SU1549323A1 - Устройство дл рентгенофлуоресцентного анализа - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к приборам , с помощью которых провод т иссле довани  с использованием  дерно-физических методов. Цель изобретени  - повышение экспрессности перестройки на разные энергетические диапазоны. Устройство содержит рентгеновскую трубку 1, прободержатель 2, коллин м .сЧ матор 3, сборку 4 с кристаллами 10, защитный экран 5 и полупроводниковый детектор 6, а сборка - корпус с радиальными пазами 8, держатели у кристаллов 10, кольцо 11 со спиральной канавкой, нарезанной на обращенной к прободержателю стороне, ручку 12, прижимную прокладку 13, гибкую ст жку , шайбу и гайку 16. Держатель кристалла имеет цилиндрический выступ 17 дл  его сопр жени  с кольцом. Пр моугольные кристаллы с одной сточенной боковой гранью, шарнирно закрепленные в держателе, стыкуютс  внахлест и плотно прижимаютс  друг к другу с помощью гибкой ст жки, образу  непрерывную цилиндрическую отражающую поверхность независимо от ра9 DODUUUU1 /г

Description

Изобретение относитс  к приборам, помощью которых провод т исследоани  с использованием  дерно-физиеских методов.

Целью изобретени   вл етс  повышеие экспрессности перестройки на разые энергетические диапазоны.

На фиг.1 изображено предложенное стройство, общий вид; на фиг.2 - 0 борка в разрезе; на фиг.З - отдельные элементы сборки; на фиг. - держатель кристаллов, общий вид.

Устройство содержит рентгеновскую трубку 1, установленные по ходу излу- 55 чени  прободержатель 2, коллиматор 3, сборку ) с кристаллами, защитный очран 5 и полупроводниковый детектор Ь, а сборка содержит корпус 7 с радиальными пазами 8, держатели 9 крис- „ таллов 10, кольцо 11 со спиральной канавкой, нарезанной на обращенной к прободержателю стороне, ручку 12, прокладку 13, гибкую ст жку , шайбу 15 и гайку 16. На пр моугольной направл ющей держател  кристалла имеетс  цилиндрический выступ 17, который входит а спиральную канавку кольца, обеспечива  сопр жение между .держателем 9 и кольцом 11. Кристалл 10 закреплен в держателе при помощи уголков 18. Каждый кристалл снабжен ребром жесткости 1lj. Кристаллы закреплены в держател х, которые перемещаютс  вдоль радиально выполненных ., пазов корпуса кристаллодержател  одновременно и с одинаковой скоростью. Держатель кристалла выполнен в виде вилки с пр моугольной направл ющей, к которой прикреплен цилиндрический выступ. Этот выступ входит в спиральную канавку, нарезанную на обращенной к прободержателю стороне цилиндрического кольца, заложенного в корпус кристаллодержател . Вращение кольца приводит к перемещению выступов по канавке и, следовательно, к перемещению держателей с кристаллами вдоль радиальных пазов корпуса крис35

