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探测器 XR-100SDD

XR-100SDD 是一款热电冷却硅漂移探测器 (SDD)、前置放大器和冷却系统。组件的温度保持在约 -55  o  C,并由内置温度传感器监控。TO-8 密封外壳具有光密封和真空密封的薄铍窗,可让软 X 射线穿过。

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图 1 XR100 和 PX5 中的硅漂移探测器。

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图2 硅漂移探测器(SDD)

XR-100SDD 是一款热电冷却硅漂移探测器 (SDD)、前置放大器和冷却系统。组件的温度保持在约 -55  o  C,并由内置温度传感器监控。TO-8 密封外壳具有光密封和真空密封的薄铍窗,可让软 X 射线穿过。

XR-100SDD 具有先进的 X 射线检测技术,此前仅在昂贵的低温冷却系统中才有商业应用。

  • 能量为 5.9keV 时分辨率为 125eV(半峰全宽);
  • 信噪比高达20000:1;
  • 计数速度快——每秒500,000次测量;
  • 25 毫米 2  x 500 微米;
  • 多层准直器;
  • 缺乏液氮

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图3 在硅漂移探测器(SDD)上获得的55Fe光谱

一般信息

这些探测器质量高、尺寸小、成本低,是台式分析仪上便携式 OEM 应用的理想探测器。硅漂移探测器 (SDD) 可实现极高的计数率和出色的能量分辨率。与 Amptek 生产的其他探测器一样,该探测器也安装在 TO-8 外壳中,因此与所有 Amptek 产品完全兼容。

硅漂移探测器 (SDD) 是一种光电二极管,其功能与 PIN 光电二极管类似,但具有独特的电极结构。Amptek SDD 探测器是 X 射线光谱的理想选择。

SDD 探测器的主要优势在于,其电容比相同面积的传统二极管低得多,从而降低了电子噪声水平。对于 X 射线光谱,SDD 具有更好的能量分辨率,同时以比传统二极管高得多的计数率运行。SDD 使用一种特殊的电极结构,将电子引导至非常小的低电容阳极。

特征

一般的

探测器类型

硅漂移探测器 (SDD)

探测器尺寸

25 毫米 2

硅厚度

500 µm,(参见效率曲线)

准直器

多层

5.9 keV 能量分辨率 (  55  Fe)

125 - 140 eV(半峰宽度)

信号与背景之比

20,000:1(计数比从 5.9 keV 到 1 keV)

铍玻璃厚度

0.5 mil (12.5 µm) 或 0.3 mil (8 µm),(见传输曲线)

准直器

内部多层准直器(ML)。

电荷灵敏前置放大器

标准 Amptek 前置放大器

获得稳定性

<20 ppm/℃

XR100SDD外形尺寸

7.6 x 4.4 x 2.9 厘米

XR100SDD重量

125 克

总功率

<2 瓦

保修期

1 年

使用寿命

5 - 10 年,取决于消耗量

工作条件

从 0°C 至 +50°C

储存和运输

长期储存:干燥处储存 10 年以上

标准条件:-20°C - +50°C,10 - 90% 湿度(无凝露)

TUV认证

证书编号:CU 72072412 02

测试:UL 61010-1:2004 R7.05

CAN/CSA-C22.2 61010-1:2004

输入参数

前置放大器电源

15 mA 时为 ±8 - 9 V,峰峰值噪声 <50 mV

探测器电源

25 µA 时为 -95 至 -160 V

冷却电源

电流 = 最大 350 mA,电压 = 最大 3.5 V,峰峰值噪声 < 100 mV

注意:XR-100SDD 包含自己的温度传感器。

输出 参数

前置放大器灵敏度

1 mV/keV(不同探测器可能不同)

前置放大器极性

正信号(最大负载 1 kOhm)

前置放大器响应

重置

温度传感器灵敏度

PX5/X-123:通过软件直接读取 K 值

附加设备

X-123SDD

硅漂移探测器还有X-123SDD配置,该配置包括探测器、前置放大器、DP5脉冲分析仪、MCA设备和PC5电源,是一个完整的光谱仪。
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真空设备

SDD 与所有 Amptek 真空设备兼容

原始设备制造商

SDD 与所有 OEM 设备兼容Amptek

评论

硅漂移探测器 (SDD) 需要负高压才能运行,并在输出端产生正前置放大器信号。这与 Si-PIN 标准不同,后者需要正高压,并在输出端产生负前置放大器信号。

PX5 前置放大器可以产生正信号和负信号。当 PX5 与 XR 100SDD 配对时,它设置为负高压。使用 XR100CR Si-PIN 探测器并将 PX5 设置为负高压将导致保修范围之外的损坏。此外,当 PX5 与 XR 100CR Si-PIN 配对时,它设置为正高压。使用 XR100SDD 探测器并将 PX5 设置为正高压将导致保修范围之外的损坏。

不同操作条件下的性能。

最大分辨率

  • 分辨率:5.9 keV 时为 125 eV(FWHM)
  • 11.2 µs - 峰值时间
  • 计数速度-每秒100,000次测量
  • 峰背比为 20,000:1
  • 分辨率:5.9 keV 时为 155 eV(FWHM)
  • 0.8 µs - 峰值时间
  • 计数速度-每秒500,000次测量

便携设备中的操作

  • 分辨率:5.9 keV 时为 150 eV(半峰全宽)
  • 3.2 µs - 峰值时间
  • 计数速度-每秒200,000次测量
  • 探测器温度为 250 K(-24 °C)

使用准直器

大多数 Amptek 探测器都包含内置准直器,以提高光谱质量。根据探测器类型,准直器可以:

  • 提高信噪比;
  • 消除边缘效应;
  • 消除假峰。

在真空中工作

XR-100SDD 可在空气和真空环境下工作,压力最高可达 10  -8  Torr。该探测器有多种配置,可用于各种系统和装置,包括真空室。

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图 4 XR-100SDD 的真空改造

附加系统和性能信息

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图 5 分辨率与峰值时间的关系图

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图6 Si-PIN探测器和SDD探测器分辨率随峰值时间/稳定时间变化关系图比较

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图 7. 不同峰值时间的分辨率与计数率的关系图。该图还显示了最大输出计数率。

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图8 硅漂移探测器的带宽

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图9 使用SDD探测器获得的Fe55的4百万次测量光谱

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图10 使用SDD探测器获得的不同峰值时间值的能量分辨率依赖关系图

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图 11 该图综合了铍玻璃渗透性(包括保护层)和与 SDD 探测器相互作用的影响。图上的低能量区域由铍玻璃的厚度决定 - 0.3 mil(8 μm)或 0.5 mil(12.5 μm),而高能量区域则由 SDD 探测器激活区的厚度决定

附加频谱

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图12 使用Super SDD探测器和Mini-X射线管获得的不锈钢XRF光谱

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图 13 使用 Super SDD 探测器和 Mini-X X 射线管对 RoHS/WEEE PVC 样品获得的光谱

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图 14 CaCl2 的光谱(800 ppm Ca 和 1200 ppm Cl)

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图 15 原油中硫含量(1100 ppm)与少量 KCl

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