Chương 6: Máy phân tích thành phần kim loại TN Alloy Pro 938 3.2.1. Tổng quan về sản phẩm a. Miêu tả TN Alloy Pro là quang phổ kế sử dụng tia X được thiết kế để thực hiện việc phân tích thành phần hợp kim một cách nhanh chóng và chính xác. Đầu đo có thể cầm tay chứa hai nguồn tia X toạ bởi hai đồng vị phóng xạ Cd 109 và Fe 55 , hai nguồn tia X này sẽ kích thích vật liệu khiến chúng phát xạ huỳnh quang. Đầu đo sẽ phát hiện tia X phát ra từ vật liệu được kích thích. Sau đó các tia X này được phân tích. TN Alloy Pro là thi ết bị phân tích độ phân bố năng lượng, nó phân biệt các thành phần dựa vào mức năng lượng của các tia X có tương ứng với các th ành phần đó. Khả năng của máy phân tích XRF dựa vào phân bố năng lượng chủ yếu phụ thuộc vào độ phân dải năng lượng của đầu dò tia X. Trong TN Alloy Pro, tính năng dò tìm được kết hợp trong đầu đo có thể cầm tay sử dụng đầu dò tia X s ử dụng điốt quang silicon. Đầu dò với độ phân dải cao có thể nhận biết được nguyên lý các tia X của các thành phần nguyên t ử kế cận nhau như crôm, mangan, sắt v.v Hơn nữa, với hiệu quả cao, đầu đo TN Alloy Pro có thể giúp ta giảm thời gian đo, TN Alloy Pro cho ta kết quả về 24 thành phần – titan, vanađi, crôm, mangan, sắt, coban, niken, đồng, kẽm, selen, ziriconi, niobi, molypđ en, bạc, thiếc, hafini, tantali, vonfram, vàng, chỡ, iốt, reni, asen và bitmut. Các thành phần khác như palladia, iriđi và platin có thể được nhận biết trong thư viện kim loại. Thư viện hợp kim của máy bao gồm 230 mẫu chi tiết về các loại hợp kim tiêu chuẩn trong công nghi ệp như hợp kim sắt, hợp kim đồng, hợp kim coban, hợp kim niken và hợp kim nhôm. Các hợp kim được nhận dạng bằng tên gọi phổ biến. Người sử dụng có thể thêm vào thư viện máy hợp kim mà mình biết. Người sử dụng có thể xem lại đặc tính của hợp kim và tạm thời xoá bỏ bất cứ đặc tính hợp kim nào trong thư viện. b.Đặc điểm kỹ thuật TN Alloy Pro Nguồn kích thích tia X Hai nguồn đồng vị phóng xạ 4mCi Cd 109 và 20mCi Fe 55 Đầu dò tia X Đầu dò SiPIN với độ phân dải 250 eV Cửa sổ plastic Dày 0,00024 in (6 m), người sử dụng có thể thay thế được Kích thước 9 x 8 x 1.5 in (228.6 x 203.2 x 38.1 mm) Khối lượng 1.7 lb (0.771 kg) Pin Pin Lithium Ion 14,8V (thời gian sử dụng 6h) Hộp đựng thiết bị Hộp đựng có bề mặt cứng được IATA Bao đựng súng Có thể đeo vào dây lưng giúp Nhiệt độ khi hoạt động 32 0 tới 120 0 F (0 0 tới 49 0 C) Nhiệt độ bảo quản -4 0 tới 120 0 F (-20 0 tới 49 0 C) Compaq iPAQ™ RAM 65MB, Bộ xử lý 400 MHz Màn hình TFT trên 65000 màu Hệ điều hành Microsoft Pocket PC 2002 Java TM cho các ứng dụng chạy trên công nghệ Java Có hỗ trợ thẻ nhớ ngoài giúp tăng bộ nhớ Các lựa chọn Cáp nối dài Cáp xo ắn có thể dón tới 3m cho phép tách riêng PDA trong khi ho ạt động Bộ phận chịu nhiệt Bộ phận chịu nhiệt có thể được lắp vào cuối đầu đo để sử dụng khi nhiệt độ của bề mặt mẫu vượt quá nhiệt độ hoạt động thông thường 120 0 F (49 0 C). Nhiệt độ tối đa mà bộ phân chịu nhiệt chịu