X荧光分析系统中光管电压和电流监测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种X荧光分析系统中多通道电压监测装置，非常适用于利用X荧光仪器过程中，对仪器工作状态下X射线光管的管压、管流进行监测。
【背景技术】
[0002]核技术是现代科学技术的重要组成部分，是当代最主要的尖端技术之一，也是社会现代化的标志之一。自1948年出现了第一台商品性的波长色散X射线荧光分析仪以来，X射线荧光分析技术发展迅速。20世纪90年代以来，随着电子技术和计算机的飞速发展，X射线荧光分析仪现已由单一的波长色散X射线荧光分析仪发展成拥有波长色散、能量色散、同步辐射和质子X射线分析仪等一大家族。我国学者为满足生产和科研工作的需要，引进了众多的一流X射线荧光光谱仪，有利地推动了我国X荧光光谱分析的发展。X射线荧光分析技术的使用已经渗透到了科学研宄、医学、农业、工业等各个领域。目前，世界上有近100个国家在进行X射线荧光分析技术的开发和利用。经过60多年的发展，X射线荧光分析产业取得了日益明显的经济效益。2014年统计数据显示，全球X射线荧光分析产业的年产值已经超过1000亿美元。
[0003]随着X射线焚光分析技术的发展，X射线焚光分析仪器的研制也一直受到人们广泛的关注。在X射线荧光分析仪器的使用过程中，测试人员希望获取最可靠的样品分析结果。考虑到X射线荧光分析仪器工作过程中需要X射线光管工作于稳定状态，包括X射线管高压电压和高压电流参数都应该在规定的正常范围内。任何一个部位出现故障，都可能直接影响分析结果，甚至导致严重的生产事故。另外，X射线荧光分析仪进行样品分析需要的时间较短，短时间内即可完成大量样品的分析，但是分析结果没有包含X射线荧光分析仪各重要部分的工作状态数据，不能判断仪器的工作状态指标是否处于正常范围，难以保证分析结果的可靠性。鉴于国内X射线荧光分析仪器产业巨大的市场潜力和良好的应用前景，研制一种安全可靠、精确度高、价格便宜的X荧光分析系统中光管电压和电流监测装置显得非常迫切。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于克服上述技术的不足，提供一种X荧光分析系统中光管电压和电流监测装置，该装置针对目前X射线荧光分析仪对仪器内X射线光管需要进行工作状态指标监测的应用要求，将信号调理电路、ADC模块、Cortex-M3处理器、实时时钟模块、SD卡存储模块以及LCD模块采用系统化设计，构成一个可完成监测仪器内X射线光管工作状态指标的综合系统，具有结构简单、价格低廉、精确度高、保障仪器工作于正常状态等优点。
[0005]为能达到上述发明目的，所采用的技术方案是:一种X荧光分析系统中光管电压和电流监测装置，包括管压信号调理电路、管流信号调理电路、ADC模块、Cortex-M3处理器、实时时钟模块、SD卡存储模块以及LCD模块。所述管压信号调理电路用于把被测X射线光管高压电压值调整到0V~3.3V范围内；所述管压信号调理电路与ADCl模块连接；所述管流信号调理电路用于把被测X射线光管高压电流值转换为电压值，并调整到0V~3.3V范围内；所述管流信号调理电路与ADC2模块连接；所述ADC1、ADC2模块是Cortex-M3处理器内部集成模块；所述Cortex-M3处理器控制ADC1、ADC2模块，完成对管压、管流信号调理电路输出信号的模数转换；所述Cortex-M3处理器与实时时钟模块、SD卡存储模块和LCD模块连接；所述实时时钟模块用于提供Cortex-M3处理器时钟信息；所述SD卡存储模块用于存储Cortex-M3处理器的数据处理结果和时钟信息；所述IXD模块用于显示Cortex_M3处理器的数据处理结果和时钟信息；所述Cortex-M3处理器通过USB接口与PC机系统连接；所述PC机系统用于获取SD卡存储模块存储的数据。
[0006]按照本实用新型提供的X荧光分析系统中多通道电压监测装置，其特征在于:采用Cortex-M3处理器内部集成的2个独立ADC模块完成对管压、管流信号调理电路输出信号的模数转换。
[0007]按照本实用新型提供的X荧光分析系统中多通道电压监测装置，其特征在于:采用SD卡存储模块存储CorteX-M3处理器获取的数据和时钟信息。
[0008]按照本实用新型提供的X荧光分析系统中多通道电压监测装置，其特征在于:采用LCD同时显示管压、管流信号采集结果和时钟信息。
[0009]按照本实用新型提供的X荧光分析系统中多通道电压监测装置，其特征在于:采用USB方式访问SD卡，读取SD卡存储的数据信息。
[0010]通过上面的叙述可以看出，本实用新型具有以下优点:在结构设计上，采用一体化设计方案，方便现场安装和维护；在系统设计上，采用信号调理电路把被测电压信号值调整到0V~3.3V范围内，把被测电流信号值转换为电压信号并调整到0V~3.3V范围内，利用微处理器内部集成的2个独立的12位精度ADC模块采集数据，同时与LCD模块、SD卡存储模块进行一体化设计；在功能设计上，完成监测仪器内部X射线光管工作状态指标的同时，将检测信息与样品分析数据同步保存，在仪器工作于无人值守的自动分析模式下，便于测试人员判断各次分析数据是否准确可靠；在技术指标上，微处理器内部集成2个独立的12位精度的ADC模块同时工作，采样率可达IMHz，装置处理结果精确度达到lmV。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型提供的X荧光分析系统中多通道电压监测装置的模块连接原理图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本实用新型作进一步描述:
