Блок детектирования для рентгено-флуоресцентного анализа

 

Изобретение относится к области спектрометрических измерений состава веществ. Блок содержит защитный корпус с измерительным окном, предназначенный для размещения источника ионизирующего излучения; перемещаемую шторку и кнопку включения измерений, связанную посредством кинематического механизма со шторкой; при этом кинематический механизм выполнен с возможностью удерживать перемещаемую шторку над измерительным окном в исходном положении кнопки. Технический результат достигается благодаря тому, что введены соленоид с сердечником, концевой выключатель и коммутатор; при этом кнопка снабжена штоком с размещенным на нем кулачком; кинематический механизм выполнен с возможностью замыкать концевой выключатель при нажатии кнопки, в результате обеспечивается надежная фиксация кнопки включения измерений и перемещаемой шторки и предотвращается возможность дребезга контактов или микрофонного эффекта. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерений. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к спектрометрическим измерениям состава веществ, в частности к блоку детектирования, предназначенному для работы в составе спектрометра.

Существующий уровень техники В настоящее время известны различные блоки детектирования для работы в составе спектрометрических устройств и комплексов.

Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению является блок детектирования для рентгено-флуоресцентного анализа, выпускаемый фирмой Metorex (Финляндия), содержащий защитный корпус с измерительным окном, предназначенный для размещения источника ионизирующего излучения; перемещаемую шторку, предназначенную для предупреждения выхода ионизирующего излучения из измерительного окна в отсутствие измерений; кнопку включения измерений, связанную посредством кинематического механизма с перемещаемой шторкой и предназначенную для открывания измерительного окна при измерениях при нажатии кнопки включения измерений; при этом кинематический механизм выполнен с возможностью удерживать перемещаемую шторку над измерительным окном в исходном положении кнопки включения измерений. Недостатком такого блока детектирования является то, что на протяжении времени измерения оператор должен удерживать кнопку включения измерений пальцем, чтобы перемещаемая шторка блока детектирования была открыта для попадания измерительного излучения на исследуемый образец. Это особенно неудобно в случае проведения измерений в полевых условиях, в частности при отрицательных температурах, поскольку время измерений составляет примерно 100 секунд, а время калибровки - примерно 300 секунд. При этом из-за усталости мышц руки оператора возможны явления дребезга контактов и микрофонного эффекта, непосредственно влияющие на точность измерений.

Сущность изобретения Таким образом, необходимо создание такого блока детектирования, который был бы свободен от указанного недостатка. Настоящее изобретение решает эту задачу с обеспечением технического результата в виде повышения точности в процессе проведения измерений.

Для этого в блок детектирования для рентгено-флуоресцентного анализа, содержащий защитный корпус с измерительным окном, предназначенный для размещения источника ионизирующего излучения; перемещаемую шторку, предназначенную для предупреждения выхода ионизирующего излучения из измерительного окна в отсутствие измерений; кнопку включения измерений, связанную посредством кинематического механизма с перемещаемой шторкой и предназначенную для открывания измерительного окна при измерениях при нажатии кнопки включения измерений; при этом кинематический механизм выполнен с возможностью удерживать перемещаемую шторку над измерительным окном в исходном положении кнопки включения измерений, согласно настоящему изобретению введены соленоид с сердечником, концевой выключатель и коммутатор, при этом кнопка включения измерений снабжена штоком с размещенным на нем кулачком, кинематический механизм выполнен с возможностью механически воздействовать на концевой выключатель, вызывая его замыкание при нажатии кнопки включения измерений, коммутатор предназначен для подачи питания на соленоид при замыкании концевого выключателя и для снятия питания с соленоида по сигналу окончания измерений, а соленоид расположен так, что при подаче на него питания сердечник соленоида своим концом упирается в рабочую поверхность кулачка на штоке при нажатии кнопки включения измерений, фиксируя через кинематический механизм перемещаемую шторку в положении, открывающем измерительное окно, а при снятии питания сердечник соленоида обеспечивает возвращение кнопки включения измерений со штоком в исходное положение.

