基于Lab Windows-CVI的X射線熒光分析儀的研制.pdf

1、1885年德國物理學家倫琴發(fā)現X射線，1886年法國物理學家喬治發(fā)現了X射線熒光，20世紀40年代末，弗里德曼和伯克斯研制出波長色散X射線熒光光譜分析儀。1969年美國海軍實驗室Birks研制出第一臺能量色散X射線熒光光譜分析儀，它在石油化工、建筑材料、金屬和無機非金屬材料、陶瓷、文物鑒定、生物材料、藥物、半導體材料、有毒物質、地質礦產、核反應材料和薄膜材料等諸多領域的樣品分析方面發(fā)揮著巨大的作用。特別是在現場分析或在線分析中能實時地獲

2、取多數據的特點，目前還難以用其他方法予以取代。
　　 本文設計了一種能量色散X射線熒光分析儀。眾所周知，某種元素被X射線激發(fā)，可以產生電子躍遷，釋放出能量。同樣，樣品被某種激發(fā)源所激發(fā)，發(fā)射出所含元素的特征熒光X射線。每個元素的特征熒光X射線都具有特定的能量，探測這些特征熒光X射線并識別其能量，也就能識別出被測樣品含有哪些元素，這就是定性分析。而具有某種特定能量的特征熒光X射線強度的大小，又與被測樣品中發(fā)射該能量特征熒光X射線的

3、元素含量多少有關，測量這些譜線的強度，并進行相應的數據處理，就可以得出相應元素在樣品中的含量，這就是定量分析。儀器由激發(fā)源（X射線管）和探測系統構成。X射線管產生入射X射線（一次射線），激勵被測樣品。樣品中的每一種元素會放射出二次X射線，并且不同的元素所放出的二次射線具有特定的能量特性。探測系統測量這些放射出來的二次射線的能量及數量，然后儀器軟件將測控系統所收集的信息轉換成樣品中的各種元素的種類及含量。
　　 本設計下位機采用F

4、PGA與C8051F020單片機的混合硬件設計，由FPGA控制數據的采集存儲以及前端信號的采樣保持，C8051F020單片機負責數據的傳輸，即單片機讀取FPGA智能緩存中的數據通過RS232發(fā)送到上位機PC。上位機采用Lab Windows/CVI語言創(chuàng)建了一個虛擬儀器操作平臺，點擊其中各種控件能夠實現各種不同的操作。虛擬儀器與下位機硬件通過RS232進行通訊，讀取下位機測量數據，并將其繪制圖譜顯示于虛擬儀器區(qū)域。然后對采集圖譜進行一系