XD系列多晶X射线衍射仪技术说明书

1、普析通用微构分析实验室 MSAL- 1 -XD 系列多晶 X 射线衍射仪技术说明书北京普析通用仪器有限责任公司普析通用微构分析实验室 MSAL- 2 -X 射线能对人体造成伤害，因此在使用 X 射线设备时必须十分注意安全，避免受到 X 射线的照射。本机的设计虽然考虑到较周全的防护。但若操作处置不当，仍然可能受到 X 射线照射。此外，X 射线发生器是一种高压设备，在检修时也必须十分注意安全，避免受到高电压的伤害。1. 衍射仪 X 射光路的屏蔽部件不可随意移去。2. 当需要推开防护罩门进行操作时，应十分注意不要受到 X 射线的照射。注意不要受到 X 射线的直接照射，也要注意不要受到散射线的照射。更

2、换样品时必需关窗。3. 当维修 X 射线发生器的高压部分时，必须切断电源并使高压电容完全放电。注意安全防护，注意安全防护，当心射线伤害！当心射线伤害！普析通用微构分析实验室 MSAL- 3 -前前 言言.6第一章第一章 X 射线发生器使用说明射线发生器使用说明.71.概述.71.1用途与特点.71.2对使用环境的要求.71.3安装条件.72.主要技术指标.82.1直流高压发生器.82.2控制系统的 X 射线管工作高压、管工作电流调节与稳定电路.82.3保护电路.82.4高压电缆.93.X 射线管.94.控制系统的结构及工作原理.94.1结构特征.94.2工作原理.105.使用方法及操作说明.1

3、45.1安装前的准备工作.145.2安装.165.3操作顺序及简单调校.165.4X 射线窗口开闭.175.5使用注意事项.175.6日常例行检查项目.176.故障排除与维修.186.1开机步骤和可能出现的故障.186.2故障的排除.206.3附图.22第二章第二章 单道脉冲幅度分析器单道脉冲幅度分析器.361.引言.362.使用环境.363.工作原理及其技术指标的性能.363.1直流低压电源：.363.2高压电源.373.3放大单道分析器.373.4定标计数单元.384.操作说明.39第三章第三章 直流高压发生器直流高压发生器.401.安全.401.1和配套装置的联用.401.2发生器的空载

4、试验.401.3发生器的检修.40普析通用微构分析实验室 MSAL- 4 -1.4通冷却水时注意事项.412.发生器的技术规格.412.1负载工作参数.412.2工作制式.412.3测量点特性.413.产品的维护.413.1高压插座和高压电缆的插头的维护.413.2检查辉光放电管.423.3检查注油孔上的密封塑料管套.423.4检查冷却水管的接头.424.发生器线路原理图.43第四章第四章 测角仪测角仪.441.概述.442.组成.443.主要技术特性.444.结构描述.455.安装.456.测角仪的校直（对零）.466.1测角仪校正的具体要求.466.2测角仪校正的具体步骤.476.3测角仪

5、的衍射角测量准确度和衍射角分辨率的检查.477.测角仪的维护保养及使用注意事项.49第五章第五章 操作与分析软件操作与分析软件.501.概述.502.PDP 衍射分析系统的运行环境与硬件配置 .503.软件安装.504.版权信息.505.正确安装后的文件目录结构.516.关于系统参数设置文件PDP.INI.517.PDP 程序的使用 .517.1寻峰.527.2“求峰面积、峰高、重心、积分宽度”和“背景扣除”.567.3减背景.577.4图谱对比.577.5关于 Pdp 应用软件所使用与支持的文件格式 .58第六章第六章 石墨弯晶单色器石墨弯晶单色器.591.概述.592.技术数据.603.结

6、构.604.调整.615.使用的工作条件选择.616.注意事项.61普析通用微构分析实验室 MSAL- 5 -7.专用工具和附件.61第七章第七章 XD-2/3 多晶多晶 X 射线衍射仪操作规程射线衍射仪操作规程.621.衍射仪（XD-2/3）对环境的要求 .622.开机过程.623.关机顺序.63普析通用微构分析实验室 MSAL- 6 -前前 言言首先，感谢您购买北京普析通用仪器有限责任公司的产品！为了您更好的使用本仪器，请在使用前详细阅读本说明书，按照操作规程使用仪器。在您以后的使用过程中可能产生的部分疑问，也可以在本手册中找到相应的解答及解决办法。关于粉末衍射仪的实验技术请参考第一本手册

7、XD 系列多晶 X 射线衍射仪实验技术基础 ，本手册主要描述仪器的各个部分的参数、工作原理、组成、使用与调节方法、原理框图以及常见故障检测。欢迎您使用普析通用 MSAL 实验室生产的自动粉末 X 射线衍射仪，希望您在使用过程中把仪器的不足之处告诉我们，以便进一步提高仪器性能，生产出更适用的产品，谢谢。声明：本公司保留删改或变更本手册内容的权利，且不负责变更删改告知的义务。手册中所附图形为一般概括性的代表与实体可能会有一些误差，但其所示功能完全相符。北京普析通用仪器有限责任公司 微构分析实验室2004 年 1 月普析通用微构分析实验室 MSAL- 7 -第一章第一章 X 射线发生器使用说明射线发

8、生器使用说明1. 概述概述1.1用途与特点用途与特点本机是 XD 系列多晶 X 射线衍射仪的 X 射线源，它配用晶体衍射分析专用的 X 射线管，带有一套自动调节、稳定 X 射线管工作高压和管工作电流的电子系统，能够产生衍射仪工作所必需的、强度足够稳定且光源焦点足够细小的 X 射线束。本机与测角仪一起装配在一个屏蔽射线辐射的防护柜内，X 射线管的工作高压和 X 射线管的工作电流可以由人工手动操纵设定，也可以由衍射仪控制程序自动设定 (选购项)。1.2对使用环境的要求对使用环境的要求(1) 室温：1028，当衍射仪进行定量测定时，测量期间室温起伏1;(2) 湿度：相对温度70%；(3) 振动：不得

