应用于石油产品中非金属元素检测的x射线荧光光谱仪

专利摘要:
本实用新型揭示了一种应用于石油产品中非金属元素检测的X射线荧光光谱仪，包括：壳体，配备有可开合的盖体，壳体与盖体围合成一安装腔体，壳体内安设有一测试面板，测试面板将安装腔体划分为上下设置的测试腔和收容腔，测试面板上开设有测试通孔；真空腔体，被配置于收容腔内且与测试面板紧固连接，真空腔体通过测试通孔与测试腔相连通；射线源模组，被配置于收容腔内且与真空腔体连通设置；探测器模组，被配置于收容腔内且与真空腔体连通设置；摄像模块，被配置于收容腔内且延伸至真空腔体及测试腔内；控制模块，连接射线源模组、探测器模组以及摄像模块，用于控制上述各模块的运作。本装置结构简单且智能化，能大大提高检测准确性。
公开号:CN214334741U
申请号:CN202023304424.7U
申请日:2020-12-31
公开日:2021-10-01
发明作者:杨振；杨剑
申请人:Suzhou 3v Detection Instrument Co ltd；
IPC主号:G01N23-223

专利说明:
[n0001] 本实用新型属于X射线荧光光谱仪器技术领域，具体涉及一种用于石油产品中非金属元素(硫元素)检测的X射线荧光光谱仪。
[n0002] 随着工业社会的不断发展，人们的生产生活活动给地球的大气环境造成了严重的污染；全球范围内几乎每年都会有酸雨的产生，频繁的酸雨给我们生存环境造成严重的破坏。而造成酸雨的罪魁祸首就是SO₂，该污染气体的主要来源为化石燃料中S(硫)元素的燃烧，如煤炭、石油化工产品及天燃气等。
[n0003] 因此，管控及检测化石燃料中S(硫)元素含量成为减少大气污染的一种必要手段。而传统的化学检验方式由于其前处理操作复杂、环境要求苛刻、检测时间长、专业性强等特点，已经渐渐不能适应当前的作业需求。
[n0004] 在此种背景下，如何找到一种高效快捷的检测手段来取代传统的作业方式，成为了一个亟待解决的问题。
[n0005] X射线荧光光谱仪作为一种通过检测被X射线激发的待测物所释放出的电子跃迁特征光谱的强度来进行物质成份分析的，无损的，快速的，精密检测仪器，被广泛应用于制造工业、医疗行业、化工也、冶金业以及食品和环境安全等多个领域。
[n0006] 但是现有的X射线荧光光谱仪无法在检测过程中时时关注被检测样品的状态，且由于测量时空气的存在而干扰了被测样品中轻元素测量的准确性。
[n0007] 因此，针对上述技术问题，有必要提供一种用于石油产品中非金属元素(硫元素)精准检测的智能化X射线荧光光谱仪。
[n0008] 本实用新型的目的在于提供一种应用于石油产品中非金属元素检测的X射线荧光光谱仪，具备快速及准确检测、无需前处理、操作简单等特点，可以在石油化工产品的硫元素分析中得以普遍使用，检测对象包括：原油、车用汽油、车用柴油、船舶用燃油、工业润滑油等石油化工产品，为监管、检测、管控相关石化产品的硫含量提供了有力保障。
[n0009] 为了实现上述目的，本实用新型一实施例提供的技术方案如下：
[n0010] 一实施例中，提供了一种应用于石油产品中非金属元素检测的X射线荧光光谱仪，包括：
[n0011] 壳体，配备有可开合的盖体，所述壳体与所述盖体围合成一安装腔体，所述壳体内安设有一测试面板，所述测试面板将所述安装腔体划分为上下设置的测试腔和收容腔，所述测试面板上开设有测试通孔；
[n0012] 真空腔体，被配置于所述收容腔内且与所述测试面板紧固连接，所述真空腔体通过所述测试通孔与所述测试腔相连通；
[n0013] 射线源模组，被配置于所述收容腔内且与所述真空腔体连通设置，所述射线源模组用于向所述测试腔发射检测光线；
[n0014] 探测器模组，被配置于所述收容腔内且与所述真空腔体连通设置，所述探测器模组用于检测所述测试腔内的样品；
[n0015] 摄像模块，被配置于所述收容腔内且延伸至所述真空腔体及测试腔内，用于捕获测试腔内的测试样品图像；
[n0016] 控制模块，连接所述射线源模组、探测器模组以及摄像模块，用于控制上述各模块的运作。
[n0017] 所述射线源模组包括相连设置的光管和高压发生器。
[n0018] 作为本实用新型的进一步改进，所述真空腔体通过导气管与外部的真空泵相连接，所述导气管上设置有电磁阀结构，所述电磁阀结构连接所述控制模块。
