[发明专利]一种基于SDD探测器的X射线荧光分析系统

权利要求书

1.一种基于SDD探测器的X射线荧光分析系统，其特征在于，包括荧光产生子系统、SDD探测器和电子学读出子系统，

其中，荧光产生子系统用于产生X射线荧光，包括同位素激发源和样品，其中，同位素激发源出射的X射线与样品表面的夹角小于全反射临界角；

SDD探测器位于样品表面正上方，接收样品发出的X射线荧光，并将X射线荧光转换为电信号后输出至电子学读出子系统；

电子学读出子系统对SDD探测器的电信号进行成形放大，并提取X射线荧光光谱；其中，电子学读出子系统包括前置放大器、成形放大模块、MCA多道分析仪、高压模块、制冷模块和供电模块；其中，前置放大器与SDD探测器连接，对SDD探测器产生的电信号进行提取放大；成形放大模块与前置放大器连接，对前置放大器的输出信号进行高斯整形和放大；MCA多道分析仪与成形放大模块连接，对成形放大模块输出的高斯信号进行多通道AD采集，提取X射线荧光的能谱分布送至计算机，用于分析；高压模块与SDD探测器连接，为SDD探测器提供反偏工作电压；制冷模块与SDD探测器连接，为SDD探测器提供低温工作环境；供电模块为前置放大器、成形放大模块、高压模块和制冷模块供电。

2.如权利要求1所述的基于SDD探测器的X射线荧光分析系统，其特征在于，所述同位素激发源采用第Ⅴ类天然同位素放射源。

3.如权利要求2所述的基于SDD探测器的X射线荧光分析系统，其特征在于，能量在5keV以下X射线荧光选择⁵⁵Fe同位素激发源，能量在5keV以上X射线荧光选择¹⁰⁹Cd同位素激发源。

4.如权利要求1所述的基于SDD探测器的X射线荧光分析系统，其特征在于，所述前置放大器采用高增益带宽运算放大器，高增益带宽运算放大器的反向输入端接SDD探测器的输出正端，高增益带宽运算放大器的正向输入端接地；高增益带宽运算放大器的输出电压作为前置放大器的输出正端，SDD探测器的输出负端作为前置放大器的输出负端；高增益带宽运算放大器的反向输入端和输出端之间并联一个负反馈电容；其中，反馈电容为1～10pf，前置放大器的增益为10mV/keV±20％。

5.如权利要求1所述的基于SDD探测器的X射线荧光分析系统，其特征在于，所述成形放大模块包括滤波成形子模块和放大子模块，其中，滤波成形子模块采用CR-(RC)^m滤波方式将前置放大器的输出电压滤波整形成高斯脉冲，其中m≥3，高斯脉冲的上升沿时间处于200ns～2us之间；放大子模块将滤波成形子模块输出的高斯脉冲信号进行放大，放大倍数为100～200。

6.如权利要求1所述的基于SDD探测器的X射线荧光分析系统，其特征在于，所述制冷模块包括帕尔贴制冷器和PIC控制芯片，其中帕尔贴制冷器的冷端贴在SDD探测器上，PIC控制芯片根据SDD探测器内部的热敏电阻的输出信号，控制调整帕尔贴制冷器的输入电压。