Аналого-цифровой рентгеноспектральный анализатор

Аналого-цифровой рентгеноспектральный анализатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (н)859892

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

Союз Советских

СоциапистическихРеспублим

К АВТРРСКРМУ СВИ ТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к аат. санд-ау— (22) Заявлено 17. 12.79 (21) 2853347/18-25 с.прмсоелмненнеет заявки М (23) Приоритет—

Опубликовано 30.08.81. Ьтпллетень М 32

Дата опубликования описания 01.09.81

{51}М. Кл.

G 01 М 23/223

Гооудорстмнпый комитет по делам иэеоретений к открытий

{53) УДК 543. .422.8 (088.8) I

1 и,., т т

4 i c . i j " I В.;. °:

" <3i;ge" i ::, 1

K 1

Ю вЂ”.

В. И. Маринкин, В. М. Муттер и Б. В. Шамрай, т

-:Ф!

: V

1 (72) Авторы изобретения

Северо-Западный заочный политехнический инстйгуг (71) Заявитель (54) АНАЛОГО"ЦИФРОВОЙ РЕНТГЕН ОСПЕКТРАЛЬНЫЙ

АНАЛИЗАТОР

Изобретение относится к аналого-цифровой технике ядерного и рентгеновского приборостроения и может быть использовано для количественного ренггеноспектрального флюоресцентного анализа.

Известен флюоресцентный рентгеновский о спектрометр, содержащий рентгеновскую трубку со стабилизированным блоком питания и два идентичных спектрометрических канала, каждый из которых содержит

1Î счетчик (детектор), широкополосныи усилитель, дифференциальный дискриминатор, измеритель скорости счета и пересчетный прибор $1).

Недостатком указанного устройства яв1$ ляется низкая точность и быстродействие при измерении процентного содержания элемента в пробе.

Наиболее близким к предлагаемому является аналого-цифровой рентгеноспектра20 льный анализатор, содержащий рентгеновскую трубку с управляемым источником питания, первый и второй блоки детектирования, устройство вычитания частот, первый вход которого соединен с выходом . первого блока детектирования, а второй вход через делитель частоты подключен к выходу генератора эталонной частоты, реверсивный счетчик импульсов, входы сложения и вычитания которого соединены с выходами устройства вычитания частот, а также преобразователь код-аналог, выход которого соединен с входом управляемого источника питания 323.

Однако в этом анализаторе для исключения влияния на результат измерения нестабильности параметров источника рентгеновского излучения необходимо осуществлять механическую смену эталона и анализируемой пробы и соответственно периодически переключать анализатор из режима стабилизации в режим измерения и обратно, что увеличиваег время проведения анализов, и, следовательно, снижаег точность и быстродействие.анализатора.

Бель изобретения — повышение точноо ти и быстродействия рентгеноспекгрального анализатора.

