阅读说明：本技术 一种x射线荧光光谱仪x光管散热机构 (X-ray tube heat dissipation mechanism of X-ray fluorescence spectrometer ) 是由 陈菲 于 2019-11-25 设计创作，主要内容包括：本发明涉及金属检测设备技术领域,且公开了一种X射线荧光光谱仪X光管散热机构,包括设于光谱仪机头本体内的X光管,所述X光管的外部套设散热罩,所述散热罩为环形中空,所述散热罩的环形空腔内填装有冷却液。本发明通过在X光管的周侧设硅油与水混合层的散热罩,由于硅油较水的比热容小,故而,同时间内,上层硅油的升温更快,从而,使得X光管的上下段产生由上及下递减的温度场,X射线在经过上段高温段时,由于其反射强度低,X射线的出射强度可大部分为直射出X光管,从而,使得其下方的样品能够受到按照X光管的投射方向设定的X射线照射,进而样品受X射线轰击产生的X射线荧光能够大部分依角度设定投射到探测器处。(The invention relates to the technical field of metal detection equipment, and discloses an X-ray tube heat dissipation mechanism of an X-ray fluorescence spectrometer, which comprises an X-ray tube arranged in a spectrometer head body, wherein a heat dissipation cover is sleeved outside the X-ray tube, the heat dissipation cover is annular and hollow, and a cooling liquid is filled in an annular cavity of the heat dissipation cover. The heat dissipation cover of the silicon oil and water mixing layer is arranged on the periphery of the X-ray tube, and the silicon oil has smaller specific heat capacity than water, so that the temperature of the upper layer of silicon oil is increased more quickly in the same time, the upper section and the lower section of the X-ray tube generate temperature fields which are decreased from top to bottom, when X-rays pass through the upper section high-temperature section, the emergent intensity of the X-rays can be mostly directly emitted out of the X-ray tube due to low reflection intensity, and therefore, a sample below the X-ray tube can be irradiated by the X-rays set according to the projection direction of the X-ray tube, and then the X-ray fluorescence generated by the sample bombarded by the X-rays can be mostly projected to a detector according to the.)

一种X射线荧光光谱仪X光管散热机构

技术领域

本发明涉及金属检测设备技术领域，具体为一种X射线荧光光谱仪X光管散热机构。

背景技术

对于土壤中重金属检测，普遍采用的设备即X射线荧光光谱仪，主要包括X光管、探测器、CPU及存储器组成，其中，X光管用以产生一次X射线。

X光管中由高速电子轰击靶原子的内层电子，使之处于高激发状态，外层的电子跃迁到缺少电子的内层轨道，此过程中，会伴随着以电磁波形式释放能量，其波长小，肉眼不可见，称之为X射线，此为一次X射线，如果用该一次X射线又作为激发源去轰击别的原子的内层电子，同样可产生X射线，称为二次X射线或X射线荧光，X射线荧光的波长是以受激物质(待测物质)的原子序数为特征，由此，可对待测物质中的金属元素种类进行定性分析，而元素受激发发射出来的特征X射线荧光的强度则取决于该元素的含量，由此可对待测物质的金属元素含量进行定量分析。

由于X光管中X射线的产生是由于高速电子轰击靶原子产生，故而，其本身会产生大量的热，持续高温下，X光管的反射性能会受到影响，从而影响其X射线出射强度，根据研究，X射线反射强度随温度的增高而减弱，而谱线的锐度却不随着温度的升高而受到损失，基于此，本发明提出一种X光管散热机构，旨在实现散热效果以及稳定X射线的出射强度及范围的目的。

发明内容

针对背景技术中提出的现有X光管在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种X射线荧光光谱仪X光管散热机构，具备散热兼具稳定X射线束流的优点，解决了上述背景技术中提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种X射线荧光光谱仪X光管散热机构，包括光谱仪机头本体、设于光谱仪机头本体内的X光管和探测器，所述X光管的外部套设散热罩，所述散热罩为环形中空，所述散热罩的一侧外壁嵌设入光谱仪机头本体的内壁并与外部接触，所述散热罩的内环壁套设于X光管的外部，所述散热罩的环形空腔内填装有冷却液，所述冷却液为静置时上下两层的油水混合物，在所述散热罩的环形空腔内部滑动连接有扰流环，所述扰流环的内部开设有通孔，在所述扰流环的下端固定连接有连管，所述连管设为两个且呈左右对称分布于扰流环的底端，所述连管的底端贯穿散热罩的内部且固定连接有定位环，所述连管与定位环均为内部中空，且连管和定位环均与散热罩的环形中空腔连通，在所述光谱仪机头本体的外部活动套接有屏蔽罩，所述屏蔽罩为环形中空的铅玻璃体，所述屏蔽罩的环形中空内腔通过连接管与定位环的内腔连通。

