摘要:X荧光仪主要是用于各种试样的无损检测分析,长期以来我国对这类科学仪器主要依赖于进口。为尽快改变这种不利局面,加快该仪器的国产化进程,我们进行了数年的不懈努力并取得了初步成功。我们将结合国外仪器的一些特点介绍开发国产化仪器的经验体会。
本篇以英国牛津QX系列荧光仪为例,对光闸板、样品盖限位微动开关的联接和逻辑状态的确定进行了分析,从中我们可以体会国外厂商对仪器每一个部件设计的严谨态度和技术上的不断创新。
牛津等国外公司均采用电光原理,控制X光管的高压与自动进器的开户和关闭。当样品盖处于打开状态时,会自动中断高压,不会产生X射线。当X射线管加载高压,X射线束激发样品内层原子时,样品盖处于闭锁状态。这两者均按严格的逻辑状态有序动作,从而防止X射线逸出或泄漏,确保分析人员的安全。逻辑原理如下:当样品盖处于打开时,样品盖必须处于关闭状态,当样品盖关闭后,才能执行打开光闸板的命令;当其中一项处于打开时,另一项的状态检测将做为优先项。如表(1):
结论:由表(1)得出,两个开关均以‘关到位’开关为优先检测项。
因此,我们在设计光闸板限位微动开关时,应围绕‘关到位’微动开关为主项进行设计。
为了防止射线泄漏或闸板运动过量造成机械损坏等,我们特设置两个微动开关,即‘开到位’和‘关到位’开关。微动开关一般有两组接点,一组是常开接点,一组是常闭接点。为表述方便,特作如下约定:
‘开到位’ 微动———K1
‘关到位’微动———K2
打开———1
关闭———0
1 光闸板限位微动开关接线方式设计两组开关共有四种接法:
第一种接法(图1)K1接常开,K2接常闭。
[ 结论:四个‘高电平’中有二个对应样品盖‘禁止开’逻辑。另二个对应样品盖‘可以开’逻辑。因此,当K2发生线路断开时,也产生‘高电平’,将发生误判,该方案不可选择。
第二种接法(图2)
K1、K2均接常闭接点
结论:四个‘高电平’中有三个对应样品盖‘禁止开’逻辑。另一个对应样品盖‘可以开’逻辑,因此,当K2发生线路断开时,也产生‘高电平’,将发生误判,该方案不可选择。
第三种接法(图3)
K1接常闭、K2接常开。
结论:四个‘高电平’,均对应样品盖的‘禁止开’逻辑,即使K2断开造成误判,但计算机将根据‘禁止开’逻辑判断,不打开样品盖,不会造成危险。因此,该方案可优先选。
第四种接法(图4)
K1、K2均接常开接点
结论:四个‘高电平’中有三个对应样品盖‘禁止开’逻辑,另一个对应样品盖‘可以开’逻辑,因此,当该开关发生线路断开时,存有误判的可能性,但不存在危险性。可选择,但不是优选。
由以上分析得知,方案三的连接方式最安全、合理。最后确定:
光闸板开到位微动开关K1接常闭点,INT1信号为高电平有效。即:INT1(H)
光闸板关到位微动开关K2接常开点,INT2信号为低电平有效。即:INT2(L)
电路如图五:
2 样品盖限位微动开关接线方式设计
与光闸板限位微动开关接线方式的设计相同,样品盖关到位微动开关定为K3,接常闭方式,样品盖开到位微动开关定为K4,接常开方式。见图六
样品盖开到位微动开关K3接常闭点,INT3信号为高电平有效。即:INT3(H)
样品盖关到位微动开关K4接常开点,INT4信号为低电平有效。即:INT4(L)
3 样品盖、光闸板限位微动共同逻辑分析
由上表可以得知共五种状态可以使用:
即:
0000 待机
0001延时等待
0011进样
0100延时等待
1100测量
当计算机检测到的逻辑与上面不符时,立即发出相应的指令,关闭X射线源并发出告警,具体设计另文论述。
4 结论
对于一般的仪器设备来说,一个门、盖的微动开关接线设计并不是很重要,但对X射线,核放射这类特殊的仪器设备,防止辐射是一项重要的技术指标,这种先进的设计思想,可供相关的领域借鉴。
本文作者：谭日鑫 金艳明 孙云