9、有可感觉到的振动；(4) 空内气氛：室内不得有腐蚀性气体及灰尘。1.3安装条件安装条件(1) 供电电源：交流，单相，50Hz，220V10%，50A。(2) 接地电阻：本机应有独立接地地线，接地电阻10。(3) 冷却水：水压：1.5kg/cm2水压3kg/cm2；水流量：3.5 升/分钟；水温：30；水质：纯水或去离子水，亦可使用生活用自来水，水中不可含有泥沙以及其他悬浮固形物质。(4) 房间门宽：不小于 85cm。(5) 地面荷重强度：不小于 1000kg/M2。普析通用微构分析实验室 MSAL- 8 -2. 主要技术指标主要技术指标2.1直流高压发生器直流高压发生器(1) 主变压器初级：2

10、20V，单相次级：60kV，输出允许最大电流：60mA容量：3kVA冷却方式：油浸水冷(2) 整流硅堆桥式整流，电容滤波(3) X 射线管灯丝变压器单相，初级 220V，次级 14V，80VA(4) 外形尺寸，重量长宽高=550450500mm3,重 120 公斤(5) 输出：负载电流为 50mA 时，最高直流高压为 60kV。直流高压输出系用插座通过电缆送至 X射线管。2.2控制系统的控制系统的 X 射线管工作高压、管工作电流调节与稳定电路射线管工作高压、管工作电流调节与稳定电路X 射线工作高压和管工作电流的调节和稳定采用可控硅系统实现。由管电压和管电流输出端采样，通过自动调节高压变压器和灯

11、丝变压器的初级输入来实现系统的稳定。(1) 稳定度对于电源电压波动变化5%，输出端的波动为：管流的波动0.03%管压的波动0.03%长时间稳定性：6 小时漂移0.1% (环境温度变化小于2时)(2) 管压调节：分 19 档，自 20 千伏起，每档增 2 千伏，最高档为 56 千伏：20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56 千伏。(3) 管流调节：分 23 档，自 6mA 起，每档增 2mA，最高档为50mA：6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、

12、46、48、50mA。(4) 重新置档时管压或管流的重现性：0.05%以内。2.3保护电路保护电路(1) 过电流保护器：30A(2) X 射线管功率限制器：当 X 射线管实际负荷超过设定值时报警，并切断高压发生器电源。设定值有 6 档可选：0.35、0.7、1.0、1.5、2.0、2.7 千瓦。(3) X 射线管工作电压保护限制器：高压超限保护：当 X 射线管工作高压超过设定值 (55kV 左右) 时报警并切断高压发生器电源。设普析通用微构分析实验室 MSAL- 9 -定值需改变时可调整。高压不足保护：当 X 射线管在高压控制电路启动 1 秒后未升至设定值 (10kV 以上)，电路报警并自动切

13、断高压发生器电源。设定值需改变时可调整。(4) 冷却水流量保护：流量3.5 公升/分钟，X 射线窗口电路则关断，并有声音报警。(5) 防辐射保护：当防辐射罩门未关好时，X 射线窗口不能开启。2.4高压电缆高压电缆长 1.5 米，绝缘强度 100kV。3. X 射线管射线管MSALXD2 型 X 射线衍射仪可配用丹东仪表元件厂、杭州电子管厂或 Philips (荷) 或理学电机 (日) 等出品的晶体分析用 X 射线管，其常用规格见附表。表表 1 常用衍射分析管的规格常用衍射分析管的规格生产厂 靶CuMoCoFeCr丹东仪表元件厂或杭州电子管厂焦点尺寸110mm代号额定功率(千瓦)IJX450Cu

14、2.0IJX450Mo2.0IJX450Co0.35IJX450Fe0.35IJX450Cr0.35Philips (荷)焦点尺寸110mm代号*1额定功率(千瓦)PW2233/202.0PW2235/202.4PW2236/201.8PW2247/201.5PW2248/201.8Philips （荷）焦点尺寸0.48mm代号*2额定功率(千瓦)PW2213/201.5PW2215/202.0PW2216/201.2PW2217/200.9PW2218/201.3*1 表中所列为 A 系列的代号，把第三位数字“3”换成“4”即 B 系统的代号*。*2 表中所列为 A 系列的代号，把第三位数字

15、“1”换成“2”即 B 系统的代号*。*3 A 系列管的窗中心至安装面的距离为 21mm，而 B 系列则长些，为 34mm。4. 控制系统的结构及工作原理控制系统的结构及工作原理4.1结构特征结构特征高压控制器的机箱为标准插入式结构。内部电路分别装在三块电路板上：1. 调控板 (原理简图见图 6)，该板上集中有：管压调控电路，管流调控电路，安全保护电路，控制继电器电路和基准电源电路；2. 电源板 (原理图见图 8)，上面安装有：电源电路和开窗继电器；3. 脉冲板 (原理图见图 7)，可控硅控制电路装在脉冲板上。三块电路板用导轨牢固地固定在机箱底板上，相互间以插头座可靠连接。功能设置操作元件和功

16、能指标部件等安装在前面板上，显示及标记明确清板，操作方便。普析通用微构分析实验室 MSAL- 10 -(1) 机箱内部安装位置 (见图 1)(2) 控制系统前面板配置及功能 (见图 2)(3) 控制系统后面板配置 (见图 3)4.2工作原理工作原理衍射仪要求其 X 射线源强度高度稳定，因此要求 X 射线发生器控制系统的电路必须能够保证 X 射线管在高度稳定的管电压 (kV) 和高稳定的管电流 (mA) 的条件下工作。此外，还有一套安全保护电路，保证 X 射线管安全可靠地运行和辐射防护的安全。控制系统的电路原理简图见图 4，由五个部分组成：(1) X 射线管工作主电路；(2) X 射线管管电压

