Устройство для нормирования амплитуды детекторных импульсов в рентгенофлуоресцентных кристаллоспектрометрах

 

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.

(191 (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ЗСЮ .Н 03 К 5/22!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ;:::

К ABTOPCHO5i6V СВИДЕТЕЛЬСТВ(f, ( (89) 131800 ГДР (21) 7770208/18-21 (22) 31.05 ° 78 (31) WPG 07J /199702 (32) 27. 06.77 (33) ГДР (46) 07.01.84. Вюл. М 1 (72) Геро Поливка (ГДР) (71) ФЕБ Карл-Цейсс-Иена (ГДР) (53) 621.374(088.8) 10 (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ НОРМИРОВАНИЯ. АМПЛИТУДЫ ДЕТЕКТОРНЫХ ИМПУЛЬСОВ

В РЦНТГЕНОФЛУОРЕСЦЕНТНЫХ КРИСТАЛЛОСПЕКТРОМЕТРАХ при помощи линейного усилителя с регулируемым усилением,имеющего один управляющий вход для регулирования усиления, а также при помощн канального аналйзатора с программируемыми шириной и амплитудой импульсного канала и измерителя частоты следования импульсов, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что выход измерителя частоты следования импульсов по цифровой или аналоговой схеме соединен с решающим каскадом, первый выход которого соединен с управляющим входом линейного усилителя, а с второго выхода решающего каскада при максимальном выходном напряжении может быть снят управляющий сигнал для спектрометической обработки детекторных импульсов..

2. Устройство по:п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что в нем в качестве решающего каскада применяется микропроцессор.

C е

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в нем в качестве решающего каскада применяется де-, тектор пиковых значений . С:.

10бб034

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

Задачей изобретения. является соз- . дание возможно простыми средствами

Изобретение касается устройства для нормиронания амплитуды детекторных импульсов в рентгенофлуоресцент-. ных кристаллоспектрометрах,при помощи линейного усилителя с регулируемым усилением, имеющего один управляющий вход для регулирования усиления, а также при помощи канального анализатора с программируемой амплитудой и шириной импульсного канала, и измерителя частоты следования импульсов. Детекторные импульсы таким образом усиливаются, анализируются по фазе, амплитуде и ширине, и соответственно этому анализу оцениваются по их частоте; Путем регулирова-, 5 ния усиления линейного усилителя нормируется -амплитуда детекторных импульсов, т.е. на амплитуду импульсов не оказывают воздействия постоянная решеткй .д кристалла, а также порядок отражения (1"и угол поворота &

Иввество устройство (Ш. 3 119 013), в котором детекторные импульсы подаются через синусный потенциометр, который либо имеет синусоидальную проволочную намотку или сииусоидальный резистивный слой, или же пол- зунок, перемещаемый по синусоиде. с помощью рукоятки. Положение ползунка синусного потенцнометра зави сит от.положения угла поворота детектора, переднигаемого по кругу.-Из-за наложения зависящих от угла

-:доворота детектора. амплитуд детектор ных имйульсов на синусоидальную фун- З5 мцию деления напряжения синусного

::ибтенциометра на выходе делителя

-,:напряжения формируется независимый .аозт угла поворота детекторный сигнал.

Недостаток проволочных потенцно-. метров, особенно при работе на.поваааенных частотах, состоит в паразит:кой индуктинности их проволочной ,намотки. Потенциометры с резистив- 4 ным слоем хотя и исключают этот недостаток, но зато имеющиеся в них емкости реэистивного слоя по отношению к корпусу также обуславливают зависимость детекторных импульсов от частоты. Кроме того, изготовление точного синусного потенциометра являемся дорогостоящим и технически сложным процессом.

Далее (Щ) -РЯ 128 801) можно.с помощью синусного потенциометра и источника постоянного тока формировать для нормирования детекторных импульсов в зависимости от угла поворота детектора напряжение, íà которое в аналоговом умножителе накла- 60 дывается амплитуда детекторных импульсов. Кроме того, наряду с коррекцией зависимости от угла поворота. можно, изменяя.постоянное напряжение или же выходное напряжение синусно1 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 постоянной решетки д кристалла, используемого для исследования и соответствующего порядка отражения rl . При этом хотя и исключается искажение детекторных импульсов мешающими зависящими от частоты сопротивлениями синусного потенциометра, остается необходимость .. применения сложного синусного потенциометра. Из-за износа механической части синусного потенциометра требуется его периодическая замена, которая с одной стороны обуславливает дополнительные издержки, а с другой стороны осложняет техническое обслуживание. Кроме того, при меняющемся порядке отражения и или, изменяющейся постоянной решетки д соответственно варьировать поправочное напряжение с помощью делителя напряжения приходится вручную..По углу поворота 8, порядку отражения о и постоянной решетки ф можно вычислять или экспериментально определять поправочное напряжение, воздействующее на импульсное напряжение детектора в управляемом усилителе иди .же н аналоговом умножителе, подключенном к усилителю.

Известно (90 -Р$128 441), что такое поправочное напряжение лучше всего формировать с помощью микропроцессора, в который вводятся значения выше уйомянутых параметров.

