BrukerD8衍射仪上PANalyticalX光管焦斑的调整

　　自 X 射线被发现以来，X 光管作为主要的射线源在生物、医学、工业、科研等领域得到了广泛的应用 , 并产生了巨大的经济效益和社会效益[1,2]。X 射线粉末衍射仪用进口的 X 射线陶瓷光管价格在 4 万元人民币左右，加上仪器代理商较昂贵的服务费，为仪器的维修增加难度，而国产光管在性能和寿命上还不尽人意，如果能找到可替换光管，打破原仪器代理商的垄断地位， 不但为仪器的维修提供了方便，节约成本，而且可以促进技术交流。

　　我单位的 Bruker 公司 D8 ADVANCE 型 X 射线粉末衍射仪购置于 2001 年 5 月，原配光管为 Si-mens 公司生产的陶瓷光管[3]如图 1 所示，额定功率为 2.2kW，最高使用电压为 60kV。由于光管老化，现用 PANalytical 公司生产的同功率的陶瓷光管[4](见图 3)替代，从外观形貌看，除 PANalytical 公司光管的陶瓷外延部分长14mm 外，两种 X 射线光管结构基本一致，PANalytical 公司的陶瓷光管同仪器上的光管座能完全吻合。但是，在PANalytical 光管老化后进行样品测试发现其灵敏度较低，结合 X 光管的原理，对该光管构造进行了较详细的研究，灵敏度低可能是由于点焦斑和线焦斑的错位所致，基于此对光管作了适当调整，发现仪器灵敏度显著提高，并对该过程进行了较详细的介绍。这无论是在加深对进口仪器的了解、促进仪器国产化方面，还是对同行来说，都有重要的参考价值和现实意义。

　　1　仪器故障描述及判断

　　在管理布鲁克公司的 D8 ADVANCE 型 X 射线粉末衍射仪的过程中，发现仪器的性能相对稳定，仪器调试好后的前四年中，仪器没有出现较大的故障，之后在执行光管自动老化程序时发现，当设定电压高于 40kV 时，实际电压不能达到，高压发生器停止工作，出现 error code 1 的错误，即报“高压电缆的电流过小”的错误，由于该仪器工作电压一般不超过 40kV，工作电流一般不超过 40mA，因此在手动老化后仍能正常使用，上述故障可能是光管自身老化所致。

　　随使用时间增长，在使用过程中 error code 1的错误偶尔也会出现，而且出现频率逐渐增加，碰到此情况重新开启灯丝加热键，清除错误信息，加高压后，一般能排除故障。直到去年上半年，尝试加光管的高压数次后仍然加不起来，取下光管座下端的高压电缆端(如图 2 所示)，发现高压电缆同光管的接口处存在严重老化，图中所示锡焊熔融处电线老化并脱落，在重新焊接复原后，除不能在电压高于 40kV下老化外，仪器恢复正常，只是偶尔出现 error code1 的错误，继续使用了将近 1 年半时间。最近频繁出现上述错误信息，从仪器调试好到现在，每年的使用时间均在 300 天以上，每天 24 小时待机(电压 20kV和电流 5mA)，至少 12 小时处于工作状态(电压40kV 和电流 40mA)，该光管待机时间和使用时间均在 30000 小时以上。根据仪器的报错信息和光管的使用时间判断，上述故障可能是光管老化所致，我们更换了 PANalytical 生产的陶瓷 X 射线光管。