[n0019] 作为本实用新型的进一步改进，还包括与所述控制模块相连接的压力获取模块，所述压力获取模块包括真空传感器，所述真空传感器设于所述收容腔内且其探头延伸于所述真空腔体内，用于检测所述真空腔体内的气压。
[n0020] 作为本实用新型的进一步改进，还包括与所述控制模块相连接的散热模块，所述散热模块安设于所述收容腔内，用于对设于所述收容腔内的各部件散热。
[n0021] 作为本实用新型的进一步改进，所述散热模块包括若干散热风扇和温度传感器，若干所述散热风扇能产生吹向所述射线源模组和所述探测器模组的气流，所述温度传感器设于所述收容腔内，用于实时感应所述收容腔的温度。
[n0022] 作为本实用新型的进一步改进，还包括电源模块，所述电源模块被配置于所述收容腔内且连接所述控制模块、所述散热模块、所述射线源模组、所述探测器模组以及所述摄像模块，用于整机供电。
[n0023] 作为本实用新型的进一步改进，所述的测试面板上围绕所述测试通孔周围设置有密封槽，所述密封槽上可拆卸设置有真空罩，所述真空罩与所述真空腔体构成用于检测的密封空间。
[n0024] 作为本实用新型的进一步改进，所述壳体具有一安装底板，所述真空腔体通过支架固定于所述安装底板上。
[n0025] 作为本实用新型的进一步改进，所述探测器模组、所述射线源模组外均包覆有绝缘层结构。
[n0026] 作为本实用新型的进一步改进，所述壳体上设置有指示灯、外设接口、真空泵接口和电源接口。
[n0027] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
[n0028] 可以实现并保持测试环境的真空状态，避免空气中元素的干扰，提高测试准确性(±10％)及检出限(5ppm)；
[n0029] 提供高清可视变焦摄像头，可调节焦距，辨识微小测试点；
[n0030] 散热模块能根据温度传感器检测的温度自动调节风扇转速，保证检测模块运行在恒定温度下，提高检测稳定性。
[n0031] 所检测的石油产品(原油、柴油、汽油、润滑油等)，不需要做前处理，直接提取油样装入样品盒内放入真空罩即可进行检测，测试时间短，通常单个样品测试时间为30s。
[n0032] 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[n0033] 图1是本申请一实施方式中一种X射线荧光光谱仪的立体结构图；
[n0034] 图2是本申请一实施方式中一种X射线荧光光谱仪的第一视角内部拆解图；
[n0035] 图3是本申请一实施方式中一种X射线荧光光谱仪的第二视角内部拆解图；
[n0036] 图4是本申请一实施方式中一种X射线荧光光谱仪的实施方式流程图。
[n0037] 以下将结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细描述。但该等实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据该等实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。
[n0038] 参考图1～图3所示，本申请一实施例提供了一种应用于石油产品中非金属元素(硫元素)检测的X射线荧光光谱仪，可与外部电脑相连接，外部电脑作为上位控制交互界面，用于运行专用测试软件，数据储存，数据处理等操作。
[n0039] X射线荧光光谱仪包括壳体1，设于壳体1内的测试面板2、真空腔体3、真空罩4、射线源模组5、探测器模组6、散热模块7、摄像模块、控制模块9以及电源模块10。
[n0040] 壳体1包括底板11以及设于底板11上的外壳12，底板11作为主支撑，连接内部零部件及外壳12；外壳12上配备有可开合的盖体13，盖体13与外壳12之间铰接，盖体13上设置有把手14，盖体13、底板11以及外壳12共同围合成一安装腔体；壳体1内安设有一测试面板2，测试面板2将安装腔体划分为上下设置的测试腔和收容腔，测试腔用以容纳待测样品，收容腔用以容纳测试部件；测试面板2上开设有测试通孔，测试面板2上围绕测试通孔周围设置有密封槽，密封槽上可拆卸设置有真空罩4；外壳12上还设置有指示灯121、外设接口122(包括电源和USB接口)、真空泵接口123，指示灯121用以显示仪器的工作状态。
