Si-PIN X-123 анықтау жүйесі

X-123 – гамма-сәулелерді анықтауға арналған толық шешім, бір жинақы, қолмен ұсталатын қаптамада

Сұйық азотты қолданбай!

1-сурет.

Мыналарды қамтиды:

Гамма детекторы және алдын ала күшейткіш
Сандық импульстік процессор және MCA
Компьютермен үйлесімді қуат көзі және бағдарламалық құрал

Артықшылықтары

Жүйенің жинақылығы
Пайдаланудың қарапайымдылығы
Шағын өлшем (7 x 10 x 2,5 см)
Төмен қуат тұтыну (2,5 Вт)
Жеңіл салмақ (180 г)
USB және RS232 қосылымдары
Басқа детектор түрлерімен үйлесімді

Қолданба

RFA
Аспаптар үшін RoHS/WEE сәйкестігі
Технологиялық процестерді бақылау
Өнер және археология

Детектор

Si-PIN гамма бөлшектерін детекторы
2 сатылы термоэлектрлік салқындатқыш
Ауданы: 6 - 25 мм2
Қалыңдығы: 300 және 500 микрон
Көп арналы коллиматор

xr100t_1%201

Жалпы сипаттамалар

Ажыратымдылық: 5,9 эВ кезінде 145 - 260 эВ FWHM
Оңтайлы энергия диапазоны: 1 кВ - 40 кВ
Ең көп санау жылдамдығы: секундына 2 x 10 5 оқиғаға дейін

*Нақты іске асыру берілген тапсырмаға ең қолайлы конфигурацияға байланысты.

supercr1%201

3-сурет. 6 мм2 / 500 мкм детектор көмегімен алынған 55 Fe спектрі.

X-123 - Amptek-тегі гамма-детекторлардың 14 жылдық дамуының нәтижесі. Компанияның философиясы әрқашан ықшам, төмен қуатты, басқаруға оңай, өнімділігі жоғары детекторларды шығару болды. X-123 осы философияның мысалы болып табылады және XR100CR детекторы мен зарядқа сезімтал алдын ала күшейткіштің, DP5 сандық импульстік процессордың, көп арналы анализатордың (MCA), бағдарламалық жасақтаманың және бір корпустағы PC5 қуат көзінің тіркесімі болып табылады. Тек +5 В кіріс кернеуі және компьютерге USB немесе RS232 қосылымы қажет.

Сипаттама

Amptek шағын, қуаты төмен және пайдалану оңай гамма-спектрометрлерге маманданған. X-123 Amptek стандарттарын бір пакетте жоғары өнімділік құрамдастарымен біріктіреді: XR100CR детекторы және алдын ала күшейткіш, DP5 сандық импульстік процессор және MCA және PC5 қуат көзі. Нәтиже – алақанға сыйатын толық интеграцияланған жүйе. Көптеген қолжетімді жүйелерде алдын ала күшейткіштің өзі бүкіл X-123 анықтау жүйесіне қарағанда үлкенірек, ауыррақ және көбірек қуат тұтынады. Ол жұмыс істеу үшін тек екі қосылымды қажет етеді: +5 В және стандартты RS-232 немесе USB қосқышы.

Детектордың Si-PIN фотодиоды бар: гамма бөлшектер кремнийде өзара әрекеттеседі және орташа есеппен бір электронды-тесік жұбын жасайды, олардың әрқайсысы кіріс сигналы болып табылатын 3,62 эВ энергия жоғалтуын құрайды.

Детектор кіріс өрістік транзисторы бар негізде термоэлектрлік салқындатқышқа орнатылған және зарядты сезгіш алдын ала күшейткішке қосылған. Термоэлектрлік салқындатқыш детектордағы және алдын ала күшейткіштегі электрониканың шуды азайтады, бірақ салқындату ашық және пайдаланушыға түсінікті болып қалады: ол кәдімгі ауа баптау жүйесі сияқты жұмыс істейді. Зарядқа сезімтал алдын ала күшейткіш классикалық кері байланысты пайдаланады, детекторға жоғары кернеу арқылы импульсті бастапқы күйіне қайтарады.