О

50

, 5

О

0

таллодержател . Рассто ние от цилиндрического выступа до задней стенки пр моугольной направл ющей задано таким образом, что кристаллы образуют цилиндрическую поверхность строго определенного радиуса. Направл юща  iперемещаетс  вдоль радиального паза по посадке скольжени . Аналогично перемещаетс  и цилиндрический выступ вдоль спиральной канавки. Сопр жение этих элементов устройства при посадке скольжени  исключает искажение поверхности, образуемой кристаллами. Уплотн юща  прокладка, заложенна  в корпус со стороны, обращенной к прободержателю, исключает вертикальный люфт и св занное с ним искажение формы поверхности. С целью получени  непрерывной цилиндрической поверхности кристаллы стыкуютс  друг с другом внахлест . Поперечный размер кристалла обеспечивает такую стыковку в рабочем диапазоне изменени  радиуса сборки . У каждого кристалла бокова  грань сточена под углом. Поэтому величина угла стачивани  соответствует углу между соседними кристаллами, реализуемому при максимальном радиусе сборки. В результате отражающие поверхности состыкованных кристаллов обеспечивают построение необходимой дл  работы устройства поверхности в форме правильного многоугольника,  вл ющегос  в реальных услови х аппроксимацией цилиндрической поверхности, К каждому кристаллу прикреплены два уголка, вставленные своими штифтами в отверсти  на концах вилки держател . Кристаллы закреплены в держателе шарнирно, то есть вращаютс  вместе с уголками вокруг оси, проход щей через отверсти  на концах вилки. По неотражающим (обратным) сторонам кристаллов пропущена гибка  ст жка, закрепленна  на них эз счет силы уп-- ругого нат жени . Она обеспечивает наиболее плотный контакт (стыковку) между кристаллами независимо от рддиуса сборки. Кроме того, к неотражающей поверхности каждого кристалла прикреплено pebpo жесткости, позвол ющее увеличить величину допустимой нагрузки на поверхность кристалла и предотвратить его разрушение вследствие механического давлени  гибкой ст жки. Дл  увеличени  устойчивости креплени  гибкой ст жки в каждом ребре жесткости сделана канавка, в которую она утоплено. В описываемом устройстве источник рентгеновского излучени  и полупроводниковый детектор жестко закреплены, поэтому угол Брэгга 0 , а следовательно, и энерги  настройки устройства завис т только от радиуса сборки. Амплитуда изменени  радиуса сборки зависит от соотношени  между минимальным и максимальным радиусами спиральной канавки . Это соотношение обеспечивает изменение радиуса сборки, необходимое дл  перестройки устройства в требуемом энергетическом диапазоне. Рентгеновское флюоресцентное излучение исследуемого элемента пробы , закрепленной в прободержателе 2,% возбуждаетс  излучением рентгеновс- кой трубки 1 и совместно с излучением рентгеновской трубки, рассе нным этой пробой, падает под углом 0 на поверхность кристаллов 10. Кристаллы осуществл ют предварительную селекцию по энергии излучени  от пробы на основе Брэгговского отраже10

15

20

25

30

35

зом,.чтобы он оЬеспечивал нужный дл  настройки на этот диапазон угол Брэгга 6 . Дл  этого вращают кольцо 11 со спиральной канавкой при помощ ручки 12. При движении по спирали держатели У с кристаллами 10 переме щаютс  по радиальным пазам 8 корпус 7 одновременно и с одинаковой скоростью , что приводит к изменению ра диуса сборки кристаллов, л следовательно , и энергии настройки устройс ва. Стыковка кристаллов внахлест ис ключает по вление просветов между н ми при увеличении радиуса и св занном с эти уменьшении ее светосилы. При этом кристаллы поворачиваютс  вокруг оси, проход щей через точки их креплени , плотно прижима сь все врем  друг к другу под действием гибкой ст жки. Дл  осуществлени  пе рестройки на нужную энергию при непрерывной работе устройства в его кон струкцию введен указатель 20, про- градуированный в единицах энергии, базируемый на внешней стороне корпуса кристаллодержател . % Дл  анализа на содержание р да элементов создано устройство, которое содержит мощную рентгеновскую трубку ЬХЬ - / с золотым анодом, кристаллодержатель с кристаллами, Si (Li; детектор с площадью поверхности 30 мм2, а кристаллодержатель содержит корпус, изготовленный из оргстекла с радиальными пазами ширини  и, таким образом, частично подав- ной 5 мм (36 шт), в который вложено

л ют регистрацию рассе нного пробой излучени  рентгеновской трубки. Защитный экран 5 предназначен дл  защиты детектора 6 от пр мого излучени  пробы. Регистраци  отраженного излучени  осуществл етс  блоком детектировани  с полупроводниковым кристаллом. Рентгеновска  трубка 1 и детектор 6 жестко закреплены, а кристаллы в кристаллодержателе у всегда установлены между ними таким образом, что рассто ние коллиматор - кристалл и кристалл - детектор равны друг другу. В этом случае радиус сборки определ ет угол Брэг га 0 , а следовательно, длп данного типа кристалла и энергетический диапазон излучени , регистрируемый детектором Ь.

