可攜式同位素源x射線螢光儀穩譜裝置的製作方法

2023-10-11 09:02:44

專利名稱：：可攜式同位素源x射線螢光儀穩譜裝置的製作方法
技術領域：
：本發明適用於可攜式同位素源X射線螢光儀，利用該穩譜裝置，能克服儀器工作過程中受環境條件影響造成的譜漂移，從而保證議器工作狀態的一致性，進一步提高儀器在解決地質問題、找礦、勘探中的性能。根據查閱、檢索資料表明，在國內外核幅射類儀器中，特別是以NaI(Tl)晶體為檢測器的儀器。為克服譜漂移，已經採用或提出的穩譜方案有以下幾種(1)利用已知能量的參考源。是將參考源(如同位素源或發光二極體等)給出的信號選擇出來。通過對計數率的比較和調整管的調節使用，補償有關變化，使參考源給出的信號幅度不變，從而使欲測信號幅度也可穩定，達到穩譜的目的。(2)利用天然r射線譜中存在的能峰代替的參考源，其原理與上類似。(3)溫度控制裝置。大型航空、測井幅射儀利用溫度控制裝置，使探頭恆溫、減小溫度變化的影響。(4)溫度補償裝置。用於修正溫度變化引起的譜漂。但是，以上方案大多被r射線輻射儀採用。大型多道室內能量色散XRF分析儀常利用恆溫裝置和計算機解譜聯合方案。而可攜式同位素源X射線螢光儀由於其特殊性能，目前國內可攜式同位素源X射線螢光儀均未應用穩譜裝置。因此，這類儀器未能從根本上採取有效措施克服譜漂影響。查閱、檢索資料如下1、上海地質儀器廠FD-3022型微機化四道r能譜儀說明書。2、重慶地質儀器廠HYX-1型螢光分析儀說明書HYX-2型螢光分析儀說明書HYX-3型螢光分析儀說明書3、北京綜合儀器有關核幅射儀器產品說明書。4、西安海通原子能應用研究所HITOP900可攜式X螢光分析儀。5、7500Portable4kMultichanelAnalyzer說明書USA.6、Series35PlusMultichannelAnalyzer說明書USA.7、TheADCAMSystem-anMCBContainingahighperfor-manceADC，datamemoryandcomputerinferfaee說明書USA野外用可攜式同位素源X射線螢光儀的閃爍計數器受溫度影響大。NaI(Tl)閃爍體的溫度係數不線性，而且當輻射源射線能量不同時，其溫度係數也是不同的。我國地域遼闊，各地氣溫變化大，即使同一地區，其晝夜溫度差也有高達數十度的。試驗表明，儀器在25℃+15℃溫度範圍內工作，其譜線漂移可高達40%，而讀數變化可達一至二倍。而另一方面，儀器零件老化，空氣相對溫度變化等因素也造成一定程度譜漂移。現有採用的是用標準參考樣測出譜的位置，然後作漂移校正。採用這種校正方法精度差、工作效率低。因此導致現有的可攜式同位素源X射線螢光儀分析結果誤差大，已不能適應用作定量分析的發展趨勢。為了有效地克服分析結果誤差大的缺陷，發明了該穩譜裝置。穩譜裝置由產生單散峰的單元素片(圖1、1)、分析器(圖1、2)、分頻電路(圖1、3)，可逆定標器(圖1、4)、DAC(圖1、5)、螢光儀有關電路(圖1、A)、高壓調整管(圖1、B)組成。見圖1。該穩譜裝置實現穩譜的過程是儀器工作狀態下，將單元素片安放在可攜式同位素源X射線螢光儀的探頭上，穩譜電路被自動打開。由兩道分析器分別記錄單色散峰圖示部分的記數。當譜末漂移時，兩道記數相同，它們的計數送至8位可逆定標器，結果輸出值為零;如果譜發生漂移後，兩道計數不同，可逆定標器輸出端的數據給出控制信號，可以調整光電倍增管的高壓。