Соболев. Качественный рентген

Рис. 36. Фоторафия EDXRF спектрометра

На рисунке изображены ноутбук и спектрометр QUANT'X. Спектральные данные поступают на ПК через кабель Ethernet. ПК отправляет команды на панель управления кюветным отделением QUANT'X, а затем получает в ответ сигнал статуса микропроцессора.

На рис. 36 представлен вид системы QUANT'X спереди при установленном детекторе PCD и снятом кожухе. Левая крышка в верхней части прибора обеспечивает доступ к детектору и его электронике. Конфигурация компонентов зависит от типа установленного детектора. При использовании детектора LN дьюар находится под указанной крышкой. Чтобы заполнить дьюар, нужно отвинтить колпачок и заполнить сосуд жидким азотом до нижней части горлышка. Детектор нужно заполнять жидким азотом еженедельно, вне зависимости от того, используется прибор или нет. Если используется модель с детектором PCD, то в передней части прибора содержится электроника детектора PCD. В этой зоне расположены индикаторы и регуляторы для термоэлектрических охладителей. У модели PIN под этой крышкой находится блок питания детектора. Два блокирующих переключателя предупреждают образование рентгеновского излучения при высоком напряжении в случае открытия левой крышки или удаления кожуха. Оба переключателя имеют дизайн "pull-to-cheat". Переключатель можно обойти, вытянув рычаг его привода. Закрытие или установка кожуха обеспечивает возврат привода в нормальное положение и возврат переключателя к работе. Данная функция используется для ухода за прибором.

Рис. 37. Вид спектрометра спереди. Interlock switch -блокирующий переклю-

чатель Lid latch assembly - сборка защелки крышки Sample chamber lid -

крышка кюветного отделения PCD power supply - блок питания детектора; DPP assembly - сборка цифрового импульсного процессора DPP Plenum fan - вентилятор детектора; Chamber lid interlock switch - блокирующий переключатель крышки кюветного отделения; X-ray control board - панель управления рентгеновской трубкой; System power supply - блок питания системы; X- ray high voltage power supply - высоковольтный блок питания рентгеновской

трубки

Сборка защелки крышки содержит соленоид и два переключателя. Находящийся под напряжением соленоид обеспечивает закрытие крышки кюветного отделения при наличии рентгеновского излучения. Один переключатель улавливает перемещение плунжера соленоида, а второй переключатель определяет закрытие крышки. Оба переключателя необходимо активировать до создания рентгеновского излучения.

Крышка кюветного отделения изготовлена из цинковоалюминиевого сплава. Она обеспечивает защиту от радиации. Кроме того, она герметично закрывается, позволяя анализировать элементы с низкими атомными числами.

На крышке кюветного отделения находится световой индикатор X- rays On. Этот индикатор показывает статус генератора рентгеновского излучения. Рядом с указанным индикатором находятся индикаторы

Power On и Detector Temp. Индикатор Power On загорается в том случае, если произошло включение расположенного на задней панели прибора сетевого выключателя. Индикатор Detector Temp обычно выключен. Он загорается в случае перегрева детектора. При использовании детектора LN необходимо добавить индикатор, показывающий, что необходимо добавить жидкий азот. При использовании детектора PCD или PIN загоревшийся индикатор Detector Temp показывает, что детектор еще не достиг требуемой рабочей температуры или что охладители не способны обеспечить поддержание требуемой температуры. Все индикаторы располагаются на плате дисплея. Блокирующий переключатель крышки кюветного отделения - это первичное блокирующее устройство, которое препятствует образованию рентгеновского излучения в случае открытия крышки. Второй блокирующий переключатель является частью сборки защелки крышки. Первичный переключатель использует дизайн Positive-Break. Контакты принудительно размыкаются специальным механизмом, а не пружиной как обычные переключатели. Высоковольтный блок питания рентгеновской трубки обеспечивает высокое напряжение, необходимое для работы рентгеновской трубки. Он работает от источника +24 В пост. И создает напряжение до 50 кВ и до 2 мА с ограничением мощности до 50 Вт. Блок питания заключен в изолированный кожух, не допускающий срабатывания детектора при повышении уровня шумов.