17、(kV) 调控电路；(3) X 射线管管电流 (mA) 调控电路；(4) 安全保护控制电路；(5) 管电压，管电流和管功率预置电路。各部分电路的构成和工作原理分述如下。4.2.1 X 射线管工作主电路射线管工作主电路本机的 X 射线管工作在直流负高压下，对阴极 (靶) 接地，并用水流冷却。其中直流高压发生器是由一台升压变压器，一组硅堆整流器和电容滤波器组成的 (见图 5)。直流高压发生器、X 射线管灯丝电源变压器，高压测量用降压电阻 Rm1、Rm2 和 X 射线管限流电阻 Rq 等，同装在一个绝缘油箱里。高压发生器输出的高压通过油箱盖上的插座用高压电缆与 X 射线管相连接。X 射线管的工作电压

18、是用数字表显示的：在直流负高压端串联电阻 Rm1 和 Rm2 (总阻值为 60M) 后，串接一只量程为 100mV 的数字显示表 (分流电阻=60)，就可以直接显示加到 X 射线管上的高电压值 (kV) 了。X 射线管工作电流的显示，是通过对阴极电路串入一只量程为 100mA 的数字显示表，就能直接显示管电流的实际值 (650mA)。4.2.2 X 射线管管电流调控电路射线管管电流调控电路调节并稳定 X 射线管的工作电流，是由管电流调控电路通过调控 X 射线管的灯丝电压来实现的。电路的调控原理根据自动跟随理论，用可控硅做自动调整元件，由电路调控可控硅的导通角的方法完成自动调整 X 射线管的灯丝

19、电压来控制并稳定灯丝的发射电流。该电路由采样、比较、放大和可控硅触发电路组成 (原理图见图 9)。电路原理说明：X 射线管的阳极电流在采样电阻上产生的采样电压 VMA1 (由 MA1 点输进电路板) 与预置电压 VMA (由 MA 点输入进来) 进行比较后，产生的差值信号，经送放器 U2 放大后去控制可控硅的触发电路就能实现对灯丝电压的控制，从而实现了对管电流的控制。由图 9 可见，可控硅的触发电路由 G11 三极管、G13 双基极二极管和电容 C24 构成的张驰振荡器。改变 G11 集电极电流可以改变振荡频率，该频率就能改变可控硅的导通角。报警器的最高频率可由 RP10 进行调整。G9 和

20、G10 构成触发器的输入级。另由 D18 和 G12 组成一个产生幅度为 24V，频率与市电同步的梯形波电路，用来实现对可控硅与市电同步触发，调节 RP9 可以改变梯形波的宽度。图中的 RP3 用来调节系统的阻尼，是为消除电路振荡而设置的。RP8 可以调节系统的增益。由于可控硅是串入 X 射线管灯丝变压器的初级回路，当放大器 U2 输出为12V 时，触发器的振荡频率最高，这时在市电的每半个周期内，有 8 个等高脉冲 (通过 RP10 来调节)。随着采样电压 VMA1的增加，触发脉冲间隔增加，即在市电的每半个周期内等高脉冲数减少，从而使可控硅的导通角随之变小，灯丝电压就随之减小，反之，可控硅导通

21、角变大，灯丝电压也就变大。综上所述可知，该电路可以通过自动调控可控硅导通角的方法，自动调控灯丝电压，从而达到稳定 X 射线管管电流的目的。另由于A741 运算放大器有很高的放大倍数，对可控硅的调控响应迅速，因此可以保证管电流有很高的稳定度。由于 X 射线管在使用时必须先加阳极电压 (即管电压) 后，才能有管电流，因此管电流调控电路的启运应迟于管电压电路。一般情况下，应在管电压上升到接近 20kV 时，才启动管电流电路。管电流电普析通用微构分析实验室 MSAL- 11 -路启动的快慢可以通过改变电容 C4 的数值来实现，C4 数值越大，电路启动的越慢。改变预置电压 VMA的数值，可以改变 X 射

22、线管管电流的目标值。预置电压的改变在前面板操作。预置电压值由高稳定性的基准源和精密金属膜电阻分档提供。详见预置电路部分 (4.2.6 节)。4.2.3 X 射线管管电压射线管管电压 (kV) 调控电路调控电路本机 X 射线管管电压调控也是根据自动跟随理论，用可控硅做调整元件，以电路控制可控硅的导通角，来控制升压变压器的初级电压的方法来完成的。控制电路的组成结构与管电流的调控电路基本相同。不同之处在于被控功率远远大于管电流电路，因此，电路参数略有不同，可控硅的功率大些。原理电路见图 10。由于电路结构相同，管电压调控过程也与管电流的调控相同。原理说明可以参照图 10 的相应部分 (请参读 4.2

23、.2 节)，此处不再重复说明。4.2.4 安全保护及其控制电路安全保护及其控制电路控制系统的安全保护及其控制电路，由两部分组成；一是开关和继电器电路，用来控制 X 射线发生器的启、停、开窗、门保护及各种保护性停机等；二是安全保护电路，用来监测当停水、管电压不足、管电压过高、功率超限等与安全有关的信号出现时，能迅速自动停机、断电，并发出对应故障原因的声光报警，提醒操作人员及时处理故障。正常操作、故障状态及正常运行都可由相关指示灯进行指示。4.2.4.1 开关、继电器和状态指示灯电路开关、继电器和状态指示灯电路本系统为保证设备使用安全和正常运行，机内共使用了 1 个交流接触器，8 个继电器，3 个

