對于臺式X熒光光譜儀的X射線管的壽命問題,我們需要了解它的結構、原理、失效過程,就可以對這個問題作出一個理智的判斷。
首先,對于X射線管,其工作過程是:燈絲加熱產生的自由電子,在高壓電場進行加速,轟擊到靶材上,產生靶材的特征X射線和韌致輻射。
X射線管的壽命,主要由下面三個方面決定:燈絲、靶材、真空。X光管真空是否能夠長期保持;燈絲是否容易燒斷;靶材是否能夠經受長期的高速電子轟擊。
因為X光管的真空密封是石英玻璃的,因此,真空能夠長期保持與否,很重要的問題就是密封材料的(石英玻璃)的品質,吹制的工藝、玻璃與金屬部件之間的結合密封工藝等諸多因素,另外很重要的一點是整套部件的熱密封性能(因為X光管是功率部件,它在工作的時候溫度是很高的),特別是在冷熱交替的情況下。
臺式X熒光光譜儀上的X射線管
作為功率器件,散熱效果的好壞就會影響X射線光管的使用壽命。
當X射線管在裝配到儀器里面的時候,需要增加一個X光管冷卻套,一方面是在冷卻套內增加散熱媒介(大功率時還要采用外循環)進行散熱,另外也起到射線輻射防護的作用,一般會采用金屬材料。所以我們在儀器里看到的X光管,不是X光管的裸管,而是冷卻套部分。
靶材和燈絲的問題比較簡單,主要要求材料純度要高。因為在X光管工作時,燈絲和靶材都在消耗中。
另外,臺式X熒光光譜儀的使用方法和使用環境也會影響X光管的使用壽命。我們在使用臺式X熒光光譜儀時候,也要特別注意幾點:
1、打開和關閉X光管系統時,要逐漸的增加和逐漸降低X光管的管流和管壓,不要突然增加、或者在較高的管流和管壓的狀態下突然關閉X光管的高壓電源,如果有外循環冷卻系統,也不要在大負載工作以后,馬上關斷冷卻系統。
2、在使用環境上,一定要保證環境的溫度和濕度條件,特別是在南方潮濕的天氣環境下,更要特別注意。儀器實驗室必須安裝空調設備。
3、儀器的使用環境中,不能有酸霧存在,也就是說,X熒光光譜儀不要和化學實驗室在同一個房間內。因為X光管和探測器都有用金屬鈹做的窗口,金屬鈹很容易被酸腐蝕。