能量色散x射线荧光光谱仪的温控装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及X射线荧光分析领域，特别涉及一种根据环境温度动态控制能量色散X射线荧光光谱仪温度的装置及方法。
【背景技术】
[0002]能量色散X射线荧光光谱仪是一种通过激发源激发待测物质的特征X射线，并用检测器检测该特征X射线的能量与相应强度，进行元素的定性、定量分析的仪器。常用的激发源包括X射线管、放射性核素、同步辐射光源以及质子激发源，其中X射线管因其自身的安全性、可调性等优势被广泛使用。
[0003]X射线管功率一般在几瓦到上百瓦不等，功率不高，每次激发不会产生过高热量，故而，能量色散X射线荧光光谱仪大多采用自然散热，少量采用风冷散热，但存在以下缺陷:
[0004]1、不能满足长时间激发的需求
[0005]近来，能量色散X射线荧光光谱仪越来越多被应用于对痕量元素的检测，待测物质的元素浓度极低，需要延长激发时间从而提高灵敏度。X射线管功率虽小，但长时间激发且仅采用自然散热或风冷散热，使得热量不能及时散出，仪器存在较大风险，且X射线管性能变差。
[0006]2、不能满足探测器的散热需求
[0007]能量色散X射线荧光光谱仪中一般采用半导体探测器，内部装有TEC进行制冷，以提高探测器的分辨率。但TEC制冷过程中也会产生热量，导致探测器外壳及附近环境温度升高，而TEC制冷能力有限，在外部温度上升到一定温度后，内部TEC将无法继续维持设定的制冷温度，导致探测器性能变差，不稳定。
【发明内容】
[0008]为了解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种结构简单、精确温控、适用性强、性能稳定的能量色散X射线荧光光谱仪的温控装置。
[0009]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
[0010]一种能量色散X射线荧光光谱仪的温控装置，包括:发热模块，所述温控装置进一步包括:
[0011]导热结构，所述导热结构连接发热模块和制冷器；
[0012]制冷器，所述制冷器对所述导热结构和发热模块制冷；
[0013]散热器，所述散热器与所述制冷器相连；
[0014]温度传感器，所述温度传感器监测环境温度和所述发热模块的温度；
[0015]控制模块，所述控制模块连接所述发热模块、温度传感器、散热器和制冷器。
[0016]进一步，所述温控装置进一步包括:环境湿度传感器。
[0017]进一步，所述发热模块为X射线管或/和探测器。
[0018]进一步，所述导热结构由导热材料制成，所述导热材料可以是导热硅脂、导热垫片、导热胶、导热凝胶或导热相变材料。
[0019]进一步，所述散热器可以是风冷散热器或水冷散热器。
[0020]作为优选，所述散热器是散热片或散热棒。
[0021]进一步，所述制冷器可以是TEC制冷器、涡旋制冷器或压缩机制冷器。
[0022]作为优选，所述制冷器可以是TEC制冷器。
[0023]本发明还提供一种能量色散X射线荧光光谱仪的温控方法，包括以下步骤:
[0024](Al)温度传感器监测环境温度和所述发热模块的温度，将温度信息反馈至控制模块；
[0025](A2)所述控制模块协调散热器和制冷器共同工作，将发热模块温度控制在环境温度与发热模块最高温度上限之间。
[0026]作为优选，所述步骤(A2)中，控制所述发热模块温度与环境温度保持一致。
[0027]进一步，所述温控方法采用前述任一所述的温控装置对温度进行控制。
[0028]作为优选，所述温控方法进一步包括以下步骤:
[0029](BI)环境湿度传感器监测环境湿度，所述控制模块接收环境湿度信息；
[0030](B2)环境湿度较高时，所述控制模块协调散热器和制冷器共同工作，将发热模块温度控制在环境温度与发热模块最高温度上限之间；环境湿度较低时，所述控制模块控制发热模块温度在露点温度和环境温度之间。