được là 800 0 F (426 0 C). Giá đỡ Giúp ta giữ mẫu đứng yên so để đo những mẫu nhỏ Các hợp kim chuẩn Không được chứng nhận: bộ gồm 53 mẫu kim loại thông dụng. Được chứng nhận: bộ các hợp kim đó được xác định th ành ph ần vật chất Bộ cửa sổ Bộ cửa sổ người sử dụng có thể thay thế được Adaptor Được sử dụng để thay thế cho pin khi có nguồn AC c. Các quy tắc an toàn và biện pháp phòng ngừa rủi ro - Các chỉ thị nguồn phát xạ: Bất cứ khi nào một phép đo đang được tiến hành, một trong hai nguồn phóng xạ sẽ ở trạng thái ON (phát xạ) và một lượng tia X cường độ thấp sẽ được phát ra từ cửa sổ đầu đo. Một v ài chỉ thị được đưa ra để cảnh báo người sử dụng khi một phép đo đang được tiến hành đồng nghĩa với việc một nguồn phát xạ đang ở trạng thái ON. Một âm thanh sẽ được phát ra cứ khi một nguồn được chuyển sang trạng thái ON giúp người sử dụng có thể nhận biết được. Khi phép đo kết thúc, một âm thanh khác sẽ chỉ thị rằng nguồn phát xạ đó trở lại trạng thái OFF. Trong suốt quá trình đo, các đèn LED ở mặt trên của đầu đo sẽ nháy ở màu đỏ để chỉ thị có một phép đo đang được tiến hành. Bất cứ khi nào phép đo được tiến hành, một thông điệp RADIATION ON được hiển thị tr ên màn hình cùng với một đồng hồ đếm ngược thời gian còn lại phải thực hiện phép đo. - Các biện pháp phòng ngừa: Khi không sử dụng thiết bị, đậy nắp bảo vệ lên cửa sổ đầu đo. Không được nhìn vào cửa sổ đầu đo khi đèn LED trên đầu đo nháy sáng hoặc có chỉ thị RADIATION ON trên màn hình. Không được hướng đầu đo vào người mình hoặc người khác trong quá trình tiến hành đo. Tia phóng xạ được phát ra sẽ đi qua những vùng không được che phủ khi thực hiện phép đo mà mẫu đo có kích thước nhỏ hơn cửa sổ đầu đo, v à giữ khoảng cách ít nhất là 30cm so với đầu đo cho tới khi phép đo ho àn thành. S ẽ không có tia phóng xạ bị phát ra nếu cửa sổ hoàn toàn được bao phủ bởi kim loại. Không được tháo rời đầu đo. 3.2.2 Tìm hiểu các tính năng hệ thống và cơ cấu điều khiển của thiết bị PDA là dũng Compaq iPAQ có th ẻ nhớ ngoài SD 64MB. Th ẻ nhớ SD này sẽ lưu giữ thư viện, dữ liệu hiệu chỉnh, dữ liệu đo và một chương trình phân tích có thể tự cài đặt. Một cơ cấu điều khiển kiểu cò súng được đặt trên đầu đo, vì th ế quá trình đo có thể được kích hoạt hoặc dừng lại bằng cách nhấn vào cò súng một lần hoặc nhấn vào biểu tượng START hay STOP trên màn hình. Cơ cấu điều khiển và đặc tính của đầu đo và iPAQ PDA được miêu tả như dưới đây. Hình 3.11: Đầu đo và PDA Đầu đo bao gồm các thành phần chính đó là hai nguồn phát tia phóng xạ Cd 109 và Fe 55 và đầu dò tia X SiPIN có độ phân dải cao. a. Cài đặt PDA. Nhấn nút Power ở phía trên bên phải của PDA để khởi động nó. Thời gian và ngày tháng của hệ thống được cài đặt bởi nhà sản xuất và được hiển thị phía trên bên phải của màn hình. Một câu hỏi gợi ý được đưa ra nếu thời gian là chính xác. Chọn NO nếu thời gian không chính xác. Pin c ủa PDA được bỏ ra sau khi đó được nhà sản xuất nạp đầy, cho phép bạn có thể sử