X-123SDD анықтау жүйесі

X-123SDD – қолыңызға сыйатын ықшам пакеттегі кремний дрейф детекторы бар толық рентгендік анықтау шешімі.

Сұйық азотты қолданбай

1-сурет X-123SDD спектрометрі.

X-123SDD кіреді

Silicon Drift Detector (SDD) және алдын ала күшейткіш
Цифрлық импульстік процессор және анализатор
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, RS232 және Ethernet қосқыштары

Қолданба

Рентгендік флуоресценттік талдау (XRF)
Аспаптар үшін RoHS/WEE сәйкестігі
Технологиялық процестерді бақылау
Өнер және археология

Детектор

Рентген сәулелерін анықтауға арналған кремний дрифт детекторы (SDD).
2 сатылы термоэлектрлік салқындату
Ауданы: 25 мм2
Қалыңдығы: 500 микрон
Көп қабатты коллиматор

Жалпы сипаттамалар

Ажыратымдылығы: 125-140 кВ, 5,9 кВ кезінде FWHM
Оңтайлы энергия диапазоны: 1 кВ-тан 40 кВ-қа дейін
Максималды санау жылдамдығы: секундына 5,6 x 105 оқиғаға дейін

X-123SDD - бұл Amptek компаниясының рентгендік детекторларды 15 жылдық әзірлеуінің нәтижесі. Компанияның философиясы әрқашан ықшам, аз қуат тұтынатын, басқаруға оңай, өнімділігі жоғары детекторларды шығару болды. X-123SDD осы философияның мысалы болып табылады және XR-100SDD кремний дрейфті рентгендік детектор мен оның зарядқа сезімтал алдын ала күшейткішінің тіркесімі болып табылады; DP5 сандық импульстік процессоры, MCA, бағдарламалық құрал және бір корпустағы PC5 қуат көзі. Мұның барлығы тек +5 В тұрақты токты және USB, RS232 немесе Ethernet арқылы компьютерге қосылуды қажет етеді.

sdd_12

2-сур. 55Fe спектрі кремний дрейф детекторының (SDD) көмегімен алынған.

Сипаттама

X-123SDD Amptek компаниясының жоғары сапалы рентгендік спектрометриялық құрамдастарын бір пакетке біріктіреді: (1) алдын ала күшейткіші бар XR-100SDD рентгендік детектор, (2) MCA бар DP5 сандық импульстік процессор және (3) PC5 нәр беруші. Нәтиже - өнімділікті жоғалтпай, қолыңызға сәйкес келетін толық жүйе. X-123SDD жұмыс істеу үшін тек +5VAC және стандартты компьютер қосылымын қажет етеді. X-123 көмегімен кез келген адам жоғары сапалы рентгендік спектрлерді жылдам ала алады.

X-123SDD Si-PIN фотодиодына ұқсас кремний дрейф детекторын (SDD) пайдаланады, бірақ жақсырақ ажыратымдылық пен санау жылдамдығын қамтамасыз ететін бірегей электрод құрылымы бар. SDD кіріс өрістік транзисторы бар термоэлектрлік салқындатқышқа орнатылған және зарядты сезгіш алдын ала күшейткішке қосылған. Термоэлектрлік салқындату детектордағы және алдын ала күшейткіштегі электр шуының деңгейін төмендетеді, бірақ сонымен бірге салқындату пайдаланушыға ашық және түсінікті болып қалады: ол кәдімгі ауаны баптау жүйесі сияқты жұмыс істейді.

DP5 импульстік процессоры – ұқсас жүйелерде кездесетін сигнал күшейткішті де, көп арналы анализаторды да (MCA) ауыстыратын екінші буынның цифрлық импульстік процессоры (DPP). Цифрлық технологияны пайдалану келесі негізгі параметрлерді жақсартуды қамтамасыз етеді: (1) жақсырақ ажыратымдылық және жоғары санау жылдамдығы сияқты жақсырақ өнімділік; (2) бағдарламалық құрал арқылы таңдалған параметрлерді конфигурациялаудың тамаша икемділігі; (3) жақсартылған тұрақтылық пен нәтижелердің қайталану мүмкіндігі. DPP нақты уақыттағы цифрлық сигналды өңдеу арқылы алдын ала күшейткіштен шығатын сигналды цифрлайды, шың амплитудасын анықтайды және бұл мәндерді энергия спектрін құра отырып, жад гистограммаларында жинайды. Содан кейін спектр пайдаланушының компьютеріне беріледі. PC5 детекторға қуат, алдын ала күшейткіштерге төмен кернеу және детекторға жоғары ығысу кернеуі береді және 85 °C максималды температура айырмашылығы бар тұйық циклді басқаруды қамтамасыз ететін термоэлектрлік салқындатуды қамтамасыз етеді. Мұның барлығы берілген бағдарламалық құрал арқылы бақыланады. X-123SDD шамамен 300 мА токпен +5 В қуатпен қоректенеді.