也可以調整放大器的增益。該過程自動連續進行，直至將譜峰強行拉回預定位置，實現穩譜。和現有穩譜方法相比較，該穩譜裝置的優點和積極效果是1、該穩譜裝置適用於現有的可攜式同位素源X射線螢光儀，且不需要改變儀器線路和特性參數。由於可攜式同位素源X射線螢光儀是利用同位素X射線源照射樣品，所使用的同位素源要求強度大。如採用附加參考源的辦法，源太弱不起作用，源太強，現有電路指標已不滿足條件。因此可攜式同位素源X射線螢光儀利用附加參考源穩譜是不可取的。2、作為可攜式同位素源X射線螢光儀穩譜裝置內容之一的標準譜來源，無論是採用待測對象譜線作為標準譜，還是利用天然r射線譜中存在的能峰作為標準譜，都不能滿足其獨特要求。發明的該穩譜裝置則能滿足這些要求，並能很容易地安裝到儀器中去。3、該穩譜裝置功耗極小，成本低、能消除任何因素引起的譜漂移，由於採用了數字電路，大大提高了穩譜的精度，且對這種野外儀器不構成任何重量負擔。它克服了其它核幅射儀器採用的一些專為消除溫度影響而設計的穩譜裝置的局限性，是可攜式同位素源X射線螢光儀理想的穩譜裝置。4、該穩譜裝置選用了分頻器，能有效地忽略由放射性統計漲落而造成的讀數變化，從而消除放射性統計漲落對穩譜的影響該穩譜裝置已用於成都地質學院應用核技術研究所生產的84686型、88型可攜式同位素源X射線螢光儀。經過長期溫箱試驗和在野外工作結果表明在25℃+25℃的溫度變化範圍內，使譜漂移低於+1%。有效而又方便地解決了該儀器譜線漂移問題。圖1、穩譜裝置結構圖。圖中1、產生單色散峰的單元素片。圖中2、分析器。圖中3、分頻電路。圖中4、可逆定標器。圖中5、DAC。圖中A、X射線螢光儀有關電路。圖中B、高壓調整管圖2、穩譜裝置電路框圖。圖中A、X射線螢光儀分析電路。圖中B、調整管。圖中1、分頻器。圖中2、八位可逆定標器。圖中3、DAC。穩譜裝置的製作1、製作產生單色散峰的單元素片凡能經合適的同位素源照射後，在現有的探測器分辨水平下能產生一個單色散峰的任意單元素都可用來製作單元素片。如將分析純用的氧化銅粉末和聚乙烯粉20g經混勻熱壓成型即可成為238Pu源測量用的單元素片。熱壓溫度為100℃-200℃。單元素片一般規格為直徑30-60mm、厚度1-3mm。2、穩譜裝置電路，如圖二所示。權利要求1.一種可攜式同位素源X射線螢光儀的穩譜裝置，它主要包括產生單色散峰的單元素片、分頻器、可逆定標器、DAC電路。2.根據權利要求1所述穩譜裝置，特徵是產生單色散峰的單元素片的製作方法是將分析純用的氧化銅粉末和聚乙烯粉20g混勻、熱壓成型、熱壓溫度為100-200℃。單元素片的規格為直徑30-60mm、厚度1-3mm。3.根據權利要求1所述穩譜裝置，特徵是電路部分由分頻器、可逆定標器、DAC電路構成。全文摘要本發明提供了一種可攜式同位素源X射線螢光儀的穩譜裝置。其主要特徵在於採用該穩譜裝置、能克服儀器工作過程中受環境條件影響造成的譜漂移，使儀器在25℃+25℃的溫度變化範圍內、譜漂移低於+1％，保證儀器在任何情況下工作狀態的一致性，提高儀器在解決地質問題、找礦、勘探和冶金工業中的性能。穩譜裝置由單元素片、分析器、分頻器、可逆定標器、DAC電路構成。其特徵是穩譜性能好；易於安裝進儀器之中。文檔編號G01N23/223GK1064748SQ91107159公開日1992年9月23日申請日期1991年3月14日優先權日1991年3月14日發明者黃慎文,賴萬昌,度先國,劉磊申請人:成都地質學院應用核技術研究所