Устройство охлаждения рентгенофлуоресцентного спектрометра
Полезная модель направлена на стабильное выполнение научных-исследований на спектрометре в любые периоды времени независимо от внешних факторов.
Указанный технический результат достигают тем, что устройство охлаждения рентгенофлуоресцентного спектрометра включает систему охлаждения рентгеновской трубки и высоковольтного генератора, датчики контроля скорости потока, давления и температуры воды, блок программного управления, воздушно-охлаждаемый теплообменник. В теплообменнике расположен рефрижератор-холодильник, радиатор, вентилятор для охлаждения радиатора, резервуар для охлажденной воды, к которому подключен индикатор электропроводности воды, а к выходу подсоединена помпа со шлангом. В шланг вмонтированы датчики контроля скорости потока, давления и температуры для контроля воды, прокачиваемой через систему охлаждения рентгеновской трубки и высоковольтного генератора. Шланг подключается к входу системы охлаждения рентгеновской трубки и высоковольтного генератора, с выхода которой проходит через рефрижератор-холодильник, и подсоединяется к входу резервуара. Датчики скорости потока, давления и температуры выходами электрически подсоединены к входу блока программного управления, управляющий выход которого связан с входами включения-выключения рентгеновской трубки и высоковольтного генератора.
Предлагаемая полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для охлаждения рентгенофлуоресцентного спектрометра 3270 Е фирмы Ригаку (Япония).
Известный рентгенофлуоресцентный спектрометр 3270 Е фирмы Ригаку (Япония)(1) включает рентгеновскую трубку (РТ), питающий ее высоковольтный генератор (ВВГ), систему охлаждения РТ и ВВГ, блок программного управления (БПУ), водоохлаждаемый теплообменник. Теплообменник содержит резервуар для охлажденной воды, помпу, фильтр, шланг, в который вмонтированы датчики контроля скорости потока, давления и температуры воды, устройство теплообмена. Шланг подсоединен к входу резервуара, откуда охлажденная вода помпой прокачивается через фильтр, контролируется датчиками контроля давления и температуры воды, а затем подключается к системе охлаждения РТ и ВВГ. С выхода системы охлаждения шланг с нагретой водой контролируется датчиком контроля скорости потока, проходит через устройство теплообмена, где вода охлаждается, а затем подсоединяется к входу резервуара. Устройство теплообмена выполнено в виде трубки, подключенной к водопроводному крану. Шланг с нагретой водой от системы охлаждения РТ и ВВГ проходит через внутреннюю полость трубки, где нагретая вода охлаждается водопроводной водой, протекающей по внешней трубке. Датчики контроля давления, температуры и скорости потока воды выходами электрически связаны с входами блока программного управления, управляющий выход которого связан с входами высоковольтного генератора и рентгеновской трубки. В блоке программного управления задана специальная программа, управляющая включением-отключением РТ и ВВГ. В программу введены интервалы параметров показаний вышеуказанных датчиков, при которых возможна работа РТ и ВВГ. Вне этих интервалов любого из датчиков блок программного управления не включает или отключает РТИ и ВВГ. В полости резервуара расположен фильтр, содержащий смесь анионита IRA-410 и катионита IR-120B. Данные качества очищенной воды поступают на индикатор электропроводности воды.
Использование для охлаждения РТ и ВВГ водоохлаждаемого теплообменника имеет существенные недостатки: во-первых, из-за нестабильности поступления водопроводной воды, неожиданных отключений (прорыв труб на городских и внутренних линиях). Во-вторых, в летний период температура водопроводной воды повышается и недостаточно охлаждает воду, поступающую в систему охлаждения РТ и ВВГ, что приводит к их отключению и, соответственно, к перерывам в работе спектрометра.
Используемый для очистки охлаждающей РТ и ВВГ воды фильтр фирмы Ригаку содержащий смесь анионита IRA-410 и катионита IR-120B дорог и дефицитен, что также может привести к перерывам в работе спектрометра.
Задачей полезной модели является повышение стабильности работы спектрометра.
Технический результат - стабильное выполнение научно-исследовательских работ на спектрометре в любые периоды времени независимо от внешних факторов.