[n0041] 真空腔体3被配置于收容腔内，且通过支架31架设于底板11上；真空腔体3除形成真空测试环境外，还作为连接相关部件的载体；测试面板2置于真空腔体3之上且与真空腔体3之间紧固连接，真空腔体3通过测试面板2上的测试通孔与测试腔相连通，真空腔体3与真空罩4构成用于检测的密封空间；真空腔体3通过导气管32与外部的真空泵相连接，导气管32上设置有电磁阀结构33，电磁阀结构33连接控制模块9，导气管32与电磁阀结构33及真空泵接口123形成真空抽气通道，并守控制模块9控制。真空腔体3的底部还设置有真空传感器34，真空传感器34连接控制模块9，其探头延伸于真空腔体3内，用于检测真空腔体3内的气压。
[n0042] 射线源模组5被配置于收容腔内且与真空腔体3连通设置，射线源模组5包括相连设置的光管和高压发生器，用于向测试腔发射检测光线，射线源模组5上包覆有绝缘层，且固定于真空腔体3上，通过采用屏蔽方式并高悬绝缘于底板，以消除电器件之间串扰对检测性能的影响。
[n0043] 探测器模组6被配置于收容腔内且与真空腔体3连通设置，探测器模组6用于检测测试腔内的样品；探测器模组6上同样包覆有绝缘层，同样通过采用屏蔽方式并高悬绝缘于底板，以消除电器件之间串扰对检测性能的影响。
[n0044] 在本实施例中，探测器模组6具有一探测头，该探测头深入真空腔体3内部且与真空腔体3的腔体壁之间形成有40～46°的夹角。
[n0045] 散热模块7安设于收容腔内，用于对设于收容腔内的各部件散热；散热模块7包括若干散热风扇和温度传感器，若干散热风扇能产生吹向射线源模组5和探测器模组6的气流，温度传感器设于收容腔内，用于实时感应收容腔的温度。
[n0046] 摄像模块被配置于收容腔内且延伸至真空腔体3及测试腔内，用于捕获测试腔内的测试样品图像；或者可直接设置在真空腔体3的腔体壁上；摄像模块的摄像头可以为变焦摄像头，可以对样品实现自动焦距调节，辨识微小测试点。
[n0047] 控制模块9分别连接射线源模组5、探测器模/6以及摄像模块7用于控制上述各模块的运作。
[n0048] 电源模块10被配置于收容腔内的底板12上，且连接控制模块9、散热模块7、射线源模组5、探测器模组6以及摄像模块，用于整机供电，包括开关电源和高压电源。
[n0049] 电磁辐射干扰是大部分电子产品及检测设备所必须考虑的干扰因素，鉴于此需求，在本实施例中，对于干扰源主要采用了磁场自消除的排列方式，例如电源模块中的高压电源和开关电源采用正反交替摆放，以使SN极逆向相消除。另，对于核心部件如探测器模组、射线源模组，则采用屏蔽方式并高悬绝缘于底板，以消除串扰对检测性能的影响。
[n0050] 参考图4所示，本装置的实施方式为：
[n0051] 开启盖体13，开启真空罩4，放入待测样品，打开测试软件并进行检测操作，真空泵开始工作，通过导气管32，真空泵接口123，电磁阀结构33形成的管路进行抽气，当达到设定真空度后，真空传感器给出控制信号，控制模块9得到信号后锁定电磁阀结构33，抽气停止，开始测试，测试结束后，上位机给出信号，控制模块9接受信号并控制电磁阀结构33打开，通过管路排气，使真空罩4内外气压相同，打开真空罩4及盖体13，取样，完成一个测试工作循环。
[n0052] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
[n0053] 可以实现并保持测试环境的真空状态，避免空气中元素的干扰，提高测试准确性(±10％)及检出限(5ppm)；
[n0054] 提供高清可视变焦摄像头，可调节焦距，辨识微小测试点；
[n0055] 散热模块能根据温度传感器检测的温度自动调节风扇转速，保证检测模块运行在恒定温度下，提高检测稳定性。
[n0056] 所检测的石油产品(原油、柴油、汽油、润滑油等)，不需要做前处理，直接提取油样装入样品盒内放入真空罩即可进行检测，测试时间短，通常单个样品测试时间为30s。
[n0057] 具有语音识别系统，搭配语音识别功能单元可实现语音操控。
[n0058] 远程在线协助功能，可实现远程升级软件，数据存储，故障诊断等功能。
[n0059] 对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[n0060] 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

