一种基于X射线荧光光谱的固废成分分析装置及方法与流程

一种基于x射线荧光光谱的固废成分分析装置及方法
技术领域
1.本发明涉及一种固废成分分析装置，特别是涉及一种基于x射线荧光光谱的固废成分分析装置，属于固废成分分析装置技术领域。


背景技术：

2.现有技术中如申请号为cn201710197153.3公开的一种在线x射线荧光光谱分析系统，包括检测子系统、自控子系统以及数据处理子系统，检测子系统包括x射线源、x射线检测器以及样品采集器；x射线入射到样品采集器内，样品在x射线的激发下生成二次x射线，x射线检测器对二次x射线能量进行检测；自控子系统用于将样品转变到常温常压状态，并传输到样品采集器中以备检测子系统进行分析测试；自控子系统将样品的温度和压力参数传输到数据处理子系统，接收并执行来自数据处理子系统的指令，数据处理子系统接收检测信号，通过二次x射线波长来鉴别样品的元素种类，通过二次x射线强度来计算元素在样品内的含量，数据处理子系统还接收自控子系统的信号，因此可知采用x光管、探测器、信号放大器等都属于本领域常规的技术方案设计；另外现有技术中还公开了如申请号为cn201620621505.4公开的一种基于x射线荧光光谱法测定重金属的装置，包括设备主体，设备主体包括电脑主机和检测仪主体，且检测仪主体设置在电脑主机的一侧；电脑主机的前侧设置有显示屏和按键，且电脑主机的侧面设置有开关、喇叭、电源接口和usb接口；电脑主机通过usb接口和数据线设置有鼠标和键盘；检测仪主体顶部开设有第一凹槽，且第一凹槽内开设有第二凹槽；第二凹槽内设置有检测孔；检测仪主体顶部通过转轴安装有上盖；设备主体背面设置有散热孔，且设备主体内部设置有电源；它采用将检测仪和电脑主机一体化的设计，并在主机上安装显示器，方便操作，实用性强，易于推广使用，该设计也是采用侧部放置计算机而且也是翻盖结构的设计，经过有效的分析和检索认定现有技术中存在的实质性缺陷是不具有对检测模块的收纳防灰尘、以及收纳的同时还具有清理灰尘的功能，另外现有技术中都是将样品直接进行检测没有最终的筛选和研磨的功能，导致样品本身是否合格也无法判断，另外对样品放置台也不具有防尘的功能，为此设计一种基于x射线荧光光谱的固废成分分析装置及方法来解决上述问题。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的是为了提供一种具有收纳、防尘和过滤功能且基于x射线荧光光谱的固废成分分析装置及方法。
4.本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：一种基于x射线荧光光谱的固废成分分析装置，包括腔体，位于腔体的底部安装u型底座，并在腔体的内部设置滤光片、探测器、x光管和样品放置台，位于腔体上铰接有将腔体密封的弧形翻盖，位于u型底座内设置有将滤光片、探测器、x光管驱动的水平移动组；位于腔体的内背部处设置将滤光片、探测器、x光管包裹式收纳组；
样品放置台采用侧支撑架支撑并在侧支撑架上设置将样品放置台放置样品部包裹防尘的弹性清理乳胶垫；位于样品放置台上方设置被旋转组旋转驱动至样品放置台上方将样品进行过滤的过滤研磨筒。
5.优选的，包裹式收纳组包括第一杆体收纳腔体、探测器收纳腔体、滤光片收纳腔体、第二杆体收纳腔体和x光管收纳腔体，位于u型底座的顶边部分别设置第二杆体收纳腔体、第一杆体收纳腔体和第三杆体收纳腔体；位于第二杆体收纳腔体的顶部一体成型有x光管收纳腔体，位于第三杆体收纳腔体的顶部一体成型有滤光片收纳腔体，位于第一杆体收纳腔体的顶部一体成型有探测器收纳腔体。