При этом особенность блока детектирования по настоящему изобретению состоит в том, что в него может быть введен дополнительный концевой выключатель, а кинематический механизм выполнен с возможностью механически воздействовать на дополнительный концевой выключатель, вызывая его замыкание, при положении перемещаемой шторки над измерительным окном.

Еще одной особенностью блока детектирования по настоящему изобретению является то, что он может быть выполнен с возможностью приема сигнала окончания измерений на коммутатор по истечении заранее заданного времени измерений, причем сигнала окончания измерений может поступать на коммутатор с внешнего управляющего устройства.

В существующем уровне техники не выявлены объекты того же назначения, содержащие совокупность указанных выше существенных признаков, а также совокупность признаков, отличающих заявленный блок детектирования от наиболее близкого аналога, что позволяет считать блок детектирования по настоящему изобретению новым и имеющим изобретательский уровень.

Краткое описание чертежей Настоящее изобретение описывается далее со ссылками на сопровождающие чертежи.

Фиг. 1 представляет функциональную схему блока детектирования по настоящему изобретению.

Фиг.2 иллюстрирует работу блока детектирования по настоящему изобретению в процессе измерений.

Подробное описание изобретения На фиг.1 представлена функциональная схема блока детектирования по настоящему изобретению. Блок детектирования содержит защитный корпус 1, внутри которого размещен источник 2 ионизирующего излучения с коллиматором. В защитном корпусе 1 проделано измерительное окно 3, предназначенное для выхода ионизирующего излучения в процессе измерений. В отсутствие измерений измерительное окно 3 закрыто перемещаемой шторкой 4, которая предотвращает выход ионизирующего излучения от источника 2 в то время, когда измерения не проводятся.

Для того чтобы переместить шторку 4 и открыть измерительное окно 3 на время проведения измерений, в блоке детектирования по настоящему изобретению предусмотрен кинематический механизм 5, обведенный на фиг.1 пунктирной линией. Посредством этого кинематического механизма, выполнение которого раскрывается ниже, с перемещаемой шторкой 4 связана кнопка 6 включения измерений. Эта кнопка 6 закреплена на одном конце (верхнем на фиг.1) штока 7, имеющего размещенный на нем кулачок 8 со скошенной поверхностью, назначение которой раскрыто далее.

В корпусе 1 блока детектирования по настоящему изобретению размещен также соленоид 9 с сердечником 10. Местоположение соленоида 9 и угол, под которым его продольная ось (линия, вдоль которой происходит смещение сердечника 10 при включении соленоида 9) пересекается с продольной осью штока 7, выбраны так, чтобы при нажатии кнопки 6 продольная ось соленоида 9 проецировалась в точку на скошенной поверхности кулачка 8, а выдвинутый из-за срабатывания соленоида 9 сердечник 10 упирался в эту скошенную поверхность кулачка 8 и препятствовал тем самым обратному перемещению штока 7 при отпускании кнопки 6.

По обеим сторонам измерительного окна 3 в защитном корпусе 1 установлены первый и второй концевые выключатели 11 и 12, которые могут быть выполнены в виде микровыключателей либо иначе и предназначены для замыкания своих контактов при воздействии на них кинематического механизма 5 в одном из крайних положений перемещаемой шторки 4. Концевые выключатели 11 и 12 соединены с управляющим процессором 13 спектрометра, который не входит в состав блока детектирования по настоящему изобретению и не является объектом притязаний по данному изобретению. Это процессор 13 предназначен для обработки сигналов от измерителя (не показан) блока детектирования по настоящему изобретению, а также для отслеживания сигналов с концевых выключателей 11 и 12. Следует особо отметить, что концевые выключатели 11 и 12 могут и не быть соединены с процессором 13, вместо которого может использоваться, к примеру, таймер, запускаемый сигналом с первого концевого выключателя 11. Более того, как будет показано далее, второй концевой выключатель 12 не является обязательным для функционирования данного изобретения.