24、高速熔断管，5 个按键开关，1 个复位开关，1 个电源开关和12 个状态指示灯 (见图11)(1) 各开关的名称及功能 S0：电源开关：双刀单掷，用于控制器机内电源变压器的通断； S1：“X 射线开”按键：单刀无锁，常开，启动 X 射管高压直流发生器供电电源； S2：“X 射线关”按键：单刀无锁，常闭，停止 X 射管高压直流发生器供电电源； S3：“窗口”键：单刀有锁，当 S5 未按下时，按下 S3 时，可以进行开窗操作； S4：“门连锁”键：双刀有锁，按下时，门连锁解除，JW 吸合； S5：“手动/自动”键：双刀有锁，按下时，开窗操作由上位机控制； Sr：“复位”键：双刀无锁，常闭，按下时，

25、结束报警状态。(2) 继电器的名称及作用见表 1。(3) 指示灯配置及功能见表 2。普析通用微构分析实验室 MSAL- 12 -表表 1. 继电器的名称及作用序号名称及代号吸合条件功能及作用1JWA水压继电器冷却水流正常JWA1 常开，JWA 吸合后接通“水冷正常”指示灯 E1 电源JWA2 常开，JWA 吸合后为安全继电器吸合提供连锁2JSA安全继电器 水冷正常 管压不超高限 管压不过低 功率不超限JSA1 常开，JWA 吸合后接通继电器电路电源电路常闭，接通报警蜂鸣器，JSA 吸合后，断开蜂鸣器电源3J1连锁继电器 JSA 吸合 S1 启动J11 常开，管流、管压均在初始状态时， S1 才

26、能启动J12 常开，S1 启动后，锁住主电路4J2延时继电器 JSA 吸合 S1 启动J21 常开点，接 V0常闭点，接V0；J2 吸合后，C11 开始充电，低限报警电路延时启动J22 常开点，延时基准电压上升到标准值常闭点，接通电容 C11 放电回路5JkV管电压控制继电器 JSA 吸合 S1 启动JKV1 常闭点，接 C1 放电回路当管电压电路启动后，接点断开，C1 充电，使管压缓缓升到初始值 (软起动)JKV2 常闭点，接12V，当管电压电路没启动时，使预置电压为12V，禁止振荡器起振6JSCR主控继电器 JSA 吸合 S1 启动JSCR1 常开点，接通交流接触器 J0JSCR2 常开点

27、，接 X 射线启动指示灯 E2常闭点，接通 X 射线关断指示灯 E37JW窗口控制继电器 按下 S3 S4 放开JW 吸合 X 射线管手动开窗的必要条件8J0交流接触器主控 JSCR 吸合为管电压和管电流调整元件一可控硅接通主电源表表 2. 指示灯配置及功能序号名称及代号点亮条件点亮后所表示的状态1E0总电源指示接通控制系统供电电原表明外部电源已经向控制系统供电2E1“水冷正常”JWA 吸合表明冷却水流正常3E2“X 射线开”键灯主电路工作JSCR 吸合表明 X 射线电路启动4E3“X 射线关”键灯JSCR 释放表明 X 射线电路未启动，机内供电电源已接通5E4“准备就绪”JSA 吸合kV 和

28、 mA 置初始位置表明电路可以正常启动，kV 和 mA 预置电路处于初始位置6E5M/A 键灯S5 键按下表明开窗操作可以由上位计算机控制7E6“功率越限”功率报警电路启动表明功率超过设定值8E7“管压过低”管压管低电路启动表明输出管电压低于设定值9E8管压超限管压过高电路启动表明输出管电压高于设定值10E9“窗口转换”键灯JW 吸合表明控制器已经为开窗电磁铁供电11E11“连锁解除”键灯S4 键按下表明可以进行开窗操作普析通用微构分析实验室 MSAL- 13 -12E12“门连锁”键灯S4 键放开表明窗口打不开4.2.4.2 安全保护电路安全保护电路本系统的安全保护电路能够适时监视并采集主电

29、路的工作参数，并与预置的安全参数进行比较，一旦发现工作参数超过安全界限，电路就自动迅速作出反应，使安全继电器 JSA 释放，实现保护性停机。本机预置有四种安全参数： 冷却水不足或未通； 管电压过低； 管电压过高； 功率超限。当这四种工作参数中的任何一种不符合安全要求时，电路都能迅速切断给直流高压发生器的交流输入电源，停止 X 射线管工作，以便保护 X 射线管及控制器电路不被损坏。安全保护电路原理图见图 12由原理图可知，安全继电器 JSA 的吸、放是由三极管 G2 的通、断决定的。当水冷却系统工作正常时，水压继电器 JWA 就吸合 (可参照图 11 分析)。此时，若能使 G2 的基极电位为“正

30、” ，G2 就能导通，此时 JSA 与 M 点接通而可靠吸合，保证了调控电路能够进入正常工作状态。由图 11 可知，当水系统没正常运转时，JWA 就不吸合，JSA 也吸合不了，整机电路就不能启动，所以就不能进入正常工作状态。就是整机进入正常工作状态后，一旦冷却水系统停水或水流量不足，都会使 JWA 释放而停机。另由图 12 可见，本机设置了“管电压过高” 、 “管电压过限”和“功率超限”三组安全检测电路。即使用三个运算放大器 A741，均接成比较器形式，用来检测上述三个信号。U3 检测功率超限，U4检测管压过低，U5 检测管压过高。现在以 U5 工作为例，分析电路检测及自动控制的工作过程。当采

31、样电压 Vk1 (该电压的获取可参照 4.2.1 一节) 不超过电位器 RP13 上的预置电压时，U5 输出为“负”G1 截止，T3 就截止，电路处于正常工作状态。当 Vk1 值大于预置电压时，U5 输出为“正”使 G1 导通，此时可控硅 T3 的控制端因检测到正脉冲而导通，至使“kV 超限”指示灯 E8 负端接通至M 点而点亮，同时，由于 T3 导通，使 D6 负端接低电平而导通，导至 G2 基极电位为“负”而截止，安全继电器 JSA 因与 M 点断开而释放，蜂鸣器被 JSA1 接通电源而鸣叫。这样，就完成了因管电压过高而引起的声光报警过程。因 JSA 的释放，整机停止工作。在报警状态下，若

