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1、BDX系列自动射线衍射仪实验技术手册（二）（射线发生器）北大青鸟仪器设备公司 欢迎使用北京大学研制生产的BDX系列X射线衍射仪。本手册是关于X射线高压发生器的原理和线路说明。用户在生产和维护时请注意： X射线对人体有伤害，因此在使用X光设备时必须十分注意安全，避免受到X光的辐射。本机的设计虽然考虑到较周全的防护，但若操作处置不当，仍然有可能受到X光的照射。 此外，X光发生器是一种高压设备，在检修时也必须十分注意安全，避免受到高电压的伤害。 安全注意事项： l、衍射仪X光路的屏蔽部件不可随意移去。 2、当需要拉开防护罩门进行操作时，应十分注意不要受到X光的照射，绝不可受到X光的直接照射，也要注意
2、不要受到散射X光的照射。更换样品时，必须关窗。 3、当维修X光机的高压部分时，必须完全切断电源并使高压电容完全放电。 4、使用衍射仪时，应时刻有循环冷却水。一、概述 X光发生器是衍射仪的X光源高压发生器，它备有衍射分析专用X光管，具有一套自动调节和自动稳定X光管工作高压和工作电流的电子系统，可以产生衍射仪工作所必需的、强度足够稳定且光源焦点足够细小的光束。X射线发生器结构上分五部分：控制机箱、X光管管套、高压电缆和高压发生器(高压油箱)。各部分在本仪器的位置请参见图1。图1 发生器总体结构控制机箱是调整光源稳定性的控制电路系统，它的主要作用是 l、提供高稳定并连续可调的基准电源。 2、高压和管
3、流的控制及采样稳定电路。 3、故障保护电路。 4、可控硅控制电路。操作面板是X射线强度调整和数值显示的操作板，其操作按键、强度指示及各种保护灯。参见图2：BDX3200型X射线衍射仪的X光机同时是放置测角仪的工作台，X光管卧式安放。X光管套和测角仪有一公共底板，台面上配有全封闭防护罩，给仪器的使用提供了可靠安全的防护措施。 BDX3300等型号，X光管管套固定在测角仪上，衍射仪X光管立式安放。 高压油箱是提供X光管高压电压和电流的封闭式高压变压器。高压电缆则将高压油箱与管套中的X光管紧密地连接起来。图2 发生器控制面板图二、技术规格与结构(一) X光管BDX系列型X射线衍射仪可配丹东仪表元件厂
4、、杭州电子管厂生产的国产X光管，也可选配进口的X光管，如荷兰菲利浦 (Philips)、日本理学电机等出品的晶体分析用X光管。X射线管按焦点类型分三类，通常有四个出射窗口，分别为二个点焦点、二个线焦点。粉末衍射仪用线焦点。焦点类型电子焦点（mm）点焦点(mm)线焦点(mm)细（FF）0.480.40.80.048普通（NF）1.0101.01.00.1010大（BF）2.0122.01.20.2012其常用普通焦点的规格见下表：厂商CuMoCoFeCr丹东XJ10-60N2KWXJ10-60N2KWXJ10-60N1.2KWXJ10-60N1KWXJ10-60N1.2KWPhilipsA系列P
5、W2233/202KWPW2235/202.4KWPW2236/201.8KWPW2237/201.5KWPW2238/201.8KWPhilipsB系列PW2243/202KWPW2245/202.4KWPW2246/201.8KWPW2247/201.5KWPW2248/201.8KWPhilips A系列管的窗中心至安装面的距离为2lmm，通常称为短管（长198mm）；B系列则为34mm，通常称为长管（长211mm）。国产管一般皆为长管。(二)高压变压器 (1)主变压器：单相、初级: 220V 容量: 3KVA 次级输出允许最大电流: 60mA 水冷 (2)整流硅堆桥式整流、电容滤波 (
6、3)光管灯丝变压器：单相、初级: 220V；次级: 14伏、80VA (4)外形尺寸、重量：长宽高 =760450500mm；重约350公斤 (5)输出：负载电流为 50 mA时, 最高直流高压为 60KV。直流高压输出系用插座通过电缆送至光管。 (6)高压变压器接线柱（三)光管工作高压、管流的调节及稳定系统 光管工作高压和管流的调节和稳定采用可控硅系统实现。由输出端(管电压或管电流) 采样, 通过自动调节高压变压器或灯丝变压器的初级输入来实现系统的稳定。 稳定性：电流电压波动变化范围: 5时，输出端的波动变化范围: 管流 0.03,管压0.03。环境温度变化值2时，八小时稳定性0.1。管压管
7、流重现性：0.05以内。 管压调节：自20KV起, 高档为55KV。 管流调节：自 6mA起, 高档为50mA。 (注:管压管流的调节要随功率的变化且应交替上升为好)。（四)保护系统 (1) 过电流保护：20A (2) 光管功率负荷限制器：0.35; 0.7; 1.0; 1.5; 2.0; 2.7仟瓦六档(在控制机箱面板上) (3) 光管工作电压保护限制器: 高压保护电压限 55KV 附近, 需改变时可调。 低压保护电压限 10KV 附近, 需改变时可调。 (4) 冷却水流量保护：流量3.5公升/分钟或水压3.5公斤/分 (3) 进水温度不高于 35 三、操作步骤 (1) 接通总电源，总电源指
8、示灯亮。 (2) 打开水源闸门，水继电器吸和。 (3) 按下主机面板上“低压电源” 键。接通整机的工作低电压。若冷却水通，此时“水冷”灯。注意：有时由于电的冲击，蜂鸣器鸣叫，按一下“复位”键即可清除报警状态。将管压预置、管流预置均拨至最低档，“正常”指示灯亮。 (4) 预热稳定片刻后，按动“X光”键，则KV首先上升，至15KV左右时，mA亦随之上升，并各自达到初始值20KV、6mA。 (5) 调整KV、mA的预置旋扭键，达到实验值。注意X光管率。 (6) 关机之前，操作者应先将KV，mA降低至初值20KV、6mA，再按“停” 键。切忌直接按“总电源”键切断总电源。 (7) 再按“低压电源”，整
9、机便断电。 (8) 关水关电。四、工作原理及电路说明 注意：X射线发生器的虚地(保护接地)为M点, 与大地不同。机器外壳必须接大地，接地电阻小于10。 仪器电路的原理方框图如下： 水压保护 低压电源组 控制保护 窗口保护 (+12V/M,-12V/M,50V 电路板 +5V/M,25V/M) 高压油箱 操 作 基准电源板 面 板 可控硅电路 高压电缆 220V50Hz x光管 隔离变压器 总电路由X 光管工作主电路、基准电路、控制保护电路、可控硅电路、面板操作电路及电源电路几部分组成。 （一)X光管工作主电路仪器X光管工作于直流负高压，对阴极(靶)接地，用水冷却。X光管的电流高压电源电路（高压油箱）由一台升压变压器、一组硅堆整流器、电容滤波器、采样电路和X光灯丝电源变压器组成。原理图见图3。图3 高压发生器原理图 高压测量降压电阻 Rm（1M 1W60） 以及X光管淬灭电阻 Rq（30K 100W）等，同装在一个绝缘油箱内。油箱内的高压电路通过插座输出，用高压电缆与X光管连接。X光管的工作高压(KV)用一只满量程为 1mA的电流表与Rm串联接进行测量指示, Rm之总阻值为60M ，因此作为 KV值指示的该电流表其满度示值为60KV。X光管的对阴极工作电流 (管电流)用一只串接入 X光管对阴极电路中的电流表 (满度示值为50m
