X射線熒光光譜儀常見(jiàn)故障分析
閱讀：2420 發(fā)布時(shí)間：2019-11-12
新型的X射線熒光光譜儀都裝有故障診斷軟件,，分布于儀器各個(gè)部位的傳感器將儀器的狀態(tài)信號(hào)傳輸?shù)接?jì)算機(jī),，供儀器操作者和維修工程師判斷儀器是否正常，找到產(chǎn)生故障的部位,。但是有些在測(cè)量過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題靠診斷軟件是發(fā)現(xiàn)不了的,，而且診斷軟件僅僅提示產(chǎn)生了故障,，要找到產(chǎn)生故障的原因，要求維修人員對(duì)儀器的結(jié)構(gòu)比較熟悉,，且具有一定的維修經(jīng)驗(yàn),。本文介紹5種常見(jiàn)故障的產(chǎn)生原因及處理方法。
故障現(xiàn)象一
X射線發(fā)生器的壓開(kāi)不起來(lái),。
故障分析：
這是X射線熒光光譜儀較常見(jiàn)的故障,，一般發(fā)生在開(kāi)機(jī)時(shí)，偶爾也發(fā)生在儀器運(yùn)行中,。故障的產(chǎn)生原因可以從三個(gè)方面去分析：1,、X射線防護(hù)系統(tǒng);2、內(nèi)部水循環(huán)冷卻系統(tǒng);3,、壓發(fā)生器及X射線光管,。
1.1X射線防護(hù)系統(tǒng)
為了防止X射線泄漏，壓發(fā)生器只有在射線防護(hù)系統(tǒng)正常的情況下才能啟動(dòng),。射線防護(hù)系統(tǒng)正常與否,，主要檢查以下二部分：
1、面板的位置是否正常,。X射線熒光光譜儀是一個(gè)封閉系統(tǒng),，面板是外層的射線防護(hù)裝置，如果有一塊面板不到位,，儀器就有射線泄漏的可能,。因此，每塊面板上都有位置接觸傳感器,，面板沒(méi)有*合上,，壓開(kāi)不起來(lái)。
2,、X射線的警示標(biāo)志是否正常,。標(biāo)準(zhǔn)[1]規(guī)定X射線熒光光譜儀必須安裝紅色警告信號(hào)燈并與相應(yīng)的開(kāi)關(guān)聯(lián)動(dòng)，因此如果信號(hào)燈失靈,，壓也開(kāi)不起來(lái),。
有一種簡(jiǎn)單的方法可以判斷壓不能啟動(dòng)是否是由射線防護(hù)系統(tǒng)引起，即將儀器的狀態(tài)設(shè)定為維修狀態(tài),，屏蔽射線防護(hù)系統(tǒng),，如果這時(shí)壓可以開(kāi)起來(lái)，就可以確定故障是由射線防護(hù)系統(tǒng)的問(wèn)題引起的,。
1.2內(nèi)部水循環(huán)冷卻系統(tǒng)
壓發(fā)生器的輸出功率一般為3kW或4kW,，將壓加至X射線光管后，除小部分用于產(chǎn)生X射線外，大部分轉(zhuǎn)化為熱能,，由內(nèi)部水循環(huán)冷卻系統(tǒng)帶走,。內(nèi)循環(huán)水用于冷卻陽(yáng)極靶附近的光管頭部分，因此要求內(nèi)循環(huán)水為電導(dǎo)率很低的去離子水,，以防壓擊穿,。內(nèi)循環(huán)水通過(guò)儀器內(nèi)部的去離子樹(shù)脂柱降低電導(dǎo)率，去離子樹(shù)脂柱中的樹(shù)脂會(huì)年久失效,，因此壓無(wú)法啟動(dòng)時(shí),，可檢查一下內(nèi)循環(huán)水的電導(dǎo)率，如果電導(dǎo)率降不下去,，考慮更換樹(shù)脂,。另外，內(nèi)循環(huán)水的水位過(guò)低,，也會(huì)導(dǎo)致壓開(kāi)不起來(lái),。
還有一種故障現(xiàn)象是壓開(kāi)起來(lái)幾分鐘后跳掉，產(chǎn)生這種故障的原因可能為內(nèi)循環(huán)水的流量過(guò)小,。內(nèi)循環(huán)水的流量通過(guò)流量計(jì)測(cè)量,，水流過(guò)流量計(jì)時(shí)，帶動(dòng)流量計(jì)內(nèi)的葉輪,，葉輪切割磁力線,，產(chǎn)生電信號(hào)。葉輪在水中長(zhǎng)期轉(zhuǎn)動(dòng),，可能會(huì)銹蝕,，從而使葉輪的轉(zhuǎn)速減慢，流量計(jì)的電信號(hào)減弱,，使儀器誤認(rèn)為水流量過(guò)小而導(dǎo)致壓跳掉,。另外內(nèi)循環(huán)水的過(guò)濾網(wǎng)堵塞導(dǎo)致水流量減小，也會(huì)引起壓跳掉,。
1.3壓發(fā)生器及X射線光管本身
壓發(fā)生器和X射線光管是儀器內(nèi)貴重的部件,，一般不會(huì)出問(wèn)題。檢查壓發(fā)生器,，可將壓發(fā)生器打開(kāi),，根據(jù)電路圖，檢查各個(gè)開(kāi)關(guān)是否在正常位置,，看一下保險(xiǎn)絲有沒(méi)有熔斷,，再進(jìn)一步的檢查盡量由專業(yè)維修工程師來(lái)做。X射線光管是個(gè)封閉的部件,，一旦損壞，只能更換,，不能修理,。檢查X射線光管,，可檢查X射線光管與壓電纜的連接是否正常，壓電纜有無(wú)損壞,。