Бүкіл жүйе 7 x 10 x 2,5 см 3 өлшемді алюминий корпусында орналасқан. Детектор ұзындығы 0-ден 22,86 см-ге дейінгі ұзартқыш кабельге орнатылады (вакуумдық фланецтер бар). Стандартты конфигурацияда тек 2 қосылым қажет: қуат көзі (+5 В) және ДК қосылымы (USB, RS232 немесе Ethernet). X123 басқа жабдықпен біріктірілген болса, бірнеше қосымша кірістер мен шығыстар да қол жетімді. Бұған көп арналы анализатор тізбегі және селективті сигнал жады, уақытты басқару және бір арналы анализатор кіреді. X-123SDD деректерді жинау және басқару бағдарламалық құралымен бірге жеткізіледі. Сондай-ақ, ол құрылғыны реттелетін бағдарламалық құралмен біріктіруге арналған DLL қолданбалы бағдарламалау интерфейсін (API) қамтиды. Толық ықшам XRF жүйесін жасау үшін рентгендік спектрді талдауға арналған бағдарламалық жасақтаманы, вакуумдық жабдықты, бірнеше коллиматорды және орнату опцияларын және рентгендік түтіктерді қосуға болады.

x123sdd_1

3-сурет X-123SDD блок-схемасы және қосылу схемасы.

X-123SDD сипаттамалары

Жалпы

Энергия ажыратымдылығы

125 - 140 эВ (толық ені жартылай максимум) 5,9 кВ. Ең жоғары уақыт пен температураға байланысты.

Электр шу деңгейі

73 эВ (ені жартылай максимум)

Сигналдың шуға қатынасы

20 000:1 (5,9 кВ-тан 1 кВ-қа дейінгі санау қатынасы)

Энергия диапазоны

Энергиясы 1-ден 25 кВ-қа дейінгі рентгендік сәулелер үшін тиімділік >25%. Бұл диапазоннан тыс жұмыс істей алады, бірақ тиімділігі төмен.

Максималды санау жылдамдығы

Ең жоғары уақытқа байланысты. Ұсынылған параметрлер төмендегі кестеде берілген:

Ең жоғары уақыт DP5 (μс)	9.6	4.8	2.4	0,8
Қалыптасу уақыты (мкс)	4.4	2.2	1.0	0.4
Ұсынылатын максималды жылдамдық	4,9 x 10 ⁴	1,0 x 10 ⁵	1,9 x 10 ⁵	5,6 x 10 ⁵
Әдеттегі ажыратымдылық (5,9 кВ кезінде эВ FWHM)	130	135	140	155

Детектор және алдын ала күшейткіш

Детектор түрі

Silicon Drift Detector (SDD)

Детектор аймағы

25 мм2 (коллиматор ауданы 17 мм2)

Детектордың қалыңдығы

500 микрон

Терезенің қалыңдығы

0,5 миллион (12,5 мкм)

Коллиматор

Көпқабатты

Термоэлектрлік салқындату

2 сатылы (ΔTmax=85°)

Алдын ала күшейткіш түрі

Amptek шығарған зарядқа сезімтал.

Алдын ала күшейткішті түрлендіру коэффициенті

1 мВ/кеВ (әдеттегі)

Сандық импульстік процессор (DPP)

Табыс

Дөрекі және ұсақ күшейтудің комбинациясы 0,84-тен 127,5-ке дейін үздіксіз күшейтуді қамтамасыз етеді

Дөрекі күшейту

16 қадаммен 1,12-ден 102,0-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, 66,26, 102,0

Жіңішке жақсарту

0,75-тен 1,25-ке дейін таңдалатын бағдарламалық құрал, 10 биттік ажыратымдылықпен.