DP5 импульстік процессоры – импульстік күшейткіштің екеуін де, ұқсас жүйелердің көпшілігінде кездесетін көп арналы анализаторды (MCA) ауыстыратын сандық процессор. Цифрлық технологияны пайдалану келесі негізгі параметрлерді жақсартады:

1) жақсырақ өнімділік, жақсырақ ажыратымдылық және жоғары санау жылдамдығы;

2) опцияларды конфигурациялаудағы тамаша икемділік;

3) Жақсартылған тұрақтылық. DP5 алдын ала күшейткіштен шығатын сигналды цифрлайды, сигналға нақты уақыттағы цифрлық өңдеуді қолданады, ең жоғары амплитуданы және (цифрлық) анықтайды және осы мәндерді энергия спектрін құра отырып, жад гистограммаларына жинайды. Содан кейін спектр жоғарғы деңгейге - пайдаланушының ДК-ге беріледі.

DP5 келесі функцияларды жүзеге асыру үшін 6 негізгі функциялық блоктан тұрады:

1) аналогтық кіріс сүзгісі;

2) ADC;

3) электрондық сигнал генераторы;

4) импульсті таңдау логикасы;

5) гистограмма;

6) қосу сымдары (оның ішінде микроконтроллер) және бағдарламалық қамтамасыз ету.

Бір қуат көзі бар, PC5. Кіріс кернеуі шамамен +5 В, ток күші 200 мА. PC5 сандық процессор мен алдын ала күшейткішке қажет барлық төмен кернеуді генерациялау үшін қосқыштарды пайдаланады. Ол сонымен қатар 400 В-қа дейінгі ығысу кернеуін генерациялау үшін жоғары кернеуді қамтиды және максималды температура диапазоны 85 C болатын жабық контурлы кері байланыс тізбегін қамтамасыз ететін термоэлектрлік салқындатқышты қуаттайды. Бұл құрамдастардың екеуі де өндірістегі әрбір детектор үшін теңшелген.

Бүкіл жүйе 7 x 10 x 2,5 см3 алюминий қорапта орналасқан. Бұл тек екі қосылымды қажет ететін стандартты конфигурация: +5 В және компьютерге USB немесе RS232 қосылымы. X123 басқа жабдықпен біріктірілген болса, DP5 бірнеше қосымша кірістер мен шығыстарды қолдайды. Бұған көп арналы анализатор схемасы және селективті сигнал жады, уақытты басқару және бір арналы анализатор кіреді.

x123_d

4-сурет. X-123 архитектурасы және қосылу схемасы.

X-123 Техникалық сипаттамалары

Жалпы

Энергия ажыратымдылығы

жартылай биіктікте 145-тен 260 эВ шыңға дейін. Детекторға, ең жоғары уақыт пен температураға байланысты.

Энергия диапазоны

Энергиясы 1,5-тен 25 кВ-қа дейінгі гамма-бөлшектерге арналған тиімділік >25%. Бұл ауқымнан тыс пайдалану мүмкін, бірақ тиімділігі төмен.

Максималды санау жылдамдығы

Ең жоғары уақытқа байланысты. Импульстік қабаттасуды қабылдамаумен 50% өлі уақытта ұсынылатын максимумдар төменде көрсетілген:

DP5 ең жоғары уақыты (мкс)	2.4	6.4	25.6
Уақыттың қалыптасуы (μс)	1.0	2.9	11.6
Ұсынылатын максималды жылдамдық	1.2 · 10 ⁵	4,6 x 10 ⁴	1,2 x 10 ⁴

Детектор және алдын ала күшейткіш

Детектор түрі

Si-PIN (SDD немесе CdTe арқылы да қол жетімді)

Детектордың сезімтал бетінің ауданы

6 мм2 ^- 25 ^мм2

Детектордың қалыңдығы

500 мкм, с м. тиімділік қисықтары

Бериллий терезесінің қалыңдығы

1 миллион (25 мкм) немесе 0,5 миллион (12,5 мкм), м . тасымалдау қисықтары

Коллиматор

Көпқабатты

Термоэлектрлік салқындатқыш

2-кезең

Алдын ала күшейткіш

Жоғары кернеуді қалпына келтірумен түпнұсқа Amptek өндірісі

Импульстік процессор

Ауқым

0,84-тен 127,5-ке дейін тегіс реттелетін өрескел және жұқа тізбекті реттеудің үйлесімі.

