[發明專利]真空度控制系統、控制方法及X射線熒光光譜儀

在審

• 申請號: 201510873047.3
• 申請日: 2015-12-02
• 公開（公告）號: CN105510368A
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發明（設計）人: 麻碩;邱忠義;陳卓哲;鄧賽文
• 申請（專利權）人: 北京金自天正智能控制股份有限公司
• 主分類號: G01N23/223
• 分類號: G01N23/223
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 張海英;林波

技術領域

本發明涉及真空度控制領域，尤其涉及一種真空度控制系統、基于該真空 度控制系統的真空度控制方法以及包括有該真空度控制系統的X射線熒光光譜 儀。

背景技術

X射線熒光光譜定性分析和X射線熒光光譜定量分析都需要使用X射線照 射，而X射線光路的真空度對X射線強度有著非常大的影響。具體的，X射線波 長越長，空氣的吸收就越多，導致X射線的強度變小，給后續的測量和信號處 理帶來困難；另外，當真空度發生變化時X射線的強度也不夠穩定，會給測量 帶來誤差。

為了保持樣品室和測量室具有穩定的真空環境，需要使用真空泵固定抽速 地運轉。該結構的缺陷是：1、真空泵固定抽速持續運轉造成能源浪費；2、如 果為了節約能源而頻繁啟停真空泵的話會增加對真空系統管線的沖擊力，加速 部件的磨損，縮短設備零部件的使用壽命。

發明內容

本發明的一個目的是提出一種解決了真空泵固定抽速運轉導致能耗高問題 的真空度控制系統。

本發明的另一個目的是提出一種能耗更低、抽真空效果更好的真空度控制 方法。

本發明的還一個目的是提出一種能利用變頻器控制真空泵運行的X射線熒 光光譜儀。

為達此目的，一方面，本發明采用以下技術方案：

一種真空度控制系統，所述控制系統包括真空腔室、連接至所述真空腔室 的真空規管、信號連接所述真空規管的控制裝置、信號連接所述控制裝置的變 頻器、以及信號連接所述變頻器的真空泵；所述真空泵與所述真空腔室通過管 道連接，所述管道上分別設置有抽真空閥和進氣閥。

特別是，所述抽真空閥包括并列設置的快速抽真空閥和慢速抽真空閥。

特別是，所述進氣閥包括快速進氣閥和慢速進氣閥；在所述快速進氣閥和 慢速進氣閥之間設置有過濾器。

特別是，所述控制系統還包括上位機；所述上位機用于向控制裝置發送指 令，當系統處于調試模式時所述上位機控制所述抽真空閥、進氣閥以及變頻器 的輸入信號，對真空度控制系統各個部件進行調試；當系統處于正常工作模式 時，所述上位機用于向所述控制裝置發送指令以模擬整個工作過程。

特別是，所述真空規管為皮拉尼真空計。

另一方面，本發明采用以下技術方案：

一種基于上述真空度控制系統的真空度控制方法，所述控制方法是根據所 述真空腔室中的真空度數值來調整真空泵、抽真空閥和/或進氣閥的工作參數。

特別是，所述控制方法包括真空泵的工作參數控制，包括下述步驟：

步驟S1、所述真空規管檢測所述真空腔室中的真空度數值，將真空度數值 信號發送至所述控制裝置；

步驟S2、所述控制裝置根據所述真空度數值得到對應的所述變頻器的輸出 頻率值；

步驟S3、所述控制裝置的控制芯片輸出幅值為3.3V且脈沖寬度可調的PWM 脈沖；經光耦隔離升壓后得到幅值為5V且脈沖寬度可變的信號；所述信號依次 經過RC濾波器和二階巴特沃斯低通濾波器處理，得到只含有直流分量的模擬量 信號；

步驟S4、所述控制裝置將所述模擬量信號發送至所述變頻器；

步驟S5、所述變頻器根據所述模擬量信號改變輸出頻率，進而改變所述真 空泵的轉速。

特別是，所述控制方法還包括抽真空閥和/或進氣閥的工作參數控制，包括 下述步驟：

步驟H1、所述控制裝置的控制芯片輸出幅值為3.3V的電壓經光耦隔離升壓 得到幅值為5V的信號；

步驟H2、所述控制裝置將信號發送至繼電器，由所述繼電器控制抽真空閥 和/或進氣閥的通斷；所述繼電器的輸出端并聯一個續流二極管，并接地。

特別是，所述控制方法還包括下述步驟：

步驟H3、所述控制裝置判斷當前需要抽真空還是進氣；是抽真空則轉至步 驟H4，是進氣則轉至步驟H5；

步驟H4、關閉進氣閥，開啟快速抽真空閥和慢速抽真空閥，升高所述真空 泵的頻率值；直至真空度數值符合要求后關閉快速抽真空閥，程序結束；

步驟H5、降低所述真空泵的頻率值，關閉所述抽真空閥，開啟慢速進氣閥， 直至第一氣壓值符合設定值；開啟快速進氣閥，直至第二氣壓值符合設定值； 程序結束。

再一方面，本發明采用以下技術方案：