一种X荧光光谱仪的制作方法

一种x荧光光谱仪
技术领域
1.本发明属于光学测量技术领域，特别涉及一种x荧光光谱仪。


背景技术：

2.x射线荧光光谱仪是一种快速的、非破坏式的物质测量方法。x射线荧光是用高能量x射线或伽玛射线轰击材料时激发出的次级x射线。x射线荧光光谱分析仪的分析原理是：光源发射出原级x射线，该射线照射到样品上，待测元素的原子吸收相应的能量形成激发态，外层电子向低能级电子层跃迁，同时发射出次级x射线，即x射线荧光，以释放能量，通过探测器检测x射线荧光的强度，进而求得待测元素的含量。现有的x射线荧光光谱分析仪往往将样品放置到真空腔内，然后将真空腔抽成真空，通过x射线和探测器检测样品中的成分。但是，真空腔的体积较大，抽真空的效率较低，而且只能用于检测固体，在测试液体和粉末时容易扩散到整个真空腔内，影响检测结果，真空腔的清洗很不方便。
3.中国发明专利公开号cn114935581b，公开了一种自动化智能一体式x射线荧光光谱仪，包括箱体、真空单元、射线管单元和探测器单元，箱体的上侧成型有插槽，插槽内间隙配合安装有测试板，测试板的上端成型有顶板，箱体的上侧成型有环形密封槽，插槽位于环形密封槽的内侧，环形密封槽内间隙配合安装有第一密封圈，顶板压在第一密封圈上，插槽和顶板之间组成密闭腔；测试板上成型有测试腔，测试腔内间隙配合安装有透明样本盒；射线管单元包括x-ray射线管和准直器，x-ray射线管通过准直器射向透明样本盒设置；探测器单元包括x射线探测器和探测针，x射线探测器通过探测针读取x射线的信号。该技术方案能够快速抽真空检测，同时样品存放到透明样本盒内，检测时不会扩散到插槽内，能够用于测试固体、液体、粉末等状态的样品。
4.然而，上述技术方案存在以下问题：不能为光谱仪的元器件提供干燥的工作环境，密闭环境下元器件产生的热量无法及时带走。


