Рентгеноспектральный датчик

Рентгеноспектральный датчик

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсннз

Социалистическиз

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Кл. 42h, 20/01

Заявлено 22.V1.1962 (№ 783929/18-10) МПК G 0lf

УДК 543.422(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 28.Х.1969. Бюллетень ¹ 33

Дата опубликования описания ЗО.I I I.1970

Авторы изобретения

М. А. Блохин и П. И. Мягков

Заявитель

РЕНТГЕНОСПЕКТРАЛbHЫЙ ДАТЧИК с присоединением заявки №

Приоритет

Известные рентгеноспектральные датчики для непосредственного определения процентного содержания компонентов смеси не обеспечивают автоматического прекращения счета импульсов в одном из полуканалов в момент 5 полного открытия образца и прекращения счета во втором полуканале.

Предлагаемый рентгеноспектральный датчик благодаря использованию равноэкспозиционного обтюратора и электронного коммута- 10 тора позволяет автоматически обеспечить прекращение счета, импульсов в одном из полуканалов в момент полного открытия образца и прекращение счета во .втором полуканале, а также позволяет производить автоматически 15 учет фона .и балансировку полуканалов с точностью до нескольких десятичных разрядов.

На фиг. 1 изображена конструкция равноэкспозиционного обтюратора; на фиг. 2 — 20 конструкция электронного регистрирующего блока описываемого датчика.

Рентгеноспектральный датчик содержит многоканальный рентгеновский спектрометр с парными каналами, электронный регистрирующий 25 блок с автоматическим учетом фона и счетнореш ающее устройство.

Многоканальный рентгеновский спектрометр с парными каналами позволяет одновременно регистрировать одним детектором аналитиче- 30 скую линию двух образцов — анализируемой прооы и стандартной смеси.

В каждый из индивидуальных спектрометров поступает излучение от анализируемого образца и от части стандартного образца. На пути .излучения, между образцами и кристаллом-анализатором, в каждом из спектрометров находится равноэкспозиционный обтюратор со шторками 1. Шторка совершает колебательнопоступательное перемещение. Она имеет два отверстия, поочередно открывающие и закрывающие (по 0,5 сек) анализируемый и стандартный образцы. Время перемещения шторки

0,02 сек.

Для управления электронным коммутатором служат зажимы 2, которые соединены с пружинами 8, 4 и заземлены через контакт 5.

При качании шторки заземление с зажимов

2 снимается поочередно, причем только после окончания перемещения этой шторки в одном направлении и до момента начала обратного перемещения.

После нажатия кнопки включения счета фактически счет начинается только в момент полного открытия стандартного образца.

При наборе счетной схемой стандартного образца наперед заданного числа импульсов (это происходит в некоторой случайной фазе открытия этого обр азца) счет импульсов от анализируемого образца прекращается в той

255605

65 же фазе следующего полупериода, что обеспечивает равное время счета обеими счетными схемами.

Заземление с пружин 8 и 4 поочередно снимает пластинка б из изолирующего материала, укрепленная на стержне 7, несущем также шторку 1. На этот стержень надета спиральная пру>кина, упирающаяся своими концами в две шайбы. Одна из них опирается на выступ планки 8, другая — на выступ стержня 7. В планку 8 вставлены две шпильки с роликами

9 и 10, между которыми находится кулачок 11, профиль которого описан по логарифмической спирали. Кулачок укреплен на оси 12, вращаемой двигателем 18 с редуктором со скоростью

1 об1сек. Стержень 7 имеет со стороны шторки 1 две впадины, в одну из которых входит зуб 14, фиксирующий положение этого стер>кня.

При вращении кулачка 11 планка 8 перемещается вдоль стержня 7 и взводит пружину.

Профиль кулачка обеспечивает взвод пружины с примерно постоянным усилием (вращательным моментом). Зуб 14 связан с качающимися на трех осях деталями, из которых верхняя фиксируется пружиной 15. Верхний конец этой пружины укреплен неподвижно.

Вместе с осью 12 вращается диск 16, на двух диаметрально противоположных сторонах когорого имеются выступы, каждые пол-оборота ударяющие по оси 17. В результате зуб 14 выходит из своей впадины и пружина выстреливает стержнем 7, который при этом быстро передвигается на фиксированное расстояние.

Как только выступ диска 16 перестает давить на ось 17, пружина 15 возвращает зуб 14 в исходное положение, но он попадает уже в другую впадину стержня 7. Затем кулачок 11 снова взводит спиральную пружину в планке 8.