[0031]进一步，所述步骤(B2)中，环境湿度较高时，控制模块控制所述发热模块温度在温度M与最高温度上限之间。
[0032]作为优选，所述温度M至少超过环境温度5°C。
[0033]作为优选，所述环境温度为每次X射线管激发之前，控制模块控制环境温度传感器反馈的激发前10秒内的环境温度。
[0034]与现有技术相比，本发明具有的有益效果为:
[0035]1、结构简单、精确温控、适用性强:
[0036]本发明提供的温控装置结构简单，对X射线管或/和探测器进行精确控温，使得能量色散X射线荧光光谱仪不仅适用于一般元素分析，同样适用于需要长时间激发、检测的痕量元素的分析。
[0037]2、性能稳定，分析结果准确:
[0038]通过精确的温控设计，使得X射线荧光光谱仪在工作过程中性能稳定。一方面，增加X射线管的单次激发时间，获得更平滑的光谱；另一方面保证探测器内维持在设定的制冷温度，保证探测器的良好分辨率，改进探测器的稳定性，从而确保分析结果的准确性、可靠性。
【附图说明】
[0039]图1是实施例2对应的X射线荧光光谱仪的温控装置的结构示意图；
[0040]图2是实施例3对应的X射线荧光光谱仪的温控装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0041]实施例1
[0042]本实施例提供一种能量色散X射线荧光光谱仪的温控装置，包括:发热模块，所述温控装置进一步包括:
[0043]导热结构，所述导热结构连接发热模块和制冷器；
[0044]制冷器，所述制冷器对所述导热结构和发热模块制冷；
[0045]散热器，所述散热器与所述制冷器相连；
[0046]温度传感器，所述温度传感器监测环境温度和所述发热模块的温度；
[0047]控制模块，所述控制模块连接所述发热模块、温度传感器、散热器和制冷器。
[0048]进一步，所述温控装置进一步包括:环境湿度传感器。
[0049]进一步，所述发热模块为X射线管或/和探测器。
[0050]进一步，所述导热结构由导热材料制成，所述导热材料可以是导热硅脂、导热垫片、导热胶、导热凝胶或导热相变材料。
[0051]进一步，所述散热器可以是风冷散热器或水冷散热器。
[0052]优选地，所述散热器是散热片或散热棒。
[0053]优选地，述制冷器可以是TEC制冷器、涡旋制冷器或压缩机制冷器。
[0054]本实施例还提供一种能量色散X射线荧光光谱仪的温控方法，包括以下步骤:
[0055](Al)温度传感器监测环境温度和所述发热模块的温度，将温度信息反馈至控制模块；
[0056](A2)所述控制模块协调散热器和制冷器共同工作，将发热模块温度控制在环境温度与发热模块最高温度上限之间。
[0057]作为优选，所述步骤(A2)中，控制所述发热模块温度与环境温度保持一致。
[0058]进一步，所述温控方法采用前述任一所述的温控装置对温度进行控制。
[0059]作为优选，所述温控方法进一步包括以下步骤:
[0060](BI)环境湿度传感器监测环境湿度，所述控制模块接收环境湿度信息；
[0061](B2)环境湿度较高时，所述控制模块协调散热器和制冷器共同工作，将发热模块温度控制在环境温度与发热模块最高温度上限之间；环境湿度较低时，所述控制模块控制发热模块温度在露点温度和环境温度之间。
[0062]进一步，在所述步骤(B2)中，环境湿度彡70% RH时，所述控制模块控制所述发热模块温度在温度M与发热模块温度上限之间。
[0063]进一步，所述温度M至少超过环境温度5°C。
[0064]作为优选，环境湿度在40 % RH与70 % RH之间时，所述控制模块控制所述发热模块温度与环境温度保持一致。
[0065]作为优选，所述环境温度为每次X射线管激发之前，控制模块控制环境温度传感器反馈的激发前10秒内的环境温度。
[0066]与现有技术相比，本发明具有的有益效果为:
[0067]1、结构简单、精确温控、适用性强:
[0068]本发明提供的温控装置结构简单，对X射线管或/和探测器进行精确控温，使得能量色散X射线荧光光谱仪不仅适用于一般元素分析，同样适用于