Блок детектирования далее содержит коммутатор 14, предназначенный для подачи питания от источника 15 питания на соленоид 10 по внешнему сигналу, например, от процессора 13 либо от упомянутого таймера.

Упомянутый выше кинематический механизм 5 может иметь любое выполнение, обеспечивающее описанную ниже работу. Один из возможных примеров выполнения кинематического механизма 5, не ограничивающий объема настоящего изобретения, приведен на фиг.1 и содержит Г-образный рычаг 16, шарнирно закрепленный в области своего изгиба на оси 17. Один конец рычага 16 соединен с возможностью скольжения со штифтом 18, закрепленным на штоке 7 перпендикулярно продольной оси последнего. Другой конец рычага 16 соединен с возможностью скольжения с аналогичным штифтом 19, закрепленным на каретке 20, удерживающей перемещаемую шторку 4. Эта каретка 20 снабжена на своих противоположных сторонах первым и вторым стержнями 21 и 22, параллельными плоскости перемещаемой шторки 4. Возвратная пружина 23, прикрепленная к рычагу 16, предназначена для возвращения кинематического механизма 5 в исходное положение по окончании измерений.

Блок детектирования по настоящему изобретению работает следующим образом.

В исходном состоянии кнопка 6 не нажата, поэтому закрепленный на ее штоке 7 кулачок 8 расположен вне досягаемости сердечника 10 соленоида 9. Кинематический механизм 5 удерживает перемещаемую шторку 4 точно над измерительным окном 3 (например, с помощью возвратной пружины 23), препятствуя выходу ионизирующего излучения от источника 2 из защитного корпуса 1 наружу. Опциональный второй концевой выключатель 12 замкнут, выдавая в процессор 13 сигнал, индицирующий закрытое положение перемещаемой шторки 4.

При необходимости провести измерение защитный корпус 1 блока детектирования по настоящему изобретению устанавливается измерительным окном 3 на измеряемый образец. После этого оператор нажимает кнопку 6, перемещение штока 7 которой (вниз на фиг.1) вызывает поворачивание Г-образного рычага 16 вокруг своей шарнирной подвески 17 за счет усилия, прилагаемого штифтом 18 на соединенный с ним конец рычага 16, скользящий по этому штифту 18 своей прорезью. В результате этого поворачивания рычаг 16 другим своим концом воздействует на штифт 19, закрепленный на каретке 20 с перемещаемой шторкой 4. Благодаря тому, что конец рычага 16 соединен со штифтом 19 посредством прорези, обеспечивающей скольжение штифта 19, поворачивание рычага 16 приводит к смещению каретки 20 (влево на фиг.1). В результате закрепленная на каретке 20 перемещаемая шторка 4 открывает измерительное окно 3, обеспечивая выход ионизирующего излучения от источника 2 из защитного корпуса 1 к измеряемому образцу.

Одновременно с этим каретка 20, перемещаясь под действием рычага 16, упирается своим первым стержнем 21 в первый концевой выключатель 11, заставляя его сработать и выдать соответствующий сигнал в процессор 13 спектрометра (или на упомянутый выше таймер). По сигналу процессора 13 (либо таймера) коммутатор 14 подает питание от источника 15 на соленоид 9. Срабатывание соленоида заставляет выдвинуться его сердечник 10, который при этом упирается своим концом в скошенную поверхность закрепленного на штоке 7 кулачка 8, который из-за нажатия кнопки 6 оказывается точно напротив торца сердечника 10, выдвигающегося по срабатыванию соленоида 9. Выдвинувшийся сердечник 10 упирается в скошенную поверхность кулачка 8, препятствуя штоку 7 вернуться в исходное состояние при отпускании оператором кнопки 6.