6.优选的，包裹式收纳组还包括在探测器收纳腔体的一侧以及滤光片收纳腔体的两侧分别开设第一侧槽口、第二侧槽口；位于滤光片收纳腔体的两侧顶部与底部以及探测器收纳腔体上且在第一侧槽口一侧顶部与底部皆安装有限位条；位于限位条的一侧两端开设轴承卡位槽；在轴承卡位槽的内侧卡入有轴承，该轴承内安装内转杆，且内转杆的顶部与底部皆安装有限位盘；限位盘位于限位条的外侧与限位条之间接触；位于内转杆的外侧安装传动滚筒，且在两组内转杆之间套设清理带。
7.优选的，位于侧支撑架的内侧下方处通过轴承安装水平调节螺杆，且在水平调节螺杆的外端部安装从动工型轮，位于侧支撑架的外侧上方处设置调节电机，该调节电机的输出端安装主动工型轮，且主动工型轮与从动工型轮的外侧套设传动带，位于水平调节螺杆的外侧两端啮合调节滑块，且调节滑块的顶部铰接侧调节杆，并在侧调节杆的顶部铰接圆盘，在铰接圆盘的顶部安装弹性清理乳胶垫，调节电机的输出端贯穿侧支撑架安装c型卡位架，且c型卡位架内卡入有弧形被夹片，位于弧形被夹片的中部安装样品放置台。
8.优选的，旋转组包括旋转调节电机、旋转杆体和侧夹持片，位于u型底座的内部设置旋转调节电机，该旋转调节电机的输出端安装旋转杆体，并在该旋转杆体的顶部安装侧夹持片，位于侧夹持片的端部设置过滤研磨筒。
9.优选的，位于侧夹持片的顶部还设置有l型支撑架，该l型支撑架的内顶端部安装垂直升降杆，且垂直升降杆的输出端安装研磨电机，该研磨电机的输出端安装研磨片，且研磨片与过滤研磨筒内径适配。
10.优选的，位于腔体的内壁一侧设置氮气导入喷头，另一侧设置吸氮气头；氮气导入喷头与吸氮气头分别连通气泵，与氮气导入喷头连通的气泵输入端与氮气存储罐连通，与吸氮气头连通的气泵输出端与外界连通构成循环换气结构。
11.优选的，水平移动组包括收纳电机、横滑动杆、内调节螺杆、杆体和限位滑槽，位于u型底座的内部设置在u型底座内滑动的横滑动杆，位于u型底座的外中部安装收纳电机，且收纳电机的输出端贯穿u型底座安装内调节螺杆，该内调节螺杆贯穿横滑动杆并与横滑动杆相互啮合；在u型底座的顶部开设多组限位滑槽，横滑动杆的顶部安装杆体，且杆体贯穿横滑
动杆与对应的滤光片、探测器、x光管连接。
12.优选的，位于腔体的顶部铰接有弧形翻盖；位于腔体的两侧顶边部开设弧形密封槽，位于弧形翻盖的底边部设置与弧形密封槽相互配合密封条；在弧形翻盖的正面中部安装调节手柄，正面两侧设置限位磁吸件；腔体的外侧安装计算机。
13.本发明的有益技术效果：本发明提供的一种基于x射线荧光光谱的固废成分分析装置及方法，通过将样品至于过滤研磨筒内进行筛选、合格达到检测量的则将过滤研磨筒通过旋转组移出样品放置台上方，启动水平移动组将将滤光片、探测器、x光管从包裹式收纳组移出，调整x光管、探测器以及滤光片角度进行检测，检测完成后将样品放置台取下清理并通过弹性清理乳胶垫包裹防尘，且将x光管、探测器以及滤光片复位至包裹式收纳组，通过此种方式可以实现良好的防尘收纳保护功能，而且也具有前期筛选的过程提高了检测的精度。
附图说明
14.图1为一优选实施例的装置整体第一视角立体结构分解图。
15.图2为一优选实施例的装置整体第二视角立体结构分解图。
16.图3为一优选实施例的装置整体立体结构示意图。
17.图4为一优选实施例的样品放置架组件以及防尘清理升降架组件和传动工型轮组件组合立体结构示意图。
18.图5为一优选实施例的（除外壳）装置整体第一四角立体结构示意图。