Дөрекі күшейту

16 логикалық қадаммен 1,12-ден 102-ге дейін таңдалатын бағдарламалық құрал. 1.12, 2.49, 3.78, 5.26, 6.56, 8.39, 10.10, 11.31, 14.56, 17.77, 22.42, 30.83, 38.18, 47.47, 616.20.

Жақсы жақсартулар

Таңдалатын бағдарламалық құрал, 0,75-тен 1,25-ке дейін, 10 сек 10-биттік ажыратымдылық.

Толық масштаб

1000мВ кіріс импульсі @ X1 күшейту

Тұрақтылық

<20 ppm/°C (әдеттегі)

Импульстік пішін

Трапеция

Ең жоғары уақыт

24 бағдарламалық құралдың ең жоғары уақыты 0,8-ден 102 мкс-ке дейін, сәйкес жартылай Гаусс кескіндеу уақыты 0,4-тен 45 мкс-ке дейін.

Өлі уақыт

Толық тоқтау уақыты 1,05x ең жоғары уақытты құрайды. Түрлендіру уақыты жоқ.

Жылдам бу импульсі арнасы Ажыратымдылық уақыты

120 нс

MCA

Арналар саны

Таңдалатын бағдарламалық құрал: 8k, 4k, 2k, 1k, 0,5k немесе 0,25k арналар

Өнімділік

Уақыт, жалпы ұпай, арна ұпайы

Байланыс

USB

2.0 Толық жылдамдық (12 Мбит/с)

Сериялық порт

Стандартты RS232 немесе 115,2k 57,6k

Ethernet

10База-Т

Тамақтану

Номиналды кіріс

+5 VDC 500 мА (2,5 ватт) (әдеттегі). Ток ΔT детекторына өте тәуелді. Диапазон 5 В тұрақты токта 300-ден 800 мА-ге дейін. Айнымалы ток адаптері берілген.

Кіріс сигналының диапазоны

4 В - 6 В (300 - 200 мА, 500 мА)

Жоғары кернеу

400 В дейін реттелетін ішкі мультипликатор

Қуатты салқындату

Delta_T _max = 85°C жабық контурлы контроллер

Жалпы

Жұмыс температурасы

-20°C және +50°C

Кепілдік мерзімі

1 жыл

Құрылғының қызмет ету мерзімі

Пайдалануға байланысты 5 жылдан 10 жылға дейін

Сақтау және тасымалдау

Ұзақ мерзімді сақтау: құрғақ ортада 10 жылдан астам
Әдеттегі сақтау және тасымалдау: -20°C – +50°C, ылғалдылығы 10 – 90% конденсациясыз

Корреспонденция

RoHS сәйкес

TUV сертификаттау
сертификаты №: 72101153 CU 01
Сыналған: UL 61010-1: 2009 R10.08
CAN/CSA-C22.2 61010-1-04 + Gi1

Қосқыштар

USB

Стандартты USB шағын қосқышы

RS232

Стандартты 2,5 мм құлаққап ұясы.