32、按一下复位开关，切断一下 E8 和 D6 的电源正端，使 E8 灭，G2 又恢复导通，JSA 吸合，蜂鸣器停止鸣叫，整机进入待启动状态，维修人员可以进行故障分析及排除操作。同样道理，当采样电压 Vk1 低于 RP11 上的预置电压，或者是管电压与管电流的乘积 (即功率) 值超出电位器 RP12 上的预置值时，安全保护电路都会产生上述检测和响应过程，而达到安全保护的目的。维修人员可以根据报警状态，判断故障原因并排除之。4.2.5 基准电源电路基准电源电路基准电源输出电压的稳定性是整机输出管电压和管电流稳定性的基础。它必须具有很高的稳定性和尽可能小的温度漂移。为此，本机采用了输出电压可调的高性能集

33、成稳压器 LM723 构成高稳定度的基准源电路，原理图见图 13。图中 RA 是为管电流预置电路提供的基准电源，可以由 RP15 调整到所需数值。图 13 中的 RV 是为管电压预置电路提供的基准电源，可以由 RP14 调节所需的数值。图中 LM723输出电压为 14V，可以由 RP16 调整。C11 可以保证 14V 电压缓慢建立，使整机电路启动平稳 (软启动)，避免突然跳变的电压引起整机振荡。R66 为 C11 放电提供通路。4.2.6 预置电路预置电路由于不同的使用场合，要选用不同靶材的 X 射线管。各种不同的 X 射线管，都有各自适宜的工作kV、mA 和功率限制。不同靶材的管子其工作负

34、荷不宜超过其最大使用功率的 80%。为此控制系统设置了三种预置电路。原理图见图 4。(1) 功率限制：功率限制可以用开关预置，分 6 档；0.35kW，0.17kW，1.0kW，1.5kW，2.0Kw 和普析通用微构分析实验室 MSAL- 14 -2.7kW，可按需要用。(2) 管电压选择：用开关选择，分 21 档，每档 2kV，可提供 20kV60kV 的管电压。(3) 管电流选择：用开关选择，分 23 档，每档 2mA，可供 650mA 的管电流。在根据不同靶材预置了功率限制后，再选择合适的管电流和管电压值，以保证 X 射线管的正常工作。4.2.7 电源电路电源电路控制系统内的电源电路均为

35、确保机内各部分电路能够可靠工作而设置的。为保证各部分电路的正常工作，各电路的电源电路均使用以高压发生器的 M 点为虚地。共设有 F+12V (浮地+12V)，F12V (浮地12V)，+50V，+24V 和24V 五路电源；此外还备有两路+5V 电源，分别为管压显示表头和管流显示表头供电；还有一路+12V 电源为机内的指示灯和开窗电磁铁及指示灯供电，各路电源都各自独立，不共地，也与大地绝缘。其原理见图 11。5. 使用方法及操作说明使用方法及操作说明5.1安装前的准备工作安装前的准备工作5.1.1 开箱检查开箱检查设备开箱后首先要清点设备配套的完整性，查验各种部件是否齐全，配件及备件的数量等都

36、应符合整体要求，然后逐一检查各部件的完好性，在外观没有明显的损坏的情况下，对控制系统在安装前要通电确认其无故障后方可安装调试。5.1.2 高压电缆及油箱的检查及处理高压电缆及油箱的检查及处理(1) 高压电缆的处理每当重新安装高压电缆时，必须十分注意高压接头及绝缘部分清洁处理。即首先用无水乙醇棉球擦洗干净，然后用吹风机热风吹至温热，没有乙醇气味。清洗后的接头及绝缘部分切忌用手触及，以免手汗污染。清洗并处理后的接头及绝缘部分的表面不能再有手汗印、水痕及其它脏迹等，随即插入 X 射线管座中拧紧。(2) 高压油箱的处理高压油箱上与高压电缆连接的插座部分，在不连接高压电缆时，应用密封盖封严，防止灰尘及其

37、它污物进入，重新安装电缆前，该插座也要用无水乙醇棉球擦洗干净，用吹风机烘吹至温热后，插座内灌入少许 (约深 1cm 左右) 的高压变压器油，然后插入电缆拧紧。每次重新装过电缆之后，都必须检查管套座接地是否仍然良好！5.1.3 X 射线管的安装或更换射线管的安装或更换无论更换，还是第一次安装 X 射线管，都必须对 X 射线管进行认真清洁处理。X 射线管的玻璃部分，必须用无水乙醇棉球，十分细心的擦拭干净，使其十分明亮，无任何可见脏迹，切忌再用手或其它脏物触及，再用吹风机烘吹温热并无酒精气味，才能装入管座中，拧紧各紧固螺钉后，必须检查无漏水后，方可进行通电检查 (见考管)。5.1.4 考管考管对于第

38、一次使用的新 X 射线管，或者使用长期放置之后的 X 射线管，或长期未开机之后重新开机，均应遵循下表所列程序升压考管，然后才能按正常开机程序使用 X 射线机。普析通用微构分析实验室 MSAL- 15 -功率新管或一月未用一周未用20kV 6mA30 分钟10 分钟30kV 6mA30 分钟10 分钟36kV 6mA30 分钟10 分钟40kV 6mA30 分钟10 分钟5.1.5 关于关于 X 射线管的选择射线管的选择主要考虑的一个因素是：选用的靶其 K 线必须是不会被样品强烈地吸收的，因为这将致使样品激发出很强的萤光辐射。为此，选择 X 射线管时，应根据样品的组成，所用的 X 射线管其靶的原

