山东永乐国际文化传媒有限公司

0531-85927238

全国咨询热线



山东永乐国际文化传媒有限公司

联系人:刘先生

电话:0531-85927238

传真:0531-85748658 

地址:济南市历下区文化东路丰产支路16号中建大厦14层 


产业分析

基于现场总线的X射线能谱分析仪软件设计

更新时间:2020-02-23 08:02 点击数:


  X射线荧光分析仪近年来广泛应用于建材、冶金、采矿等行业,可对物料或产品成份组成和含量进行快速、无损的物理分析,其分析结果不仅依赖于该仪器的各项技术指标,还取决于所使用的分析方法。因此,自从X射线荧光分析仪研制成功以后,无论在国际还是在国内,分析方法和软件开发的研究成为改善仪器分析精度、扩大使用范围的主要研究内容。近年来,随着现场总线技术的不断发展,传统化学分析方法因其无法实现数字化自动输入逐渐被现代电子测量分析仪器所取代,本文结合实践经验对开发应用于自动化生产总线结构中的X射线荧光分析仪物质成分定量分析的能谱分析方法和软件开发做一探讨。

  1 能谱分析1.1 基本测量原理高能光子(X射线)或高速带电粒子轰击样品中的原子时,会将自己的一部分能量传递给原子,从而激发原子中的某些能级上的电子,原子中的空穴由外层轨道上的电子填满,多余的能量以X射线的形式出来。各种元素所发出的X射线光子具有不同的特征能量,称为该元素的X特征射线。因此,利用连续X射线轰击样品,使之产生荧光光谱,再通过由单板机构成的多道脉冲幅度分析器和计算机对特征谱线进行检测、鉴别、分析,则可对样品中的元素组成进行定性或定量分析。并将分析结果经总线直接传送至中控室实现真正的闭环控制。其结构框图如图1所示:

  1.2 谱数据处理由图1可知,由射线探测器得到的能谱脉冲信号经放大器和多道分析器,进入微机系统。计算机通过软件对X射线能谱的常规数据进行处理,从而对样品的含量做定性和定量分析。谱数据处理包括:原始谱数据的光滑;自动寻峰及确定峰位的能量:待测元素的定性分析:峰边界道的确定;峰面积计算等内容。

  由于测量过程的统计性原理误差,使得X射线谱形式带有统计涨落的特点。所获取的X射线谱统计误差更为明显。在寻峰时,计数的统计涨落可能被误认为是一个谱峰,因此需要对谱先进行光滑预处理。本系统选用二阶多项式五点光滑法。具体计算公式为:

  式中,ni-2、ni-1、ni+1、ni+2为待光滑的第i道光滑前及光滑后的计数。在进行谱线光滑时,可以重复数次,以达到需要的光滑效果。

  从获取的X射线谱中找到峰位并换算成相应的能量是X射线能谱定性分析的基础。本软件系统选用比较法作为计算机自动寻峰的方法。具体方法如下

  则认为峰位在i-1,i,i+l道中,再从这三道中选出计数最大的道址即为峰位。k为找峰阈值,一般取值为1—1.5。

  经过自动寻峰得到特征X射线)式即可求解出该峰位对应的X射线能量。经与元素特征X射线能量库的逐一检索、查证,即可确定待测元素的种类。

  (4)峰边界道的确定?准确计算特征峰的净峰面积是定量分析的依据。为此,必须根据实际情况确定特征峰的边界道址。由于采用的半导体探测器具有很好的能量分辨率,对于较高含量的元素,一般都能得到清晰的谱峰。因此,我们采用谱峰的全宽度做为确定本底计数的依据。

  本系统选用沃森法计算净峰面积(图2)。在峰边界L、H内取点F作为计算本底的宽度(F又称为面积因子),β1,β2为左、

  2 软件开发2.1 软件系统构成软件系统是进行能谱分析实现物质元素定性、定量分析的基础,也是“荧光分析仪”的重要组成部分,本系统以Windows98为工作平台,Microsoft Visual C++6.0为开发工具。

  (1)软件系统框图计算机通过接口与硬件多道脉冲幅度分析器(MCA)相连,转换结果直接通过接口部分送入计算机,由计算机完成采集、显示、处理以及数据通讯。整个软件系统主要包括文件管理、数据采集、谱数据显示、数据通讯、能量刻度、系数标定、谱分析等几部分,其结构如图3所示。

