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前言

  樹木年代學發(fā)展至今，已形成了一套比較完備的基本理論和分析方法。森林生態(tài)、森林火災、歷史時期氣候、大氣污染、考古、火山爆發(fā)、地震、洪水發(fā)生頻率等十幾個方面的研究也發(fā)展起來。為適應不同的研究目的，分析手段多樣化，年輪的寬度測量，密度測量，元素分析等新技術(shù)和新方法可以從樹木樣品中提取更多有用的信息，使得相關(guān)領(lǐng)域研究內(nèi)容更加豐富。

  年輪元素分析儀是一款高端的測量分析設(shè)備，在世界上首次同時采用了XRF和X-射線成像技術(shù)，可用于木材、湖海沉積物、堆積物、泥炭等樣品的濃度和元素分析?？蓽y量的元素有Al、Si、S、Cl、K、Ca、Cr、Mn、Fe、Cu、Zn、As、Hg、Pb等，其中許多可測至痕量水平以下，對靈敏度和分辨率要求較高的研究尤其適合。

 

原理

  系統(tǒng)采用X-射線成像和XRF（X-射線熒光）技術(shù)，獲得樣品高分辨率的數(shù)碼圖像。利用X-射線成像技術(shù)得到樣品的密度圖像，用于樣品的密度分析；采用XRF技術(shù)得到樣品多種元素分布圖像。然后利用系統(tǒng)軟件對所得圖像信息進行分析。

 

上圖左為儀器實物照片，右為廠家在現(xiàn)場進行培訓

 

應用方向

l古氣候?qū)W

l林業(yè)研究

l環(huán)境取證

l生態(tài)學和人類歷史研究

l木制品

 

系統(tǒng)特點

l結(jié)合了X-射線成像與XRF元素分析

l可得高精度的樣品密度圖像和元素曲線

l利用XRF分實現(xiàn)多種元素的分析

l可分析不同類型、形狀、尺寸和厚度的樣品，可以是樹木生長錐取下的樹木樣品，也可是片狀、塊狀樣品或圓形沉積物樣品等，樣品準備和前處理簡單

l自動進行多樣品分析

lX-射線成像的信息以數(shù)字化方式儲存，結(jié)果可即時顯示。

 

軟件特點

l用戶可選擇分析區(qū)域、分辨率以及掃描時間

l批量操作功能支持無人值守下的批量測量

l可得多種元素的密度曲線（使用XRF功能）

l簡化分析過程，通過參數(shù)設(shè)置控制整個分析過程

 

上圖左為軟件操作界面，右為樣品槽及待分析的年輪樣芯

 

 

系統(tǒng)組成

n年輪元素分析主機（選配XRF元素分析模塊）

2X-射線發(fā)生器

2X-射線檢測器

2標準LFF型X光顯像管

2Polyflat^TM扁平X光束光學系統(tǒng)

2X光束調(diào)節(jié)器

2樣品槽

2密度校準塑料楔

2控制及操作臺

n平板掃描儀

n冷卻系統(tǒng)

n計算機

nUPS電源

n軟件

n用戶手冊

 

技術(shù)指標

1)測量原理：X-射線熒光分析和數(shù)字X-射線成像技術(shù)。

2)X 射線發(fā)生器：60 kV，55 mA，最大功率3.3 kW。

3)射線管：一個標準的LFF型X光射線管（Cr）。最大功率工作壽命2000h，功率降低壽命延長。當使用鉻管進行木材密度分析時，樣品厚度范圍為1~10mm，較厚的樣品(最厚50 mm )，通常選擇Mo管，這需要另一種類型的X-射線成像感應器。

4)光學系統(tǒng)：Polyflat^TM 專利 技術(shù)，Polyflat^TM 扁平X光束光學系統(tǒng)，用于局部區(qū)域的快速測量，測量點面積為50微米×20毫米， X-射線圖像的分辨率達10x20微米，寬15~20mm（根據(jù)軟件設(shè)置），通過軟件組合片段圖片可得到寬度大于20mm的圖像。使用這種光束的XRF，水平方向的分辨率為50微米，垂直方向的分辨率為2mm。

5)X光束調(diào)節(jié)器：X光束調(diào)節(jié)器可使X-射線圖像在水平方向的分辨率達10微米。

6)控制臺：一個300x200mm X/Y可移動電腦控制臺，掃描點長2.5微米，重現(xiàn)性好。

7)樣品槽：最多放9個長280mm，寬7~12mm的木條樣品。樣品槽可拿出。其他類型的樣品槽根據(jù)需要可訂購。

8)X-射線檢測器：線性排列感應元件，其測量所得圖像的格式為16 bits。包含控制、操作及數(shù)據(jù)采集所需的硬件和軟件。適于厚度不超過15mm木材類樣品的測量。

9)密度校準塑料楔：用于密度校準，位于樣品固定槽上方。

10)操作臺：780×800×1600mm（長×寬×高），用于放置上面提到的所有原件。測量區(qū)用一塊含鉛透明板遮擋，用于防塵，防X-射線泄露。操作臺內(nèi)置安全控制系統(tǒng)，打開瞬間，X-射線會自動關(guān)閉。

11)掃描儀：一個平板掃描儀，用于測量前，條形樣品槽內(nèi)樣品的掃描。

12)冷卻裝置：冷卻水泵。

13)電源：建議配置UPS。

14)重量：250kg。

 

應用案例一

 

該圖顯示了過去1500年Fennoscandian北部夏季氣溫基于Multiscanner的數(shù)據(jù)的氣候重建，與該時期的儀器溫度數(shù)據(jù)的相關(guān)性為0.84，Dr. H Grudd, Dendrolab, Stockholm, Sweden

 

應用案例二

 

該圖顯示了樹輪樣品的放射線圖像，覆蓋在放射線圖像上的為三個圖表，顯示該樣品上的硫（黃色），磷（紅色）和氯（藍色）分布變化，這些數(shù)據(jù)被用作環(huán)境取證中與時間相關(guān)的污染記錄，Dr C. Balouet, Environment International, Orrouy, France, and H. Grudd, Dendrolab, Stockholm, Sweden

 

產(chǎn)地：瑞典

 

選配技術(shù)方案

l可選配高光譜技術(shù)產(chǎn)品進行年輪密度及化學組分分析

l可選配EMS氣象站進行樣點環(huán)境因子監(jiān)測

l可選配EcoDrone?無人機遙感平臺進行大尺度樣地調(diào)查

l可選配Vertex IV手持式樹高測量儀

l可選配Haglof樹木生長錐

l可選配IML系列樹木針測儀

 

部分參考文獻列表

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