Устройство для нормирования амплитуды детекторных импульсов в рентгенофлуоресцентных кристаллоспектрометрах Советский патент 1984 года по МПК H03K5/22 

05 О СО

Oiib

;1с

Peget Квг

Изобретение касается устройства для нормирования амплитуды детекторных импульсов в рентгенофлуоресцент: ных кристаллоспектрометрах при помощи линейного усилителя с регулируемым усилением, имеющего один управ- 5 лякнций вход для .регулийования уриления, а также при помощи канального анализатора с программируемой амплитудой и шириной импульсного кансша, и измерителя частоты следования 10 импульсов. Детекторные импульсы таким образом усиливаются, анализщ)уются по фазе, амплитуде и гцирине, и соответственно этому анализу оцениваются по их частоте.- Путем рёгулирова-15 НИН усилени.я линейного усилителя нормируется амплитуда детекторных импульсов, т.е. на амплитуду импульсов не оказывают воздействия постоянная решетки / кристалла, а также -JQ порядок отражения г и угол поворота: & . . . .: / ; . .

- Известно устройство ( 3 119 013), в котором детекторные импульсы подаются через си1нусный потенциометр, js

который либо имеет синусоидальную проволочную намотку или синусоидальный резистинный слой, или же ползунок, перемещаемый по синусоиде

с помощью рукоятки. Положение пол- эунка синусного потенциометра зави:сит от положения угла повороте: Детектора, передвигаемого по кругу, из-за наложения зависящих от угла ; поворота детектора амплитуд детекторных импульсов на синусоидальную фун- 35 кцию деления напряжения синусного ибтенциометра на выходе делителя наиряжения формируется нез авйсиьвлй OT угла поворота детекторный сигнал.

, : : , ..; , ., 40

Недостаток проволочных потенциометров, особенно при работе на повьЕиенных частотах, состоит в паразит:ной индуктивности их проволочной . намотки. Потенциометрдл с резистив- 45 ным слоем хотя и исключают этот недостаток, но зато имеющиеся в них , емкости резистивного слоя по отношению к корпусу также обуславливают зависимость детекторных импульсов JQ От частоты. Кроме того, изготовление точного синусного потенциометра явяяешся дорогостоящим и технически сложным процессом.

Далее, (J)D-PS 128 801) можно с помощью синусного потенциометра и источника постоянного тока формировать для нормирования детекторных импульсов в зависимости от угла поворота де ектора напряжение, на которое в аналоговом умножителе накла- 60 ывается амплитуда детекторных импульсов. Кроме того, наряду с коррекцией зависимости от угла поворота, ожно, изменяя-постоянное напряжение или же выходное напряжение сй.нусно- 65

го потенциометра, использовать такое устройство для работы- с различными кристаллами и порядками отражения. В таком случае напряжение с помощью делителей напряжения устанавливается в зависимости от постоянно решетки а кристалла, используемого для исследования и соответствующего порядка отражения п . При этом хотя и исключается искажение детекторных импульсов мешающими зависящими от частоты сопротивлениями синусного .потенциометра, остается необходимос применения сложного синусного потенциометра. Из-за износа механической части синусного потенциометра требуется его периодическая замена, которая с одной стороны обуславлива дополнительные издержки, а с другой стороны осложняет техническое обслуживание. Кроме того, при менякицемся порядке отражения п или , изменякндейся постоянной решетки d соответственно варьировать поправочное напряжение с помощью делителя напряжения приходится вручную. По углу поворота 0 , порядку отражения пи постоянной решетки моно вычислять или экспериментально определять поправочное напряжение, воздействующее на импульсное напряжение детектора в управляемом усилителе или же в аналоговом умножителе, подключенном к усилителю.