Поставленная задача достигается тем, что в известном устройстве охлаждения рентгенофлуоресцентного спектрометра, включающем систему охлаждения рентгеновской трубки и высоковольтного генератора, блок программного управления, резервуар для охлажденной воды, к которому подключен индикатор электропроводности воды, а к выходу и входу подсоединен шланг с помпой для прокачки охлажденной воды из резервуара через систему охлаждения рентгеновской трубки и высоковольтного генератора, а также датчики контроля скорости потока, давления и температуры прокачиваемой воды, входы которых вмонтированы в шланг, а выходы связаны с входами блока программного управления, управляющий выход которого связан с входами включения-выключения рентгеновской трубки и высоковольтного генератора, согласно полезной модели, устройство снабжено воздушно-охлаждаемым теплообменником, в котором расположен резервуар для охлажденной воды, рефрижератор-холодильник, радиатор, вентилятор для охлаждения радиатора, при этом шланг с выхода резервуара проходит датчики контроля скорости потока, давления и температуры прокачиваемой через шланг воды, подключается к входу системы охлаждения рентгеновской трубки и высоковольтного генератора, с выхода которой проходит через рефрижератор-холодильник, и подсоединяется к входу резервуара.
Кроме того, устройство снабжено фильтрующим устройством, который содержит фильтр, например, Milli-Q UF, шланги, помпу для прокачки воды по шлангам из резервуара через фильтр и вновь в резервуар.
Введение воздушно-охлаждаемого теплообменника для охлаждения циркуляционной воды значительно снижает ее температуру, что препятствует перегреву РТ и ВВГ, способствует их непрерывной работе.
Введение фильтрующего устройства, содержащего недефицитный и недорогой фильтр, например, Milli-Q UF, значительно удешевляет и упрощает обслуживание спектрометра.
Вышеуказанное улучшает качество выполняемых на спектрометре научных исследований и повышает скорость их выполнения. Кроме того, повышается срок службы спектрометра.
В предлагаемой полезной модели сохранена и используется часть, входящих в состав водоохлаждаемого теплообменника элементов: шланг с вмонтированными в него датчиками контроля скорости потока, давления и температуры воды. Сохранена связь датчиков с блоком программного управления. В устройстве теплообмена внешняя труба отключена от крана с водопроводной воды, но при необходимости, ее можно вновь подключить к крану. В новой конструкции вместо резервуара водоохлаждаемого теплообменника используется резервуар воздушно-охлаждаемого теплообменника.
Совокупность отличительных признаков описываемого устройства обеспечивает достижение поставленной задачи.
Сравнение прототипа с заявляемым техническим решением показало, что указанные выше признаки являются отличительными, в связи, с чем заявляемое устройство соответствует критерию "новизны".
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 дана блок-схема предлагаемого устройства.
Устройство охлаждения рентгенофлуоресцентного спектрометра включает систему охлаждения 1 рентгеновской трубки (РТ) 2 и высоковольтного генератора (ВВГ) 3, блок программного управления 4 управляющего включением-выключением РТ 2 и ВВГ 3, воздушно-охлаждаемый теплообменник 5. В конструкции водоохлаждаемого теплообменника, входящего в комплект спектрометра 3270 фирмы Ригаку (Япония) используются датчики контроля скорости потока 6, давления 7 и температуры 8 воды, которые вмонтированы в шланг 9, а выходами электрически подключены к входам блока программного управления (БПУ)4. Управляющий выход БПУ 4 связан с входом включения-выключения высоковольтного генератора 3 и рентгеновской трубки 2. В воздушно-охлаждаемом теплообменнике 6 используются рефрижератор-холодильник 10, радиатор 11 для охлаждения хладагента, вентилятор 12 для охлаждения радиатора, резервуар 13 для охлажденной воды, к которому подключен индикатор 14 электропроводности воды. К выходу резервуара 13 подсоединены помпа 15 и шланг 9. К шлангу 9 подключены датчики 6, 7, 8 контроля скорости потока, давления и температуры для контроля воды, прокачиваемой через систему охлаждения 1 РТ 2 и ВВГ 3. Затем шланг 9 подключается к системе охлаждения 1 рентгеновской трубки 2 и высоковольтного генератора 3, с выхода которой проходит через рефрижератор-холодильник 10 и подсоединяется к входу резервуара 13. К резервуару 13 подсоединено фильтрующее устройство, включающее фильтр 16, например Milli-Q UF, к которому подключена водяная помпа 17 и шланг 18 для прокачки воды из резервуара 13 через фильтрующий материал фильтра 16 и возврата очищенной воды в резервуар 13. Фильтр подбирают таким образом, чтобы качество очищенной им воды соответствовало качеству воды для охлаждения РТ 2 и ВВГ 3 спектрометра. Качество воды очищенной фильтром Milli-Q UF (2), который использовали в предлагаемой конструкции, соответствует требуемому качеству воды для охлаждения РТ и ВВГ, используемой спектрометром фирмы Ригаку.