Толық масштаб

X1 күшейту кезінде 1000 мВ кіріс импульсі

Тұрақтылық

<20 ppm/°C (әдеттегі)

Импульстік пішін

Трапеция (пішімдеу уақыты t болатын жартылай Гаусс күшейткішінің шыңы 2,2 т және сол шың уақытындағы трапеция пішінімен салыстыруға болады)

ADC тактілік жиілігі

20-дан 80 МГц-ке дейін

Ең жоғары уақыт

0,1-ден 45 мкс-ке дейінгі жартылай Гаусс кескіндеу уақытына сәйкес келетін 0,2-ден 102 мкс-ке дейінгі бағдарламалық құралдың 30 түрлі таңдалатын мәндері.

Үстірт

Әрбір ең жоғары уақыт үшін бағдарламалық құрал таңдайтын 16 мән (ең жоғары уақытқа байланысты), >0,05 мкс.

Қалпына келтіру

Асимметриялық, 16 бағдарламалық құрал арқылы таңдалатын конвульсия жылдамдығы.

Екі импульсті ажырату уақыты

120 нано секунд

Өлі уақыт

1.05 ең жоғары уақыт. Түрлендіру уақыты жоқ.

Максималды санау жылдамдығы

4x10 ⁶ с-1

Өлі уақытты реттеу

Қолмен реттеу. Дәлдік 1% дейін.

Импульсті таңдау опциялары

Қабаттаудан бас тарту, көтерілу уақыты бойынша сұрыптау, өту

Көп арналы анализатор (MCA)

Арналар саны

Таңдалатын бағдарламалық құрал: 8000; 4000; 2000; 1000; 500; немесе 250 арна

Әр арнаға байт

3 байт (24 бит) - 16,7x 106 сигнал

Жұмыс уақыты

10 мс-тен 466 күнге дейін

Деректерді тасымалдау уақыты

1000 арна 12 мс (USB) немесе 280 мс (RS-232)

Түрлендіру уақыты

Жоқ

Алдын ала орнатылған

Уақыт, шот-фактуралардың жалпы саны, ROI бойынша шот-фактуралар саны, 1 арна арқылы жіберілген шот-фактуралар саны

MCS уақыт базасы

10 мс/арнадан 300 с/арнаға дейін

Сыртқы MCA басқару элементтері

Енгізу: Импульс өтуге сыртқы логикалық жүйе рұқсат еткенде ғана беріледі. Бағдарламалық қамтамасыз ету басқарылады.

Көмекші енгізу/шығару арналары

Бір арналы анализатор (SCA)

8 SCA

Сандық шығыс

8 бағдарламаланатын параметрі бар екі тәуелсіз шығыс: INCOMING_COUNT, PILEUP, MCS_TIMEBASE, т.б.

Сандық кіріс

Екі тәуелсіз кіріс, таңдауға болатын бағдарламалық құрал

MCA_GATE, EXTERNAL_COUNTER

енгізу/шығару

Пайдаланушы қолданбасы үшін екі жалпы енгізу/шығару желісі

Сандық осциллограф

Осциллограф деректері компьютерде көрсетіледі. Бағдарламалық қамтамасыз ету шығыс сигналының пішінін, кіріс сигналын ADC-ге және т.б. көрсетуді таңдайды. Олар жабдықты жөндеу үшін қолданылады.

Қосқыштар

USB

USB 2.0 (12 Мбит/с)

Сериялық

Стандартты RS232

Ethernet

10база-Т

Тамақтану

Номиналды кіріс

+5 VDC 500 мА (2,5 Вт) (әдеттегі). Ток күші детектордың ΔT мәніне өте тәуелді. Диапазон 5 В тұрақты токта 300-ден 800 мА-ге дейін. Айнымалы ток адаптері кіреді.

Кіріс кернеуінің диапазоны

4 В-тан 5,5 В-қа дейін (0,4 - 0,7 А ток кезінде)

Өтпелі процестің басталуы

<100 мкс үшін 2 А

Жоғары кернеу

Ішкі мультипликатор, бағдарламалық басқарылатын, -95-тен -1500В дейін

Салқындату қуат көзі

Кері байланыс контроллері ΔTmax = 85 °C

Жалпы өлшемдер

Өлшемдері

7 x 10 x 2,5 см, ұзартуды қоспағанда

Ұзарту ұзақтығы

3,8 см

Салмағы

180 г

Жалпы

Жұмыс температурасы

-20 %C ден +50 % C дейін

Кепілдік

1 жыл

Орташа қызмет көрсету уақыты

Пайдалануға байланысты 5 - 10 жыл

Сақтау және тасымалдау

Ұзақ жарамдылық мерзімі: құрғақ ортада 10+ жыл

Әдеттегі сақтау және тасымалдау: -20°C және +50°C, 10-90% ылғалдылық конденсацияланбаған

Корреспонденция

RoHS сәйкес

TUV сертификаты

Куәлік №:CU 72101153 01

Сынақталған: UL 61010-1: 2009 R10.08

CAN/CSA-C22.2 61010-1-04 + Gi1

Қосқыштар

USB

Стандартты USB шағын қосқышы. (X-123SDD USB арқылы қуатталмаған.)