技术实现要素：

5.为解决背景技术中的问题，本发明提供了一种x荧光光谱仪。
6.本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：
7.一种x荧光光谱仪，包括箱体、真空单元、射线管单元、探测器单元、测试板；射线管单元包括射线管和准直器，探测器单元包括探测器和探测针；箱体上开设有插槽，测试板能够间隙配合安装于插槽内，也能够从插槽内取出，并且完成安装时测试板能够封堵插槽出口；与插槽连通设置有射线槽和探测槽，与射线槽连通设置有射线管安装腔，与探测槽连通设置有探测器安装腔；射线管安装于射线管安装腔内，准直器一端连接射线管，另一端位于射线槽内，射线管单元将射线管安装腔和射线槽密封分隔；探测器安装于探测器安装腔内，探测针一端连接探测器，另一端位于探测槽内，探测器单元将探测器安装腔和探测槽密封分隔；插槽与射线槽、探测槽共同组成测试腔；测试板上设置有透明样本盒，测试板安装于插槽内时，透明样本盒能够与射线管单元和探测器单元配合进行样本测试；真空单元前端
通过抽气通道与测试腔连通，后端通过中间通道与射线管安装腔和探测器安装腔连通，射线管安装腔后端以及探测器安装腔后端通过放气通道与测试腔连通；放气通道的末端包括一段放气母管，放气母管上设置有干燥单元和放气阀；插槽的出口处设置有密封结构，密封结构在测试板插入时开启，在测试板取出时关闭。
8.进一步，测试板的上端设置有顶板，顶板与测试板垂直；顶板与箱体之间设置有密封环，箱体上开设有与密封环配合的密封槽。
9.进一步，密封结构包括互相对称的两个挡板，分别与插槽的两个内侧面铰接，铰接轴上设置有归位弹簧；密封结构开启时，两个挡板在测试板的推动下绕铰接轴向下旋转至与插槽侧壁平行，密封结构关闭时，两个挡板在归位弹簧作用下绕铰接轴向上旋转至两个挡板互相接触闭合。
10.进一步，干燥单元包括吸水板和吸水板安装槽，吸水板安装于吸水板安装槽内。
11.进一步，测试板上开设有多个通孔。
12.进一步，还包括换热单元和温度传感器。
13.进一步，换热单元设置于放气母管上，温度传感器设置于换热单元的后端。
14.与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：
15.1、本发明通过气体内循环系统，可以为光谱仪的元器件提供良好的工作温度和湿度，无视外界湿度变化，能够避免在准直器和探测针表面形成水膜，影响下次测试的精确度。同时，每次作业都会进行空气流动，能够带走元器件周围的热量，避免热量聚集。
16.2、本发明能够快速抽真空检测，同时样品存放到透明样本盒内，检测时不会扩散到测试腔内，能够用于测试固体、液体、粉末等状态的样品。。
附图说明
17.图1为本发明x荧光光谱仪的结构图；
18.图2为本发明测试板的结构图；
19.图3为图1的局部放大图a；
20.图4为图1的局部放大图b。
21.图中：100-箱体、110-插槽、120-射线槽、130-探测槽、140-射线管安装腔、150-探测器安装腔、160-抽气通道、170-中间通道、180-放气通道、181-放气母管、200-真空单元、210-真空泵、220-真空泵避空槽、300-射线管单元、310-射线管、320-准直器、400-探测器单元、410-探测器、420-探测针、500-测试板、510-透明样本盒、520-顶板、530-密封环、540-密封槽、550-通孔、600-干燥单元、610-吸水板、620-吸水板安装槽、700-放气阀、800-密封结构、810-挡板、820-归位弹簧、900-换热单元、910-温度传感器。
具体实施方式
22.在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
23.在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设
置”、“相连”、“连接”应做广义理解。
24.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