19.图6为一优选实施例的（除外壳）装置整体第二四角立体结构示意图。
20.图7为一优选实施例的（除外壳）装置整体第三四角立体结构示意图。
21.图8为一优选实施例的滤光片清理收纳组立体结构示意图。
22.图9为一优选实施例的探测器收纳清理组立体结构示意图。
23.图10为一优选实施例的x光管收纳组立体结构示意图。
24.图11为一优选实施例的研磨组、过滤组、样品放置架组件以及防尘清理升降架组件组合第一视角立体结构示意图。
25.图12为一优选实施例的研磨组、过滤组、样品放置架组件以及防尘清理升降架组件组合第二视角立体结构示意图。
26.图13为图9的a处结构放大图。
27.图14为一优选实施例的弧形翻盖立体结构示意图。
28.图中：1、腔体，2、弧形翻盖，3、u型底座，4、收纳电机，5、计算机，6、弧形密封槽，7、氮气导入喷头，8、探测器，9、调节手柄，10、限位磁吸件，11、侧支撑架，12、c型卡位架，13、样品放置台，14、弧形被夹片，15、弹性清理乳胶垫，16、侧调节杆，17、水平调节螺杆，18、调节滑块，19、调节电机，20、传动带，21、从动工型轮，22、主动工型轮，23、限位滑槽，24、探测器收纳腔体，25、第一杆体收纳腔体，26、滤光片，27、杆体，28、第二杆体收纳腔体，29、第三杆体收纳腔体，30、x光管，31、x光管收纳腔体，32、横滑动杆，33、内调节螺杆，34、l型支撑架，35、侧夹持片，36、过滤研磨筒，37、研磨片，38、垂直升降杆，39、研磨电机，40、清理带，41、滤
光片收纳腔体，42、第一侧槽口，43、第二侧槽口，44、限位条，45、限位盘，46、传动滚筒，47、内转杆，48、轴承卡位槽，49、吸氮气头。
具体实施方式
29.为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
30.实施例一：本装置是可以放置在桌面等平面地方进行使用的大小与一台台式电脑差不多大小，外形上并没什么突出的特点通过图1至图3可以看出，也不是本专利保护的重点，本专利保护的核心在于通过图5至图7可以可知，x光管30、滤光片26、探测器8都是可以移动的，而且是可以收纳的，这样就起到了防尘的功能，具体实现移动是将探测器8、滤光片26和x光管30置于杆体27上，在探测器8上开设了限位滑槽23为杆体27的移动提供了空间也为杆体27的移动实现了限位的功能，然后可以通过启动收纳电机4，对于收纳电机4的控制是通过计算机5进行控制，通过收纳电机4驱动内调节螺杆33运动，通过内调节螺杆33则可以移动横滑动杆32带动杆体27运动，从而可以调节x光管30、滤光片26、探测器8运动，然后再看与x光管30对应位置设置了第二杆体收纳腔体28和x光管收纳腔体31可以对x光管30进行收纳，其中x光管30采用内置海绵的设计可以对x光管30的外侧进行接触的方式进行清理灰尘，也对x光管30进行保护防止落灰的功能，另外同样的方式还设计了第三杆体收纳腔体29、滤光片收纳腔体41可以对滤光片26进行收纳，同理还设置了探测器收纳腔体24可以对探测器8进行收纳防尘。
31.除了对检测必须的设备x光管30、滤光片26、探测器8进行防尘以外还设计了样品放置台13可以放置样品，如图4可知，样品放置台13是通过弧形被夹片14卡入至c型卡位架12内侧的，这样可以便捷的将样品放置台13取下进行清理，并在侧支撑架11的内侧下方设置了可以对样品放置台13进行清理的弹性清理乳胶垫15,弹性清理乳胶垫15采用柔性的乳胶材质制备而成，这样与样品放置台13接触的时候可以充分与样品放置台13接触对样品放置台13进行防尘以及对样品放置台13上的灰尘进行粘连出来的功能。