Известно (r)D-PS 128 441), что такое поправочное напряжение лучше всего формировать с помощью микропроцессора, в который вводятся значения выше упомянутых параметров

Поправочное напряжение в схемах определяется лишь упомянутыми параметрами (угол поворота в , порядок отражения п и постоянная решетки d ) . Однако точность исследования кристалла в большой мере зависит от явлений дрейфа, которые могут, например, возникать из-за старения прибора. Дрейфа генератора рентгеноских лучей, зависимости от давления лампы поточного счетчика дрейфа обрабатывающей электроники и воздействий температуры на кристалл. Чтобы получить точную оценку, необходимо перед каждым исследованием, или же по крайней мере периодически, производить повторную наладку обрабатывакяцей системы и приспосабливать ее к соответствуицим аппаратурным условиям и условиям окружаквдей среды,что связано с относительно, сутажным техническим обслуживанием и большой затратой Времени.

Цель -изобретения - повышение точности,- а также сокращение объема технического обслуживания.

Задачей.изобретения-является создание возможно простыми средствами

устройства для нормирования амплитуды детекторных ийпульсов в рентг генофлуоресцентных кристаллоспектрометрах, с помощью которого можно бьшо бы перед началом рентгеноспектрометричёских исследований cooTBeTqx вующей пробы автоматически вырабатывать оптимальное, т.е. независимое также от имеющих место дрейфов и условий окружающей среды, поправочное напряжение для напряжения детекторных импульсов.

Согласно изобретению эта задача решается устройством для нормирования амплитуды детекторных импульсов при помощи линейного усилителя с регулируемым, усилением, который имеет управляющий вход для регулиро вания. усиления, а также при помощи канального анализатора с прогрги«1мируемой амплитудой и шириной импульсного канала и измерителя частоты следования импульсов, и тем, что выход измерителя частоты следования импульсов по цифровому или аналоговому каналу соединен с решающим каскадом, первый выход которого соёдиней с управляющим входом линейного усилителя, а с второго выхода решающего каскада при максимальном выходном напряжении измерителя частоты следования импульсов может быть снят управляющий сигнал для спектрометричёскай обработки детекторных импульсов.

В качестве решающего каскада целесообразно применять микропроцессор Кроме того, в качестве решающего каскада иногда можно использовать и детектор пиковых значений.

Подключенный за усилителем канальный анализатор содержит вобщем известный импульсный канал с регулируемой амплитудой и шириной« При помощи измерителя ча,стоты следования импульсов измеряется частота следования импульсов внутри этого импульсного канала, т.е. в так называемом : окне канала. Выходное напряжение . измерителя частоты следования импульсов подается на решающий каскад. В , зависимости от изменения частоты сле дования импульсов усиление линейного усилителя регулируется и устанавлива ется решающим каскадом так, чтобы в окне канала достигалась максимальная частота следования импульсов. После этого согласования, которое быстро осуществляется; автоматически перед началом каждого исследования, решающий каскад, который может состоять из микропроцессора в случае цифревой обработки или из детектора пикового значений в случае аналоговой обработки, подает команду для спектрометрического исследования соответствующей пробы.

На чертеже приведено предлагаемое устройство.

Детектор 1 рентгеновского спектрометра соединен с линейным усилителем 2, имеющим управляющий вход 3 для регулирования усиления. Линей- . ный усилитель 2 соединен с входом канального анализатора 4, за которым подключен измеритель 5 частоты следования импульсов. На вход 6 канального ансшизатора 4 подается программируквдее напряжение редердля настройки уровня импульсного канала, а на вход 7 канального анализатора 4 программирующее напряжение О врдля настройки ширины импульсного канала. Выход измерителя частоты 5 следова кия импульсов соединен с решакмцим каскадом 8, первый выход которого соединен с управляющим входом 3 линейного усилителя 2, ас его второго выхода 10 может бить снят упрйвляющий сигнал и st

От детектора 1, который может быть реализован например, в виде вторичного электронного умножителя или оаё в виде поточного счетчика, рентгеноспектрометрические детекторные импульсы поступают в линейный усилитель 2. Для обеспечения лучшей наглядности схемы технические средства, используемые для формирования детекторных импульсов, за исключением детектора 1, на чертеже не показаны. После: усиления в линейном усили-теле 2 детекторные импульсы в зависимости от коэффициента усилений установленного на управляющем входе