dụng ngay lập tức. Tuy nhiên, nếu PDA không hoạt động trong một thời gian dài và pin bên trong đó hết, hãy đặt một pin đó được nạp đầy vào tay cầm của đầu đo. Cầm và gi ữ cò súng, đèn báo nạp pin trên PDA sẽ bắt đầu nháy. Trong khi vẫn giữ cò súng, nhấn nút power trên PDA. Khi đó PDA sẽ khởi động. Giữ nguy ên cò súng trong suốt quá trình để hoàn thành việc cài đặt PDA. Nếu pin PDA không hết sạch, PDA sẽ giữ lại được toàn bộ thông tin ban đầu, v à có thể bắt đầu sử dụng chương trình ngay lập tức. Còn nếu pin PDA hết sạch, PDA sẽ trở lại trạng thái nguyên thuỷ. Xem hướng dẫn như trên mà n hình để cài đặt ban đầu cho PDA và điều chỉnh thời gian và ngày tháng. PDA sẽ nhận thẻ nhớ mở rộng và cài đặt chương tr ình phân tích. Mô t ả: 1 – Sensor cảm ứng. 2 – Rãnh cắm thẻ nhớ SD. 3 – Nút Power. 4 – Bút cảm ứng. 5 – Đèn chỉ thị báo nạp pin. 6 – Màn hình cảm ứng. 7 – Nút Task Manager (Quản lý công việc). Hình 3.12: PAD b. Chế độ màn hình sáng và màn hình tiết kiệm điện Để tăng thời gian hoạt động cho pin, màn hình sáng sẽ tự động tắt nếu như thiết bị không được sử dụng trong 2 phút, và màn hình sẽ tắt nếu thiết bị không được sử dụng sau 5 phút. Bạn có thể thay đổi các cài đặt của máy t ùy theo ý muốn. Để thay đổi nguồn điện hoặc các cài đặt của PDA khác bạn có thể làm như sau: - Nhấn nút Task Manager trên PDA khi PDA đang ở chế độ hoạt động. - Chọn nút Task ở giữa. - Chọn Power từ màn hình Task để vào màn hình cài đặt năng lượng, v à tiến hành bất cứ điều chỉnh nào nếu cần. - Vào mục backlight (ở đáy màn hình) để điều chỉnh chức năng này nếu cần. - Nhấn ok khi đó hoàn thành. c. Nhập vào các kí tự Có một vài cách để nhập dữ liệu vào PDA. Phương pháp dễ nhất đó là chọn biểu tượng b àn phím ở góc phía dưới bên phải của màn hình hi ển thị, khi đó một bàn phím sẽ xuất hiện. Sử dụng bút cảm ứng để chọn các chữ hoặc số. d. Thẻ nhớ ngoài SD 64MB Một thẻ nhớ ngoài SD 64MB được cung cấp cùng với PDA. Các file cấu hình, kết quả, phổ, các file cài đặt, dữ liệu được lưu giữ trên thẻ nhớ này sẽ không bị mất. Nhà sản xuất khuyên người sử dụng nên sao chép các file trên thẻ nhớ vào một máy tín bằng một đầu đọc ghi thẻ nhớ được cung cấp c ùng với TN Alloy Pro. Việc làm chính là để ph òng khi thẻ nhớ bị hư hỏng. e. Pin cho đầu đo TN Alloy Pro có thể được cung cấp nguồn bằng cách sử dụng một bộ nguồn xoay chiều hoặc bằng pin Lithium Ion 14,7V. Nếu không lắp pin, TN Alloy Pro chỉ có thể hoạt động bằng cách sử dụng bộ nguồn xoay chiều. TN Alloy Pro được cung cấp 2 pin. Một pin nạp đầy có thể hoạt động được tối thiểu khoảng 6h trong điều kiện nhiệt độ trong phòng và ngắn hơn nếu hoạt động trong điều kiện nhiệt độ môi trường l àm việc cao hơn do cần phải tốn nhiều năng lượng để làm mát đầu dò. Nếu cần thiết, pin của đầu đo cũng có thể dùng để nạp cho pin của PDA. Nếu dung lượng pin của PDA xuống thấp hơn mức tối thiểu cho phép, PDA sẽ hiển thị một lời nhắc: At this point, you should finish the measurement and