【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于x射线调制领域，特别涉及一种能变调制便携式单波长能散x射线荧光仪系统。
技术介绍
1、目前，随着科学技术的不断发展，材料分析和元素检测在各个领域中的重要性日益凸显，尤其是在环境监测、材料科学、考古学、法医学等领域。x射线荧光(xrf)技术作为一种快速、无损的分析手段，因其对元素的高灵敏度和广泛的应用范围而受到广泛关注。
2、传统的xrf仪器虽然在实验室分析中表现出色，但往往体积庞大、操作复杂，难以满足现场快速检测的需求。因此，便携式单波长能散x射线荧光仪系统的研发应运而生，旨在为用户提供一种高效、灵活、易操作的分析工具。该系统的核心特点在于其可变调制能力。通过调制x射线的波长，系统能够针对不同的元素和材料进行优化分析，提升检测的准确性和灵敏度。传统的xrf仪器通常使用固定波长的x射线，这对于某些特定元素的分析可能会受到限制。变调制的设计使得仪器能够根据实际需求灵活调整波长，从而实现对多种元素的高效检测，尤其是在复杂样品或多元素分析中，这一优势尤为突出。
3、此外，便携式设计使得该仪器能够在各种现场环境中进行操作，无需昂贵的实验室设备和复杂的样品前处理。用户只需携带该设备，即可在现场快速进行元素分析，获取即时结果。这一特性对于应急响应、环境监测等场合尤为重要，能够为决策提供及时的数据支持。单波长的设计也简化了仪器的结构和操作流程，降低了使用门槛，让更多的非专业人员也能快速上手进行操作。该系统的应用范围广泛，包括但不限于土壤污染检测、矿石成分分析、金属材料的质量控制以及文物保护等。在土壤污染监测
4、便携式单波长能散x射线荧光仪系统的研发，不仅推动了xrf技术的应用普及，也为现场快速检测提供了新的解决方案。随着技术的不断进步，该系统将不断完善和升级，未来有望在更多领域中发挥重要作用，助力科学研究和产业发展。通过这种高效、灵活的分析手段，能够更加精确地掌握环境和材料的组成，推动可持续发展目标的实现。
技术实现思路
1、本专利技术提出一种能变调制便携式单波长能散x射线荧光仪系统，解决了现有技术中靶标元素信号干扰大，并且无法消除连续谱背景散射，便携式x射线荧光仪在现场快速、准确分析样品元素成分的技术问题，提高了操作简便性和数据处理效率。
2、本专利技术的技术方案是这样实现的：一种能变调制便携式单波长能散x射线荧光仪系统，包括在同一水平面上设置有x射线光管、双曲弯晶和样品，在水平面上按照罗兰圆位置分布x射线光管、双曲弯晶和样品，并按照罗兰圆结构设置环形导轨，通过控制器对x射线光管和双曲弯晶位置进行调整，所述x射线光管将x射线向双曲弯晶位置进行入射，通过双曲弯晶将x射线衍射至样品上，通过x射线探测器对样品反射的x射线进行采集，随后通过前置放大器对采集数据进行信号放大，随后将经过放大的型号通过多道分析器进行波长分析，将经过波长分析的数据导入数据处理器进行二次处理，随后将处理后的数据通过显示器进行显示。
3、该系统的整体设计采用了罗兰圆的布局方式，将x射线光管、双曲弯晶和样品设置在同一水平面上，这种设计优化了x射线的入射和衍射路径，确保了高效的信号收集。传统的x射线荧光仪往往将这些组件分散布置，导致信号的损失和系统的复杂性增加，而本系统通过将它们按照罗兰圆位置分布，不仅提升了光路的合理性，还最大限度地提高了信号的强度和稳定性。
4、该系统引入了辅助移动线的设计，允许x射线光管和双曲弯晶沿着设定轨迹进行精准的调整。这一功能大大增强了系统的灵活性和适应性，使得用户可以根据不同的实验需求快速调整组件位置，优化测量条件。而传统系统在这一方面通常缺乏灵活的调整机制，用户往往需要手动拆装或调节组件，耗时且容易出错，影响了实验效率。
