能量色散X射线荧光光谱在线分析中的难点及措施

科技风2021年2月电子信息
DOI：10.19392/ki.1671-7341.202105046能量色散X射线荧光光谱在线分析中的难点及措施
张伟陈树军尹兆余周洪军
丹东东方测控技术股份有限公司辽宁丹东118000
摘要：近些年来，随着我国在X射线检测应用领域的拓展，使得整个国家在相关生产和技术的研发方面取得了巨大进步，同时在实际应用的过程中，也同时暴露出一些技术上的问题。

尤其是在线分析环节，因为各方面设计和具体应用环节上存在的各种现实问题，在在线分析过程中，缺乏应有的针对性和适用性，使得整个检测工作面临着一些非常大的考验。

针对这些分析中的难点问题,研究具体的解决办法，这是一个现实且迫切的任务，要从根本上有效完成"
关键词：能量色散X射线荧光光谱;在线分析;难点；方法
能量色散X射线荧光光谱能够表征整个元素的存在及含量，其检测的方式和方法已经形成了较为成熟的技术体系，并在实际的运用中得到充分普及。

但就具体的应用过程中所暴露岀来的一些问题看，尤其是在线分析中有着一些亟待提高和解决的现实问题，并限制和影响了整个设备的性能发挥，这些现实难点问题需要找到切实可行的办法进行有效彻底的解决，通过对一些关键技术环节的优化和完善，实现整个光谱分析的实用性和稳定性的充分保障。

1能量色散X射线分析技术应用概述
在实际的探测环节有针对性的利用能量色散X射线荧光，是非常实用的无损探测分析技术，可以实现非损伤性探测功能，同时对探测物的构成及其成分含量等也可以进行非常精确的探测和分析。

相比于其他一些传统探测技术，该技术的分析速度非常快，同时也能够保证分析结果的高度稳定和准确。

该技术所探测分析的对象包括块状固体、固体粉末、液体、浆体以及气体混合物等，通过对这些检测物中各元素的探测,进而完成定性与定量的精确分析。

计算机及其相关信息技术的迅速发展及充分使用，使得能量色散X射线荧光分析技术在数据的处理上得到了极大的提升，其在线分析技术对原有的分析方式和方法是一种非常彻底的优化和完善。

不但实现了相关生产领域的充分自动化流程化检测，同时也实现了智能化的实施效果，使得检测效率和检测质量都得到充分保障。

一些专业软件的开发，使得整个检测的处理能力有了更大改善，尤其是能量色散处理等方面，已经研发出可扣除基本面并对重叠峰进行分解的拟合应用功能。

考虑到能量色散型仪器的实际优点，包括价格、操作成本、结构、功耗、辐射性、并行工作能力等,在更多的应用领域都得到了非常大范围和深度的应用。

2能量色散X射线荧光光谱在在线分析中的难点及其解决方法
能量色散X射线荧光光谱是进行待测物构成及含量精确测量的主要凭据，因此有着非常重要的价值，并对实际的检测精确度和稳定性有着非常巨大的影响。

在线对能量色散X射线荧光光谱进行分析，是相关技术应用的核心内容，也是该系统进行建设的关键部分。

在实际的运行过程中，需要对一些技术难点进行分析，研究其更有效的解决措施，进而能够形成对整个技术的完善和促进作用。

2.1能量色散X射线荧光光谱设备
从设备运用角度来看,X射线荧光分析可以分为两种，即波长色散型仪器与能量色散型仪器。

从实际的应用情况来看，两种技术方法都得到了充分发展，并能够根据自身的技术特点和技术优势形成相得益彰的应用效果。

波长色散型仪器的研发运用时间更早，相对技术也更成熟一些，从技术特点看，更适用于接收强度较低的荧光检测$其问题是要采用较为复杂的分光技术，因为设备体积相对来说比较大，所以要严格要求检测环境，使其符合既定标准，能量色散X 射线荧光光谱在线分析时对系统资源占用较大，且建设和应用投入成本高，一般都在实验室环境应用。

能量色散型仪器克服了波长色散型分析的部分缺点，其优势表现在仪器简单，设备无需复杂的分光系统，并采用半导体探测器完成对光子的探测。

同时，该设备对环境适用性较强，尤其是其在线功能强大，对数据的分析效率高,速度快，且成本较低，实用性更强。

2.2数据采集难点及解决措施
能量色散X射线荧光光谱的分析，需要对数据进行采集，并将这些采集的数据传输给计算机系统，由计算机系统应用软件对数据进行分析和处理。

计算机系统主要采用Windows作为操作平台，该运行环境下需要对硬件设备进行驱动，而硬件驱动程序编写非常费时和费力，而操作系统因为版本不同其驱动也要做出调整。

数据采集和处理因此形成了一定难度，具体操作过程中对于那些在线要求不高的应用软件系统,需要更加便捷的即插即用数据采集方法。

通过访问查询方式直接从计算机的I/O口对数据进行读取，还要保证多线程操作以确保数据访问和查询等采集方式的正常进行。

2.2.1线程设计
针对Windows系统的平台支持功能来说,在相关应用程序中，数据采集进程是其中至关重要的内容,在实践的过程
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中要充分做好数据采集工作，同时要确保不同进程在实践的过程中得以充分落实，同时在应用进程完结之后，要对其相关资源进行有效销毁，所以在系统资源进程完结之后，会完全的关闭或者直接的释放岀来。

