經(jīng)常在網(wǎng)上看到大家討論X光管的壽命問題,實際上,可能每個人描述的都不是一件事情,因為X光管的功率不同,并且差別很大,從幾瓦到幾千瓦,各種功率X光管的設(shè)計壽命就相差很多。比如燈絲電流,50W的光管只要幾安培,400W的要將近10安培,2000W的要十幾安培,4000W的要幾十安培,那么對燈絲的消耗就相差很多。按照目前的情況來說,一般手持式EDXRF在幾瓦,臺式EDXRF儀器X光管的功率在幾十瓦,固定道的WDXRF一般在幾百瓦,而掃描道的WDXRF要用到幾千瓦。另外,X光管的壽命和每個用戶的儀器使用狀態(tài)有很大的關(guān)系,比如,使用時,越接近光管的設(shè)計功率,使用壽命就越短;因此,X光管的壽命問題比較復(fù)雜。一般來說(并不是很嚴(yán)格),功率越大的X光管,壽命就相對要短一些。
當(dāng)然,這里不包括那些*出于商業(yè)目的在這里胡說八道的人,事情往往會這樣,越是在技術(shù)上一竅不通的人,就越敢胡說八道。
X光管從結(jié)構(gòu)上分為大致可以分為側(cè)窗管,端窗管等等,從靶的結(jié)構(gòu)上可以分為旋轉(zhuǎn)靶,固定靶;反射靶、透射靶等等;另外,靶的材料根據(jù)不同的應(yīng)用也各不相同,比較常用的有鎢靶、鉬靶、銀靶、銠靶、等等很多。另外,X光管也可以按照功率大小進(jìn)行分類。特別需要指出的是,目前,X光管在國內(nèi)已經(jīng)完夠批量生產(chǎn),質(zhì)量也*可以保證;很多國外的X光管,都是在中國進(jìn)行生產(chǎn)的,特別是中小功率的X光管。X光管的壽命,主要由以下三個方面決定:燈絲、靶材、真空。X光管的工作過程是:燈絲加熱產(chǎn)生的自由電子,在高壓電場進(jìn)行加速,轟擊到靶材上,產(chǎn)生靶材的特征X射線和韌致輻射。
X光管的壽命主要決定于:
1、X光管真空是否能夠長期保持
2、燈絲是否容易燒斷
3、靶材是否能夠經(jīng)受長期的高速電子轟擊
另外需要強調(diào)的是:X光管是功率器件,它的散熱效果對X光管的使用壽命也至關(guān)重要。
我想說明的是,對于X光管的壽命問題,只要我們明白了它的結(jié)構(gòu)、原理、失效的過程,我們就可以對此問題做出一個理智的判斷了,而不會只是聽儀器生產(chǎn)商片面的宣傳了。
X光管的失效主要有三個方面,燈絲、靶材、真空。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(zhì),吹制的工藝、玻璃與金屬部件之間的結(jié)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。
X光管在裝配到儀器里面的時候,還要增加一個X光管冷卻套,一方面是在冷卻套內(nèi)增加散熱媒介(大功率時還要采用外循環(huán))進(jìn)行散熱,另外也起到射線輻射防護(hù)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,份量要足(開個玩笑)。因為在X光管工作時,燈絲和靶材都在消耗中。