39、子序数比样品中最轻的主要组成元素 (钙以及比钙轻的元素除外) 的序数小或相等，最多不能超过 1。例如铜靶 X 射线管可适于含 Ni 以后元素的样品的分析工作，但不宜于含 Fe 样品。下面列出若干常用X 射线管的适用对象，作为选换 X 射线管时的参考：铜靶：适于测量一般的有机与无机的不含 Fe、Co、Mn 等过渡元素的样品。钴靶：适用于不含 Mn、Cr、V 等元素的样品 (但衍射的背底计数较高，虽然它的最大功率较 Fe 靶高)。铁靶：适用于不含 Cr、V、Ti 等元素的样品 (但其功率较低)。钴靶：对含 Fe 等过渡元素的样品最好。亦常用于晶胞常数和应力的测量工作中，但光路上空气吸收会使强度损失

40、较大。钼靶：用于特殊的测量，如极图的测量。钨靶：用于单晶体的 Leve 照相及类似的工作。5.1.6 功率限制的设置功率限制的设置通过“功率限制”选择旋钮，可以选择设置六种功率限制，对于不同靶的各种正常焦点通常管子工作负荷应在允许最大使用功率的 80%以内。下面是一些管子通常的使用条件：Cu靶1.5kW40kV20mACu靶2kW40kV40mAFe靶0.6kV30kV16mAFe靶30kV30kV40mACr靶1.5kV30kV20mACr靶1.8kV30kV45mAMo靶2.4kV50kV35mA5.1.7 关于关于 kV 和和 mA 条件的选择条件的选择X 射线强度 I 和 X 射线管的

41、工作电压 V 与管流 I 的关系为：I = (VV0)nI(式中 V0为 X 射线管对阴极物质的激发电压)。在上式中指数 n 随 V 增加而减小，当 V 为 V0的二至三倍时，n 约为 2；当 V3V0，n 则近于 1。例如对于 CV 靶，V0=8.86kV，当 V 用 30kV 时 n 仍为 2，因此对于相同的负载功率 (kVXmA)，使用较高的超过 30kV 的电压可以得到更大的 X 射线强度。但是当使用较高的工作电压时，在某些场合应考虑到可能会使 X 射线检测器产生逸峰，干扰测量。5.1.8 工作台检查工作台检查工作台必须稳固，不应倾斜或表面不平等不妥之缺陷。普析通用微构分析实验室 MS

42、AL- 16 -5.2安装安装将检查合格的各部件，按照设计位置摆放好，并稳固地定位在各自位置上，然后就可以按照接线图要求进行接线。5.2.1 控制系统及油箱的连接控制系统及油箱的连接控制器与油箱间连线共 8 根，其中 6 根来自控制器后面板上的航空插头座，出厂时航空插头座上的线已经配备好，只要按照相应标记接到油箱接线挂上相同标记的螺钉上，并可靠紧固即可。另外 2 根来自控制器后面板上的接线端子排，这两根线由用户自备，截面积大于 2.5cm2，相线接至油箱的 P0 端子，零线接至油箱的 P1 端上，同时在 P0 和 P1 间要接入随机配备的负载电阻 (800/200W) 接线可参照图14 进行。

43、为了保证设备运行中产生放电时不危及高压控制器的内部电路，在接线时，要在油箱接线端子的相应部位接入息弧压敏电阻，参考取值为：M 与 K2 间接入 37V 的压敏电阻M 与 E 间接入 37V 的压敏电阻P0 与 P1 间接入 470V 的压敏电阻5.2.2 其他连接其他连接(1) 供电电源线的连接该套设备的供电电源线只用 2 根载面积小于 2.5cm2的绝缘软线，将 220V 交流市电接入高压控制器后面板上的大电流保险管座的输入端，拧紧即可。但要注意零线 (N) 和相线 (L) 的位置不可颠倒，否则可能引起内部电路损坏或控制失灵。另外 220V 电源容量不得小于 3kVA，否则设备不能正常运行。

44、(2) X 射线管与油箱连接X 射线管是用高压电缆与油箱连接起来的，在连接之前，必须对 X 射线管的连接部分，高压电缆的两头及油箱的插座部分，按照 5.1.2 条的要求认真、仔细进行处理，并确认无污物后方可进行连接操作，确保连接可靠，不可有丝毫粗心大意。(3) 地线的连接接线时，X 射线管座接地，高压电缆管套座接地。(4) 冷却水系统的连接将冷却水源用软管可靠地连接到 X 射线管座的进水口上，并在 X 射线管和水源之间的软管上，串入一块电接点压力表，以监控冷却水压力，电接点的两端接到高压控制器后面板上的圆型航空头座的端和端上 (参照图 16)。在 X 射线管座的出水口接入排水软管。接好给排水管

45、后，装入 X 射线管，设定水压力在 1.5kg/cm23.0kg/cm2之间，打开水源，检查各部分是否有漏水，并检查当水压力达到设定压力范围时，电接点是否能可靠接通。冷却水系统连接可以参照图 15 进行。(5) 窗口电磁铁及开窗指示灯接线这些接线都由控制器后面板上的圆形航空插头引出，请参照图 16 正确接线。5.3操作顺序及简单调校操作顺序及简单调校安装完毕并检查无误后，就可以通电调试。操作显示均在控制器的前面板上，操作顺序如下：(1) 接通总电源，控制器上“总电源”指示灯点亮。(2) 打开冷却水。普析通用微构分析实验室 MSAL- 17 -(3) 接通控制器前面板上的电源开关， “X 射线关

