一种超低硫检测的X荧光分析仪的制作方法

文档序号:14898705发布日期:2018-07-10 16:03阅读:194来源:国知局

本实用新型涉及到一种分析仪,尤其是涉及到一种超低硫检测的X荧光分析仪。



背景技术:

X荧光测硫仪传统上采用正比计数管探测器,本公司的实用新型专利《一种超低硫检测的X荧光分析仪》(专利号:2013202203336)就是这种传统测硫仪的典型代表,国标《石油和石油产品硫含量的测定能量色散X射线荧光光谱法》(GB/T 17040-2008)中就是采用该类型的X荧光测硫仪。该类型的X荧光测硫仪采用正比计数管探测器,其缺点是其分辨率差,相邻元素不能分辨率、重原子系数的元素如铅、锌、锰、铁不能检测,探测器的铍窗太厚,对硫元素的灵敏度低,还有它采用5KV电压激发,X射线发生器的功率小,最大功率只有5W,激发元素效率低,因此最低检测限只能达到50ppm,对低含量的硫不能检测,因此不能满足欧5标准的汽油中的硫含量检测到小于10ppm的要求。

为此,随着探测器技术的发展,到2015年后,FAST-SDD电制冷探测器的各项技术性能得到了大幅度,特别是对硫等轻元素的灵敏度提高了10倍以上。本专利所推出的超低硫检测的X荧光分析仪就是采用了最新的、高性能的FAST-SDD电制冷探测器,并采用了自动控制的滤光片及准直器、大功率X射线激发装置、上照式激发等技术,使该仪器对硫的分析下限大大降低,分析精度大大提高,分析元素含量范围大大加宽,可以实用于石油产品、化工等含量中超低硫的快速检测。



技术实现要素:

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种能够检测到1ppm超低含量的、高精度的硫含量分析仪器。

本实用新型所要解决的技术问题可以采用如下技术方案来实现:

一种超低硫检测的X荧光分析仪,包括激发光源装置、信号探测装置、信号处理装置以及滤光控制装置,其特征在于,该分析仪还包括样品上照方式测试装置、嵌入式计算机控制系统以及单片机控制器;

所述样品上照方式测试装置包括用于放置待测样品的样品托板以及设置在所述样品托板一端用于驱动该样品托板移动的驱动电机;

所述激发光源装置设置在所述样品上照方式测试装置一侧的上方,所述信号探测装置设置在所述样品上照方式测试装置另一侧的上方于激发光源装置的最佳反射角的位置上;所述信号处理装置设置在所述信号探测装置的一端并与所述嵌入式计算机控制系统的一端连接;所述激发光源装置与所述样品上照方式测试装置通过所述单片机控制器与所述嵌入式计算机控制系统连接;所述滤光控制装置设置在所述激发光源装置与所述样品上照方式测试装置之间。

在本实用新型的一个优选实施例中,所述激发光源装置包括X射线发生器以及高压发生器。

在本实用新型的一个优选实施例中,所述信号探测装置包括FAST-SDD电制冷探测器以及探测器电源,所述FAST-SDD电制冷探测器位于所述X射线发生器激发射线的最佳反射角的位置上,与所述探测器电源的一端连接;在所述FAST-SDD电制冷探测器上设置有USB接口、RS232串口、以太网通信接口。

在本实用新型的一个优选实施例中,所述信号处理装置包括一端与所述FAST-SDD电制冷探测器连接的放大器、一端与所述放大器连接的模数转换器以及与一端所述模数转换器连接的单片机。

在本实用新型的一个优选实施例中,所述滤光控制装置包括设置在所述X射线发生器前端的滤光片以及设置在所述滤光片一端的驱动电机。

在本实用新型的一个优选实施例中,所述嵌入式计算机控制系统包括嵌入式计算机以及设置在所述计算机上的显示器,在所述嵌入式计算机上设置有USB接口、RS232串口、以太网通信接口多种功能,将所述单片机接口获取的多道数据传入嵌入式计算机。

在本实用新型的一个优选实施例中,在所述嵌入式计算机上还连接有微型打印机以及采用无线连接的方式连接有鼠标、键盘。

由于采用上述技术方案,本实用新型的有益效果是:

1、本实用新型具有样品上照方式测试装置,采用上侧为X射线发生器及FAST-SDD电制冷探测器,而下侧为样品的方式,液体样品定量装入样品杯,样品杯上液面直接受照射激发方式,最高效率测量油品中的硫等轻元素;

2、本实用新型采用内置嵌入式一体化计算机,集成一体化设计方式,可以提高抗干扰能力,减少外界的影响,并且安装操作方便;

3、本实用新型探测器采用国际最新FAST-SDD电制冷探测器,具有高分辨率,超高计数率,对分析元素的高灵敏度和检出限。

附图说明

图1为本实用新型一种超低硫检测的X荧光分析仪的结构示意图。

图2为本实用新型一种超低硫检测的X荧光分析仪的样品上照方式测试装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