5、该系统的信号处理流程也体现了较高的技术集成度。在采集到的x射线信号经过前置放大器进行放大后，直接进入多道分析器进行波长分析。这一设计使得信号处理过程更加高效，减少了传统x射线荧光仪中常见的信号丢失或衰减问题。传统仪器往往需要多次信号转换和处理，可能导致信息的损失和信号质量的降低，而本系统通过优化的信号处理路径，确保了数据的完整性和准确性。
6、在数据处理方面，该仪器通过数据处理器对经过波长分析后的数据进行二次处理，为用户提供更为详尽的分析结果。传统的x射线荧光仪在数据处理上通常较为简单，依赖于基本的信号处理和分析，缺乏对复杂数据的深入分析能力。而本系统的设计允许用户进行更为复杂的数据运算和分析，从而为样品成分定量分析提供了更为可靠的依据。
7、该系统将处理后的数据通过显示器进行显示，使得用户能够实时查看实验结果。传统系统在数据显示上往往依赖于外部计算机或其他设备，不仅增加了操作的复杂性，还可能导致数据传输过程中的延迟和错误。而本系统的集成化设计使得数据处理与显示无缝连接，用户可以实时获取实验数据，提升了实验操作的便捷性和效率。
8、作为一优选的实施方式，所述环形导轨上安装有两个滑轨移动架，所述滑轨移动架上分别安装有x射线光管和样品，通过控制器控制滑轨移动架上的电机进行动作，操作滑轨移动架在环形导轨上进行移动。
9、作为一优选的实施方式，所述x射线光管和双曲弯晶按照罗兰圆原理将x射线通过弯曲晶体衍射至样品上，按照如下公式设计光路结构：
10、nλ＝2dsinθ；
11、式中d为晶面间距，θ为入射x射线与相应晶面的夹角，λ为x射线的波长，n为衍射级数。
12、作为一优选的实施方式，在设计光路结构时，通过调整晶面间距和入射x射线与相应晶面的夹角，降低非靶标元素信号干扰，消除连续谱背景散射，提高单波长能散x射线荧光仪灵敏度，增大峰背比。
13、作为一优选的实施方式，所述控制器通过调整x射线光管和双曲弯晶在罗兰圆的位置而改变弯晶衍射角，所述x射线探测器通过采集样品中反射的待测元素激发单波长，并在采用数据中选用最优激发单波长数据。
14、作为一优选的实施方式，所述控制器在调整x射线光管的位置同时通过调整x射线光管激发电压，以x射线光管原级谱最大强度对应的波长等于或略小于吸收限波长，获得最大激发效率。
15、作为一优选的实施方式，所述控制器在对x射线光管和双曲弯晶进行位置调整前，x射线探测器对样品进行首次数据采集，随后x射线光管的激发电压进行调整，x射线探测器对样品进行二次数据采集，再完成二次数据采集后再对双曲弯晶位置进行调整，并通过x射线探测器对样品进行第三次采集数据采集，再调整x射线光管位置后，x射线探测器对样品进行第四次采集数据采集，完成一组循环，经过若干组循环后获取最优激发单波长数据。
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【技术保护点】
1.一种能变调制便携式单波长能散X射线荧光仪系统，其特征在于，包括在同一水平面上设置有X射线光管(1)、双曲弯晶(2)和样品(3)，在水平面上按照罗兰圆位置分布X射线光管(1)、双曲弯晶(2)和样品(3)，并按照罗兰圆结构设置环形导轨(6)，通过控制器(4)对X射线光管(1)和双曲弯晶(2)位置进行调整，所述X射线光管(1)将X射线向双曲弯晶(2)位置进行入射，通过双曲弯晶(2)将X射线衍射至样品(3)上，通过X射线探测器(5)对样品(3)反射的X射线进行采集，随后通过前置放大器对采集数据进行信号放大，随后将经过放大的型号通过多道分析器进行波长分析，将经过波长分析的数据导入数据处理器进行二次处理，随后将处理后的数据通过显示器进行显示。