46、”的键上灯点亮，同时 kV 和 mA 指示表均显示“00” 。若水路畅通，压力流量符合要求时，高压控制器前面板上“水冷正常”灯亮。(4) “kV 选择”和“mA 选择”开关均旋至初始位置时， “准备就绪”灯点亮。到此为止，ad 步骤均显示正常，说明可以进入正常工作程序的作操了。(5) 按一下“X 射线开”键，键上灯亮， “X 射线关”键上灯灭，同时能够听到“叭嗒”交流接触器吸合声。这时“kV”显示表的示数开始缓缓上升，当接近 20kV 时， “mA”显示表的示数也开始缓缓上升至 6mA，就停止不动。若“mA”值不是停在 6mA，可以用小螺丝刀调整调控板右上角处的 RP15电位器，使其数值为稳定

47、的 6mA 为止。同样，当“kV”值不是 20kV 时，可以调整 RP14，使其稳定在20kV。 “kV”和“mA”的初始值在出厂前均已经调整好，安装后，只要做微量调整即可。若数值相差较大，而且不是很稳定，说明设备经长途运输颠簸，产生变化，必须细心检查和调整。(6) 旋动“kV”和“mA”选择开关，每动一档，有效数字都增加 2，并且显示稳定，即可。(7) 经上述各步操作和调试后，说明整个系统工作均正常，可以进入实际工作操作了。进入实际工作投运前，首先要根据所使用的 X 射线管的型号，用“功率设定”开关，选择 X 射线管的“功率限制”的数值。然后旋动“kV 选择”开关，缓缓地一档一档的为 X 射

48、线管加管电压，管电压数值越大，档与档之间间隔要越长。决不可以快速连续增加管电压。在管电压加到一定数值 (视 X 射线管型号) 时，开始交替增加管电流。管电流增加也必须缓慢进行，不能连续增加到额定值。交替着逐步增加管电压和管电流，直到都达到额定值为止，就可以稳定工作了。5.4X 射线窗口开闭射线窗口开闭X 射线窗的开闭是由电磁铁控制，开关在控制盘面板上，并有指示灯，窗开时，灯点亮。X 射线窗口的开闭可与防护罩的门开关连锁，只要防护罩的门未关好，则 X 射线窗打不开。X 射线窗的开闭也可以与测角仪的控制开关连动，此时不必先接通窗开关，只要测角仪在运动，窗则打开；测角仪停止扫描，窗则关闭。5.5使用

49、注意事项使用注意事项(1) 使用前应熟悉操作说明，熟悉工作正常时指示状态，以便在指示不正常时能及时做出故障判断，并尽可能快的排除之。(2) “功率限制”选择值，必须保证 X 射线管的工作负荷不超过其最大使用功率的 80%，否则将影响 X 射线管的使用寿命。(3) 在为 X 射线管增加管电压和管电流时，都必须缓慢增加，每档间隔时间应不少于 12 秒，决不可以一次到位的加到预定值，这样做轻则引起整机振荡而停机，严重时有可能损坏 X 射线管。5.6日常例行检查项目日常例行检查项目(1) 检查并清洗 X 射线管头内的滤网。每 13 个月一次 (自开始工作起计)。(2) 检查 X 射线谱中的杂质线。每

50、13 个月。(3) 清洗水过滤器。每年一次，必要时更换滤布。(4) 检查保护接地是否良好。每年冬天。(5) 检查各安全保护是否可靠。(水冷、kV 低限、kV 高限、功率限制等。) 每年秋天。普析通用微构分析实验室 MSAL- 18 -6. 故障排除与维修故障排除与维修6.1开机步骤和可能出现的故障开机步骤和可能出现的故障6.1.1 准备准备(1) 打开水阀门，冷却水流应达到规定的压力和流量 (水出口处，水压 12.5kg/cm2，流量 23.5 l/min)。使用水增压泵时，应注意一定要打开冷水供水阀，并检查水箱中的水量。(2) 按使用的 X 射线管类型，适当设置功率限制。(3) 合上总电源闸

51、。6.1.2 按总电源开关按总电源开关正常：“电源”指示灯、 “水冷”指示灯、 “就绪”指示灯亮。可能出现的故障和可能的原因：(1) “总电源”指示灯和“就绪”指示灯不亮 电源未通 总电源电闸未合上 总电源开关已坏 熔断丝 F1、F2、F3 已烧断或接触不好 “电源”指示灯不亮 电源未通 指示灯已坏 “就绪”指示灯不亮，报警器响 保护电路中有关继电器有毛病或插座接触不良 水继电器未通 (注意“水冷”灯是否亮)“就绪”指示灯不亮，报警器不响 管压、管流未分别拨转退回至 20kV 和 6mA(2) “水冷”灯不亮，报警器响 水流继电器调节不当或电路不通6.1.3 6.1.3 按按X 射线开射线开按

52、X 射线开按键后，kV 和 mA 应先后达到 20kV 和 6mA 并稳定工作。可能出现的故障：(1) 按X 射线开按键，键灯不亮，接触器不吸合可能的原因： 冷却水系统不正常， “水冷正常”灯不亮。 “kV 选择”和“mA 选择”开关不在初始位置，此时的“准备就绪”灯不亮。 若与均正常，仍启动不了，就是调控板上与安全继电器有关连的电路不正常所至。处理方法：针对原因，逐项排除之。(2) 按X 射线开键，电路能启动，但无管电压，随后进入“kV 过低”的报警状态可能的原因： 基准源电压不正常 (正常时应为 14V，通过 RP16 调整)； 流器接触器 J0 接触不良；普析通用微构分析实验室 MSAL

53、- 19 - 高压控制器与油箱间连线不牢固或开路； 管电压触发电路工作不正常 (在调控板上)。处理方法：针对原因，逐一排除之。(3) 按X 射线开键，能启动，有管电压，无管电流可能的原因： 高压电缆与 X 射线管间接触不良； 高压电缆与油箱间接触不良； 管电流触发电路工作不正常。处理方法：针对原因，逐项检查，并排除之。(4) 按X 射线开键，能启动，管电压值不是缓缓上升，而是突然上升至很高，远大于 20kV，有时会进入“kV 过高”的报警状态此时，必须按一下复位键，消除声光报警状态，查找原因，这种情况多半是管电压可控硅击穿造成的。处理方法：拨下可控硅脚上的接线，用万用表测量可控硅的 A 与 K