线程是整个能量色散x射线荧光光谱分析中的内部执行程序单元，在系统创建整个进程之后，要把相对应的主执行线程进行启动，主执行线程把相关任务完成之后，就要对其进行终止，然后停用与之相对应的各类进程，以此确保整个系统资源能够最大限度优化配置，确保线程工作的稳定性。

工作状态下，进程程序需要线程执行其任务内容，该线程由操作系统和应用软件配合建立。

通过这一的过程，使得用户可以按照具体的应用需求，来针对相对应的应用程序线程进行有针对性的创设。

线程分配CPU资源，时间单位为ms级，可以认定其为同步操作。

2.2.2访问硬件管理
硬件访问时将硬件性能挖掘并利用的基本方式，硬件访问效率决定了整个系统的整体效率和分析质量，尤其是最时间和节奏的控制上可以提供强有力的支持作用。

系统的内嵌汇编功能能够确保用户有针对性地操作计算机的相关程序和效能层，这样能够更简单方便的访问相应的硬件，硬件访问更为便捷容易$硬件访问需要汇编的嵌入，直接将汇编代码写入系统，并进行编译处理和运行。

嵌入汇编在具体执行单元相对较为简单，采用面向对象的结构性设计,使得其表现效果更加直接直观,可视性强化。

具体来说，要着重关注以下两方面注意事项：
第一个方面主要指的是在汇编代码里面针对应用程序的全局变量进行访问的过程中,所涉及的寄存器类型要有效匹配变量的类型。

第二个方面主要指的是因为直接应用寄存器操作系统，也会针对此类寄存器进行应用，在这样的情况下就会导致两方面存在一定的冲突或者矛盾，因此在应用寄存器之前，要着重做好寄存器值压栈保护，针对寄存器应用完成之后要使原值得到有效的恢复。

用内嵌汇编写关于端口读写的相关函数，利用此类函数能够更有效地读取自硬件端口的数据等。

2.3注册表难点及解决措施
注册表在整个系统中是核心所在，同时对于整个Windows系统来说就像大脑一样，对于计算机的相关软件硬件设备等等进行科学合理的控制。

随着科学技术的迅速发展，要针对该系统进行不断的优化升级学习，进一步更新切实有效的应用更高版本的Windows，并且在其中着重做好相关注册表的设计工作，通过更系统完善而且功能更为强大的注册表数据库来针对相关的管理系统和硬件设施进行集约化的管理,对于各类信息进行科学合理的配置，以此使整个系统更安全稳定，在运行效率方面得到更显著的提升。

在Windows的注册表中，键值下面也保存着各类用户的相关个性化配置应用程序，设置了相对应的个性化用户使用界面，这样能够为用户提供个性化的服务。

各种硬件软件的配置都存放在了这里，配置、驱动程序、即插即用、硬件、网络、安全、软件、系统等相关内容针对登录用户和默认用户都可以有效配置，为其量身打造提供相对应的配置信息。

Windows 得到不断的升级和优化,这样能够根据不同用户的需求配备相对应的配件，同时针对具体的启动情况进行及时有效的监管，在应用不同配置的过程中，所涉及的配置内容也会有很大的差异性,因此针对相关用户来说,不需要进行两种以上的配置。

2.4安装程序难点及解决措施
对系统设计所涉及的程序编写以及对数据分发处理方面,需要基于数据库的各项应用程序完成各种信息的调用，数据库程序的安装以及对相关参数的配置，这是在实际工作中不可忽缺的一个环节,其中某一个数据库应用程序被充分开发之后,要在第一时间针对相对应的安装程度和发布程序进行有效发布，否则会引起错误。

包括安装路径的设置，以及一些参数内容的设置，都是一个非常专业的操作流程。

其在出厂之前，应该做好相应的设置工作，可以避免因为反复设置导致系统的整个工作状态受到影响，并会给企业用户和相关访问用户带来一定的不便。

在线检测功能的实现，需要数据库应用程序发挥其关键性的支持作用。

从目前来看，对数据库的安装和调整是一个非常重要的技术难点问题，所有核心文件要进行科学合理的分类，然后在三个不同分组中有效汇总，软件系统结合相关文件功能进行分类。

安装程序在设计中需要有针对性的完善和发展，形成对整个应用系统的充分支持作用。

3结语
综上所述,能量色散X射线荧光光谱分析是广泛用于实际生产生活的一项重要技术内容，主要用于对不同元素的成分及其含量等进行精确检测。

该检测的优势非常显著，包括:无破损、精度高、实施方便、成本低等，因此被广泛用于各工业生产和安全检查检测等领域。

从目前来看，该技术还处于持续完善和创新发展的阶段,通过不断将各种技术内容融入整个系统，使得系统的功能和性能得到有效提升,进而可以对整个技术的在线运用等形成积极的建设性作用。

而相关技术的完善和发展，对于相关企业和应用机构，是一个巨大的发展。

参考文献：
[1]郑跃斌，韩文秀.能量色散X射线荧光软件的设计和优化'D].四川大学,2015.
基金项目：辽宁省工业攻关及产业化项目(2018106012)；辽宁省“百千万人才工程”资助项目(辽人社[2019(45号)；辽宁省自然科学基金项目(2019-MS-107)；辽宁省“兴辽英才计划”项目(XLYC1807168)
作者简介：张伟(1980*)，男，汉族，黑龙江密山人，本科，教授，高级工程师，主要从事仪器仪表研发工作。

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