32.进一步设置了调节电机19，可以通过启动调节电机19调节主动工型轮22运动，通过主动工型轮22带动传动带20调节从动工型轮21，通过从动工型轮21调节水平调节螺杆17，则可以调节两组调节滑块18相互靠近或者远离，因为水平调节螺杆17是两端反螺纹杆设计，且两端的调节滑块18分别与水平调节螺杆17的两端部啮合的因此可以相互靠近运动或者远离，这样就会带动侧调节杆16调节弹性清理乳胶垫15上升或者下降，弹性清理乳胶垫15的底部是铰接圆盘，主要是起到连接的作用，用于连接侧调节杆16与弹性清理乳胶垫15的，该铰接圆盘与侧调节杆16是铰接的关系，当驱动调节电机19的时候同步还会带动c型卡位架12旋转，然后带动样品放置台13面向弹性清理乳胶垫15实现翻过来进行接触弹性清理乳胶垫15进行防尘的功能设计这样防尘效果显然是非常好的。
33.进一步设置了过滤研磨筒36可以对需要加入的样品进行确认是否大小合格的一次有效筛选，通过图11和图12可知。
34.实施例二：本实施例可以参考图8和图9以及图13，因为是在实施例一基础上的改进，通过图8可以看出在滤光片收纳腔体41的两侧开设了第二侧槽口43，然后还设计了限位条44，并在限位条44上开设了轴承卡位槽48，可以将两端安装有轴承的内转杆47卡入至轴
承卡位槽48内，并用轴承与轴承卡位槽48内侧接触，通过限位盘45则可以限位支撑在限位条44上的功能，然后清理带40则部分通过第二侧槽口43进入滤光片收纳腔体41内侧，这样的话当滤光片26进入滤光片收纳腔体41内侧的时候与清理带40接触可以对滤光片26的外侧进行灰尘清理的功能，因为清理带40是具有一定粘连性的乳胶材质制备而成的，同理探测器收纳腔体24上也开设了第一侧槽口42，也具有同样的设计则可以对探测器8的接收部进行清理的功能，从而实现了更好的清理防尘的功能。
35.实施例三：通过图11和图12可知在侧夹持片35上安装了l型支撑架34，并在l型支撑架34的内顶部设计了垂直升降杆38，位于垂直升降杆38的输出端安装研磨电机39，并在研磨电机39的输出端设置研磨片37，则可以通过启动垂直升降杆38和研磨电机39调节研磨片37对位于过滤研磨筒36内的不合格样品进行研磨，这样就无需再找设备进行研磨，然后在侧夹持片35的端部可以看出还设计了旋转杆体，位于旋转杆体下方也就是在u型底座3内是有旋转调节电机的，通过启动旋转调节电机则可以带动侧夹持片35移动，然后就可以将过滤研磨筒36移动出去不再位于样品放置台13上方这样就可以进行检测了。
36.实施例四：通过图1和图2可知，位于腔体1的内侧还设计了氮气导入喷头7和吸氮气头49，通过一端导入氮气另外一端吸走空气形成空气流动的过程实现清理灰尘的功能。
37.实施例五：通过图1图2和图14可知在腔体1上开设了弧形密封槽6，并在弧形翻盖2的底部两侧设计了密封条，该密封条与以往的不同，而是可以内嵌至弧形密封槽6内的，这样密封效果更好。
38.实施例六：通过图3可知设计了限位磁吸件10，限位磁吸件10是具有磁性的，而位于u型底座3的外边部采用钢条，也就是限位磁吸件10与第二侧槽口43接触的部位，这样通过磁性的方式就可以将弧形翻盖2进行密封盖在腔体1上，打开的时候通过调节手柄9即可打开，就是手持调节手柄9向上翻盖就打开了没什么操作按钮之类的。