Далее процесс повторяется, но стержень 7 выстреливается уже в обратном направлении.

Описываемый датчик позволяет применить мотор малой мощности. Вся энергия, накопленная спиральной пружиной за 0,5 сек, разряжается за 0,02 сек, позволяя за это время переместить массы, связанные со стержнем 7, После включения двигателя 18 могут быть включены обе счетные схемы парного канала, но они ничего не будут регистрировать, так как обе пружины 8 и 4 заземлены находящейся над ними деталью. Нажатием пусковой кнопки 18 обеспечивается начало счета, который произойдет только после того, как контакт 19, находящийся на диске 16, подойдет к пружине кнопки 18. В этот момент начинается полупериод полного открытия стандартного образца. Поскольку диск 16 заземлен, то ток пойдет через обмотку электромагнита 20, якорь его поднимется и снимет заземление с пружин 8 и 4, а следовательно, и с зажимов 2. Одновременно замкнутся и контакты 21, что обеспечит заземление нижнего конца обмотки электромагнита 20 через контакт 22.

Затем отпускают кнопку 18, так как ток через обмотку электромагнита 20 при этом уже не

50 прервется. После этого пластинка 6 поочеред,но снимает заземленHe с зажимов 2 синхронно с перемещениями шторки 1.

После набора наперед заданного числа импульсов счетной схемой стандартного образца опрокидывается триггер, одна половина которого выполнена в виде выключателя 28. В ре= зультате этого заземление подается на обмотку реле 24, замыкаются его контакты, и ток через контакты 25 подается,на обмотку электромагнита 26. Контакты 25 в это время замкнуты, так как якорь электромагнита 20 подтянут кверху. Другой конец обмотки электромагнита 26 непосредственно заземлен.

При замыкании выключателя 28 (т. е. опрокидывании соответствующего триггера) электромагнит 26 подтягивает кверху диск 27, свободно надетый на ось 12. Диск 27, удерживаемый до этого от проворачивания упором 28, после подтягивания кверху прижимается к торцу фланца, надетого на ось 12 внутри электромагнита 26, и начинает вращаться вместе с этой осью. Вращение обеспечивается фрикционной связью диска 27 с торцом фланца. Сделав ровно пол-оборота, диск своим выступом, который раньше опирался на упор 28, нажимает на пружину контакта 22 и снимает заземление с контактов 21, выключая электромагнит 20, якорь которого опускается, заземляет пружины 8 и 4 и прекращает счет.в обеих половинах канала. Одновременно размыкаются контакты 25, выключая электромагнит 26.

Диск 27 опускается, делает пол-оборота и становится на упор 28.

После обратного опрокидывания триггера

28 все устройство возвращается в исходное состояние. Таким образом, остановка счета импульсов от анализируемого образца обеспечивается в той же фазе, в которой был;выключен счет от стандартного образца в предыдущий полупериод.

Электронный регистрирующий блок служит для балансировки обеих .половин канала, автоматического учета фона аналитического полуканала с точностью до трех значащих цифр, выдачи заземления после набора наперед заданного числа импульсов стандартного полуканала, визуального отсчета числа импульсов, набранных каждым полуканалом, и передачи импульсов, регистрируемых аналитическим полуканалом.

После предварительного пересчета на 1, 10 .или 100 при помощи кольцевых декад 29 и 80 и переключателя 81 импульсы стандартного полуканала со входа 82 поступают на дальнейший .пересчет тремя кольцевыми декадами

88, 84 и 85. Любой импульс каждой из этих декад при помощи переключателей 86, 87 и 88 может быть подан в схему совпадений 89, выполненную по логической схеме «И» с тремя ,входами, управляющей триггером с непосредственной связью, одна половина которого выполнена в виде эквивалентного переключателя 40, 255605

Установив переключатели 86, 87 и 88 на требуемое трехзначное число, после набора соответствующего числа импульсов стандартного полуканала через переключатель 40 подают заземление на обтюратор 41. В результате оба верхних контакта переключателя 42 будут заземлены, и счет,в обоих полуканалах прекратится.

Импульсы аналитического полуканала со входа 48 подаются на три кольцевые пересчетные схемы 44, 45 и 46. Любой импульс каждой из них при помощи переключателей

47, 48 и 49 может быть подан на схему совпадений 50, управляющую триггером, одна половина которого выполнена в виде эквивалентного переключателя 51.