权利要求:
Claims (10)
[0001] 1.一种应用于石油产品中非金属元素检测的X射线荧光光谱仪，其特征在于，包括：
壳体，配备有可开合的盖体，所述壳体与所述盖体围合成一安装腔体，所述壳体内安设有一测试面板，所述测试面板将所述安装腔体划分为上下设置的测试腔和收容腔，所述测试面板上开设有测试通孔；
真空腔体，被配置于所述收容腔内且与所述测试面板紧固连接，所述真空腔体通过所述测试通孔与所述测试腔相连通；
射线源模组，被配置于所述收容腔内且与所述真空腔体连通设置，所述射线源模组用于向所述测试腔发射检测光线；
探测器模组，被配置于所述收容腔内且与所述真空腔体连通设置，所述探测器模组用于检测所述测试腔内的样品；
摄像模块，被配置于所述收容腔内且延伸至所述真空腔体及测试腔内，用于捕获测试腔内的测试样品图像；
控制模块，连接所述射线源模组、探测器模组以及摄像模块，用于控制上述各模块的运作。
[0002] 2.根据权利要求1所述的应用于石油产品中非金属元素检测的X射线荧光光谱仪，其特征在于，所述真空腔体通过导气管与外部的真空泵相连接，所述导气管上设置有电磁阀结构，所述电磁阀结构连接所述控制模块。
[0003] 3.根据权利要求2所述的应用于石油产品中非金属元素检测的X射线荧光光谱仪，其特征在于，还包括与所述控制模块相连接的压力获取模块，所述压力获取模块包括真空传感器，所述真空传感器设于所述收容腔内且其探头延伸于所述真空腔体内，用于检测所述真空腔体内的气压。
[0004] 4.根据权利要求1所述的应用于石油产品中非金属元素检测的X射线荧光光谱仪，其特征在于，还包括与所述控制模块相连接的散热模块，所述散热模块安设于所述收容腔内，用于对设于所述收容腔内的各部件散热。
[0005] 5.根据权利要求4所述的应用于石油产品中非金属元素检测的X射线荧光光谱仪，其特征在于，所述散热模块包括若干散热风扇和温度传感器，若干所述散热风扇能产生吹向所述射线源模组和所述探测器模组的气流，所述温度传感器设于所述收容腔内，用于实时感应所述收容腔的温度。
[0006] 6.根据权利要求4所述的应用于石油产品中非金属元素检测的X射线荧光光谱仪，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块被配置于所述收容腔内且连接所述控制模块、所述散热模块、所述射线源模组、所述探测器模组以及所述摄像模块，用于整机供电。
[0007] 7.根据权利要求1所述的应用于石油产品中非金属元素检测的X射线荧光光谱仪，其特征在于，所述的测试面板上围绕所述测试通孔周围设置有密封槽，所述密封槽上可拆卸设置有真空罩，所述真空罩与所述真空腔体构成用于检测的密封空间。
[0008] 8.根据权利要求1所述的应用于石油产品中非金属元素检测的X射线荧光光谱仪，其特征在于，所述壳体具有一安装底板，所述真空腔体通过支架固定于所述安装底板上。
[0009] 9.根据权利要求8所述的应用于石油产品中非金属元素检测的X射线荧光光谱仪，其特征在于，所述探测器模组、所述射线源模组外均包覆有绝缘层结构。
[0010] 10.根据权利要求1所述的应用于石油产品中非金属元素检测的X射线荧光光谱仪，其特征在于，所述壳体上设置有指示灯、外设接口、真空泵接口和电源接口。

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同族专利:

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

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2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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CN202023304424.7U|CN214334741U|2020-12-31|2020-12-31|应用于石油产品中非金属元素检测的x射线荧光光谱仪|CN202023304424.7U| CN214334741U|2020-12-31|2020-12-31|应用于石油产品中非金属元素检测的x射线荧光光谱仪|