xrf光譜儀原理及維護(hù)(編輯修改稿)
2024-09-01 01:20 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 準(zhǔn) 確 度 : ?2? 優(yōu) 點(diǎn)： 速度快、精度高、 無(wú)機(jī)械誤差。 提高掃描速度和角度定位精度 DOPS定位原理 編碼光盤與軸直接固定 22條光柵刻線的像投影到光敏二極管上 ,產(chǎn)生一個(gè)信號(hào) 。 形成方波輸出 22條線平均，取樣頻 率 : 激光定位光學(xué)驅(qū)動(dòng)測(cè)角儀（ DOPS）由一光敏探頭（光電二極管組）、一個(gè)光發(fā)射 二極管光源、光源透鏡和石英振蕩器控制電路組成。編碼光盤共 720條刻痕，每?jī)? 條表示 ,為避免痕距偏差，以一組 22條刻痕的像經(jīng)透鏡投射道光電二極管，收集 頻率為 。監(jiān)控頻率為 ,每 5000個(gè)時(shí)鐘脈沖控制 。 4. 探測(cè)器工作原理 以光電效應(yīng)為基礎(chǔ)， 把 X射線光子轉(zhuǎn)換成可測(cè)量的電壓脈沖 .以達(dá)到檢測(cè) X射線光子的目的 . 1. 探測(cè)器不僅能將光子轉(zhuǎn)變成可以測(cè)量的脈沖，而且具有區(qū)分光子能 量大小的正比特性； 2. 常用的探測(cè)器有 :閃爍計(jì)數(shù)器、封閉型正比計(jì)數(shù)器和流氣式正比計(jì)數(shù)器。 正比計(jì)數(shù)器 的工作原理 入射窗口 陽(yáng)極絲 50μ m 放大器 出射窗口 將不可測(cè)量的光信號(hào)轉(zhuǎn)變成可測(cè)的脈沖信號(hào) + ? ? ? ? ? ? ? ? Ar Ar+ Ar+ e e e e e e e e e Ar+ Ar+ Ar+ Ar+ Ar+ Ar+ e Ar+ Ar氣原子電離 電位 :3ev Ar 氣放電原理 光電效應(yīng)： 一個(gè)入射光子使若干 Ar原子產(chǎn)生常規(guī)電離，形成 正負(fù)離子對(duì)， 電子 在電場(chǎng)作用下 ,獲得能量使更多原子電離，產(chǎn)生大約 106個(gè)電子形成 一次雪崩放電 , 然后在 CH4的淬滅作用下停止放電，從而形成一個(gè)電 壓脈沖。 EX 探測(cè)器能量正比特性 一個(gè)入射光子進(jìn)入探測(cè)器時(shí)形成的最大正負(fù)離子對(duì)的數(shù)量取決于一個(gè)放大因子，這個(gè)因子稱為放大倍數(shù)，可根據(jù)以下公式計(jì)算： g a s g a i nni o nE ??EP h o t 式中： n 最大正負(fù)離子對(duì)的數(shù)量； Ephot 為入射光子能量 ； Eion為 Ar 原子的電離能量； gas gain 是氣體的放大倍數(shù)，與探測(cè)器高壓有關(guān)。入射光子能量越高形成的正負(fù)離子對(duì)數(shù)量越大，輸出脈沖的幅度就越大。這 就是探測(cè)器的正比特性。 閃爍計(jì)數(shù)器 應(yīng)用范圍 重元素和短波輻射計(jì)數(shù)器，其適用范圍為 : ( 8 30 keV ) 光陰極 Be窗 閃爍晶體 倍增極 陽(yáng)極 放大器 各種探測(cè)器的應(yīng)用范圍 1. 流氣正比計(jì)數(shù)器 : 適用于輕元素和長(zhǎng)波輻射 12nm ( 15 keV )； 2. 