2.一种能变调制便携式单波长能散X射线荧光仪系统，其特征在于，所述环形导轨(6)上安装有两个滑轨移动架(61)，所述滑轨移动架(61)上分别安装有X射线光管(1)和样品(3)，通过控制器(4)控制滑轨移动架(61)上的电机进行动作，操作滑轨移动架(61)在环形导轨(6)上进行移动。
3.如权利要求1所述的一种能变调制便携式单
4.如权利要求1所述的一种能变调制便携式单波长能散X射线荧光仪系统，其特征在于：在设计光路结构时，通过调整晶面间距和入射X射线与相应晶面的夹角，降低非靶标元素信号干扰，消除连续谱背景散射，提高单波长能散X射线荧光仪灵敏度，增大峰背比。
5.如权利要求1所述的一种能变调制便携式单波长能散X射线荧光仪系统，其特征在于：所述控制器(4)通过调整X射线光管(1)和双曲弯晶(2)在罗兰圆的位置而改变弯晶衍射角，所述X射线探测器(5)通过采集样品(3)中反射的待测元素激发单波长，并在采用数据中选用最优激发单波长数据。
6.如权利要求5所述的一种能变调制便携式单波长能散X射线荧光仪系统，其特征在于：所述控制器(4)在调整X射线光管(1)的位置同时通过调整X射线光管(1)激发电压，以X射线光管(1)原级谱最大强度对应的波长等于或略小于吸收限波长，获得最大激发效率。
7.如权利要求6所述的一种能变调制便携式单波长能散X射线荧光仪系统，其特征在于：所述控制器(4)在对X射线光管(1)和双曲弯晶(2)进行位置调整前，X射线探测器(5)对样品(3)进行首次数据采集，随后X射线光管(1)的激发电压进行调整，X射线探测器(5)对样品(3)进行二次数据采集，再完成二次数据采集后再对双曲弯晶(2)位置进行调整，并通过X射线探测器(5)对样品(3)进行第三次采集数据采集，再调整X射线光管(1)位置后，X射线探测器(5)对样品(3)进行第四次采集数据采集，完成一组循环，经过若干组循环后获取最优激发单波长数据。
...【技术特征摘要】
1.一种能变调制便携式单波长能散x射线荧光仪系统，其特征在于，包括在同一水平面上设置有x射线光管(1)、双曲弯晶(2)和样品(3)，在水平面上按照罗兰圆位置分布x射线光管(1)、双曲弯晶(2)和样品(3)，并按照罗兰圆结构设置环形导轨(6)，通过控制器(4)对x射线光管(1)和双曲弯晶(2)位置进行调整，所述x射线光管(1)将x射线向双曲弯晶(2)位置进行入射，通过双曲弯晶(2)将x射线衍射至样品(3)上，通过x射线探测器(5)对样品(3)反射的x射线进行采集，随后通过前置放大器对采集数据进行信号放大，随后将经过放大的型号通过多道分析器进行波长分析，将经过波长分析的数据导入数据处理器进行二次处理，随后将处理后的数据通过显示器进行显示。
2.一种能变调制便携式单波长能散x射线荧光仪系统，其特征在于，所述环形导轨(6)上安装有两个滑轨移动架(61)，所述滑轨移动架(61)上分别安装有x射线光管(1)和样品(3)，通过控制器(4)控制滑轨移动架(61)上的电机进行动作，操作滑轨移动架(61)在环形导轨(6)上进行移动。
3.如权利要求1所述的一种能变调制便携式单波长能散x射线荧光仪系统，其特征在于：所述x射线光管(1)和双曲弯晶(2)按照罗兰圆原理将x射线通过弯曲晶体衍射至样品(3)上，按照如下公式设计光路结构：
4.如权利要求1所述的一种能变调制便携式单波长能散x射线荧光仪系统，其特征在于：在设...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐猷成，周柳江，
申请(专利权)人：海宁物熙科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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