39.以上，仅为本发明进一步的实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所公开的范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种基于x射线荧光光谱的固废成分分析装置，包括腔体（1），位于腔体（1）的底部安装u型底座（3），并在腔体（1）的内部设置滤光片（26）、探测器（8）、x光管（30）和样品放置台（13），位于腔体（1）上铰接有将腔体（1）密封的弧形翻盖（2），其特征在于：位于u型底座（3）内设置有将滤光片（26）、探测器（8）、x光管（30）驱动的水平移动组；位于腔体（1）的内背部处设置将滤光片（26）、探测器（8）、x光管（30）包裹式收纳组；样品放置台（13）采用侧支撑架（11）支撑并在侧支撑架（11）上设置将样品放置台（13）放置样品部包裹防尘的弹性清理乳胶垫（15）；位于样品放置台（13）上方设置被旋转组旋转驱动至样品放置台（13）上方将样品进行过滤的过滤研磨筒（36）。2.根据权利要求1所述的基于x射线荧光光谱的固废成分分析装置，其特征在于：包裹式收纳组包括第一杆体收纳腔体（25）、探测器收纳腔体（24）、滤光片收纳腔体（41）、第二杆体收纳腔体（28）和x光管收纳腔体（31），位于u型底座（3）的顶边部分别设置第二杆体收纳腔体（28）、第一杆体收纳腔体（25）和第三杆体收纳腔体（29）；位于第二杆体收纳腔体（28）的顶部一体成型有x光管收纳腔体（31），位于第三杆体收纳腔体（29）的顶部一体成型有滤光片收纳腔体（41），位于第一杆体收纳腔体（25）的顶部一体成型有探测器收纳腔体（24）。3.根据权利要求2所述的基于x射线荧光光谱的固废成分分析装置，其特征在于：包裹式收纳组还包括在探测器收纳腔体（24）的一侧以及滤光片收纳腔体（41）的两侧分别开设第一侧槽口（42）、第二侧槽口（43）；位于滤光片收纳腔体（41）的两侧顶部与底部以及探测器收纳腔体（24）上且在第一侧槽口（42）一侧顶部与底部皆安装有限位条（44）；位于限位条（44）的一侧两端开设轴承卡位槽（48）；在轴承卡位槽（48）的内侧卡入有轴承，该轴承内安装内转杆（47），且内转杆（47）的顶部与底部皆安装有限位盘（45）；限位盘（45）位于限位条（44）的外侧与限位条（44）之间接触；位于内转杆（47）的外侧安装传动滚筒（46），且在两组内转杆（47）之间套设清理带（40）。4.根据权利要求1所述的基于x射线荧光光谱的固废成分分析装置，其特征在于：位于侧支撑架（11）的内侧下方处通过轴承安装水平调节螺杆（17），且在水平调节螺杆（17）的外端部安装从动工型轮（21），位于侧支撑架（11）的外侧上方处设置调节电机（19），该调节电机（19）的输出端安装主动工型轮（22），且主动工型轮（22）与从动工型轮（21）的外侧套设传动带（20），位于水平调节螺杆（17）的外侧两端啮合调节滑块（18），且调节滑块（18）的顶部铰接侧调节杆（16），并在侧调节杆（16）的顶部铰接圆盘，在铰接圆盘的顶部安装弹性清理乳胶垫（15），调节电机（19）的输出端贯穿侧支撑架（11）安装c型卡位架（12），且c型卡位架（12）内卡入有弧形被夹片（14），位于弧形被夹片（14）的中部安装样品放置台（13）。5.根据权利要求1所述的基于x射线荧光光谱的固废成分分析装置，其特征在于：旋转组包括旋转调节电机、旋转杆体和侧夹持片（35），位于u型底座（3）的内部设置旋转调节电机，该旋转调节电机的输出端安装旋转杆体，并在该旋转杆体的顶部安装侧夹持片（35），位于侧夹持片（35）的端部设置过滤研磨筒（36）。
