.弹簧滚轴；8.准直器和滤光器转换装置；9.箱体；91.箱体外壳；92.箱盖；93.箱体内腔；94.工作指示灯；95.电源开关；71.样品腔；72.移动平台台面；73.操纵杆；74双层导向滑轨；75.导向齿条；76.移动平台支撑和支撑钢球；81.准直器；82.固定座；83.准直器支板(齿条)；84.准直器导轨条；85.隔板；86.滤光片支架(齿条)；87.滤光片导轨条；101.样品；103.高压单元；105.打印机；106。电脑；107.信号处理系统。

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和图2所示，一种新型X荧光能量色散光谱仪，包括机身和与之相连的PC机(106)，其中，所述机身内安装有光源放射系统，探测器系统(4)、以及信号处理系统(107)，所述光源放射系统包括X光管(1)和高压单元(103)，光源放射系统发射出X射线，X射线作用在样品(101)上后，样品(101)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(4)所接收，分析转化为电信号，电信号经过信号处理系统(107)的处理，再传输到电脑(106)中，测量的结果保存到所需要的文件夹，并由打印机(105)打印出来，其特征在于：所述机身为箱体形状，所述箱体(9)包括箱体外壳(91)、箱盖(92)、以及箱体内腔(93)，所述光源放射系统、探测器系统、以及信号处理系统均固定于所述箱体内腔(93)内。

如图2、图3和图4所示，其中，所述箱体内腔分为两层，上层为放置样品的样品腔(71)，下层则放置有探测器(4)、光源放射系统和信号处理系统。

如图4所示，所述样品腔(71)包括一移动平台，所述箱盖(92)打开后，该箱盖(92)由气撑(3)支撑，该打开后的箱盖(92)与移动平台台面(72)包围形成一用于放置样品的上述样品腔(71)。

如图6所示，所述移动平台包括移动平台台面(72)、双层导向滑轨(74)、操纵杆(73)，导向齿条(75)、以及移动平台支撑和支撑钢球(76)。使用时，用户可以从X与Y轴两个方向操纵操纵杆(73)移动，操纵杆(73)通过导向齿条(75)带动双层导向滑轨(74)移动，便可实现移动平台台面(72)纵、横方向的移动。从而精确定位样品，给客户提供方便。

如图4所示：所述样品腔(71)的三个不同方向设有抽拉门(6)、抽拉门滑轨(7)和弹簧滚轴(62)，通过抽拉门滑轨(7)的自由推拉完成样品腔(71)的伸展，所述弹簧滚轴(62)与抽拉门(6)采用铅橡皮连接，使之伸缩自如。

如图6所示，所述移动平台支撑与支撑钢球(76)的下方为光管(1)，光管下方设有高清晰摄像头(5)，该高清晰摄像头(5)可以实现测试样品和观察样品同时进行，作到测试过程中的样品“直观化”，最大程度减少了出现不必要错误的可能性。

如图7和图8所示，所述箱体内腔(93)包括一准直器和滤光片自动切换装置(8)，该准直器和滤光片自动切换装置包括准直器(81)、固定座(82)、准直器支板(83)、准直器导轨条(84)、隔板(85)、滤光片支架(86)、和滤光片导轨条(87)，由两个小型电机(2)的转动带动上述两个导轨条(齿条)(84)和(87)完成自动切换功能，其中，左边电机齿轮带动准直器导轨条(84)调节透光范围大小，右边电机齿轮带动滤光片导轨条(87)更换滤光片的材质。

所述箱体外壳(91)下方设有工作指示灯(94)和电源开关(95)，以方便用户操作

又，如图9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 (7)

1.一种新型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放射系统、探测器系统、以及信号处理系统，光源放射系统发射出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，再传输到电脑中，其特征在于：所述机身为箱体形状，该箱体包括箱体外壳、箱盖、以及箱体内腔，其中，所述箱体内腔分为两层，上层为放置样品的样品腔，下层则放置有探测器系统、光源放射系统和信号处理系统。

2.如权利要求1所述的新型X荧光能量色散光谱仪，其特征在于：所述样品腔包括一移动平台，所述箱盖打开后，该箱盖由气撑支撑，该打开后的箱盖与移动平台台面包围形成一用于放置样品的上述样品腔。

3.如权利要求1或2所述的新型X荧光能量色散光谱仪，其特征在于：所述移动平台包括移动平台台面、双层导向滑轨、操纵杆，导向齿条、移动平台支撑和支撑钢球。

4.如权利要求1或2所述的新型X荧光能量色散光谱仪，其特征在于：所述样品腔的三个不同方向设有抽拉门、抽拉门滑轨和弹簧滚轴，通过抽拉门滑轨的自由推拉完成样品腔的伸展，所述弹簧滚轴与抽拉门采用铅橡皮连接。

5.如权利要求1或2所述的新型X荧光能量色散光谱仪，其特征在于：所述样品腔的下方设有高清晰摄像头。

6.如权利要求1或2所述的新型X荧光能量色散光谱仪，其特征在于：所述箱体内腔包括一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、固定座、准直器支板、准直器导轨条、隔板、滤光片支架、和滤光片导轨条，由两个小型电机的转动带动上述两个导轨条完成自动切换功能，其中，左边电机齿轮带动准直器导轨条调节透光范围大小，右边电机齿轮带动滤光片导轨条更换滤光片的材质。

7.如权利要求1或2所述的新型X荧光能量色散光谱仪，其特征在于：所述箱体外壳下方设有工作指示灯和电源开关。

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