Основание блока питания удерживает все блоки питания постоянного тока, используемые для питания прибора. Это переключаемый источник QUAD для предусилителя и электроники детектора, единичный блок питания для филамента рентгеновской трубки, высоковольтный блок питания и прочие элементы. Основание сдвигается, обеспечивая доступ к установленным на нем компонентам.

Рентгеновская трубка обеспечивает первичный пучок рентгеновских лучей, используемый для облучения образца. Рентгеновская трубка снабжена системой воздушного охлаждения, ее мощность составляет до 50 Вт. Материал-мишень определяет некоторые характеристики трубки. В большинстве случаев в качестве мишени используется родий (Rh). Кожух - это часть системы воздушного охлаждения рентгеновской трубки.

Вентилятор рентгеновской трубки обеспечивает охлаждение трубки. Вентилятор и кожух образуют замкнутую петлю, которая представляет собой независимую систему контроля температуры. Кожух прикреплен к трубке механическим способом. Теплый воздух выводится из кожуха, чтобы температура внутри кожуха не повышалась. Вентилятор

установлен на резиновые изоляторы, которые защищают детектор от вибрации.

Рис. 38. Вид спектрометра справа. Chamber lid - крышка кюветного отделения; X-ray tube - рентгеновская трубка; Vacuum sensor - вакуумный датчик; Interlock switch - блокирующий переключатель; X-ray tube fan - вентилятор рентгеновской трубки; X-ray tube temp sensor - датчик температуры рентгеновской трубки; System power supply - блок питания системы; High voltage power supply - высоковольтный блок питания

На рис. 38 представлен вид спектрометра QUANT'X справа (со снятой боковой панелью). Сборка цифрового импульсного процессора QUANT'X DPP представляет собой встроенный компьютер для управления системой и обработки сигнала рентгеновского луча, защитной блокировки, поддона для образцов, колеса с фильтрами, вакуумного насоса и детекторов. Сборка оценивает соединение Ethernet и распределяет линию между соответствующими компонентами системы. Статусный дисплей процессора DPP содержит ряд светодиодов, демонстрирующих состояние прибора. Сборка используется для подключения сигналов предусилителя другого детектора и блоков питания. За дополнительной информацией обратитесь к главе рисунку 7-1.

Рис. 39. Вид спектрометра слева. Interlock switch - блокирующий переключатель; Chamber lid - крышка кюветного отделения; DPP assembly - сборка цифрового импульсного процессора DPP; PCD control board - панель управления детектором PCD; PCD status LEDs - светодиодные индикаторы детектора PCD

Кабель предусилителя соединяет сборку детектора с платой EDS. Он обеспечивает передачу высокого напряжения, выходного сигнала детектора и некоторых напряжений.

Распределительный щит кюветного отделения - это точка присоединения расположенных внутри кюветного отделения двигателей и датчиков. Плата соединена с материнской платой двумя кабелями, снабженными плотными сквозными разъемами.

Сборка привода поддона для образцов (дополнительно) обеспечивает вращение поддона с образцами. Сборка содержит шаговый двигатель, направляющий ремень и оптический датчик положения. Управление двигателем осуществляет плата Chamber/Spectrometer Control, расположенная внутри сборки DPP. Сборку можно легко удалить, а затем установить на место.

Винты с отверстиями используются внутри кюветного отделения. Вдоль оси каждого из таких винтов просверлено отверстие, которое пропускает воздух. Использование таких винтов позволяет уменьшить «виртуальную утечку», вызванную задержкой воздуха.

