X 光管、X 射線準(zhǔn)直器、探測(cè)器、冷卻系統(tǒng)、樣品振動(dòng)系統(tǒng)、電池電源系統(tǒng)、

WIFI 生成系統(tǒng)為 Terra 的主要的部件，其構(gòu)成了整個(gè) BTX 系統(tǒng)。

X 光管為微焦 X 射線管，靶材標(biāo)準(zhǔn)配置為 Cu、Co，并可根據(jù)檢測(cè)樣品情況

選擇使用 Cr、Fe、Ni、Mo、Ag、Wu 等。管電壓為 30kv，管電流為 0.3mA,功率

為 10w。低功率管壓保證了射線管長(zhǎng)使用壽命，正常使用至少達(dá) 10 年。微焦 X

射線管保證了 X 射線良好的聚焦性。

X 射線準(zhǔn)直器采用針孔準(zhǔn)直系統(tǒng)，替代傳統(tǒng)大型臺(tái)式機(jī)的光學(xué)校準(zhǔn)部件，

光柵作用一致。

探測(cè)器采用二維 CCD 探測(cè)器，探測(cè)面積 1024 x 256 pixels，該探測(cè)器可有效

識(shí)別衍射光束和熒光光束，對(duì)能量和位置極度靈敏，可同步進(jìn)行 XRD 及 XRF 分

析。

冷卻系統(tǒng)采用 Peltier 電子制冷，可有效保證探測(cè)器正常工作溫度（-45 °C）

樣品振動(dòng)系統(tǒng)（NASA 專利）替代傳統(tǒng)測(cè)角儀，該裝置使得樣品在樣品室中

以 6000HZ 的頻率振動(dòng)，保證樣品檢測(cè)的多角度，同時(shí)提高檢測(cè)樣品的統(tǒng)計(jì)量。

電源系統(tǒng)使用 110V / 200V 電壓，電池系統(tǒng)為鋰電池，熱插拔，獨(dú)立供電可

支持儀器 4-6 小時(shí)工作時(shí)間。

儀器內(nèi)部自帶 WIFI 無線生成系統(tǒng)，可通過該裝置與筆記本電腦遠(yuǎn)程連接，

實(shí)現(xiàn)儀器的操控和數(shù)據(jù)傳輸。

XPowder 軟件

隨 TERRA 一起同時(shí)運(yùn)送給用戶的附件中有一個(gè)必需的軟件（XPowder），用

于處理 X 射線衍射數(shù)據(jù)結(jié)果。這個(gè)軟件中包含 AMCSD 礦石數(shù)據(jù)庫(kù)。根據(jù)用戶的

意愿，XPowder 還具有使用 ICDD 粉末衍射文件（PDF）的功能。

針對(duì)定量分析，XPowder 提供了參考密度比率（RIR）定量分析方式以及對(duì)

各種衍射圖案進(jìn)行分析的工具。

此外，TERRA 還可以多種文件格式提供 XRD 圖案數(shù)據(jù)，從而可使用戶方便

地獲得第三方項(xiàng)目中的 XRD 圖案的判讀信息。

連通性

TERRA 可以獨(dú)立于嵌入儀器本身的軟件而操作。用戶可以通過無線連接

（802.11b/g），訪問操作系統(tǒng)。這種遙控操作方式在控制儀器和隨后的數(shù)據(jù)處

理方面具有極大的靈活性。

XRD-Terra  與同類產(chǎn)品的比較及特點(diǎn)

XRD-Terra 是世界上真正意義上的便攜式 X 射線衍射儀，與傳統(tǒng) X 射線

衍射儀相比較，具有以下特點(diǎn)：

XRD-Terra  大功率臺(tái)式機(jī)

圖

像

原

理

透射衍射幾何技術(shù)

2D-XRD

反射衍射幾何技術(shù)

1D-XRD

構(gòu)

造

一體機(jī)便攜式設(shè)計(jì)

二維 CCD 探測(cè)器

使用電子制冷，無需水循環(huán)冷卻系統(tǒng)

無測(cè)角儀，代之以樣品振動(dòng)系統(tǒng)

使用 WIFI 無線連接，無機(jī)械移動(dòng)部件

大型臺(tái)式機(jī)體

一維計(jì)數(shù)器

使用水循環(huán)冷卻系統(tǒng)

使用測(cè)角儀，步進(jìn)掃描檢測(cè)樣品

使用有線連接，有機(jī)械移動(dòng)部件

參

數(shù)

性

能

對(duì)

比

能同時(shí)進(jìn)行 XRF 元素分析

二維 CCD 探測(cè)器，全譜接收

使用環(huán)境溫度-20°— 35°C

電子制冷系統(tǒng)

樣品制備更簡(jiǎn)單，無需制片，粒徑<150um 即

可

樣品振動(dòng)系統(tǒng)，可消除晶體擇優(yōu)取向，增加檢

測(cè)樣品的數(shù)量，適合大顆粒樣品

操作使用簡(jiǎn)單，無需復(fù)雜參數(shù)設(shè)置和校正

幾無耗材，保養(yǎng)費(fèi)用較低，

無需實(shí)驗(yàn)室，

可滿足現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)使用，

可防塵、防霧、防震動(dòng)

只能進(jìn)行 XRD 分析

一維計(jì)數(shù)器，步進(jìn)掃描

使用環(huán)境溫度 15℃～+25℃

水循環(huán)冷卻系統(tǒng)