Кеңес	Тасымалдау	ДК DB9 2 істікшесін алу үшін (DB25 3 істікшесінде)
Сақина	Қабылдау	ДК беру үшін DB9 істікшелі 3 (DB25 істікшелі 2)
Жең	Жер	PC Ground DB9 істікшесі 5 үшін (DB25 7 істікшелісінде)

Ethernet

Стандартты Ethernet қосқышы (RJ-45)

Қарға

Хиросе MQ172-3PA (55), штепсельдік қосылыс: MQ172-3SA-CV

Көмекші

2x8 16 істікшелі 2 мм (Samtec бөлік нөмірі ASP-135096-01). (Samtec P/N TCMD-08-S-XX.XX-01. Жоғарғы қатардағы тақ контактілер, төменгі жол түйреуіштері. Жоғарғы оң жақ контакт = 1, төменгі оң жақ контакт = 2).

Байланыс №	Аты	Байланыс №	Аты
1	SCA1	2	SCA2
3	SCA3	4	SCA4
5	SCA5	6	SCA6
7	SCA7	8	SCA8
9	AUX_IN_1	10	AUX_OUT_1
11	AUX_IN_2	12	AUX_OUT_2
13	IO2	14	IO3
15	GND	16	GND

Бағдарламалық интерфейс

ADMCA

X-123 құрылғысын Amptek ADMCA дисплейі және арнайы бағдарламалық құрал арқылы басқаруға болады. Бұл бағдарлама X-123 құрылғысын толығымен басқарады және конфигурациялайды, деректерді алады және көрсетеді. Ол ROI, калибрлеу, ең жоғары іздеу, т.б. қолдайды. ADMCA бағдарламалық құралы XRF талдауына арналған интерфейсті және бағдарламалық құрал пакетін қамтиды. Ол компьютермен үйлесімді компьютерлерде Windows 98SE немесе одан жоғары (тек 32 биттік жүйе) астында жұмыс істейді. Windows XP PRO SP2 немесе одан кейінгі нұсқасы.

DPP API

X-123 қолданбалы бағдарламалау интерфейсімен (API) DLL кітапханасы түрінде келеді. Пайдаланушы бұл кітапхананы пайдаланушы қолданбаларға арналған X-123 басқару немесе оны үлкенірек жүйемен интерфейс жасау үшін өз кодын оңай жазу үшін пайдалана алады. Мысалдар VB, VC++ және т.б. API интерфейсін қалай пайдалану керектігі туралы берілген. Window CE/Pocket PC нұсқасы да қамтамасыз етілген.

VB бағдарламалық қамтамасыз ету демо

VB демо бағдарламалық құралы дербес компьютерде жұмыс істейді және пайдаланушыға деректерді жинауды бастау және тоқтату, деректер файлдарын сақтау үшін X-123 конфигурациялауға мүмкіндік береді. Ол бастапқы кодпен бірге келеді және оны пайдаланушы өзгерте алады. Бұл бағдарламалық құрал DPP API емес, негізгі қоңырауларды пайдаланып, USB немесе RS-232 интерфейсі арқылы X-123 құрылғысын қолмен басқару жолын көрсетуге арналған. Бұл ең алдымен Windows емес платформалар үшін бағдарламалық жасақтаманы жазу кезінде қажет.

Параметрлер

Бериллий терезесінің басқа қалыңдығы (0,3мм - 7,5 мкм).
Үлкен ағындарға арналған коллиматорлар жиынтығы.
Вакуумда орындау
Электрондық жүйелерді өндіруде компонент ретінде

x123_h

5-сурет. X-123 детекторының нұсқалары.

oem18

6-сурет. Корпустағы PA-230 алдын ала күшейткіші бар X-123. Бұл опция X-123 детекторының өзіне ұқсас, тек детектор/алдын ала күшейткіш электроника корпусынан алынып, оған икемді сым арқылы қосылады.

res_pt%201

7-сурет. Si-PIN және SDD детекторлары үшін қалыптасу уақыты/ең жоғары уақытымен салыстырғанда ажыратымдылық.

res_icr%201

8-сурет. Ажыратымдылықтың әртүрлі шың уақыттары үшін санау жылдамдығы.

sdd_6%201

9-сурет. Кіріс санау жылдамдығының шығысқа тәуелділігі.