故障現(xiàn)象二
光譜室和樣品室的真空抽不到規(guī)定值,。
故障分析：
X射線熒光光譜分析通常在真空光路條件下工作，但光譜室和樣品室有很多部位與外部相連,，可能漏氣的部位很多,。檢查真空故障時(shí)，將可能出問(wèn)題的地方人為分隔為三部分：真空泵,、樣品室,、光譜室，對(duì)這三部分逐一檢查以縮小范圍,。
2.1真空泵
將真空泵與光譜室和樣品室的接口拆下并用橡皮塞堵住,，然后抽真空，如果能在幾秒鐘內(nèi)抽到規(guī)定值,，可以排除真空泵出現(xiàn)故障的可能性,。如果能抽到規(guī)定值但時(shí)間較長(zhǎng)，可能是真空泵的效率降低,，這種情況一般發(fā)生在經(jīng)常分析壓片樣品和油品的儀器上,，粉末或油被吸到真空泵油中，改變了油的粘度,，這時(shí)需更換真空泵油,。
2.2樣品室
樣品室常見(jiàn)的漏氣部位是樣品自轉(zhuǎn)裝置上的密封圈，樣品測(cè)量時(shí)通常以0.5轉(zhuǎn)/秒的速度自轉(zhuǎn),，儀器幾年運(yùn)行下來(lái),，樣品自轉(zhuǎn)處的密封圈磨損，密封效果變差,。
2.3光譜室
光譜室常見(jiàn)的漏氣部位是流氣計(jì)數(shù)器,，流氣計(jì)數(shù)器安裝在光譜室內(nèi)，有一根入氣管和一根出氣管與外界相通,，流氣計(jì)數(shù)器的窗膜很薄,，窗膜漏氣，就會(huì)影響光譜室真空,。檢查方法：將入氣管和出氣管用一根軟管連接,，使流氣計(jì)數(shù)器與外界隔絕，然后抽真空,。
檢查真空故障,，在拆卸和安裝時(shí)，要小心操作，不要讓灰或頭發(fā)掉到密封圈上,，以避免產(chǎn)生新的漏氣點(diǎn),，安裝時(shí)可以在密封部位涂一點(diǎn)真空油脂。
故障現(xiàn)象三
計(jì)數(shù)率不穩(wěn)定,。
故障分析：
X射線熒光光譜儀的常用探測(cè)器有二個(gè)：流氣計(jì)數(shù)器和閃爍計(jì)數(shù)器,。閃爍計(jì)數(shù)器很穩(wěn)定，問(wèn)題常出現(xiàn)在流氣計(jì)數(shù)器上,。
流氣計(jì)數(shù)器窗膜由一塊聚酯薄膜,、hostaphan膜或聚丙烯薄膜鍍上一層很薄(約30nm)的鋁膜所構(gòu)成，由于窗膜承受大氣壓力,，一段時(shí)間后隨著基體材料的延展,，鋁膜可能產(chǎn)生裂紋，從而減弱導(dǎo)電性能,，這種情況對(duì)脈沖度分布影響不大,，但會(huì)使計(jì)數(shù)率不穩(wěn)定。新型號(hào)的X射線熒光光譜儀一般都安裝1μm甚至0.6μm的窗膜,，而不再使用6μm的窗膜,，因此流氣計(jì)數(shù)器的窗膜導(dǎo)電性能下降的可能性增大。
檢查方法[2]：在低X射線光管功率情況下,，選一個(gè)KKα計(jì)數(shù)率約2000CPS的樣品,，測(cè)定計(jì)數(shù)率，然后用一個(gè)鉀含量的樣品取代原樣品,，將光管調(diào)到滿功率,，保持2分鐘，再將X射線光管功率減至原值,，測(cè)量個(gè)樣品,，如窗膜導(dǎo)電正常，將得到原計(jì)數(shù)率,，如窗膜導(dǎo)電性能變差,，會(huì)發(fā)現(xiàn)計(jì)數(shù)率減小，然后慢慢回升至初始值,，這時(shí)就應(yīng)調(diào)換窗膜,。
故障現(xiàn)象四
2θ掃描時(shí)，發(fā)現(xiàn)峰形不光滑,，有小鋸齒狀,。
故障分析：
晶體是儀器內(nèi)脆弱的部件，盡量不要用手接觸衍射面,，如果手或其他東西碰到了晶體的衍射面,，就會(huì)污染晶體,，手上的汗或其他物質(zhì)滲到晶體的表面，使晶體表面的晶格間距發(fā)生變化,，而X射線熒光的衍射主要發(fā)生在晶體的表面,，因此造成2θ掃描的峰形不光滑。這種故障一時(shí)很難消除,，文獻(xiàn)[3]介紹了晶體的表面處理方法，但一般清洗不干凈,。
故障現(xiàn)象五
2θ掃描時(shí)只出現(xiàn)噪聲信號(hào),，沒(méi)有峰位信號(hào)。
故障分析：
可能的原因有二個(gè)：
5.1探測(cè)器的前置放大電路出現(xiàn)故障,，出現(xiàn)的噪聲信號(hào)為電路噪聲,，不是X射線信號(hào)。
5.2測(cè)角儀的θ和2θ耦合關(guān)系發(fā)生混亂,，通常是控制θ和2θ耦合關(guān)系的CMOS中的數(shù)據(jù)由于電池漏電等原因丟失,，這時(shí)需要重新對(duì)光。
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