[发明专利]一种光谱仪的电子控制的流气体密度稳定装置

说明书

技术领域

本发明属于一种光谱仪的探测分析领域，特别涉及一种光谱仪的电子控制的流气体密度稳定装置。

背景技术

X射线荧光光谱仪主要由激发、色散、探测、记录及数据处理等单元组成。激发单元的作用是产生初级X射线。它由高压发生器和X光管组成。后者功率较大，用水和/或油冷却。色散单元的作用是将待测元素的特征荧光X射线单色化。它由样品室、狭缝、测角仪、分析晶体等部分组成。通过测角器以1∶2速度转动分析晶体和探测器，可在不同的布拉格角位置上测得不同波长的X射线而作元素的定性分析。探测器的作用是将X射线光子能量转化为电能，常用的有盖格计数管、正比计数管、闪烁计数管、半导体探测器等。记录单元由放大器、脉冲幅度分析器、显示部分组成。通过定标器的脉冲分析信号可以直接输入计算机，进行联机处理而得到被测元素的含量。

X射线光谱分析领域常常会采用气体正比计数器作为X射线检测装置，正比计数器内的充有工作气体，一般为混有一定比例的多原子气体的惰性气体。正比计数器的输出信号经过放大电路放大并经过单道或多道脉冲高度分析器进行处理得到入射线的谱峰。只有信号的幅度非常稳定，谱峰的位置才会稳定，才能对入射线的强度进行准确的测定。而根据正比计数器的工作原理，工作气体的密度直接影响到输出信号的幅度，所以正比计数器稳定工作的前提之一是工作气体的密度必须恒定。正比计数器通常分为两类，封闭式正比计数器和流气式正比计数器。封闭式正比计数器采用铍窗作为射线入射窗口，由于工作气体处于封闭的空间，气体密度当然不会发生变化，但由于有一定厚度的铍窗对入射X射线的衰减，封闭式正比计数器不适合测量能量较低的软X射线。而流气式正比计数器，由于采用有机薄膜材料作为X射线入射窗口，使其特别适合软X射线的测量。但由于采用有机薄膜窗口，窗口材料的微泄漏是不可避免的，气体密度不可能保持恒定，为了保持气体密度的恒定，需要不断补充工作气体。怎样控制补充工作气体的流量，才能保证恒定的气体密度，是个困难的技术。因为没有办法直接检测气体密度。

申请号为200810154563的专利《一种气囊式气体密度稳定器及其工作方法》公开了一种利用机械动平衡办法的密度稳定器。另一种方法是通过控制流气的压强来间接地控制流气密度，前提是气体压强检测和正比计数管必须保持在恒温环境。第一种方法机械加工精度要求高，控制精度难以掌握，调试难度大；第二种方法由于采用电子控制微流量阀来控制气体供给量，压强的控制精度可以达到很高，但要求恒温室保持很高的温度稳定性，一旦温度有波动或变化，必然造成工作气体密度的波动。尤其在仪器停机后开机阶段，由于需要等待恒温室完全达到温度平衡需要一段时间，在这段时间流气密度是不正确的，造成射线的谱峰位置偏离很大。或者恒温室温度控制目标如有修改，峰位也发生较大偏离，对X射线强度检测非常不利。

发明内容

本发明的日的是解决上述技术的不足，提出一种光谱仪的电子控制的流气体密度稳定装置；达到即可避免X射线光谱分析装置受温度的影响，同时又能使X射线光谱分析达到高精度的密度控制，最终稳定了流气正比探测器的谱峰位置，提高了X射线的测量稳定性的目的。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

采用密闭腔作为参考腔，密闭腔里预先冲入密度合适的工作气体或其他气体；密闭腔的气体压强可通过连接在密闭腔上的压力传感器监视；密闭腔安装有调节阀，可以通过继续充入或微量放气来调节密闭腔的压力到适合的值；工作气体通过微流量比例控制阀来控制输入到流动腔的气体流量；流动腔连接流气式正比计数管的工作腔；流动腔的气体有微流量针阀或微流量比例控制阀泄放；密闭腔和流动腔的压强差可通过微压差传感器检测或通过流动腔的气体压强与密闭腔的气体压强分别检测后相减得到；流动腔与密闭腔处于相同的温度下；通过电子控制回路或微处理器或计算机控制软件，通过调节往流动腔补充气体的微流量比例控制阀和/或控制流动腔气体泄放的微流量比例控制阀，使流动腔的气体压力与密闭腔的气体压力维持为0或设定值，来达到流动腔气体密度稳定的目的。即使恒温室温度尚未达到设定值，只要流气式正比计数器与密闭腔温度等同，气体密度仍然是恒定的。而通过对压差的精密控制，可以达到很高的控制精度。

所述密闭腔的压力通过绝对压力传感器、调节阀和二通截止阀调节，需要调节密闭腔的压强时，将调压工具与密闭腔二通截止阀连接，打开截止阀，连接气源，可对密闭腔进行充气，充气速率可通过调节阀控制，通过传感器监控密闭腔的压力到合适值。

所述密闭腔的压力高于工作压力时，先关闭调节阀，断开气源，在传感器的监视下，用调节阀缓慢放气到需要的值。