  (2)主要的类本软件是多任务系统,在软件设计时通过建立不同的“类”来管理各项任务。下面简单介绍软件中建立的主要“类”:(1)主框架类。主要完成生成各模块的工具条、状态条及返回程序的主界面对线)应用程序类。主要完成创建文档模块类,启动应用程序。(3)文档类。主要完成谱数据管理的功能。如打开、保存谱数据文件;能量刻度;谱分析计算。(4)视类。主要完成屏幕显示的功能。如谱线显示;含量显示;加亮操作;数据采集等。(5)子框架类。完成与框架窗口有关的功能。

  根据需要,除了上述的主要的类外,本软件还包括许多为获得用户输入的对话框建立的对话框类。如:编辑元素库对话框类,手动计算含量对话框类,系数标定对话框类。寻峰求分辨率对话框类,能量刻度的对话框类,选择测量样品种类对话框类以及设置采集参数对话框和串口数据通讯类等。

  状态条中显示当前光标所在的道址、能量、计数、纵坐标大小、测量时间、测量状态等信息。在测量显示区内,为测量时便于观察数据情况,直接以谱线形式显示全谱的情况,监测整体测量情况。含量显示区在主窗口的右上角,每次样品测量结束后,显示含量更新,在测量过程中可显示前一样品的分析含量。

  数据采集模块包括参数设置、开始测量、停止测量、清除数据、控制转样五部分。系统与多道脉冲幅度分析器之间通过并口进行数据传输。

  能量刻度是指道址和能量的关系。经标准元素样品检测,在本仪器中道址与能量具有良好的线性关系,所以采用直线来描述能量刻度曲线)系数标定模块X荧光分析是根据样品中被分析元素的特征射线峰的峰面积与样品中该元素的含量成分正比线性关系的原理进行样品分析的。在进行样品分析前,必须先进行系数标定,即建立样品中被分析元素特征峰峰面积与该元素化学分析结果之间的工作曲线)谱分析模块谱分析模块包括:寻峰、谱光滑、含量计算等。

  (6)数据通讯模块在自动化生产线上,配料比例是根据样品分析系统返回给总控制系统的样品分析结果,然后再由总控制系统向自动进料系统发控制命令,以调整配料的。本软件系统与总控制系统之间采用通讯协议,通过485接口完成样品分析结果数据向总线控制系统的传输,从而实现整个生产系统的自动闭环控制。样品测量结束后,系统立即分析,当控制系统向系统发出取数命令后,本系统立即响应?将分析结果传输给控制系统。

  (7)文件管理模块当每次测量结束时,系统可根据用户选择的测样种类,将样品谱数据和分析结果文件自动保存在相应的文件夹下。

  (1)实践证明,本系统分析方法简单、快速、准确,与化学分析结果相比其测量准确性及重复性平均算术偏差均符合设计要求。(2)系统可实时采集、显示、自动处理样品X射线谱数据,并可以保存全谱数据文件和计算结果数据文件,便于信息交流、存档。

  [1]Mark Andrews 著.Visual C++自学指南[M].:大学出版社,1997[2]李瑞城,等.X射线光谱分析的原理和应用[M].:国防工业出版社,1983[3]谢中信,等.X射线光谱分析[M].:科学出版社,1982

  [5]刘培奇,席一凡,等.Visual C++ for Windows面向对象程序设计[M].西安:西安电子科技大学出版社,1996

  本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

  推荐阅读三种现场总线隔离方析现场总线)现场通信网络现场总线把通信线一直延伸到生产现场或生产设备是用于过程自动化和制造自动化的现场设备或现场仪表互联的现场通信网络,传统的DCS的通信网络截止于控制站或输入输出单元。现场仪表与控制室输入输出端口仍然是一对一的模拟信号传输,工业生产现场的十分恶劣,既有各种电的干扰噪声,又有各种酸、碱、盐等腐蚀性有害物质,还有高温低温、高湿度和各种粉尘。现场总线能适应工业生产现场的恶劣,从而实现了全数字通信。2)现场设备互连现场设备或现场仪表是指传感器、变送器和执行器等。这些设备能通过一对传输线互连传输线可以是双绞线、同轴电缆、光缆和电源线等并可根据需要因地制宜的选择不同类型的发表于

