一种便携式金属元素分析仪制造技术

本实用新型专利技术一种便携式金属元素分析仪，对矿石中各种金属元素的组成成分以及相应含量根据莫塞莱定律，通过计算机对矿石中各金属元素被激发出的特征Ｘ射线谱进行分析，获得矿石中含有的金属元素，以及各种金属元素的含量。放射源与探测器通过屏蔽准直器，经过多道脉冲信号处理，将最后的特征Ｘ射线谱保存，即时或一段时间后通过ＵＳＢ接口传输到笔记本电脑中，通过解谱软件对谱形进行分析，最终获得矿石含有金属元素的种类以及含量。本仪表可以在野外直接对矿石进行测量，携带、使用方便，准确度高。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种金属元素分析装置，具体说涉及一种x射线分析检测 仪表。
技术介绍
目前有色金属行业的野外探矿、采矿， 一般都是勘探人员在野外进行实地采 样，然后带回实验室进行破碎、研磨、筛分，然后进行化学分析。通过矿样的元 素含量数据以及取样地点的分布，确定矿脉，或者决定是否值得开采。但是在采 样时，无法确切知道该处矿石的元素含量，只能通过经验判断，结果造成了很多 有用元素含量低的矿石被采集处理，造成浪费，还耽误了时间。而目前已有的手持式X射线荧光分析仪，主要针对几种特定元素(多为Cd、 Cr、 Pb、 Hg、 Br)的含量进行分析，不能对矿石中含有哪些未知元素进行分析。 而且所采用的激发源是X射线管，在工作时需要几万伏的工作电压，给手持操 作者带来一定的危险性，并且增加了电源消耗量，减少了无外接电源条件下的使 用时间。此外所采用的探測器也多为正比计数管，能量分辨率不高，测量分析精 度低。
技术实现思路
针对以上问题，本技术提供一种携带方便的，能够直接分析出矿石中金 属元素，具有较高能量分辨率的矿石金属元素分析检测装置。本技术所采用的技术方案是 一种便携式金属元素分析仪在制有提手 的提手壳体(9)上装有USB接口 (8)、測量按钮(7),在壳体内下部装有屏蔽 准直器(3),在屏蔽准直器(3)中装有射线遮挡体(4)，屏蔽准直器(3)内壁 制有扇形孔(31),在射线遮挡体(4)的内端开有一扇形孔(41)，放射源(1) 安装在射线遮挡体(4)上方，在屏蔽准直器(3)另一側装有探測器(2)，在放 射源(1) 一俩装有电池(6),在探溯器(2) —側装有电路板(5)，电池(6) 输出端联接电路板(5)的电源输入端，电路板(5)的电源输出端联接探測器(2),探测器(2)的信号输出端联接电路板(5)的信号输入端，电路板(5)的信号 输出端通过USB输出接口 (8)联接计算机(10)。本技术的一种便携式金属元素分析仪是根据不同元素的特征X射线的 能量与该元素的原子序数平方呈一定的线性关系，通过检测矿石中各元素被激发 出的特征X射线的能量，分辨出含有哪些元素种类；通过该元素特征X射线的 强度，分析出该元素的含量。将放射源与探測器按照一定的相对位置固定在辐射准直屏蔽装置内，保证二 者的夹角小于60度。辐射准直屏蔽体由重金属铅构成，能够对射线进行很好的 遮挡作用。辐射准直屏蔽体在固定放射源位置前装有一个射线遮挡体，射线遮挡体可以 抽动，并在内端开有一扇形孔，当射线遮挡体被向外抽动后，扇形孔正对放射源， 射线可成扇面辐射，同时抽出的射线遮挡体触发仪表的总电源开关，探測器电源 开始启动，并开始对探測器进行制冷。当射线遮挡体向内抽动至起始位置后，扇 型孔移开放射源，射线无法辐射出仪表，总电源关闭。辐射准直屏蔽装置在探测器前面开有一扇形孔。分别在放射源及探測器前面 开扇形孔的目的，是为了使探測器下方的被分析物质能够被测量到一定的面积。 在扇形孔中，覆盖一层轻金属隔离层，将铅遮挡住，可以避免辐射准直屏蔽装置 中的铅受射线激发而发出特征X射线影响仪表測量。在仪表的底端，装有一个中空的塑料制支撑板，保证在測量的时候，被分析 物质相对放射源以及探測器的位置是一定的。测量时，将射线遮挡体向外抽动，触发仪表总电源，再将仪表平稳的放置于 被测量物体上，或者手持将仪表紧贴被测量物的外表面。此时放射源发出的射线 辐射到被測量物上，激发出物体中各种元素的特征X荧光，并被探测器所接收。 待状态稳定后，按下仪表提手前方的測量按钮，仪表开始测量。测量开始，探測器信号处理电路开始工作，将探测器输出的信号进行处理， 形成幅度与探测器接收到的射线能量成正比关系的脉冲信号，并对脉冲幅度分辨 识别，相同幅度脉冲的总数量被累加在一起，最终形成一个横轴为脉冲幅度(对 应能量)、纵轴为脉冲个数的图谱。