[0013]图1为本实用新型提供的X荧光分析系统中多通道电压监测装置的模块连接原理图。如图中所示，一种X荧光分析系统中光管电压和电流监测装置，包括管压信号调理电路、管流信号调理电路、ADC模块、Cortex-M3处理器、实时时钟模块、SD卡存储模块以及IXD模块。所述管压信号调理电路用于把被测X射线光管高压电压值调整到0V~3.3V范围内；所述管压信号调理电路与ADCl模块连接；所述管流信号调理电路用于把被测X射线光管高压电流值转换为电压值，并调整到0V~3.3V范围内；所述管流信号调理电路与ADC2模块连接；所述ADCl、ADC2模块是Cortex-M3处理器内部集成模块；所述Cortex_M3处理器控制ADCl、ADC2模块，完成对管压、管流信号调理电路输出信号的模数转换；所述Cortex-M3处理器与实时时钟模块、SD卡存储模块和LCD模块连接；所述实时时钟模块用于提供CorteX-M3处理器时钟信息；所述SD卡存储模块用于存储Cortex-M3处理器的数据处理结果和时钟信息；所述IXD模块用于显示Cortex-M3处理器的数据处理结果和时钟信息；所述Cortex_M3处理器通过USB接口与PC机系统连接；所述PC机系统用于获取SD卡存储模块存储的数据。
[0014]装置的使用分为3个步骤。第一步，在使用X荧光分析仪的过程中，首先启动X荧光分析仪，等待仪器自检完成，同时完成光管电压和电流监测装置初始化检测；然后，光管电压和电流监测装置把监测结果显示到LCD上；最后，由测试人员判断X荧光分析仪X射线光管工作状态指标是否处于正常范围，监测结果正常，进行下一步操作，反之，测试人员应该联系仪器维护检修人员进行维修，同时光管电压和电流监测装置将监测结果存入SD卡，为仪器维修工作提供参考数据。第二步，完成第一步操作后，测试人员可以进行样品分析任务，光管电压和电流监测装置监测数据与X荧光分析仪分析结果同步保存；第三步，完成第二步操作后，测试人员利用PC机读取光管电压和电流监测装置保存到SD卡的数据，与X荧光分析仪的分析结论结合，判定样品分析数据的可靠性。
[0015]虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是本领域普通技术人员在所附权利要求的范围内不需要创作性劳动就能做出的各种变形或修改仍属本专利的保护范围。
【主权项】
1.X荧光分析系统中光管电压和电流监测装置，包括管压信号调理电路、管流信号调理电路、ADC模块、Cortex-M3处理器、实时时钟模块、SD卡存储模块以及LCD模块；所述管压信号调理电路用于把被测X射线光管高压电压值调整到0V~3.3V范围内；所述管压信号调理电路与ADCl模块连接；所述管流信号调理电路用于把被测X射线光管高压电流值转换为电压值，并调整到0V~3.3V范围内；所述管流信号调理电路与ADC2模块连接；所述ADC1、ADC2模块是Cortex-M3处理器内部集成模块；所述Cortex_M3处理器控制ADCl、ADC2模块，完成对管压、管流信号调理电路输出信号的模数转换；所述CorteX-M3处理器与实时时钟模块、SD卡存储模块和LCD模块连接；所述实时时钟模块用于提供CorteX-M3处理器时钟信息；所述SD卡存储模块用于存储Cortex-M3处理器的数据处理结果和时钟信息；所述IXD模块用于显示Cortex-M3处理器的数据处理结果和时钟信息；所述Cortex-M3处理器通过USB接口与PC机系统连接；所述PC机系统用于获取SD卡存储模块存储的数据。
2.根据权利要求1所述的X荧光分析系统中光管电压和电流监测装置，其特征在于:采用Cortex-M3处理器内部集成的2个独立ADC模块完成对管压、管流信号调理电路输出信号的模数转换。
3.根据权利要求1所述的X荧光分析系统中光管电压和电流监测装置，其特征在于:采用SD卡存储模块存储Cortex-M3处理器获取的数据和时钟信息。
4.根据权利要求1所述的X荧光分析系统中光管电压和电流监测装置，其特征在于:采用LCD同时显示管压、管流信号采集结果和时钟信息。
5.根据权利要求1所述的X荧光分析系统中光管电压和电流监测装置，其特征在于:采用USB方式访问SD卡，读取SD卡存储的数据信息。
【专利摘要】本实用新型公开了一种X荧光分析系统中光管电压和电流监测装置，包括管压信号调理电路、管流信号调理电路、ADC模块、Cortex-M3处理器、实时时钟模块、SD卡存储模块以及LCD模块；所述管压信号调理电路与ADC1模块连接；所述管流信号调理电路与ADC2模块连接；所述Cortex-M3处理器与实时时钟模块、SD卡存储模块和LCD模块连接；所述LCD模块用于显示Cortex-M3处理器的数据处理结果和时钟信息；所述Cortex-M3处理器通过USB接口与PC机系统连接；该X荧光分析系统中光管电压和电流监测装置非常适用于核仪器研发领域内的X射线光管工作管压、管流监测，具有结构简单、价格低廉、效率高、保障分析数据可靠等优点。
【IPC分类】G01R19-25
【公开号】CN204422643
【申请号】CN201520118341
【发明人】赵祥, 周伟, 周建斌, 王敏, 刘易, 周靖, 喻杰, 郝宽
【申请人】成都理工大学
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年2月27日