参见图1所示,图中给出的是一种超低硫检测的X荧光分析仪,包括激发光源装置100、信号探测装置200、信号处理装置300、滤光控制装置400、样品上照方式测试装置500、嵌入式计算机控制系统600以及单片机控制器700。

激发光源装置100设置在样品上照方式测试装置500一侧的上方,信号探测装置200设置在样品上照方式测试装置500另一侧的上方于激发光源装置100的最佳反射角的位置上;信号处理装置300设置在信号探测装置200的一端并与嵌入式计算机控制系统600的一端连接;激发光源装置100与样品上照方式测试装置500通过单片机控制器700与嵌入式计算机控制系统600连接;滤光控制装置400设置在激发光源装置100与样品上照方式测试装置500之间。

激发光源装置100包括X射线发生器110以及高压发生器120,X射线发生器110连接在高压发生器120上,高压发生器120连接在单片机控制器700上;以高压65KV的正高压X射线发生器110作为激发源,该X射线发生器110采用Be(铍)窗厚度为75微米的韧致辐射型﹑低功率﹑自然冷却﹑高寿命的X光管,并根据实际应用需要选择Rh(铑靶)靶材;X射线发生器110采用正高压激发,激发与测试条件采用计算机数码控制与显示。在激发光源装置100中,X射线发生器110的电压与电流采用自动数码控制及显示,X射线稳定度:0.3%/8小时,电压范围:0V至65kV连续可调,电流范围:0mA至1mA连续可调。

信号探测装置200包括FAST-SDD电制冷探测器210以及探测器电源220,FAST-SDD电制冷探测器210位于X射线发生器110激发射线的最佳反射角的位置上,与探测器电源220的一端连接;在FAST-SDD电制冷探测器210上设置有USB接口、RS232串口、以太网通信接口;该电制冷探测器选用美国AMPTEK公司最先进的具有高分辨率、超高计数率的FAST-SDD电制冷探测器,需要在低温下(-40℃)工作,低温需要由半导体制冷方式提供。该FAST-SDD电制冷探测器无需液氮冷却,Be(铍窗)厚度为7.5微米,对55Fe 5.9keV的X射线在计数率为100000CPS时的分辨率为130eV,它具有高灵敏度与分辨率,使一般样品在200秒内,可以得到满意的结果。

信号处理装置300包括与FAST-SDD电制冷探测器210连接的放大器310、一与放大器310连接的模数转换器320以及一与模数转换器320连接的单片机330,特征X射线进入FAST-SDD电制冷探测器210产生脉冲信号,经过放大器310的放大与脉冲成形,送入模数转换器320,模数转换器320将模拟信号转换成数字量,送入单片机330,单片机330通过通讯方式把数据发送给嵌入式计算机进行处理。

滤光控制装置400包括设置在X射线发生器110前端的滤光片410以及设置在滤光片410一端的驱动电机420;滤光片410用于降低待测元素的本底,提高分析元素的灵敏度及检出限。该滤光片410采用合适的滤光片,可以提高特定元素的分析灵敏度,使分析下限达到PPM级,本实施例中配备4个滤光片以适应不同的分析要求,从X射线发生器110产生的初级X射线通过滤光片410后直接激发样品上照方式测试装置500上的待测样品,通过选择激发条件更能获得最佳的分析结果。

参见图2所示,样品上照方式测试装置500包括用于放置待测样品10的样品托板510以及设置在样品托板510一端用于驱动该样品托板510移动的驱动电机520,激发光源装置100及信号探测装置200设置在上方,而待测样品10放在下方,样品放置在可移动样品托板520上,样品托板520采用驱动电机520进行移动,送入样品室测量位置。

嵌入式计算机控制系统600包括嵌入式计算机以及设置在计算机上的显示器,在嵌入式计算机上设置有USB接口、RS232串口、以太网通信接口多种功能,通过USB接口或以太网通信方式把获取多道数据的分析结果传输给计算机进行显示及处理;在嵌入式计算机上还连接有微型打印机610以及采用无线连接的方式连接有鼠标、键盘620、630,计算机由于是嵌入到仪器的前面板上的,因此鼠标及键盘采用外置无线蓝牙方式,进行通讯,用于减少数据接口链接的复杂性,降低故障率。

工作时,把装有油品的样品杯直接放置于样品上照方式测试装置500的测试位置上,X射线发生器110发出X射线经过滤光片410后激发测量样品,使测量样品中各个元素的原子中的核外电子(特别是K层电子)受激发而放出,并且在原来位置产生一个空穴,此时外层电子(特别是L层电子)就会填充这个空穴位置,多余的能量就以特征X射线的形式放出,这些特征X射线进入FAST-SDD电制冷探测器210产生脉冲信号,经过放大器310的放大与脉冲成形,送入模数转换器320,模数转换器320将模拟信号转换成数字量,送入单片机330,单片机330通过通讯方式把数据发送给嵌入式计算机进行处理。

通过现场实际分析结果验证,本实用新型具有分析速度快、使用方便、精度高、成本低、故障率低、测量时间短的优点,可快速分析含量低达1ppm的硫含量,完全达到了预期的目的。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解,本实用新型不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理,在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及同等物界定。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1