6.根据权利要求5所述的基于x射线荧光光谱的固废成分分析装置，其特征在于：位于侧夹持片（35）的顶部还设置有l型支撑架（34），该l型支撑架（34）的内顶端部安装垂直升降杆（38），且垂直升降杆（38）的输出端安装研磨电机（39），该研磨电机（39）的输出端安装研磨片（37），且研磨片（37）与过滤研磨筒（36）内径适配。7.根据权利要求1所述的基于x射线荧光光谱的固废成分分析装置，其特征在于：位于腔体（1）的内壁一侧设置氮气导入喷头（7），另一侧设置吸氮气头（49）；氮气导入喷头（7）与吸氮气头（49）分别连通气泵，与氮气导入喷头（7）连通的气泵输入端与氮气存储罐连通，与吸氮气头（49）连通的气泵输出端与外界连通构成循环换气结构。8.根据权利要求1所述的基于x射线荧光光谱的固废成分分析装置，其特征在于：水平移动组包括收纳电机（4）、横滑动杆（32）、内调节螺杆（33）、杆体（27）和限位滑槽（23），位于u型底座（3）的内部设置在u型底座（3）内滑动的横滑动杆（32），位于u型底座（3）的外中部安装收纳电机（4），且收纳电机（4）的输出端贯穿u型底座（3）安装内调节螺杆（33），该内调节螺杆（33）贯穿横滑动杆（32）并与横滑动杆（32）相互啮合；在u型底座（3）的顶部开设多组限位滑槽（23），横滑动杆（32）的顶部安装杆体（27），且杆体（27）贯穿横滑动杆（32）与对应的滤光片（26）、探测器（8）、x光管（30）连接。9.根据权利要求1所述的基于x射线荧光光谱的固废成分分析装置，其特征在于：位于腔体（1）的顶部铰接有弧形翻盖（2）；位于腔体（1）的两侧顶边部开设弧形密封槽（6），位于弧形翻盖（2）的底边部设置与弧形密封槽（6）相互配合密封条；在弧形翻盖（2）的正面中部安装调节手柄（9），正面两侧设置限位磁吸件（10）；腔体（1）的外侧安装计算机（5）。10.根据权利要求1所述的一种基于x射线荧光光谱的固废成分分析装置的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：s1：将样品至于过滤研磨筒（36）内进行筛选、合格达到检测量的则将过滤研磨筒（36）通过旋转组移出样品放置台（13）上方；s2：启动水平移动组将将滤光片（26）、探测器（8）、x光管（30）从包裹式收纳组移出；s3：调整x光管（30）、探测器（8）以及滤光片（26）角度进行检测；s4：检测完成后将样品放置台（13）取下清理并通过弹性清理乳胶垫（15）包裹防尘，且将x光管（30）、探测器（8）以及滤光片（26）复位至包裹式收纳组。

技术总结
本发明公开了一种基于X射线荧光光谱的固废成分分析装置及方法，属于固废成分分析装置技术领域，位于U型底座内设置有将滤光片、探测器、X光管驱动的水平移动组，位于腔体的内背部处设置将滤光片、探测器、X光管包裹式收纳组，样品放置台采用侧支撑架支撑并在侧支撑架上设置将样品放置台放置样品部包裹防尘的弹性清理乳胶垫，位于样品放置台上方设置被旋转组旋转驱动至样品放置台上方将样品进行过滤的过滤研磨筒，通过将样品至于过滤研磨筒内进行筛选、合格达到检测量的则将过滤研磨筒通过旋转组移出样品放置台上方。转组移出样品放置台上方。转组移出样品放置台上方。


技术研发人员：黄道建 陈继鑫 杨文超 丁炎军 李世平 张英民
受保护的技术使用者：生态环境部华南环境科学研究所（生态环境部生态环境应急研究所）
技术研发日：2023.07.12
技术公布日：2023/8/13