  本文开篇先来稍作科普,众所周知,隔离可防止高电压对电子组件造成损坏或对人造成,另外它还可以透过大的地电位差消除通讯链中的接地回,来保持信号完整性。而经常用于恶劣下的工业和仪器设备应用中的RS-485总线规范符合真正多点通信网络的要求,根据该标准,单个(双线收发器改变输入以允许最多8倍的节点连接至同一总线系统通常用于连接多个系统,电缆铺设距离很长(有时超过4000米),因此总线和所连接的各系统之间的隔离非常关键。今年越来越普及的数字隔离技术在RS-485电缆网络和与之连接的系统之间提供了重要的隔离,并防止过压瞬变,同时避免

  PROFIBUS,是一种国际化、式、不依赖于设备生产商的现场总线标准。PROFIBUS传送速度可在 9.6kbaud~12Mbaud范围内选择且当总线系统启动时,所有连接到总线上的装置应该被设成相同的速度。广泛适用于制造业自动化、流程工业自动化和楼宇、交通电力等其他领域自动化。PROFIBUS是一种用于工厂自动化车间级和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术。可实现现场设备层到车间级的分散式数字控制和现场通信网络,从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供了可行的解决方案。PROFIBUS特点Profibus作为业界应用最广泛的现场总线技术,除具有一般总线的优点外还有自身的特点,具体表现如下:(1)最大

  随着我国电力行业的高速发展,DCS的应用也越来越广泛,但DCS主要完成的是汽轮机、锅炉的自动化过程控制,对电气部分的自动化结合较少,DCS一般未充分考虑电气设备的控制特点,所以无论是功能上还 是系统结构上,与网络微机系统相比在性、先进性和经济性等方面都有较大的差距。1 电气现场总线控制系统的对象电气现场总线控制系统的对象主要有:发电机-变压器组,其范围主要包括发电机、发电机励 磁系统、主变压器、220kV断器;高压厂用工作及备用电源,其范围主要包括高压厂用工作变压器、 起动-备用变压器等;主厂房内低压厂用电源,其范围主要包括低压厂用工作和公用变压器、照明变压 器、检修变压器和除尘变压器等主

  在络纱过程中清除纱线中的有害纱疵,是纺纱生产的关键工序之一。以往纺纱过程中的清纱管理只是单机管理,利用电子清纱控制器(一种由两级单片机构成的RS-422全双工总线纱线上的纱疵清除工作;并完成该机台相关参数的设定、统计、故障实时监测和LCD界面控制等工作;同时积累了大量生产数据,形成了“信息孤岛”,不利于全车间范围内的络纱生产和质量管理。为了提高车间的生产效率和管理水平,我们开发实现了一个基于现场总线的电子清纱器网络系统。该系统中,电子器清纱器具有了数字通信能力;同时增设工控机作为远程计算机,利用MOXA CP-114IS异步多串口卡组成以RS-485为物理层的现场总线,将单个分散的现场

  据外媒报道,锂电池可以为智能手机、笔记本电脑、电动自行车和电动汽车等提供动力,而且将能量存储在一个非常小的空间中。此种紧凑的设计通常是通过将电池电极的薄夹层缠绕成圆柱形得以实现,因为电极必须具备很大的表面积才能够实现高容量和快速充电。(图片来源:亥姆霍兹联合会)亥姆霍兹联合会(Helmholtz-Zentrum Berlin)与英国伦敦大学学院(University College London)的一个国际研究小组首次结合使用两种互补的断层扫描法,对电池充放电期间电极表面状况进行了研究。他们在法勒诺布尔的欧洲同步加速器辐射设施(ESRF)采用X射线断层扫描,能够分析电极的微观结构,并探测到充电周期中发生的变形和不连续

  [资料]-JIS Z4751-2-45-2006 乳房用X射线装置及乳房摄影定位装置-安全.pdf

  [资料]-JIS Z4711-2006 诊断用单槽式X射线发生器诊断用一体形X线発生装置.pdf

  2020年ST MEMS传感器创意设计大赛~ 遇见内嵌“有限状态机和机器学习内核”的传感器



地址:济南市历下区文化东路丰产支路16号中建大厦14层   电话:0531-85927238  传真:0531-85748658

   ICP备案编号:闽ICP备17021752号-1  网站地图