封閉正比計(jì)數(shù)器 : 中間元素和中波長(zhǎng)輻射 6nm ( 11 keV )； 3. 閃爍計(jì)數(shù)器 : 重元素和短波輻射 ( – 30 kev )。 探測(cè)器 的脈沖高度分布 脈沖高度 分析器 的 主要 作用 是記錄每個(gè) 能量高度 間隔 內(nèi) 產(chǎn)生多少個(gè)脈沖 ？該脈沖 的 數(shù)目與譜線強(qiáng)度有關(guān) 。 檢測(cè)器和 脈沖高度 分析 器 區(qū)別不同能量譜線 光子 的能力稱為 能量 分辨率 。 脈沖高度分 析器的作用 分析器 上限甄別器 下限甄別器 反符合電路 輸入 輸出 脈沖高度選擇器由上限甄別器、下限甄別器、反符合電路等部分組成。 假設(shè)有三類脈沖進(jìn)入脈沖高度分析器： V1 、 V2 、 V3； V1V2V3 V3 V1 V2 V2 輸出 脈沖高度選擇原理 ? 當(dāng)脈沖輸入時(shí)，下限、上限甄別器都觸發(fā)，反符合電路無(wú)輸出 ,則 輸出端無(wú)輸出； ? 當(dāng)上下限甄別器均不觸發(fā)，反符合電路無(wú)輸出，則輸出端無(wú)輸出； ? 當(dāng)下限甄別器觸發(fā)，上限甄別器不觸發(fā)，反符合電路有輸出，則輸 出端有輸出。使幅度高于下限而低于上限的脈沖通過(guò)脈沖高度選擇 器 脈沖高度選擇器的作用 1. 只讓落在上電平甄別與下電平甄別間的脈沖通過(guò)計(jì)數(shù)電路 2. 排除不必要的脈沖如：低電壓噪音 。 晶體諧波 即 高次反射線脈 沖 ； 重元素高次線對(duì)輕元素一級(jí)線的干擾 。 晶體熒光及逃逸峰； 3. 扣除連續(xù)譜，降低背景強(qiáng)度，提高靈敏度。 脈沖高度分布曲線 平均脈沖高度 半高寬 LL UL 計(jì)數(shù)率 (Kcps) 脈沖幅度 (V) (FWHM) 一種單一能量的光子脈沖，其計(jì)數(shù)率隨幅度變化呈現(xiàn)一種統(tǒng)計(jì)分布，稱 為脈沖高度分布曲線 .是一種正態(tài)分布，簡(jiǎn)稱 PHD 或 PHA 。 實(shí)際的脈沖高度分布 (封 Xe) 氣體正比計(jì)數(shù)器的逃逸峰 : e – e – e – e – e e +Ar +Ar +Ar +Ar +Ar +Ar (1) Ar原子外層電離，由光電子引起 (2) Ar原子內(nèi)層光電離，由 ArK?光子引起 e – e – e – e – e e +Ar +Ar +Ar +Ar +Ar +Ar 在入射光子的作用下 ， 檢測(cè)器中的原子 Ar， 也會(huì)發(fā)射它們的特征譜線 ，由此入射 X射線光子會(huì)損失的一部分能量與探測(cè)氣體 Ar原子 K系譜線的能量相等 ， Ar原子的 K系激發(fā)能大約 3keV。 檢測(cè)器不僅記錄入射光子引起的脈沖數(shù)目 ， 還記錄該低能光譜光子產(chǎn)生的脈沖數(shù) ， 在能譜圖上表現(xiàn)為兩個(gè)峰：主峰和逃逸峰 。 探測(cè)器的主峰與逃逸峰 逃逸峰現(xiàn)象實(shí)例 V的逃逸峰 V的主峰 (光子峰 ) 22Ti ~ 27Co 各元素出現(xiàn)逃 逸峰 逃逸峰的計(jì)算例 CrKα 的逃逸峰： 分析線 ： CrKa ArKa 光子能量 ： keV ； keV 逃逸峰的能量
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