Поправочное напряжение в схемах определяется лишь упомянутыми параметрами (угол поворота 6, порядок отражения и и постоянная решетки с1) . Однако точность исследования кристалла в большой мере зависит от явлений дрейфа, которые могут, например, возникать из-эа старения прибора, дрейфа генератора рентгеновских 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 обрабатывающей системы и приспосабливать ее к соответствующим аппаратурным условиям и условиям окружающей среды,что связано с относительно сложным техническим обслуживанием и большой затратой времени.

1066034 устройства для нормирования амплитуды детекторных иМпульсов в рентгенофлуоресцентных кристаллоспектрометрах, с помощью которого можно было бы перед началом рентгеноспектрометрических исследований соответст- 5 вующей пробы автоматически вырабатывать оптймальное, т.е. независимое также от имеющих место дрейфов и условий окружающей среды, поправочное напряжение для напряжения детек- 30 торных импульсов.

Согласно изобретению эта задача решается устройством для нормирования амплитуды детекторных импульсов при помощи линейного усилителя с 15 регулируемым. усилением, который имеет управляющйй вход для регулирования. усиления, а также при помощи канального анализатора с программируемой амплитудой и шириной импульс- 20 ного канала и измерителя частоты следования импульсов, и тем, что выход измерителя частоты следования импульсов по цифровому или аналоговому каналу соединен с Решающим хас- 25 кадом, первый выход которого соединен с управляющим входом линейного усилителя, а с второго выхода решающего каскада при максимальном выходном напряжении измерителя частоты следования импульсов может быть 30 снят управляющий сигнал для спектрометрической обработки детекторных импульсов.

В качестве решающего каскада целесообразно применять микропроцессор.35

Кроме того, в качестве решающего каскада иногда можно использовать и. детектор пиковых значений.

Подключенный за усилителем ка- 40 нальный анализатор содержит в общем известный импульсный канал с регули руемой амплитудой и шириной. При помощи измерителя частоты следования импульсов измеряется частота следо- 45 вания импульсов внутри этого импульс- ного канала, т.е. в так наэываемом окне канала. Выходное напряжение измерителя частоты следования импульсов подается на Решающий каскад. В, зависимости от изменения частоты следования импульсов усиление линейного. усилителя регулируется и устанавлива-: ется решающим каскадом так, чтобы в окне канала достигалась максимальная частота следования импульсов. После 5

55 этого согласования, которое быстро осуществляется; автоматически перед. началом каждого исследования, решающий каскад, который может состоять и з микропроцессора в случае цифро- 60 овой обработки или иэ детектора пик вого значений в случае аналоговой обработки, подает команду для спектР ометрического исследования соответствующей пробы. 65

На чертеже приведено предлагаемое устройство.

Детектор 1 рентгеновского спектрометра ооединен 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 анализатора 4 подается программирующее напряжение ре ердля настройки уровня импульсного канала, а на. вход 7 канального анализатора 4 программирующее напряжение О„з„для настройки ширины импульсного канала.

Выход измерителя частоты 5 следова.ния импульсов соединен с решающим каскадом 8, первый выход которого соединен с управляющим входом 3 линейного усилителя 2, а с его второго выхода 10 может быть снят управляющий сигнал 0 $$ °

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

Uр Р Ока„нa обоих входах б и 7.

Все детекторные импульсы, .проходящие через этот импульсный канал, регистрируются измерителем частоты следования импульсов. Формируемый на выходе измерителя 5 частоты следования импульсов сигнал частоты следования импульсов 070 подается йа решающий каскад 8. Через выход 9 этот решающий каскад 8 в зависимости от сигнала,частоты следования импульсов Uyp 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 ймпульсов, реализуемый, например, в .виде тактируемого счетчика, регистрирует. частоту, 10бб034

Составитель Л,Николаева

Редактор Н.Ковалева Техред A.Áàáèíåñ Корректор A.Ôåðåíö

Заказ 11058/58 Тираж,866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35,-Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4 равную нулю. В соответствии с сигналом частоты следования импульсов Vyp коэффициент усиления линейного усилителя повышается регулировочным ::.. контуром до максимального сигнала частоты следования импульсов 0 . 5

При достижении этого максимума решающий каскад 8 выдает скачком напряжения управляющего сигнала Qgy на его выход 10 команду для проведе-. ния спектрометрического исследования 10 пробы. Регулировочный контур1 между измерителем 5. частоты следования импульсов и управлякщим входом 3 ли нейного усилителя может замыкаться как по цифровой, так и по аналогово1, схеме. При применении цифрового варианта решающий каскад может быть реализован, например, микропроцессором, а ири аналоговом варианте функцию решающего каскада может выполнять детектор пиковых значений. РегуЛировочный .контур остается в ста бильном состоянии до Тех.пор, пока не изменятся детекторные импульсы на выходе детектора 1 и пределы импульсного канала в канальном анализаторе.

Если по программе изменяются пределы импульсного канала 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 нробы, устройство снова автоматически .настраивается на оптимальный коэффициент усиления линейного усилителя 2, т.е ° на максимальный сигнал частоты сле.дования импульсов 0Л, . Аналогично и перед каждым спектрометрическим исследованием происходит BBTQMBTH÷e кая настройка на оптимальное усиле1 ние дискретных импульсов, зависимость амплитуды которых от угла поворота

9, от используемого кристалла и от порядка сотражения @ исключается по условию Бригга. Одновременно предотвращается влияние дрейфа спектрометра на результаты исследования пробы.

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