[发明专利]一种便携式金属元素分析仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属元素分析装置，具体说涉及一种X射线分析检测仪表。 

技术背景 

目前有色金属行业的野外探矿、采矿，一般都是勘探人员在野外进行实地采样，然后带回实验室进行破碎、研磨、筛分，然后进行化学分析。通过矿样的元素含量数据以及取样地点的分布，确定矿脉，或者决定是否值得开采。但是在采样时，无法确切知道该处矿石的元素含量，只能通过经验判断，结果造成了很多有用元素含量低的矿石被采集处理，造成浪费，还耽误了时间。 

而目前已有的手持式X射线荧光分析仪，主要针对几种特定元素(多为Cd、Cr、Pb、Hg、Br)的含量进行分析，不能对矿石中含有哪些未知元素进行分析。而且所采用的激发源是X射线管，在工作时需要几万伏的工作电压，给手持操作者带来一定的危险性，并且增加了电源消耗量，减少了无外接电源条件下的使用时间。此外所采用的探测器也多为正比计数管，能量分辨率不高，测量分析精度低。 

发明内容

针对以上问题，本发明提供一种携带方便的，能够直接分析出矿石中金属元素，具有较高能量分辨率的矿石金属元素分析检测装置。 

本发明所采用的技术方案是：一种便携式金属元素分析仪：在制有提手的提手壳体(9)上装有USB接口(8)、测量按钮(7)，在壳体内下部装有屏蔽准直器(3)，在屏蔽准直器(3)中装有射线遮挡体(4)，屏蔽准直器(3)内壁制有扇形孔(31)，在射线遮挡体(4)的内端开有一扇形孔(41)，放射源(1)安装在射线遮挡体(4)上方，在屏蔽准直器(3)另一侧装有探测器(2)，在放射源(1)一侧装有电池(6)，在探测器(2)一侧装有电路板(5)，电池(6)输出端联接电路板(5)的电源输入端，电路板(5)的电源输出端联接探测器(2)，探测器(2)的信号输出端联接电路板(5)的信号输入端，电路板(5)的信号 输出端通过USB输出接口(8)联接计算机(10)。 

本发明的一种便携式金属元素分析仪是根据不同元素的特征X射线的能量与该元素的原子序数平方呈一定的线性关系，通过检测矿石中各元素被激发出的特征X射线的能量，分辨出含有哪些元素种类；通过该元素特征X射线的强度，分析出该元素的含量。 

将放射源与探测器按照一定的相对位置固定在辐射准直屏蔽装置内，保证二者的夹角小于60度。辐射准直屏蔽体由重金属铅构成，能够对射线进行很好的遮挡作用。 

辐射准直屏蔽体在固定放射源位置前装有一个射线遮挡体，射线遮挡体可以抽动，并在内端开有一扇形孔，当射线遮挡体被向外抽动后，扇形孔正对放射源，射线可成扇面辐射，同时抽出的射线遮挡体触发仪表的总电源开关，探测器电源开始启动，并开始对探测器进行制冷。当射线遮挡体向内抽动至起始位置后，扇型孔移开放射源，射线无法辐射出仪表，总电源关闭。 

辐射准直屏蔽装置在探测器前面开有一扇形孔。分别在放射源及探测器前面开扇形孔的目的，是为了使探测器下方的被分析物质能够被测量到一定的面积。在扇形孔中，覆盖一层轻金属隔离层，将铅遮挡住，可以避免辐射准直屏蔽装置中的铅受射线激发而发出特征X射线影响仪表测量。 

在仪表的底端，装有一个中空的塑料制支撑板，保证在测量的时候，被分析物质相对放射源以及探测器的位置是一定的。 

测量时，将射线遮挡体向外抽动，触发仪表总电源，再将仪表平稳的放置于被测量物体上，或者手持将仪表紧贴被测量物的外表面。此时放射源发出的射线辐射到被测量物上，激发出物体中各种元素的特征X荧光，并被探测器所接收。待状态稳定后，按下仪表提手前方的测量按钮，仪表开始测量。 

测量开始，探测器信号处理电路开始工作，将探测器输出的信号进行处理，形成幅度与探测器接收到的射线能量成正比关系的脉冲信号，并对脉冲幅度分辨识别，相同幅度脉冲的总数量被累加在一起，最终形成一个横轴为脉冲幅度(对应能量)、纵轴为脉冲个数的图谱。 

由仪表内部的计时电路开始计时，测量时间达到预设的时间长度后，测量结束。仪表将最终获得到的图谱存储在电路中的存储单元。即时或一段时间后通过 USB接口传输给笔记本电脑，再由笔记本电脑中预装的执行程序来对图谱进行分析处理。 

通过对图谱中各个峰位的道址确定，推算出对应特征X荧光射线的能量，根据特征X荧光的能量与不同元素的对应关系，确定被测量物中含有哪些元素。 

通过峰面积依据如下经验公式来确定该元素的含量H： 

H＝∑(Ai·S_i)+B·S₀+C