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2014 年 9 月 September 2014 岩矿测试 ROCK AND MINERAL ANALYSIS Vol． 33，No． 5 773 ～774 收稿日期 2014 －05 －29; 修回日期 2014 －06 －23; 接受日期 2014 －07 －08 基金项目 国家重大科学仪器设备开发专项 2012YQ050076 作者简介 陶迪， 助理工程师， 从事 X 射线荧光光谱分析技术研究。E- mail taodi foxmail． com。 文章编号 02545357 2014 05077302 ZSX100e 型 X 射线荧光光谱仪光路系统故障分析 陶迪1，邓赛文1，王笑笑2，周超3 1． 国家地质实验测试中心，北京 100037;2． 浙江省地质矿产研究所，浙江 杭州 310007; 3． 钢研纳克检测技术有限公司，北京 100094 X 射线荧光光谱分析具有分析元素范围广、 分 析含量范围宽、 分析精度高、 重现性好等优点， 属于 非破坏性分析， 可进行薄膜的组分和厚度的分析， 易 于实现自动化及在线分析， 被广泛应用于电子和磁 性材料、 化学工业、 陶瓷和水泥工业、 钢铁工业、 非铁 合金、 地质矿产、 石油和煤、 环境等领域。X 射线荧 光光谱仪基本由五大部分组成， 即激发系统、 分光系 统、 探测系统、 仪器控制系统和数据处理系统等。分 光系统是对来自样品元素的特征谱线进行分辨和限 制， 除了主要部件分光晶体外， 还有视野光栏、 准直 器和衰减器等。分光系统中的视野光栏故障会造成 光路系统初始化错误， 以及 X 射线强度异常， 会导 致 X 射线荧光光谱仪不能正常工作。 图 1 为 ZSX100e 型 X 射线荧光光谱仪光路系 统的示意图。由示意图可以看出， 衰减器或前视野 光栏是光路系统的一个重要组成部分， 它是在不改 变激发条件的情况下， 用某种吸收材料吸收或减少 光通量的办法衰减进入探测器的 X 射线强度。 ZSX100e 型 X 射线荧光光谱仪是采用减少光通量 的办法。当前视野光栏未处于正确的位置时， 会造 成仪器初始化无法完成、 X 射线强度严重下降等故 障， 仪器无法正常工作。本文分析了因前视野光栏 故障造成仪器无法正常使用的原因， 并提出了解决 办法。 1初始化无法顺利完成， 出现视野光栏初始 化超时报警 ZSX100e 型 X 射线荧光光谱仪在正常分析样 品完成后， 关闭仪器， 重新进行初始化时， 出现初始 化不正常。 图 1ZSX100e 型 X 射线荧光光谱仪光路系统的示意图 1X 射线管; 2初级滤光片; 3进样装置; 4样品盒; 5衰减器或前视野光栏; 6后视野光栏; 7准直器。 分析 经过对操作人员询问， 得知在出现故障前 进行了实际样品或标样的小面积分布分析， 各种操 作均正常， 但在正常关机并重新启动时初始化无法 顺利完成， 出现视野光栏初始化超时报警的现象。 根据仪器工作原理判断， 可能是视野光栏不能正常 移动， 导致在一定时间内未能确定初始化位置， 出现 初始化不正常报警。 处理 在关机的状态下， 转动视野光栏的指示罗 盘， 发现前视野光栏移动轴出现了停滞现象， 无法正 常左右移动。通过拆开光路调节部分的前后真空密 封盖 ［1 ］， 在静态情况下观察， 发现前视野光栏移动 轴出现了抱死现象， 不能正常工作。因此， 考虑拆下 视野光栏调节系统进行清理以解决此问题 如 图 1 。在取出视野光栏调节器后， 擦拭轴和卡扣位 置 如图 2 ， 用酒精纱布将其清理干净， 使之能够正 常移动。然后按拆下的相反方式将调节器安装到 位， 开机初始化， 整体仪器可正常初始化。 2X 射线强度下降严重 ZSX100e 型 X 射线荧光光谱仪在分析样品时， X 射线强度仅为正常测量强度的 1/10 左右， 分析不 能正常进行。分析 出现该现象前， 已经针对故障 1 377 ChaoXing 图 1后窗观察的调节系统 图 2光栏调节器 进行了相应处理。根据 X 射线仪器的工作原理［2 ］， X 射线有效接收面积的大小直接影响 X 射线荧光 的强度， 两者成正相关。因为在故障 1 的处理过程 中并没有触碰 ZSX100e 其他部件， 所以初步判断故 障原因有可能是在修理完视野光栏驱动部件后， 在 安装过程中定位发生了偏移， 造成初始化完成后视 野光栏位置并没有回到真正的初始化位置， 实际的 接收面积与设置的视野光栏大小不一致引起了X 射 线强度严重下降。 处理 经检查发现， 前视野光栏移动轴的初始化 位置由于上次维修安装没有回到真正的初始位置， 使初始化后前视野光栏停留在 1/10 的衰减位置 如图 3 所示 ， 有效接收面积变小， 强度减少， 造成 X 射线强度严重下降 仅为正常测量强度的 1/10 左 右 。在关机情况下， 松开视野光栏驱动马达和调 节装置的联接器， 在脱齿的情况下将视野光栏移回 到初始位置， 然后锁上联接器， 开机试验， 测量 X 射 线强度后系统恢复正常。 图 3前视野光栏位置图 3结语 随着使用年限的增加， 仪器会在使用中出现不 少故障， 故障出现的频率也有所增加。仪器维护人 员要自己动手修理进口仪器设备， 必须对 X 射线荧 光光谱仪五大组成部分工作原理和各部件的作用有 充分的了解， 从原理上进行故障现象分析便于维修 人员找到故障的问题所在， 如 X 射线没有强度 强 度很低 可以先从探测器入手， 由 PC 和 SC 两个探 测器的状况来判断 X 射线发生激发系统是否正常 通常情况下不可能两个探测器同时损坏 。X 射 线强度不够或下降可以考虑分光系统， 逐步排查各 个机械部件的驱动情况， 以便尽快找到问题所在， 切 实提高维修维护水平， 大幅提高设备的使用效率。 4参考文献 ［ 1］梁钰． X 射线荧光光谱分析基础［ M］ ． 北京 科学出版 社， 2007 26 －33． ［ 2］梁国立， 马光祖， 邓赛文． X 射线荧光分析原理与入 门［ Z］ ． 理学电机工业株式会社应用研究中心． 477 第 5 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2014 年 ChaoXing
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