一、產品介紹

1. 檢測原理

本產品利用 X 射線熒光光譜(XRF)進行樣品元素含量檢測，其原理是：當 X 射線照射至樣品上時， 樣品內原子的內層低軌道電子吸收能量并躍遷到外層高軌道 (如圖 1) ，此時在低軌道上產生空穴， 原子處于激發(fā)態(tài)；隨后外層高軌道的其它電 子迅速躍遷至內層軌道空穴， 同時釋放相應的原子能量的二次 X 射線熒光， 此時原子重新回到穩(wěn)定的基態(tài)；根據每種元素原子所釋放二次 X 射線的譜線位置和 強度， 即可區(qū)分元素的種類和含量， 從而實現對樣品中各類組成元素的同時定性和定 量分析。

2. 產品組成

(1) 軟硬件配置

整套 XRF 冶煉配料在線檢測系統(tǒng)包括檢測單元、 校準單元、 電氣控制單元、上 位機、安裝支架以及用戶軟件。

硬件： 檢測單元包括 X 光管、 硅漂移探測器、真空腔室、鈹窗、準直管、高壓 電源、真空泵、真空計、整形器等， 校準單元包括六個標準樣、電控平移升降臺等， 電氣控制單元包括高速數字處理器、工控機、電磁閥、 PLC、光端機等。

軟件： 包括下位機分析控制軟件和用戶軟件，由 LabVIEW、Matlab、Visual Basic 及 Step 7 編制。

(2) 布局與結構

本產品跨皮帶式安裝在輸送帶上，如圖 2 所示。

本產品中檢測單元的結構如圖 3 所示， X 光管出射的初級 X 射線經準直管準直后，穿過鈹窗照射到樣品上，樣品被激發(fā)后輻射出其所含元素的特征熒光 X 射線， 特征 X 射線穿過鈹窗被硅漂移探測器 SDD 收集，采集到的信號再經數字脈沖模塊處 理后輸出。真空泵和電磁閥可以使真空腔室的真空度維持在恒定值，真空度由真空計 測量。其中所使用的 X 光管為超低功率光管，功耗低、。

(3) 工作流程

系統(tǒng)整體運行流程如下，UPS  電源通電后系統(tǒng)啟動，散熱風扇工作，綠色指示 燈先變亮， 當打開軟件并確認相關設置參數后系統(tǒng)會先對儀器進行初始化和預熱。 系 統(tǒng)自檢后， 真空泵開始工作， 電磁閥開啟， 紅色指示燈亮起， 當真空腔室的真空度到達 100 Pa 時， 電磁閥關閉， 真空泵繼續(xù)工作進入保壓狀態(tài)， 此時高壓電源啟動， X 光 管開始工作， SDD 探測器收集樣品中所含元素的 X 熒光信號， XRF 譜圖展現在下位 機顯示界面中， 當 XRF 檢測進度條結束后， SDD 探測器和真空泵停止工作， X 光管 進入低功耗狀態(tài)。 XRF 檢測完成后，橙色指示燈被點亮，除塵風機啟動并在短時間 內達到穩(wěn)定轉速。真空泵再次啟動用來排出管路中的空氣， 4 s 后電磁閥接通，當腔 室的真空度到達 100 Pa 時，電磁閥先關斷保壓，真空泵再停止抽氣，為接下來第二 次測量做好準備。在這個過程中， 計算機根據得到光譜數據和分析模型計算出所檢測 樣品中多種元素含量， 并通過光纖遠傳至集控室， 顯示在用戶軟件端界面上。 產品整 機無耗材、易操作、靈敏度高、測量精度高。

二、項目實施進度

設備制造： 5 個月

安裝調試及驗收： 1 個月