3,подаются в канальный анализатор

4,содержащий импульсный канал с регулируемыми ограничениями (уровень и ширина канала), которые могут быть предварительно запрограммированы программирующими напряжениями (Jpegef обоих входах 6 и 7, Все детекторные импульсы, проходящие через этот импульсный каналj регистрируются измерителем частоты следования импульсов. Формируемый на выходе измерителя 5 частоты следования импульсов сигнал частоты следования импульсов UJP подается на решающий каскад 8. Через выход 9 этот решающий каскад 8 в зависимости от сигнала, частоты следования импульсов (Jjo устанавливает коэффициент усиления линейного усилителя 2. В начале процесса регулирования коэффициент усиления линейного усилителя установлен на низкое значение, из-.за чего детекторные импульсы усиливаются лишь незначительно и пока еще выходят за пределы программированного канала окно канала). Измеритель 5 частоты следования импульсов, реализуемый, например, в .видетактируемрго счетчика, регистрирует.частоту

равную нулю. В соответствии с сигналом частоты следования импульсов Ujp коэффициент усиления линейного усилителя повьииается регулировочным -гл контуром до максимального сигнала частоты следования импульсов Ujg .

При достижении этого максимуг а решающий каскад 8 выдает скачком напряжения управляющего сигнала Ujfr на его выход 10 команду для проведения спектрометрического исследования пробы. Регулировочный контур 1 мезвду измерителем 5. частоты следования i импульсов и управляющим входом 3 линейного усилителя может замыкаться как по цифровой, так и по аналоговоц, схеме. При применении цифрового варианта решакяций каскад может быть реализован, например, микропроцессором, а при аналоговом варианте функцию решакицего каскг1да может выполнять детектор пиковых значений. Регулировочный jcoHTyp остается в ств бильном состоянии до ±ех пор, пока не изменятся детекторные импульсы на выходе детектора 1 и пределы импульсного канала в канальном анализаторе.

Если по программе изменяются пределы импульсного канс1ла и/или изменяются детекторные импульсы детектора 1, что может быть обусловлено переходом на другой вид кристалла, других проб или же Поиском другого уровня энергии той же пробы, устройство снова автоматически настраивается на оптимальный коэффициент усиления линейного усилителя 2, т.е. иа максимальный сигнал частоты следования импульсов IJjQ . Аналогично и перед каждым спектрометрическим исследованием происходит автоматическая настройка на оптимальное усиление дискретных импульсов, зависимост амплитуды которых от угла поворота S , от используемого кристалла и от порядка сотраж ния да исключается по условию Бригга. Одновременно предотвращается влияние дрейфа спектрометра на результаты исследования пробы.

Признано изобретением по результатам экспертизы, осуществленной Ве-домством по изобретательству Германской Демократической республики.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ НОРМИРОВАНИЯ АМПЛИТУДЫ ДЕТЕКТОРНЫХ ИМПУЛЬСОВ В РЕНТГЕНОФЛУОРЕСЦЕНТНЫХ КРИСТАЛЛОСПЕКТРОМЕТРАХ при помощи линейного усилителя G регулируемым усилением,имеющего один управляющий вход для регулирования усиления, а также при помощи канального анализатора с программируемыми ишриной и амплитудой импульсного канала и измерителя частоты следования импульсов, отличающееся тем, что выход измерителя частоты следования импульсов по цифровой или аналоговой схеме соединен с решакяцим каскадом, первый выход которого соединен с управляющим входом линейного усилителя, а с второго выхода решающего каскада npVi максимальном выхо/jHOM напряжении может быть снят управляющий сигнал для спектрометической обработки детекторных импульсов. 2.Устройство по П.1, о т л и чающееся тем, что в нем в качестве решающего каскада применяется микропроцессор. g 3.Устройство по П.1, о т л и ч а-1 (Л ю щ е е с я тем, что в нем в качестве решающего каскада применяется де-. с тектор пиковых значений.