Все описанные выше процессы происходят за время меньшее, чем время удержания оператором кнопки 6 при одноразовом ее нажатии. В результате после отпускания оператором кнопки 6 перемещаемая шторка 4 остается в сдвинутом положении, оставляя измерительное окно 3 открытым на все время измерений (см. фиг.2).

Следует отметить, что включение процесса измерений желательно осуществлять по сигналу с процессора 13, одновременному с сигналом на коммутатор 14, благодаря чему исключаются нежелательные переходные процессы, которые по разным причинам могут иметь место в начале измерений.

После окончания измерений, т. е. через заданный интервал времени процессор 13 (или таймер) выдает на коммутатор 14 сигнал, по которому источник 15 питания отключается от соленоида 9. При этом сердечник 10 освобождает скошенную поверхность кулачка 8. Под действием растянутой возвратной пружины 23 кинематический механизм 5 возвращает шток 7 с кнопкой б в исходное состояние и перемещает шторку 4 в положение над измерительным окном 3. В результате перекрывается выход ионизирующего излучения из защитного корпуса 1. Кроме того, второй стержень 22, установленный на каретке 20, вызывает срабатывание второго концевого выключателя 12, сигнал которого может индицировать, что перемещаемая шторка 4 установлена в исходное состояние и блок детектирования не представляет радиационной опасности.

Таким образом, блок детектирования по настоящему изобретению обеспечивает надежную фиксацию кнопки 6 включения измерений, а следовательно, и перемещаемой шторки 4 на все время проведения измерений, предотвращая возможность дребезга контактов и/или микрофонного эффекта, благодаря чему повышается точность проводимых измерений.

Промышленная применимость Настоящее изобретение может быть использовано в спектрометрах.

Настоящее изобретение описано примерами своего выполнения, которые приведены лишь для иллюстрации и не ограничивают его объема, определяемого только приложенной формулой изобретения.

Формула изобретения

1. Блок детектирования для рентгено-флуоресцентного анализа, содержащий: защитный корпус с измерительным окном, предназначенный для размещения источника ионизирующего излучения; перемещаемую шторку, предназначенную для предупреждения выхода ионизирующего излучения из измерительного окна в отсутствие измерений; кнопку включения измерений, связанную посредством кинематического механизма с перемещаемой шторкой и предназначенную для открывания измерительного окна при измерениях при нажатии кнопки включения измерений; при этом кинематический механизм выполнен с возможностью удерживать перемещаемую шторку над измерительным окном в исходном положении кнопки включения измерений, отличающийся тем, что в него введены: соленоид с сердечником, концевой выключатель и коммутатор, при этом кнопка включения измерений снабжена штоком с размещенным на нем кулачком; кинематический механизм выполнен с возможностью механически воздействовать на концевой выключатель, вызывая его замыкание, при нажатии кнопки включения измерений; коммутатор предназначен для подачи питания на соленоид при замыкании концевого выключателя и для снятия питания с соленоида по сигналу окончания измерений; соленоид расположен так, что при подаче на него питания сердечник соленоида своим концом упирается в рабочую поверхность кулачка на штоке при нажатии кнопки включения измерений, фиксируя через кинематический механизм перемещаемую шторку в положении, открывающем измерительное окно, а при снятии питания сердечник соленоида обеспечивает возвращение кнопки включения измерений со штоком в исходное положение.

2. Блок детектирования по п. 1, отличающийся тем, что в него введен дополнительный концевой выключатель, а кинематический механизм выполнен с возможностью механически воздействовать на дополнительный концевой выключатель, вызывая его замыкание, при положении перемещаемой шторки над измерительным окном.

3. Блок детектирования по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью приема сигнала окончания измерений на коммутатор по истечении заранее заданного времени измерений.

4. Блок детектирования по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью приема сигнала окончания измерений на коммутатор с внешнего управляющего устройства.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2