3 859892 4

Укаэанная цель достигается тем, что тарый преобразует его в последовательв аналогоцифровой ренггеноспектральный ность электрических импульсов со среданалнзагор, содержащий рентгеновскую ней частотой Е а =КЗСп ( трубку с управляемым источником питания, roe К постоянный коэффициент; первый и второй блоки детектирования, 5 - - интенсивность первичного иэлучеустройство вычитания частот, первый вход ния рентгеновской трубки. когарого соединен с выходом первого бло- вторичное излучение эталона регистрирука детектирования, а второй вход через ется вторым блоком 4 детектщования, делитель частоты подключен к выходу гене- который преобразует его . в последоварагара эталонной частоты, реверсивный 10 тельность электрических импульсов со ( счетчик импульсов, входы сложения и вы- средней частотой f =К ЭСэ, где Кчигания которого соединены с выходами постоянный коэффициент. Оба блока деусгройства вычнганкя частот, а также пре- тектирования аналогичны, ка дый иэ обраэователь код-аналог, выход которого них содержит в себе в общем случае соединен с входом управляемого источни- 5 детектор рентгеновского излучения, усика питания, дополнительно введены управ- лнтель, амплитудные дискриминаторы, лоляемый делитель частоты, дополнительное гнческую схему и автоматический регуляусгройсгво вычитания частот и дополннтель- гор положения фотопика. устройство 5 ный реверсивный счетчик импульсов "Рн- вычитания частот служит для определения чем тактовый вход управляемого делите- разности частоты „, поступающей на его ля частоты соединен . с выходом генера- первый вход, связанный с выходом первогара эталонной частоты, а управляющие ro блока 3 детектирования, и частоты „, входы подключены к выходам реверснвно- поступающей на его второй вход, связанный го счетчика импульсов, первый вход до- с выходом генератора 6 эталонной частоты полннтельного устройства вычитания час- 5 через делитель 7 частоты, Разносгная тот соединен с выходом управляемого де cfàcrorа в зависимости от знака разности лителя частоты, а второй вход соединен поступает на шины сложения и вычитания с выходом второго блока детектирования реверсивного счетчика 8 импульсов, свявходы сложения и вычитания дополнител - занные с выходами устройства 5 вычнтаного РевеРсивного счетчика импУльс в за ниЯ частс(т. Код М на выходах РевеРсивносоединены с выходами дополнительного го счетчика 8, являющихся также выходаустройства вычитания частот, а выходы,мн всего рентгеноспектрального аналнзаподключены ка входам преобразователя тора, определяет коэффициент деления упк од-аналога .. равляемога делителя 9 частоты, тактовый

На чертеже представлена функциональ вход которого соединен с выходом гене35 ная схема устройства. ратора 6, а управляющие входы подключеОно содержит рентгеновскую трубку 1 ны к выходам реверсивного счетчика 8. управляемый источник 2 питания Ренгге- Частота импульсов на выходе управляемого новской трубки, первый блок 3 детекти- делителя 9, соединенном с первым входом . рования, второй блок 4 детектирования, дополнительного устройства 10 вычитания

40 устройство 5 вычитания частот, генератор частот, равнай = о/М . Устройство 10 вы6 эталонной частоты, делитель 7 частоты чигания частот служит для определения реверсивный счетчик 8 импульсов, управля- разности частоты f и частоты Ез, постуемый делитель 9 частоты, дополнительное пающей на ега второй вход, соединенный .устройство 10 вычитания частот, дополни- с выходом второго блока 4 детектирования. тельный реверсивный счетчик 11 нмпуль- Разностная частота B зависимости or зна45 сов, преобразователь 12 код-аналог. ка разности поступает на шины сложения

Рентгеновская трубка 1, анод, катод н вычитания дополнительного реверсивнон управляющая сетка которой подключены ro счетчика 11 импульсов, связанные с к управляемому источнику 2 пигайия, слу- выходами устройства 10 вычитания часжнг для генерпровання рентгеновского нз- тот. Код на выходах реверсивного счет50 лученпя, которое, попадая на пробу с не- чика 11, соединенных со входами преобизвесгнай, подлежащей определению кон- разователя 12 кад-аналога, преобраэуетцентрацией Сп анализируемого элемента ся последним в аналоговый сигнал, кот( я на эталон с известной концентрацией рый поступает на вход источника 2 пнтаС анализируемого элемента, возбуждает 55 ння соединенный с выходом преобразовавтарвчное излучение эталона н пробы. геля 12, и управляет режимом работы реВгарнчнае излучение пробы регистрирует- нггеновскай трубки 1, регулируя ннтенсився первым блоком 3,детектирования, ко- Hoer ее первичного излучения.

5 8598

Анализатор работает следующим образом.

После подачи питания и окончания переходного процесса анализатор приходит в установившееся состояние, при - котором разности частот на входах устройств вычитания частот 5 и 10 равны нулю, т,е. 1п=Е„, % =, а коды на выходах реверсивных счетчиков 8 и 11 остаются неизмененными, т.е. N = Const . С учетом приведенных соотношений получается, что в установившемся состоянии

К ROCn

К Е1сэ

Таким образом, цифровой код на выходе рентгеноспекгрального анализатора в установившемся состоянии прямо пропорционален концентрации анализируемого элемен та в пробе и не зависит or изменений интенсивности 3 первичного иэчучения рента тгеновской трубки 1.