Коллиматорды қолдану

Барлық Si-PIN детекторлары спектрлік сезімталдықты жақсарту үшін кіріктірілген коллиматорлармен жабдықталған. Гамма бөлшектері детектордың белсенді көлемінің шекарасына жақын әрекеттеседі және зарядтың жартылай жиналуына байланысты шағын импульстарды шығара алады. Бұл импульстар кейбір жағдайларда пайдалы сигналды бұлдырататын спектрге әкеледі. Кірістірілген коллиматор белсенді көлемдегі гамма бөлшектерінің ағынын шектейді, мұнда «таза» сигнал пайда болады. Детектор түріне байланысты коллиматорлар:

сигналдың шуға қатынасын жақсарту
шекара әсерін азайту
жалған шыңдарды жою

Вакуумда орындау

X-123CR ауада да, вакуумда да 10-8 Торр-қа дейінгі қысымда жұмыс істей алады. X-123CR құрылғысын вакуумда пайдаланудың екі нұсқасы бар: 1) X-123CR детекторын және алдын ала күшейткішті камераның ішіне толық орналастыруға болады. X-123CR құрылғысын пайдалану үшін қажет 1 Вт қуаттың қызып кетуін және шығынын болдырмау үшін төрт бекіту саңылауын пайдаланып камера қабырғаларына жақсы жылу өткізгіштік қамтамасыз етілуі керек. 2) X-123CR вакуумдық камераның сыртында орналасуы мүмкін, камерада рентген сәулесін анықтау үшін стандартты ConFlat порты қолданылады.

Тиімділік қисықтары

xreff1%201

10-сурет (сызықтық) XR-100CR детекторы үшін шынайы жалпы энергияны анықтау тиімділігін көрсетеді. Бұл тиімділік фотоэффекттің нәтижесінде гамма-бөлшектердің детекторға еніп, детектор ішіндегі барлық энергиясын жоғалту мүмкіндігіне сәйкес келеді.

11-сурет (логарифм). Фотонның фотоэлектрлік әрекеттесу ықтималдығынан өткен кездегі әрекеттесу ықтималдығын көрсетеді, нәтижесінде жалпы энергия азаяды. Төмен энергияларда фотоэффект басым болатыны көрсетілген, бірақ 40 кВ жоғары энергияларда фотондар детекторда барлық дерлік энергиясын жоғалтқанда Комптон эффектісі басым болады.

X-123 қолданбасы: RoHS/WEEE сәйкестігі

RoHS/WEEE [Қауіпті заттарды/қалдықтар электр және электронды жабдықты шектеу] директивалары электроника өнеркәсібінен өз өнімдерін құрайтын құрамдас бөліктерінің құрамының максималды дәрежесіне дейін сертификаттауды талап етеді. X123 құрылғысын XRF сияқты сапа бағдарламасының бөлігі ретінде RoHS/WEEE сәйкестігін бақылау үшін пайдалануға болады. Ол пайдаланушыларға жеке элементтердің концентрациясын жылдам, дәл және бұзбай өлшеуге мүмкіндік береді. Компаниялар жеткізушінің сәйкестігін бақылай алады және өздерінің сәйкестігін көрсете алады. X123 OEM және соңғы пайдаланушыларды нарыққа шығу уақытын азайту үшін жылдам орналастыруға болатын ыңғайлы, шағын, қолдануға оңай құралдағы қуатты гамма-спектрометрмен қамтамасыз етеді. Спектрометрге қосымша инженерлік талаптар жоқ және барлық компоненттерді өзімізде жасауға болады. Бар болғаны +5 В қуат көзі және компьютерге USB немесе RS232 қосылымы қажет.

X-123 өлшем үшін өнімділікті құрбан етпейді. 55 Fe шегінің 5,9 кВ шыңының рұқсаты детектор түріне және алу уақытына байланысты 145 эВ FWHM және 260 эВ FWHM аралығында болады. Бұл X-123-ті кілт тапсыратын жүйеге айналдырады, өнімді жылдам талдау үшін тамаша таңдау болып табылады және OEM нарыққа жылдам уақыт береді.

xr100cr_e