Рис. 40. Детектор PCD, колесо с фильтрами, мешалка, коллиматор трубки и рентгеновская трубка. PCD detector berillium window - бериллиевое окошко детектора PCD; Filter wheel - колесо с фильтрами; Sample spinner – мешал-

ка; Tube collimator - коллиматор трубки; X-ray tube berillium window - берил-

лиевое окошко рентгеновской трубки

Сборка колеса с фильтрами - это карусель на девять позиций, приводимая в движение шаговым двигателем. Для определения угла поворота используется оптический датчик. На каждой позиции может быть установлено по трансмиссионному фильтру. Фильтры применяются для изменения характеристик первичного рентгеновского луча. Управление двигателем осуществляется через панель управления кюветного отделения. Сборку можно легко удалить, а затем установить на место. Коллиматор рентгеновской трубки ограничивает размер рентгеновского луча. Прямо внутри отверстия коллиматора расположено рентгеновское окошко трубки. Предупреждение Бериллиевое окошко очень хрупкое. Не кладите ничего на вал коллиматора и не касайтесь окошка. Если окошко загрязнилось, обратитесь за помощью в службу поддержки пользователя Thermo Electron Customer Service. Коллиматор колеса с фильтрами еще больше ограничивает размер рентгеновского луча. После прохождения луча через выбранный фильтр расположенное выше отверстие удерживает коллиматор. На время транспортировки коллиматор вынимают и помещают в отдельный пакет. Для системы QUANT'X, использующей рентгеновскую трубку Varian, необходим коллиматор

QUANT'X 8.8 мм.

Сборка привода мешалки (дополнительно) - используется вместе со специальным поддоном на 10 образцов. Сборка вращает образцы во время спектрального анализа. Вращение используется для образцов неправильной формы. Управление двигателем осуществляется через панель управления кюветного отделения. Сборку можно легко удалить, а затем установить на место.

Коллиматор детектора ограничивает поле зрения детектора, снижая количество ненужного излучения. Бериллиевое окошко расположено внутри отверстия коллиматора. Предупреждение Бериллиевое окошко очень хрупкое. Не кладите ничего на вал коллиматора и не касайтесь окошка. Если окошко загрязнилось, обратитесь за помощью в службу поддержки пользователя Thermo Electron Customer Service. Поддон бло-

ка питания PCD устанавливается так же, как и блок питания других детекторов. Блок питания PCD содержит блок питания охладителя (пост. ток), дополнительный блок питания ионного насоса (для систем с гелиевой продувкой) и печатную плату для управления детектором. Этот блок питания остается включенным даже в том случае, если сетевой выключатель прибора находится в положении Off.

Сборка детектора LN содержит дьюар с жидким азотом, кристалл детектора Si(Li), предусилитель и бериллиевое окошко. Она преобразует испускаемое и рассеиваемое образцом излучение в электрические импульсы. Импульсы усиливаются предусилителем, а затем передаются на импульсный процессор. Дьюар с жидким азотом - это сосуд с двойными стенками, между которыми находятся изоляционный слой и вакуум. Кристалл Si(Li) установлен на высовывающийся из дьюара хладопровод Хладопровод и дьюар находятся в условиях высокого вакуума. Бериллиевое окошко играет роль прозрачного для рентгеновских лучей уплотнения. Для детекторов PIN: на это место устанавливается только блок питания охладителя.

Панель управления ECD выполняет различные функции поддержки PCD (регуляцию и мониторинг температуры). Защитные схемы включают аварийные сигналы для повышенного тока ионного насоса, повышенной температуры теплоотвода и повышенного напряжения привода охладителя. Статус аварийных сигналов отражают 4 светодиода на указанной панели. При использовании детекторов PCD индикаторы COOL ON, HEAT SINK ON и I P. CUR ON загораются в нормальных (не аварийных) условиях. На этой панели расположен выключатель охладите-

лей COOLERS.

