[发明专利]真空度控制系统、控制方法及X射线荧光光谱仪

说明书

技术领域

本发明涉及真空度控制领域，尤其涉及一种真空度控制系统、基于该真空 度控制系统的真空度控制方法以及包括有该真空度控制系统的X射线荧光光谱 仪。

背景技术

X射线荧光光谱定性分析和X射线荧光光谱定量分析都需要使用X射线照 射，而X射线光路的真空度对X射线强度有着非常大的影响。具体的，X射线波 长越长，空气的吸收就越多，导致X射线的强度变小，给后续的测量和信号处 理带来困难；另外，当真空度发生变化时X射线的强度也不够稳定，会给测量 带来误差。

为了保持样品室和测量室具有稳定的真空环境，需要使用真空泵固定抽速 地运转。该结构的缺陷是：1、真空泵固定抽速持续运转造成能源浪费；2、如 果为了节约能源而频繁启停真空泵的话会增加对真空系统管线的冲击力，加速 部件的磨损，缩短设备零部件的使用寿命。

发明内容

本发明的一个目的是提出一种解决了真空泵固定抽速运转导致能耗高问题 的真空度控制系统。

本发明的另一个目的是提出一种能耗更低、抽真空效果更好的真空度控制 方法。

本发明的还一个目的是提出一种能利用变频器控制真空泵运行的X射线荧 光光谱仪。

为达此目的，一方面，本发明采用以下技术方案：

一种真空度控制系统，所述控制系统包括真空腔室、连接至所述真空腔室 的真空规管、信号连接所述真空规管的控制装置、信号连接所述控制装置的变 频器、以及信号连接所述变频器的真空泵；所述真空泵与所述真空腔室通过管 道连接，所述管道上分别设置有抽真空阀和进气阀。

特别是，所述抽真空阀包括并列设置的快速抽真空阀和慢速抽真空阀。

特别是，所述进气阀包括快速进气阀和慢速进气阀；在所述快速进气阀和 慢速进气阀之间设置有过滤器。

特别是，所述控制系统还包括上位机；所述上位机用于向控制装置发送指 令，当系统处于调试模式时所述上位机控制所述抽真空阀、进气阀以及变频器 的输入信号，对真空度控制系统各个部件进行调试；当系统处于正常工作模式 时，所述上位机用于向所述控制装置发送指令以模拟整个工作过程。

特别是，所述真空规管为皮拉尼真空计。

另一方面，本发明采用以下技术方案：

一种基于上述真空度控制系统的真空度控制方法，所述控制方法是根据所 述真空腔室中的真空度数值来调整真空泵、抽真空阀和/或进气阀的工作参数。

特别是，所述控制方法包括真空泵的工作参数控制，包括下述步骤：

步骤S1、所述真空规管检测所述真空腔室中的真空度数值，将真空度数值 信号发送至所述控制装置；

步骤S2、所述控制装置根据所述真空度数值得到对应的所述变频器的输出 频率值；

步骤S3、所述控制装置的控制芯片输出幅值为3.3V且脉冲宽度可调的PWM 脉冲；经光耦隔离升压后得到幅值为5V且脉冲宽度可变的信号；所述信号依次 经过RC滤波器和二阶巴特沃斯低通滤波器处理，得到只含有直流分量的模拟量 信号；

步骤S4、所述控制装置将所述模拟量信号发送至所述变频器；

步骤S5、所述变频器根据所述模拟量信号改变输出频率，进而改变所述真 空泵的转速。

特别是，所述控制方法还包括抽真空阀和/或进气阀的工作参数控制，包括 下述步骤：

步骤H1、所述控制装置的控制芯片输出幅值为3.3V的电压经光耦隔离升压 得到幅值为5V的信号；

步骤H2、所述控制装置将信号发送至继电器，由所述继电器控制抽真空阀 和/或进气阀的通断；所述继电器的输出端并联一个续流二极管，并接地。

特别是，所述控制方法还包括下述步骤：

步骤H3、所述控制装置判断当前需要抽真空还是进气；是抽真空则转至步 骤H4，是进气则转至步骤H5；

步骤H4、关闭进气阀，开启快速抽真空阀和慢速抽真空阀，升高所述真空 泵的频率值；直至真空度数值符合要求后关闭快速抽真空阀，程序结束；

步骤H5、降低所述真空泵的频率值，关闭所述抽真空阀，开启慢速进气阀， 直至第一气压值符合设定值；开启快速进气阀，直至第二气压值符合设定值； 程序结束。

再一方面，本发明采用以下技术方案：