54、 (即最上边一脚为 A，右侧脚为K) 脚，若短路，说明该管已经击穿性损坏，更换新管，即可恢复正常。(5) 按X 射线开键，能启动，kV 表示数刚上升几千伏，mA 表示数便突然上升，超过量限，随后进入“功率超限”报警状态。这种情况，多半是 X 射线管已经损坏，或是高压电缆绝缘失效产生击穿。逐项检查，并排除之 (更换 X 射线管，或处理高压电缆击穿的原因)。(6) 管电压或管电流不稳定，有周期性跳字 (振荡)原因：控制电路有振荡，是相对应的 kV 或 mA 调控电路的阻尼没有调好。处理：可以参阅各相关部分的电原理图及线路校调校说明书，重新调试工作状态，主要是调节 RP1 (对 kV) 和 RP3

55、(对 mA) 直至 kV 或 mA 显示值稳定为止。(7) kV 或 mA 指示值和设定值不一致处理方法：对应“kV 选择”开关或“mA 选择”开关指示位置，对显示表分别进行调整。若 kV 表示数不准，调 RP14 (调控板上)，使示数与“kV 选择”开关位置的示数相符即可。若 mA 表示数不准，调 RP15 (调控板上)，使其示数与“mA 选择”开关位置的示数相符即可。注意：若是设备发生过高压放电，造成 kV 或 mA 指示不准时，应取下数字表头，先将表头进行校准后，方可进行上述调整。6.1.4 保护电路的检查和复位保护电路的检查和复位当不满足规定的工作条件时，相应的保护电路：“水冷” 、

56、“kV 过低” 、 “kV 过高” 、 “功率超限”或“总线过载”将动作，切断电源电路并报警。若保护失效，应检查有关的保护电路：(1) “kV 过低” 、 “kV 过高” 、 “功率超限”或“总线过载”的工作点针超出规定 安全保护电路板上相应电路的触发限调节不当 安全保护电路板上的电位器 RW1、RW2 或 RW3 有毛病 安全保护电路和板上有元件损坏(2) 水继电器的工作点超出规定 水继电器调节不当 水继电器微开关有毛病 报警器有毛病按复位键保护电路应回到原始状态，如不能恢复可能是由于： “复位”开关有毛病 保护电路的电路板有毛病普析通用微构分析实验室 MSAL- 20 -按X 射线停键kV

57、、mA 值降至最低值，无 X 射线射出，整机不停电6.2故障的排除故障的排除6.2.1 故障排除表故障排除表操作正常标志故障标志故障原因排除方法“电源”灯不亮，且风扇不转没有电输入换保险，检查输入电路风扇转动， “电源”灯不亮灯有毛病换一个“电源”灯亮，风扇不转风扇有毛病检查AC 220V 没有有效取入输入电源有毛病检查电源键不起作用，电源通不了电源键坏了，或与 J1 有关电路有毛病换键或检查 J1 部分的电路报警器响“水冷”灯不亮未调整好水压，水继电器接触不良重新调整或换水继电器按电源键电源键上灯亮、“总电源”指示灯亮，风扇转动“水冷” ， “就绪”灯亮“就绪”灯不亮kV 或 mA 设定开关

58、不在最低档拖至最低档X 射线无，按X射线开键不起作用X 射线开键坏了管压超过指定值，kV 高限保护；或管流超过指定值，功率超限保护；或管压没有，低限保护X 射线管坏，或高压变压器坏，或控制系统坏，或高压电缆坏，或接触不良检查 X 射线管高压变压器控制系统的高压电缆，判明原因加以排除管压有，但无管流无管压，无管流 (低限保护)管压表或管流表频频跳字(见下面的分析)按X 射线开键“X 射线”警告灯亮，管压、管流先后缓慢上升，至设定值管压表或管流表显示数定与 kV、mA旋钮不符调节 kV 或 mA基准电压见MSALXD2 的RP14 或 RP156.2.2 “就绪就绪”灯不亮灯不亮“就绪”灯亮(1)

59、 X 射线工作前表示：水冷正常；kV、mA 预设值在最低(2) X 射线工作后表示：无故障“正常”指示灯亮的必要条件(1) 保护电路中的 JSA 吸合(2) 面板上的 kV 和 mA 调节选择开关分别拨转退到最低档 (20kV 和 6mA)(3) 水继电器作用 JWA 吸合 (“水冷”灯亮)(4) 每个保护装置，kV 过低、kV 过高、功率超限、总线过载，未被触发各指示灯不亮；如某一个出现吸合，按“复原”键即可重新放开普析通用微构分析实验室 MSAL- 21 -6.2.3 按按X 射线开射线开按钮，工作不正常按钮，工作不正常(1) 管子的检查：如果在 kV 表指针刚转动 (电压示值才几千伏)，

60、mA 表指针便突然摆动，示值超过量程，随即“功率超限”电路被触发，自动停机。这种情况多半是管子真空已被破坏，不能使用，要检查。切断电源，拿出 X 射线管，肉眼观察： 检查铍窗口和玻璃是否破裂，检查 X 射线管内部的水通路 如果设想手中有一个好的 X 射线管，则用它换原来那个，产生 X 射线 如同样故障现象存在，问题是 X 射线发生器内或高压电缆的绝缘有损坏，产生击穿 如果操作恢复正常，X 射线管坏，查明原因(2). 无管压，随后“kV 过低”电路触发报警可能原因： 参考电源不正常 (应为 14V) 交流接触器 J0 触点不良，或接线端松动 kV 调节板有毛病(3) 有管压，无管流可能原因： 高