При перестройке устройства на другой энергетический диапазон измен ют радиус соорки кристаллов таким обра

5

0

5

0

5

зом,.чтобы он оЬеспечивал нужный дл  настройки на этот диапазон угол Брэгга 6 . Дл  этого вращают кольцо 11 со спиральной канавкой при помощи ручки 12. При движении по спирали держатели У с кристаллами 10 перемещаютс  по радиальным пазам 8 корпуса 7 одновременно и с одинаковой скоростью , что приводит к изменению радиуса сборки кристаллов, л следовательно , и энергии настройки устройства . Стыковка кристаллов внахлест исключает по вление просветов между ними при увеличении радиуса и св занном с эти уменьшении ее светосилы. При этом кристаллы поворачиваютс  вокруг оси, проход щей через точки их креплени , плотно прижима сь все врем  друг к другу под действием гибкой ст жки. Дл  осуществлени  перестройки на нужную энергию при непрерывной работе устройства в его конструкцию введен указатель 20, про- градуированный в единицах энергии, базируемый на внешней стороне корпуса кристаллодержател . % Дл  анализа на содержание р да элементов создано устройство, которое содержит мощную рентгеновскую трубку ЬХЬ - / с золотым анодом, кристаллодержатель с кристаллами, Si (Li; детектор с площадью поверхности 30 мм2, а кристаллодержатель содержит корпус, изготовленный из оргстекла с радиальными пазами шириной 5 мм (36 шт), в который вложено

0

5

0

5

фторопластовое кольцо со спиральной канавкой {глубина и ширина канавки 5 мм, шаг спирали 10 мм). Держатель кристалла, цилиндрический выступ и уголки, к которым приклеиваетс  кристалл, изготовлены из оргстекла, а гибка  ст жка - из резиновой ленты. Кристаллы пирографита (36 шт) имеют следующие размеры: ширина 6 мм, длина 3 мм и толщина 0,3 мм. Одна бокова  грань каждого кристалла сточена таким оораэом, что угол между ней и отражающей поверхностью кристалла составл ет 10°. Ребро жесткости изготовлено из оргстекла (ширина 2 мм, длина 3 мм, толщины 2 мм) и приклеено к неотражающей поверхности кристалла . Графит обладает очень низким

коэффициентом трени , олагодар  чему 1i

не происходит ухудшение отра кающих

свойств кристалла, обусловленного движением одного из них по поверхности

другого. О данном устройстве рассто ни  коллиматор - кристалл и кристалл детектор равны 7 мм, а радиус сборки кристаллов измен етс  в пределах от 13,5 мм до 33,5 мм. Это позвол ет осуществл ть перестройку устройства в энергетической области (,,3) кэВ, содержащей аналитические К линии элементов от титана до германи .

Испытани  устройства показали, что процесс перестройки упростилс  и занимает не более 2D с, что позвол ет повысить производительность в три раза. Устройство компактно, что позвол ет обеспечить простую и надежную защиту от неиспользуемого излучени  и создать безопасные услови  труда при его эксплуатации.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  рентгенофлуорес- центного анализа, содержащее источник рентгеновского излучени , установленные по ходу излучени  пробо

   5

   0

   5

   держатель, коллиматор, сборка с держател ми кристаллов, размещенна  на цилиндрическом основании, и полупроводниковый детектор, отличающеес  тем, что, с целью повышени  экспрессности перестройки на разные энергетические диапазоны, сборка выполнена в виде толстостенного цилиндра с радиальными пазами дл  размещени  держателей кристаллов, на стороне основани , обращенной к про бодержателю, выполнена спиральна  канавка с минимальным радиусом, не меньшим максимального радиуса сборки кристаллов, держатели кристаллов снабжены направл ющей с выступом дл  установки в спиральной канавке, кристаллы изготовлены в виде пр моуголь- |Ных пластин с фаской на длинных гран х , установлены между собой внахлест из услови  обеспечени  непрерывной цилиндрической поверхности и поджаты гибкой ст жкой, при этом они укреплены в держател х шарнирно с возможностью вращени  и снабжены ребром жесткости.

   11 1$

   Фт.1

   15 IS

   $

   V

   и

   czЈ6«/si