RS232

Стандартты 2,5 мм құлаққап ұясы.

TipTransmit PC үшін DB9 істікшесін 2 қабылдау (DB25 істікшелі 3) RingReceive ДК үшін DB9 істікшесін 3 жіберу (DB25 істікшелі 2) SleeveGround ДК жерге арналған DB9 істікшелі 5 (DB25 істікшелі 7 үшін)

Ethernet

Стандартты Ethernet қосқышы (RJ-45)

Тамақтану

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 бар жұптар. Жоғарғы қатардағы тақ контактілер, төменгі қатардағы жұп контактілер. Жоғарғы оң жақ контакт = 1, төменгі оң жақ контакт = 2.

PIN №	Аты	PIN №	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

DPPMC

X-123SDD құрылғысын Amptek DPPMCA 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. DPPMCA бағдарламалық құралы XRF талдауына арналған интерфейсті және бағдарламалық құрал пакетін қамтиды. Ол Windows XP PRO SP3 немесе одан кейінгі нұсқаларында жұмыс істейді.

SDK

X-123SDD тегін бағдарламалық құралды әзірлеу жинағымен (SDK) бірге жеткізіледі. Пайдаланушы өз мәселелерін шешу үшін X-123SDD басқару үшін өз кодын жазу үшін осы жинақты пайдалана алады.

VB демонстрациялық бағдарламалық қамтамасыз ету

VB демо бағдарламалық құралы дербес компьютерде жұмыс істейді және пайдаланушыға X-123SDD конфигурациялауға, деректерді жинауды бастауға және тоқтатуға және деректер файлдарын сақтауға мүмкіндік береді. Ол бастапқы кодпен бірге келеді және оны пайдаланушы өзгерте алады. Бұл бағдарламалық құрал X-123SDD қолмен немесе USB немесе RS-232 интерфейсі арқылы негізгі пәрмендерді SDKсыз басқару жолын көрсетуге арналған. Бұл ең алдымен Windows емес платформалар үшін бағдарламалық жасақтаманы жазу кезінде қажет.

Опция

Басқа бериллий терезелерінің қалыңдығы арнайы тапсырыс бойынша (0,3 миль - 7,5 мкм) қол жетімді.
Үлкен ағындармен жұмыс істеуге арналған коллиматорлар жинағы.
Вакуумдық жабдық
OEM жүйелерінің құрамдас бөлігі ретінде пайдалануға болады

x123_h

4-сурет X-123SDD кеңейтілген нұсқаларында.

oem18

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

Вакуумда жұмыс істеу

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

Жүйе туралы қосымша ақпарат

Сурет.6 Кремний дрейф детекторы (SDD) үшін рұқсаттың ең жоғары уақытқа қарсы графигі.

Сурет 7 Si-PIN және SDD детекторының қалыптасу уақытына/Шың уақытына ажыратымдылықтың тәуелділігі.

Сурет.8 Әртүрлі шыңы уақыттары үшін ажыратымдылықпен санау жылдамдығы.

Сурет.9 Кремний дрейф детекторымен (SDD) алынған 4 миллион өлшемнен 55Fe спектрі.

sdd_9

Cурет 10 Кремний дрейф детекторымен (SDD) алынған әртүрлі шың уақыттары үшін ажыратымдылық пен энергияның графигі.

sdd_15

11-суретте бериллий әйнегінің өткізгіштігінің әсері (қорғаныс қабатын қоса) және SDD детекторымен әрекеттесу біріктірілген. Графиктегі энергиясы төмен аймақ бериллий шынысының қалыңдығымен анықталады - 0,3 миль (8 мкм) немесе 0,5 миль (12,5 мкм), ал жоғары энергиялы аймақ SDD белсенді аймағының қалыңдығымен сипатталады. детектор.

Қосымша спектрлер