Puc. 42. Вид спектрометра сзади. System power - питание системы Vac pump power - питание вакуумного насоса; Chamber lid - крышка кюветного отделение Exhaust fan – вентилятор; X-ray source switch - выключатель рентгеновского источника; Line voltage select - выбор напряжения линии; Optional helium port - дополнительный гелиевый порт; Vacuum port - вакуумный порт;

Ethernet connector - порт Ethernet

Переключатель рентгеновского источника обеспечивает прерывание схемы блокировки, препятствуя образованию рентгеновского излучения. Он является хорошим средством защиты от несанкционированного использования прибора.

Сетевой выключатель контролирует питание всего прибора или его части (в зависимости от модели). Если прибор оборудован детектором LN или PIN, выключатель контролирует питание всего прибора. Если система оборудована детектором PCD, выключатель контролирует только питание сборки процессора DPP. Чтобы не допустить перегрева детектора, поддерживающие охладитель блоки питания остаются включенными даже после отключения питания прибора. В этом случае для полного отключения питания необходимо отсоединить сетевой шнур.

Силовой вход прибора с предохранителем - это точка присоединения первичного силового кабеля. Для подключения используется стандартная розетка IEC 320. Входной модуль соответствует требованиям стандартов TUV, NRTL, GS и CSA. Он рассчитан на сетевое напряжение 115 или 230 В перем. Вход поддерживает предохранители IEC европейского типа (5 x 20 мм). См.раздел «Спецификации».

Предупреждение Поставляемые в Европу системы QUANT'X содержат модуль Power Factor Correction (PFC), последовательно соединенный к внутреннему входу переменного тока блока питания 24 В пост. Если на задней панели QUANT'X есть значок соответствия требованиям C, это значит, что модуль PFC установлен. Такие системы рассчитаны только на сетевое напряжение 200-240 В перем.

Силовой вход ионного насоса и предохранитель - это точка присоединения второго силового кабеля. Вакуумный насос использует отдельную схему, которая позволяет уменьшить требуемую емкость блока питания или нормализующего устройства. Для подключения используется стандартная розетка IEC 320. Входной модуль соответствует требованиям стандартов TUV, NRTL, GS и CSA. Он рассчитан на сетевое напряжение 115 или 230 В перем. Модуль предназначен для использования предохранителей типа IEC. См.раздел «Спецификации».

Распределительная коробка переменного тока содержит большую часть электронных компонентов переменного тока. Это закрытая заземленная металлическая коробка. Она является точкой присоединения внешних и внутренних кабелей переменного тока.

Она содержит выпрямляющий фильтр и твердотельное реле для управления вакуумным насосом.

Порт Ethernet - это разъем RJ-45, используемый для подключения прибора к порту Ethernet компьютера. Вакуумный порт - это порт для присоединения вакуумного шланга. Порт снабжен резьбовым фитингом 5/8 дюйма. Вакуум используется для анализа элементов с низкой атомной массой. Жидкие образцы не должны находиться в вакууме. Гелиевый порт (дополнительно) - порт для гелиевой продувки кюветного отделения во время анализа жидких образцов с низкой молекулярной массой. Входное давление должно составлять 15 - 65 psi. Порт снабжен резьбовым фитингом У дюйма. Сетевой разъем вакуумного насоса - это стандартная розетка NEMA 5-15R. В эту розетку вставляется силовой кабель вакуумного насоса. Вакуумный насос работает о источника постоянного тока. Управление розеткой осуществляется через программное обеспечение. Розетка защищена предохранителем. Сетевое напряжение присутствует в указанных розетках даже тогда, когда сетевой выключатель прибора находится в положении OFF. Переключатели для выбора сетевого напряжения позволяют сконфигурировать прибор для работы от источника 115 или 230 В перем. Переключатели следует установить до того, как включить прибор в сеть. Установите защитную панель на место после того, как будет получено требуемое напряжение.

Предупреждение Неправильно установленное сетевое напряжение может стать причиной повреждения прибора.