В блоке программного управления 4 задана специальная программа, в которую включены интервалы параметров показаний вышеуказанных датчиков, при которых возможна работа РТ и ВВГ спектрометра 3270 Е фирмы Ригаку. За пределами этих интервалов любого из датчиков РТ и ВВГ не включаются или отключаются, если были включены.
Устройство работает следующим образом. Помпа 15 засасывает охлажденную и очищенную воду из резервуара 13 в шланг 9. В шланге 9 вода предварительно контролируется датчиками контроля 6, 7, 8 скорости потока, давления и температуры воды, а затем поступает в систему охлаждения 1 рентгеновской трубки 2 и высоковольтного генератора 3. С выхода системы охлаждения 1 нагретая вода поступает в рефрижератор-холодильник 10, где охлаждается и поступает в резервуар 13. В резервуаре 13 происходит очистка воды фильтрующим устройством. С помощью помпы 17 вода из резервуара 13, прокачивается через фильтр 16 и очищенная возвращается в резервуар 13. Блок 4 программного управления проверяет данные от всех датчиков контроля 6, 7, 8, подключенных к его входам. Если данные всех датчиков 6, 7, 8 попадают в интервалы разрешения параметров программы, БПУ 4 подает сигнал разрешения включения ВВГ 3 и РТ 2. В случае поступления от одного из датчиков сигнала, не попадающего в разрешенные интервалы параметров, высоковольтный генератор 3 и рентгеновская трубка 2 отключаются.
Полученное устройство позволяет заменить устройство охлаждения, входящее в комплект спектрометра 3270 фирмы Ригаку на новое устройство охлаждения, которое значительно снижает температуру воды, охлаждающую ВВГ и РТ. Это стабилизировало работу рентгенофлуоресцентного спектрометра и повысило срок его службы.
1. Устройство охлаждения рентгенофлуоресцентного спектрометра, включающее систему охлаждения рентгеновской трубки и высоковольтного генератора, блок программного управления, резервуар для охлажденной воды, к которому подключен индикатор электропроводности воды, а к выходу и входу подсоединен шланг с помпой для прокачки охлажденной воды из резервуара через систему охлаждения рентгеновской трубки и высоковольтного генератора, а также датчики контроля скорости потока, давления и температуры прокачиваемой воды, которые вмонтированы в шланг, а выходами электрически подключены к входам блока программного управления, управляющий выход которого связан с входами включения-выключения рентгеновской трубки и высоковольтного генератора, отличающееся тем, что устройство снабжено воздушно-охлаждаемым теплообменником, в котором расположен резервуар для охлажденной воды, рефрижератор-холодильник, радиатор, вентилятор для охлаждения радиатора, при этом шланг с выхода резервуара проходит датчики контроля прокачиваемой через него воды и подключается к входу системы охлаждения рентгеновской трубки и высоковольтного генератора, с выхода которой проходит через рефрижератор-холодильник, и подсоединяется к входу резервуара.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено фильтрующим устройством, который содержит фильтр, например Milli-Q UF, шланги, помпу для прокачки воды по шлангам из резервуара через фильтр и вновь в резервуар.