优选的，所述散热罩内油水分布比例为2:1。

优选的，所述扰流环的通孔内径为自上到下逐渐变小。

优选的，所述定位环的内环面积与X光管的底端内环面积相同且定位环与X光管处于同一中轴线上。

本发明具备以下有益效果：

1、本发明通过在X光管的周侧设散热罩，并将散热罩内的冷却液设为硅油与水的上下两层，由于硅油较水的比热容小，故而，同时间内，上层硅油的升温更快，从而，使得X光管的上下段产生由上及下递减的温度场，X射线在经过上段高温段时，由于其反射强度低，X射线的出射强度可大部分为直射出X光管，从而，使得其下方的样品能够受到按照X光管的投射方向设定的X射线照射，进而样品受X射线轰击产生的X射线荧光能够大部分依角度设定投射到探测器处，同时，在完成检测后，能够利用散热罩内下部的水及时的降温，避免X光管长时间处于高温状态，以保护X光管的性能安全。

2、本发明通过在光谱仪机头本体的外部设屏蔽罩，一方面，利用屏蔽罩的X射线防护性能防止样品受激发产生的X射线漫反射至外部而对检测人员造成X射线损伤，另一方面，屏蔽罩内置的水可加快停机后散热罩内热量的散发。

3、本发明通过设置扰流环，并在扰流环上开设通孔，一方面，可实现屏蔽罩能够上下滑移，以便于将样品放置于定位环的位置，并在检测时起到防护罩的效果，另一方面，可对散热罩的水进行扰动，以尽快达到水温均衡散热的效果。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明连管与定位环连接立体结构示意图；

图3为本发明屏蔽罩下行最大行程时各结构状态示意图。

图中：1、光谱仪机头本体；2、X光管；3、探测器；4、散热罩；5、扰流环；6、连管；7、定位环；8、屏蔽罩。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，一种X射线荧光光谱仪X光管散热机构，包括光谱仪机头本体1、设于光谱仪机头本体1内的X光管2和探测器3，X光管2用以发出一次X射线，探测器3用以探测特征X射线，在X光管2的外部套设散热罩4，散热罩4为环形中空，散热罩4的一侧外壁嵌设入光谱仪机头本体1的内壁并与外部接触，散热罩4的内环壁套设于X光管2的外部，散热罩4的环形空腔内填装有冷却液，该冷却液为静置时上下两层的油水混合物，上层为硅油，下层为水，在散热罩4的环形空腔内部滑动连接有扰流环5，扰流环5的内部开设有通孔，在扰流环5的下端固定连接有连管6，连管6为两个且呈左右对称分布于扰流环5的底端，连管6的底端贯穿散热罩4的内部且固定连接有定位环7，连管6与定位环7均为内部中空，且连管6和定位环7均与散热罩4的环形中空腔连通，在光谱仪机头本体1的外部活动套接有屏蔽罩8，屏蔽罩8为环形中空的铅玻璃体，屏蔽罩8的环形中空内腔通过连接管与定位环7的内腔连通。

由此，本发明的工作原理如下：

由X光管2内发射处一次X射线时同步产生热量，由于一次X射线产生之前，需要预热一段时间，即需要在X光管2内的正负极间加载一段时间的高压，其加载过程中产生的热量传递至散热罩4内，由散热罩4内的硅油和水吸收，由于硅油的比热容低于水的比热容，故而，硅油相较于水在短时间内升温更快，形成由上至下递减的温度场，X射线刚射出时警经过高温段，其线束因反射强度低，而使得最终出射线束均为直射，此可理解为，高温段对线束进行过滤矫正，将存在已经角度的线束进行筛选过滤，最终存留为直射线束，该直射线束全部投射在定位环7下的样品上，所产生的X射线荧光再大部分投射至探测器3，从而，X光管2内歪角度射线对样品激发后的影响较小，可提高样品的检测精度，此精度可理解为，当样品中金属元素含量低时，因歪角度X射线的影响，需要更长时间的投射才能获取特征X射线，而相同检测时间内，因歪角度X射线的存在，会影响X射线荧光的偏向产生，使探测器3得不到有效探测量，故而影响检测精度。而在设备单次检测停机后，散热罩4内热量可由硅油直接导至散热罩4的外部、水吸收硅油热量再经过散热罩4的外壳及屏蔽罩8内水散至外部。同时，屏蔽罩8在检测阶段，下拉，可对光谱仪机头本体1内检测过程产生的X射线漫反射进行屏蔽吸收，在结束阶段，上行，带动扰流环5扰动散热罩4内水，使得散热罩4内水均衡散热。

其中，散热罩4内油水分布比例为2:1，此比例，可使得散热罩4上部的三分之二为硅油段，下部的三分之一为水段，从而可均衡硅油段的过滤筛选效果与水段的冷却散热效果。

其中，扰流环5的通孔内径为自上到下逐渐变小，在屏蔽罩8上行时，扰流环5在散热罩4内上行，水由该通孔经过时，由大孔径到小孔径，其流速会相对变快，故而，流出的快速水流可提高扰流效果。

其中，定位环7的内环面积与X光管2的底端内环面积相同且定位环7与X光管2处于同一中轴线上，以此，可便于在定位环7处正下方投放待测样品，使得待测样品能够完全受到X光管2内投射的X射线照射，从而，设备在定量检测阶段，可能够完全以样品的含量为基数参考，使得检测结果更加准确。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。