由仪表内部的计时电路开始计时，測量时间达到预设的时间长度后，測量结束。仪表将最终获得到的图谱存储在电路中的存储单元。即时或一段时间后通过USB接口传输给笔记本电脑，再由笔记本电脑中预装的执行程序来对图谱进行 分析处理。通过对图谱中各个峰位的道址确定，推算出对应特征X荧光射线的能量， 根据特征X荧光的能量与不同元素的对应关系，确定被测量物中含有哪些元素。通过峰面积依据如下经验公式来确定该元素的含量//: 其中&为该元素的第f个特征X射线峰面积；Sb为放射源射线散射峰面积。A、5、 C为待定系数。这些系数的确定，可以通过对对应不同元素含量配比的模拟 样片的測量^t行标定。具体标定方法为通过对不同模拟样片的渊量，记录下相应某元素的含量以及该元素的第f个特征X射线峰面积s,及放射源射线散射峰面积通过常规的非线性拟合方法，获得公式中的待定系数A、 J5、 C即可。对图谱中峰位道址与能量的对应关系，可以通过如下定标方式来判断 通过对A、 B两种已知不同元素的測量，可以分别得到相应特征峰位道址ATa和JVb，它们分别对应着A、 B元素的特征X射线能量五a、 ￡B。则道址W与能量￡的对应关系可以根据如下公式确定f = ￡rgB x 〃 + ￡AWB-￡BWA本技术的特点在于结构简单，易于操作，便于携带，使用电池供电，可 以对测量到的图谱进行保存，待返回后输入电脑处理，或随时传输到笔记本电脑 中分析处理，特别适合于野外使用。本技术主要适用于有色金属野外探矿，也可以使用于料堆、矿仓中对矿 石、矿粉的成分及元素含量分析。附图说明图1是本技术的结构示意图图2是图1中的A—A视图的射线遮挡体抽动效果示意图 图中l放射源，2探測器，3屏蔽准直器，4射线遮挡体，5电路板，6电 池，7测量按钮，8USB输出接口， 9提手壳体，IO计算机，31屏蔽准直器扇孔，41射线遮挡体扇形孔，42隔离层。具体实施方式结合附图具体说明本技术的结构和使用方法。结构见图l。在制有提手壳体9上装有測量按钮7，在提手壳体9后方装有USB输出接 口 8, USB输出接口 8联接计算机10，在壳体内下部，装有屏蔽准直器3，在 屏蔽准直器3中开有扇形孔31，屏蔽准直器3由重金属制成屏蔽体，在屏蔽准 直器扇形孔31内壁上覆有2mm厚铝质隔离层，开扇形孔的目的是使放射源1 发出的射线能够辐照到被測量物一定的面积，内倒放一铝层的目的是为了减少屏 蔽准直器3中的铅被激发出的特征X射线对測量带来影响。在屏蔽准直器3中 固定放射源1和探测器2，屏蔽准直器3对放射源1发出的射线进行屏蔽防护， 使射线只能在一定的空间范围内传播，对探渕器2进行防护，使放射源1发出的 射线不能直接照射到探渕器2上，只有被渊量物受激发后发出的各种特征X射 线才能被探測器2接收到。激发源采用同位素放射源，无需供电，适合野外作业; 探测器采用高性能、电制冷的Si-PIN检測器，通过电制冷能够在常温状态下具 有较高的能量分辨率。在屏蔽准直器3中装有射线遮挡体4，安装位置在放射源1的下方。在射线 遮挡体4的内端开有射线遮挡体扇形孔41，射线遮挡体4由重金属制成屏蔽体, 在扇形孔内壁上覆有轻金属的隔离层42,射线遮挡体4由铅制成，扇形孔内壁 的隔离层42为2mm厚的铝壳，其作用与屏蔽准直器3中扇形孔的作用相同。射线遮挡体4可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便携式金属元素分析仪，其特征在于：在制有提手的提手壳体（９）上装有ＵＳＢ接口（８）、测量按钮（７），在壳体内下部装有屏蔽准直器（３），在屏蔽准直器（３）中装有射线遮挡体（４），屏蔽准直器（３）内壁制有扇形孔（３１），在射线遮挡体（４）的内端开有一扇形孔，放射源（１）安装在射线遮挡体（４）上方，在屏蔽准直器（３）另一侧装有探测器（２），在放射源（１）一侧装有电池（６），在探测器（２）一侧装有电路板（５），电池（６）输出端联接电路板（５）的电源输入端，电路板（５）的电源输出端联接探测器（２），探测器（２）的信号输出端联接电路板（５）的信号输入端，电路板（５）的信号输出端由ＵＳＢ输出接口（８）联接计算机（１０）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，龚亚林，侯朝勤，尹毅强，卢元利，尹德有，尚庆敏，刘辉，周洪军，赵晶，李岩峰，于海明，蒋宝庆，
申请(专利权)人：丹东东方测控技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：21[中国|辽宁]