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華普科普欄目丨波長色散型X射線熒光光譜儀檢測器

發(fā)表日期:2024/06/13 瀏覽次數(shù):
波長色散型X射線熒光光譜儀中使用的探測器的種類有用于重元素分析的閃爍計(jì)數(shù)器(以下簡寫作 SC),用于輕元素分析的流氣式正比計(jì)數(shù)器 (F-PC)以及封閉式正比計(jì)數(shù)器(S-PC)等多種。



SC是利用X射線的熒光作用做成的計(jì)數(shù)器,F(xiàn)-PC和S-PC是利用X射線的電離作用做成的計(jì)數(shù)器。封閉式正比計(jì)數(shù)器也叫氣體封閉式正比計(jì)數(shù)器。


圖1為F-PC結(jié)構(gòu)示意圖,其原理是入射的X射線光子使Ar原子產(chǎn)生常規(guī)電離,形成若干正負(fù)離子對,在探測器電場作用下產(chǎn)生雪崩式放電,在CH4氣體淬滅下停止放電,產(chǎn)生一個電壓脈沖。入射光子與脈沖數(shù)成正比關(guān)系,正比因子與氣體濃度等因素有關(guān)。

圖片 1.png
圖1.F-PC結(jié)構(gòu)示意圖



在長期使用過程中,PR氣體中甲烷氣體被電離污染陽極芯線,導(dǎo)致正比計(jì)數(shù)器的能量分辨率下降,這時(shí)就必須對芯線進(jìn)行清洗。新型的光譜儀都設(shè)有芯線自動清洗機(jī)構(gòu),可以在真空光路下很快地除去芯線上的雜質(zhì),使之恢復(fù)原有性能,得以穩(wěn)定地進(jìn)行輕元素的分析。而舊式的光譜儀沒有芯線自動清洗機(jī)構(gòu),這時(shí)就要將流氣正比計(jì)數(shù)器拆卸,用溶劑進(jìn)行清洗,或者直接更換芯線。


S-PC(封閉正比計(jì)數(shù)器)在出廠前將惰性氣體密封至探測器內(nèi),無需為探測器提供氣體,可以應(yīng)用于難獲得PR氣體的場所。

圖2為SC閃爍計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)示意圖,其由閃爍體和光電倍增管組成。原理是入射X射線光子與閃爍體相互作用,轉(zhuǎn)變成閃爍光子而射到光電倍增管上,再轉(zhuǎn)變成電脈沖信號。


圖片 2.png
圖2.閃爍計(jì)數(shù)器



入射的X射線光子經(jīng)由探測器轉(zhuǎn)變成脈沖信號,經(jīng)過放大器放大后,由脈沖高度分析器對其收集分析。通常,F(xiàn)-PC的計(jì)數(shù)率可達(dá)到3000Kcps,SC的計(jì)數(shù)率達(dá)到1500Kcps。


計(jì)數(shù)器的能量分辨率如圖3所示,對于SC計(jì)數(shù)器,其能量分辨率要求小于60%,對于F-PC計(jì)數(shù)器,其能量分辨率要求小于40%。


圖片 3.png
圖3.探測器能量分辨率


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