一、产品介绍

1. 检测原理

本产品利用 X 射线荧光光谱(XRF)进行样品元素含量检测，其原理是：当 X 射线照射至样品上时， 样品内原子的内层低轨道电子吸收能量并跃迁到外层高轨道 (如图 1) ，此时在低轨道上产生空穴， 原子处于激发态；随后外层高轨道的其它电 子迅速跃迁至内层轨道空穴， 同时释放相应的原子能量的二次 X 射线荧光， 此时原子重新回到稳定的基态；根据每种元素原子所释放二次 X 射线的谱线位置和 强度， 即可区分元素的种类和含量， 从而实现对样品中各类组成元素的同时定性和定 量分析。

2. 产品组成

(1) 软硬件配置

整套 XRF 冶炼配料在线检测系统包括检测单元、 校准单元、 电气控制单元、上 位机、安装支架以及用户软件。

硬件： 检测单元包括 X 光管、 硅漂移探测器、真空腔室、铍窗、准直管、高压 电源、真空泵、真空计、整形器等， 校准单元包括六个标准样、电控平移升降台等， 电气控制单元包括高速数字处理器、工控机、电磁阀、 PLC、光端机等。

软件： 包括下位机分析控制软件和用户软件，由 LabVIEW、Matlab、Visual Basic 及 Step 7 编制。

(2) 布局与结构

本产品跨皮带式安装在输送带上，如图 2 所示。

本产品中检测单元的结构如图 3 所示， X 光管出射的初级 X 射线经准直管准直后，穿过铍窗照射到样品上，样品被激发后辐射出其所含元素的特征荧光 X 射线， 特征 X 射线穿过铍窗被硅漂移探测器 SDD 收集，采集到的信号再经数字脉冲模块处 理后输出。真空泵和电磁阀可以使真空腔室的真空度维持在恒定值，真空度由真空计 测量。其中所使用的 X 光管为超低功率光管，功耗低、。

(3) 工作流程

系统整体运行流程如下，UPS  电源通电后系统启动，散热风扇工作，绿色指示 灯先变亮， 当打开软件并确认相关设置参数后系统会先对仪器进行初始化和预热。 系 统自检后， 真空泵开始工作， 电磁阀开启， 红色指示灯亮起， 当真空腔室的真空度到达 100 Pa 时， 电磁阀关闭， 真空泵继续工作进入保压状态， 此时高压电源启动， X 光 管开始工作， SDD 探测器收集样品中所含元素的 X 荧光信号， XRF 谱图展现在下位 机显示界面中， 当 XRF 检测进度条结束后， SDD 探测器和真空泵停止工作， X 光管 进入低功耗状态。 XRF 检测完成后，橙色指示灯被点亮，除尘风机启动并在短时间 内达到稳定转速。真空泵再次启动用来排出管路中的空气， 4 s 后电磁阀接通，当腔 室的真空度到达 100 Pa 时，电磁阀先关断保压，真空泵再停止抽气，为接下来第二 次测量做好准备。在这个过程中， 计算机根据得到光谱数据和分析模型计算出所检测 样品中多种元素含量， 并通过光纤远传至集控室， 显示在用户软件端界面上。 产品整 机无耗材、易操作、灵敏度高、测量精度高。

二、项目实施进度

设备制造： 5 个月

安装调试及验收： 1 个月