exit the analyzer program (T ại điểm này, bạn nên kế thúc quá trình đo và thoát khỏi chương tr ình phân tích). Thay pin và khởi động lại đầu đo. Đầu đo sẽ tự tắt khi nó nhận thấy dung lượng pin thấp hơn mức cho phép. Khi hiện tượng này xảy ra, sự kết nối giữa đầu đo và PDA b ị dừng lại và đèn báo nạp pin của PDA sẽ tắt. Tuy nhiên PDA v ẫn có thể tiếp tục hoạt động, cho phép người sử dụng có thể thoát chương tr ình phân tích và thay pin cho đầu đo. f. Tấm bảo vệ đầu đo Luôn đặt tấm bảo vệ đầu đo trên cửa sổ của đầu đo khi không sử dụng thiết bị. g. Tấm phủ và cửa sổ đầu đo Tấm phủ là một tấm kim loại dùng để che đầu đo và tạo ra một lớp tiếp xúc với mẫu cần đo trong suốt quá trình đo. Một tấm phủ tiêu chuẩn là một tấm kim loại mỏng có chức năng bảo vệ tấm lyon ở đầu đo. Để tiến h ành một phép đo, bỏ tấm bảo vệ đầu đo và thay b ằng tấm phủ. Ngoài ra, còn có một mặt nạ dùng trong trường hợp phân tích mối hàn, khi đó bỏ tấm phủ và thay nó bằng mặt nạ. h. Cò súng Cò súng có chức năng điều khiển đầu đo nút Start và Stop trên màn hình PDA. Nh ấn cò súng để bắt đầu đo và nhấn thêm lần nữa để dừng quá tr ình đo. Khi đó trên màn hình PDA sẽ xuất hiện một hộp thoại lựa chọn xem tiếp tục hay dừng phép đó lại. Bạn cũng có thể nhấn cò súng thêm một lần nữa để tiếp tục phép đo (Trước khi thực hiện một phép đo, bạn phải chắc chắn rằng cửa sổ đầu đo được che kín bởi mẫu cần đo). Khi phép đo đó hoàn tất, nhấn cò súng hoặc ấn vào nút Start trên PDA để quay lại menu chính. Nhấn cò súng hoặc Start trên PDA m ột lần nữa để bắt đầu một phép đo mới. Bạn cũng có thể huỷ một phép đo bằng cách chọn Stop trên PDA ho ặc tiếp tục phép đo bằng cách nhấn và giữ nguyên cò súng. i. Đèn trạng thái của đầu đo Có hai đèn trạng thái ở phía trên của đầu đo. Đèn phía trên hiển thị màu xanh nếu như mẫu được đo trùng với một mẫu trong thư viện của máy và sẽ hiện màu da cam nếu như không có mẫu nào trong thư viện trùng với mẫu được đo. Đèn phía dưới chỉ thị quá trình đo đang được tiến hành hoặc một nguồn đang hoạt động bằng cách nháy màu đỏ (Đèn phía dưới (hiển thị t ình trạng có tia phóng x ạ) sẽ nhấp nháy khi phép đo đang được thực hiện, điều đó có nghĩa rằng tia X đang được phát ra qua cửa sổ đầu đo.) Hình 3.13: Các đèn hiển thị trạng thái của đầu đo j. Giá đỡ Giá đỡ là một lựa chọn dùng để gắn lên đầu đo tạo một vị trí cố định khi đo các mẫu nhỏ. . máy phân tích XRF dựa vào phân bố năng lượng chủ yếu phụ thuộc vào độ phân dải năng lượng của đầu dò tia X. Trong TN Alloy Pro, tính năng dò tìm được kết hợp trong đầu đo có thể cầm tay sử dụng. đó các tia X này được phân tích. TN Alloy Pro là thi ết bị phân tích độ phân bố năng lượng, nó phân biệt các thành phần dựa vào mức năng lượng của các tia X có tương ứng với các th ành phần. nhớ mở rộng và cài đặt chương tr ình phân tích. Mô t ả: 1 – Sensor cảm ứng. 2 – Rãnh cắm thẻ nhớ SD. 3 – Nút Power. 4 – Bút cảm ứng. 5 – Đèn chỉ thị báo nạp pin. 6 – Màn hình cảm ứng. 7 – Nút