Устройство может быть использовано при разработке новой ренггеноспектральной аппаратуры, например для систем автоматического контроля химического состава продуктов в технологических процессах химической и других отраслей промышленности и способствует повышению производительности труда.

Аналог -цифровой ренггеноспекгральный анализатор, содержащий рентгеновскую трубку с управляемым источником питания, первый и второй блоки детектирования, устройство вычитания частor первый вход которого соединен с выходом первого блока детектирования, а второй вход через делитель частоты подключен к выходу генератора эталонной настоты, реверсивный счетчик импульсов, входы сложения и вычитания которого соединены с выходами устройства вычитания частот, а также преобразователь код-аналог, выход которого соединен с входом управляемого источника питания, о г л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в него дополнительно введены управляемый делитель частоты, дополнительное устройство вычитания час от и дополнительный peaepcssный счетчик импульсов, причем тактовый вход управляемого делителя частоты соединен,- с выходом генератора эталонной

Если концентрация С> элемента в про° бе изменилась, например увеличилась, го увеличится и интенсивность вторичного излучения пробы и, соответственно, увеличи- 5 ваегся частота f> на выходе блока 3 детектирования, Импульсы с частотой, равной разности — „, начинают поступать на счетчик 8 по шине сложения +". Вследствие этого код на выходе счетчика 8 30 начинает увеличиваться, а частота И на выходе делителя 9 соответственно уменьшается. В результате по шине вычитания

"- " реверсивного счетчика 11 начинают поступать импульсы с частотой, равной ра-3 вности f> —, и zoa на выходе счетчика 11 начинает уменьшаться. Соответственно уменьшаемся и аналоговый управляющий сигнал на выходе преобразователя

12, что вызывает уменьшение интенсивности первичного излучения рентгеновской трубки 1 до тех пор, пока частота %п на выходе блока 3 детектирования не становится опять равной частоте т„, а частота Ф не становится равной новому знаЭ чению частоты f, соответствующему новому значению кода М, прямо пропорциональному новому значению измеряемой кснцентрации С„. Если же под влижием каких-либо внешних возмущений изменилась, например, уменьшилась интенсивность первичного излучения рентгеновской трубки 1, то частота 9 > на выходе блока 4 детектирования также уменьшится. В результате по шине сложения + реверсиВного счетчика 11 начинают поступать импульсы с частотой, равной разности 9 - и код на выходе счетчика 11 начинает увеличиваться. Соответственно увеличива92 6 ется аналоговый управляющий сигнал на выходе преобразователя 12, что вызывает увеличение интенсивности первичного рентгеновского излучения до тех нор, пока ее величина снова не становится равной первоначальной величине. Код Й на . выходе анализатора при этом остается неизменным.

Таким образом, в предлагаемом ренггеноспектральном анализаторе осуществляется непрерывное следящее преобразование измеряемой концентрации в цифровой код, причем анализатор имеет линейную характеристику преобразования в большом диапазоне изменения измеряемой концентрации. Кроме того, в предлагаемом анализаторе одновременно с процессом измерения осуществляется непрерывная следящая стабилизация интенсивности первичного излучения рентгеновской трубки. Все это позволяет повысить . точность и быстродействие рентгеноспекгрального анализатора по сравнению с известным в 1,5-2 раза.

Формула изобретения

8898Й2

Составитель 3. Челнокова

Редактор Ю. Середа Тех ед.E.ßàðèòîí÷èê Корректор В. Вутяга

Заказ 7536/65 Тираж 907: Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 час готы, а управшпоаие входы ™одключены к выходам реверсивного счетчика импульсов, первый вход дополнительного устройства вычитания частот соединен с выходом управляемого делителя частоты, а второй вход соединен с выходом вгороfe блока детектирования, входы сложения н вычитания дополнительного реверсивного счетчика импульсов соединены с выходами дополнительного устройства вычитания частот, а выходы подключены к входам преобразователя код-аналог.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лосев Н, Ф. Количественный ренггеноспектральный флюоресцентный анализ.

М., "Наука", 1969, с. 16.

2. Авторское свидетельство СССР

14 64 1 370, 1 97 9 (прототип) .