25.参照图1至图4，本实施例公开了一种x荧光光谱仪，包括箱体100、真空单元200、射线管单元300、探测器单元400、测试板500。射线管单元300包括射线管310和准直器320，探测器单元400包括探测器410和探测针420。箱体100上开设有插槽110，测试板500能够间隙配合安装于插槽110内，也能够从插槽110内取出，并且完成安装时测试板500能够封堵插槽110出口。与插槽110连通设置有射线槽120和探测槽130，与射线槽120连通设置有射线管安装腔140，与探测槽130连通设置有探测器安装腔150。射线管310安装于射线管安装腔140内，准直器320一端连接射线管310，另一端位于射线槽120内，射线管单元300将射线管安装腔140和射线槽120密封分隔。探测器410安装于探测器安装腔150内，探测针420一端连接探测器410，另一端位于探测槽130内，探测器单元400将探测器安装腔150和探测槽130密封分隔。插槽110与射线槽120、探测槽130共同组成测试腔。测试板500上设置有透明样本盒510，测试板500安装于插槽110内时，透明样本盒510能够与射线管单元300和探测器单元400配合进行样本测试。真空单元200前端通过抽气通道160与测试腔连通，后端通过中间通道170与射线管安装腔140和探测器安装腔150连通，射线管安装腔140后端以及探测器安装腔150后端通过放气通道180与测试腔连通。放气通道180的末端包括一段放气母管181，放气母管181上设置有干燥单元600和放气阀700。插槽110的出口处设置有密封结构800，密封结构800在测试板500插入时开启，在测试板500取出时关闭。
26.本发明的原理和使用方法如下：
27.预先将样品存放到透明样本盒510内，将测试板500插入到插槽110内，真空单元200通过抽气通道160抽取测试腔内的空气，实现抽真空的效果，由于测试板500插入插槽110能够减少插槽110的空间，进而提高抽真空的效率。将抽取的空气存入射线管安装腔140、探测器安装腔150、中间通道170以及放气通道180内，使得上述空间气压有所升高，这种气压升高不影响元器件的正常工作。抽真空完成后，射线管310开启，通过准直器320照向透明样本盒510，从而照亮样品，再开启探测器410，通过探测针420检测透明样本盒510内的样品，最后转换为电信号方便实际查看，电信号可以通过显示屏进行直观的显示，显示屏为成熟技术不做赘述。测试完成后，在负压作用下，测试板500难以取出，因此先开启放气阀700，将空气排入测试腔，同时，空气在流经干燥单元600时获得干燥，干燥的空气排入测试腔，避免在准直器320和探测针420表面形成水膜，影响下次测试的精确度。采用上述技术方案，在经过几次工作循环后，或者直接开启真空单元200进行一段时间的空气循环后，气体内循环系统内的空气即可达到极低的湿度。本发明还可以设置其他关键元器件的安装腔，并与射线管安装腔140和探测器安装腔150一同参与气体内循环，几乎不与外界进行气体交换，使得本发明可以无视外界气候的湿度，保证关键元器件处于良好的工作环境。同时，每次作业都会进行空气流动，带走元器件周围的热量。如果元器件发热较多，还可以沿气体循环系统设置换热单元900，不仅可以吸收多余热量，还可以调节工作温度，为光谱仪提供更加适宜的工作环境。换热单元900优选设置于放气母管181上，并在其后端设置温度传感器910，可以保证测试腔内的温度处于最佳温度。换热单元900为现有技术，不做赘述。本发明能够快速抽真空检测，同时样品存放到透明样本盒510内，检测时不会扩散到测试腔内，能
够用于测试固体、液体、粉末等状态的样品。透明样本盒510也可以事先进行抽真空，以达到更好的测试效果。
28.作为本发明进一步的方案：测试板500的上端设置有顶板520，顶板520与测试板500垂直。顶板520与箱体100之间设置有密封环530，箱体100上开设有与密封环530配合的密封槽540。测试板500安装于插槽110内时，在大气压作用下，顶板520挤压密封环530形成密封，将插槽110与外界隔绝。
29.作为本发明进一步的方案：密封结构800包括互相对称的两个挡板810，分别与插槽110的两个内侧面铰接，铰接轴上设置有归位弹簧820。密封结构800开启时，两个挡板810在测试板500的推动下绕铰接轴向下旋转至与插槽110侧壁平行，密封结构800关闭时，两个挡板810在归位弹簧820作用下绕铰接轴向上旋转至两个挡板810互相接触闭合。
30.作为本发明进一步的方案：干燥单元600包括吸水板610和吸水板安装槽620，吸水板610安装于吸水板安装槽620内，可定期进行更换。
31.作为本发明进一步的方案：测试板500上开设有多个通孔550，用于在抽真空以及恢复气压时实现快速气体流通。
32.作为本发明进一步的方案：真空单元200包括真空泵210和真空泵避空槽220，真空泵210固定安装在真空泵避空槽220内，真空泵210的抽气端与抽气通道160连接，真空泵避空槽220的后端与中间通道170连接。