制樣復(fù)雜，樣品需刮平打磨壓片，粒徑<10um

樣品制備要求較高，必須消除擇優(yōu)取向

操作使用較為復(fù)雜，需根據(jù)不同樣品設(shè)置不同

參數(shù)

建立驗(yàn)室，并保證供電供水恒溫濕度

需人員操作使用，保養(yǎng)費(fèi)用較高

XRD-Terra  的獨(dú)特性

XRD-Terra 的獨(dú)特性表現(xiàn)在：

1）  便攜式：整機(jī)質(zhì)量 14.5kg，一體機(jī)設(shè)計(jì)，無任何機(jī)械移動(dòng)部件，

機(jī)體攜帶電池系統(tǒng)，無外接電源可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立工作，支持野外考察。

2）  集成性：XRD 與 XRF 技術(shù)集成，可同步對(duì)樣品進(jìn)行 XRD 及 XRF 分

析，提供物質(zhì)成分、物相及結(jié)構(gòu)信息。

3）  簡(jiǎn)便性：包括儀器操作的簡(jiǎn)便性和樣品制備的簡(jiǎn)便性。儀器操作

一鍵式按鈕設(shè)計(jì)，無需校正，自動(dòng)檢測(cè)，無需額外關(guān)注和小心高壓系統(tǒng)

和水循環(huán)冷卻系統(tǒng)（儀器無額外高壓和水循環(huán)冷卻系統(tǒng)）；樣品制備無

需制片、壓片、刮平等，只需經(jīng)過粉碎、濾篩、裝樣三步，整個(gè)過程只

需 3 分鐘。

4）  無線傳輸：儀器自動(dòng)產(chǎn)生局域網(wǎng)絡(luò)，通過 WIFI 與筆記本電腦實(shí)現(xiàn)

無線連接，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控和數(shù)據(jù)傳輸，也可通過數(shù)據(jù)線有線連接。

5）  良好的環(huán)境適應(yīng)性：專為美國(guó)火星計(jì)劃地質(zhì)考察而研制，儀器可

防霧、防塵、防震動(dòng)，能適應(yīng)惡劣的使用環(huán)境。

6）  低廉的維護(hù)成本：低功率 X 射線管，可延長(zhǎng)射線管功率（正常使

用 10 年），無需使用水循環(huán)冷卻系統(tǒng)，節(jié)約能源。

XRD-Terra  的具體性能和參數(shù)

XRD-Terra 系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、分析軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)三大塊。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為 XRD-Terra 儀器，由 X 光管、X 射線發(fā)生器、樣品振動(dòng)系統(tǒng)、

二維陣列面探測(cè)器等組成。分析軟件配置國(guó)際上通用的 XPOWDER 軟件，能夠

實(shí)現(xiàn)樣品的物相分析、晶胞分析（晶體結(jié)構(gòu)）、應(yīng)力分析等。數(shù)據(jù)庫(kù)為國(guó)際上

的 ICDD 數(shù)據(jù)庫(kù) PDF，以實(shí)現(xiàn)樣品的定位。

XRD-Terra  系統(tǒng)詳細(xì)性能參數(shù)見下表：

XRD-Terra 性能參數(shù)表

機(jī)體規(guī)格  尺寸  485 x 392 x 192 mm

重量  14.5 kg

供電系統(tǒng)  交流電  變壓器110V / 200V ，波動(dòng)<10%

電池系統(tǒng)  DC鋰電池，可支持儀器4-6小時(shí)工作，熱

插拔

X 光管

光管類型  Co/Cu 可根據(jù)用戶選擇其他靶材

管電壓  30kv

管電流  300uA

功率  10w

X 射線發(fā)生器

輸出功率  90w

射線防護(hù)  磁性聯(lián)鎖裝置及輻射防護(hù)屏

輻射能級(jí)  <0.5 mRad/Hr

樣品振動(dòng)系統(tǒng)

(取代測(cè)角儀

NASA 專利)

振動(dòng)頻率  6000Hz

角度范圍  5°— 55°（2θ ）

步長(zhǎng)  0.001° θ

推薦步長(zhǎng)  0.04°（2θ）

樣品要求  m~15mg /d<150um

探測(cè)器

類型  2D CCD

面積  1024 x 256 pixels

制冷  2D Peltier

效率  >98%

XRD 分辨率  0.25°（2θ FWHM）

XRF 分辨率  230 eV (at 5.9 keV)

數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)  儀器操作系統(tǒng)  基于 OS 的 Linux 操作系統(tǒng)

內(nèi)存容量  40Gb

數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

電腦配置  獨(dú)立于儀器，根據(jù)使用需要選擇

分析軟件  XPOWDER

數(shù)據(jù)庫(kù)  PDF/ AMCSD

溫度  -10°— 35°C

使用環(huán)境  防塵 

防霧 

防震動(dòng) 

應(yīng)用領(lǐng)域：

便攜式 XRD 徹底革新了以下各個(gè)領(lǐng)域中的實(shí)踐方法：地球化學(xué)勘探、礦產(chǎn)的級(jí)別控制、

冶金與處理分析、現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)物質(zhì)（HAZMAT）檢測(cè)以及現(xiàn)場(chǎng)假冒藥品的確定。TERRA

的分析速度極快、數(shù)據(jù)質(zhì)量極高，而且就在用戶需要得知檢測(cè)結(jié)果的樣本檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)，

為用戶實(shí)時(shí)提供定量化學(xué)成份值。