Установив переключатели 47, 48 и 49 на число импульсов, равное фону аналитического полуканала, после набора этого числа импульсов замыкают переключатель 51, производят счет декатронами 52 — 56 и одновременно начинают передачу импульсов в счетно-решающее устройство через выход 57.

Поскольку в счетно-решающее устройство передаются импульсы только аналитического полуканала, то наперед заданное число импульсов, являющееся коэффициентом пропорциональности и представляющее число импульсов от аналитической линии стандартного образца, передается на выход 57 и регистрируется декатронами 52 — 56 в том случае, если вместо анализируемого образца установлен также стандартный, т, е. оба образца одинаковы.

Путем подбора находят такое положение переключателей 86 — 88 и 47 — 49, при котором число импульсов, зарегистрированное декатронами 52 — 56 с точностью до трех знаков, равно Np. На этом балансировка заканчивается.

Если теперь поставить анализируемый образец на свое место, то декатроны 52 — 56 зарегистрируют N импульсов.

После балансировки анализируемый образец устанавливают на свое место и измеряют фон N@ рядом с аналитической линией. Затем переключатели 47 — 49 устанавливают на число, равное Мф, наводят входную щель детектора данного канала на аналитическую линию и начинают счет.

После набора числа импульсов, равного фону, схема совпадений 50 автоматически включит декатроны 52 — 56 и начнет передачу импульсов в счетно-решающее устройство. После набора стандартным полуканалом установленного переключателями 86 — 88 числа импульсов N"o, счет обоими полуканалами автоматически останавливается. Одинаковое время счета обоими полуканалами осуществляют посредством обтюр атор а.

Счетно-решающее устройство, не изображен,ное на чертеже, представляет собою узко специализированную цифровую вычислительную машину дискретного действия. В нее непосредственно вводится N импульсов с выхода 57 электронного регистрирующего блока каждого

65 из и каналов. Число Л р вводится вручную и может быпгь равно 10з, 4 10, 10>, 4 10 . По формуле Л =Л ОХ-> машина находит п значении Х.

После установки на место анализируемой пробы образца с известными содержаниями с компонентов (значення этих содержаний вводятся вручную) и определения отношений Х для всех аналитических л.l:lèé найденные значения Х вводятся в блок памяти. Затем последовательно устанавливаются остальные образцы известного состава (общим числом и) и каждый раз очередные и значений Х вводятся в блок памяти. После окончания сбора информации машина использует хранящиеся в блоке памяти и- значений Х, решает п систем п линейныx неоднородныx уравнений типа

Qqд с 1 — Х;.с,- и при помощи цифропечатающей машинки выдаст все и - значений коэффициентов д. Эти коэффициенты вводят в машину вручную, что подготавливает ее к дальнейшим автоматическим анализам.

При анализе некоторой пробы машина находит аналогичным способом и значений Х для этой пробы, после чего решает систему и линейных однородных уравнений > дц, с„— (Х вЂ”

u=,t — q,;) с — 0 совместно с неоднородным уравнением ñ, =1 и передает найденные значения концентраций с на цифропечатающую машинку. Одновременно машина последовательно выдает дискретные сигналы, число которых строго пропорционально концентрациям с всех и компонентов пробы. Их преобразовывают в потенциалы, пропорциональные этим концентрациям. Эти сигналы или потенциалы могут быть затем введены в вычислительную м ашину, упр авляющую каким-лиоо производственным процессом.

Предмет изобретения

1. Рентгеноспектральный датчик для непосредственного определения процентного содержания элементов многокомпонентной с»еси, содержащий многоканальный рентгеновский спектрометр с парными каналами, обтюр атор, электронно-регистрирующий блок и счетно-решающее устройство, служащее для автоматического определения содержания элементов исследуемой смеси, отличающийся тем, что, с целью автоматического прекращения счета импульсов в одном из полуканалов в момент полного открытия образца и прекращения счета во втором полуканале, установлен р авноэкспозиционный обтюр атор.

2. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что, с целью автоматического учета фона и балансировки полуканалов с точностью до нескольких десятичных разрядов, он снабжен электронным коммутаторо».

255605 иг

Составитель В. Козлов

Редактор Б. С. Нанкина Техрсд Л. В. Куклина

Корректор Л. В. Юшина

Заказ 564)3 Тираж 480 Подписное

ЦИИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва %-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сагунова, 2