33.以上仅对本发明的较佳实施例进行了详细叙述，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种x荧光光谱仪，包括箱体(100)、真空单元(200)、射线管单元(300)、探测器单元(400)、测试板(500)；所述射线管单元(300)包括射线管(310)和准直器(320)，所述探测器单元(400)包括探测器(410)和探测针(420)；所述箱体(100)上开设有插槽(110)，所述测试板(500)能够间隙配合安装于所述插槽(110)内，也能够从所述插槽(110)内取出，并且完成安装时所述测试板(500)能够封堵所述插槽(110)出口；与所述插槽(110)连通设置有射线槽(120)和探测槽(130)，与所述射线槽(120)连通设置有射线管安装腔(140)，与所述探测槽(130)连通设置有探测器安装腔(150)；所述射线管(310)安装于所述射线管安装腔(140)内，所述准直器(320)一端连接所述射线管(310)，另一端位于所述射线槽(120)内，所述射线管单元(300)将所述射线管安装腔(140)和所述射线槽(120)密封分隔；所述探测器(410)安装于所述探测器安装腔(150)内，所述探测针(420)一端连接所述探测器(410)，另一端位于所述探测槽(130)内，所述探测器单元(400)将所述探测器安装腔(150)和所述探测槽(130)密封分隔；所述插槽(110)与所述射线槽(120)、所述探测槽(130)共同组成测试腔；所述测试板(500)上设置有透明样本盒(510)，所述测试板(500)安装于所述插槽(110)内时，所述透明样本盒(510)能够与所述射线管单元(300)和所述探测器单元(400)配合进行样本测试；其特征在于：所述真空单元(200)前端通过抽气通道(160)与所述测试腔连通，后端通过中间通道(170)与所述射线管安装腔(140)和所述探测器安装腔(150)连通，所述射线管安装腔(140)后端以及所述探测器安装腔(150)后端通过放气通道(180)与所述测试腔连通；所述放气通道(180)的末端包括一段放气母管(181)，所述放气母管(181)上设置有干燥单元(600)和放气阀(700)；所述插槽(110)的出口处设置有密封结构(800)，所述密封结构(800)在所述测试板(500)插入时开启，在所述测试板(500)取出时关闭。2.根据权利要求1所述的x荧光光谱仪，其特征在于：所述测试板(500)的上端设置有顶板(520)，所述顶板(520)与所述测试板(500)垂直；所述顶板(520)与所述箱体(100)之间设置有密封环(530)，所述箱体(100)上开设有与所述密封环(530)配合的密封槽(540)。3.根据权利要求1所述的x荧光光谱仪，其特征在于：所述密封结构(800)包括互相对称的两个挡板(810)，分别与所述插槽(110)的两个内侧面铰接，铰接轴上设置有归位弹簧(820)；所述密封结构(800)开启时，两个所述挡板(810)在所述测试板(500)的推动下绕铰接轴向下旋转至与所述插槽(110)侧壁平行，所述密封结构(800)关闭时，两个所述挡板(810)在所述归位弹簧(820)作用下绕铰接轴向上旋转至两个所述挡板(810)互相接触闭合。4.根据权利要求1所述的x荧光光谱仪，其特征在于：所述干燥单元(600)包括吸水板(610)和吸水板安装槽(620)，所述吸水板(610)安装于所述吸水板安装槽(620)内。5.根据权利要求1所述的x荧光光谱仪，其特征在于：所述测试板(500)上开设有多个通孔(550)。6.根据权利要求1所述的x荧光光谱仪，其特征在于：还包括换热单元(900)和温度传感器(910)。7.根据权利要求6所述的x荧光光谱仪，其特征在于：所述换热单元(900)设置于所述放气母管(181)上，所述温度传感器(910)设置于所述换热单元(900)的后端。

技术总结
本发明属于光学测量技术领域，具体公开了一种X荧光光谱仪，包括箱体、真空单元、射线管单元、探测器单元、测试板；射线管单元包括射线管和准直器，探测器单元包括探测器和探测针；箱体上开设有插槽，测试板能够间隙配合安装于插槽内；与插槽连通设置有射线槽和探测槽，与射线槽连通设置有射线管安装腔，与探测槽连通设置有探测器安装腔；测试板上设置有透明样本盒；插槽的出口处设置有密封结构，密封结构在测试板插入时开启，在测试板取出时关闭。本发明通过气体内循环系统，可以为光谱仪的元器件提供良好的工作温度和湿度，能够带走元器件周围的热量，避免热量聚集。避免热量聚集。避免热量聚集。


技术研发人员：林文斌 邴裕超 曹巍 王宇 王忠鹏 邹志禹 郁振娟
受保护的技术使用者：山东海石仪器科技有限公司
技术研发日：2023.08.03
技术公布日：2023/10/20