МНОГОЭЛЕМЕНТНЫЙ РЕНТГЕНОРАДИОМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР СОСТАВА ВЕЩЕСТВА Российский патент 2003 года по МПК G01N23/223 

Изобретение относится к устройствам для элементного анализа состава вещества с помощью ионизирующих излучений, воздействующих на вещество.

Известен рентгенорадиометрический анализатор, состоящий из датчика с детектором и набором источников возбуждающего излучения и счетно-регистрирующего устройства [1].

Недостатки известного анализатора заключаются в ограниченном диапазоне атомных номеров определяемых элементов (от 19 и выше) и в низкой точности измерений при наличии в анализируемом веществе значительных содержаний мешающих элементов, испускающих характеристическое излучение с энергией выше, чем у определяемых элементов.

Целью изобретения является расширение диапазона анализируемых элементов и повышение точности измерений при анализе сред сложного вещественного состава.

Поставленная цель достигается тем, что дополнительно между источником и анализируемой пробой размещается фильтр-преобразователь из материала с энергией К-края поглощения ниже выбранной энергии излучения источника и с энергией характеристического излучения выше энергий К-краев поглощения определяемых элементов, а между детектором и пробой размещается камера с гелиевым наполнением, две противоположные стенки которой образованы окном детектора и кюветой с анализируемой пробой.

На чертеже показана схема датчика анализатора.

Датчик содержит два источника излучения ⁵⁵Fe 1 и ¹⁰⁹Сd 2, фильтр 3 с энергией К-края поглощения ниже энергии 5,9 кэВ источника ⁵⁵Fe, коммутирующее устройство 4 (заслонку), кювету 5 с пробой 6, камеры 7 с гелиевой продувкой и входным 12 и выходным 13 клапанами, детектор 8 с окном 9 и предусилителем 10. Сигналы с датчика идут на счетно-регистрирующее устройство 11, состоящее из усилителя, аналого-цифрового преобразователя и счетно-регистрирующего устройства.

При анализе элементов в широком диапазоне атомных номеров проба последовательно облучается излучателем от двух источников посредством переключения заслонки. Детектор датчика регистрирует характеристическое излучение определяемых элементов. Определение концентрации элементов осуществляется счетно-регистрирующим устройством посредством решения специальных уравнений связи. При анализе легких элементов материал фильтра 3 выбирается таким образом, чтобы его характеристическое излучение возбуждало только характеристическое излучение группы интересующих элементов и не возбуждало характеристическое излучение более тяжелых мешающих элементов. При использовании фильтра коммутирующее устройство перекрывает излучение второго источника, открывает клапаны 12, 13 продувки измерительной камеры 7 гелием для обеспечения высокой эффективности регистрации характеристического излучения легких элементов. Например, при определении малых содержаний алюминия, кремния и кальция на фоне высоких содержаний ванадия выбирается фильтр из титана, характеристическое излучение которого не возбуждает характеристическое излучение ванадия, что значительно улучшает соотношение "сигнал-фон" и, следовательно, повышает точность анализа.

Экспериментальная проверка анализатора проводилась при анализе сред сложного вещественного состава продуктов ванадиевого производства. В таблице указаны виды контролируемых продуктов, анализируемые элементы и полученные точности анализа. Представленные данные подтверждают высокую эффективность применения предложенного изобретения.

Сравнительный анализ патентной и научно-технической литературы, содержащей описания технических решений в рассматриваемой и смежных областях техники, позволяет сделать вывод, что предложенное техническое решение является новым и для специалистов явным образом не следует из уровня техники, имеет изобретательский уровень, промышленно осуществимо и применимо в указанной области, то есть соответствует критериям изобретения.

Литература
1. Х-МЕТ 2000 MetalMaster. Реклама фирмы Metorex International Oy, Финляндия, 2000 г.

Использование: для исследования и анализа материалов радиационными методами. Сущность: содержит два радионуклидных источника, последовательно облучающих анализируемую пробу, фильтр-преобразователь, размещенный между источником и пробой, камеру с гелиевым наполнением, детектор. Технический результат: расширение диапазона анализируемых элементов и повышение точности измерений. 1 табл., 1 ил.

Многоэлементный рентгенорадиометрический анализатор, содержащий датчик с двумя источниками излучения и коммутирующее устройство, усилитель, аналого-цифровой преобразователь, счетно-регистрационное устройство, отличающийся тем, что дополнительно между источником и анализируемой пробой размещается фильтр-преобразователь из материала с энергией К-края поглощения ниже выбранной энергии излучения источника и с энергией характеристического излучения выше энергий К-краев поглощения определяемых элементов, а между детектором и пробой размещается камера с гелиевым наполнением, две противоположные стенки которой образованы окном детектора и кюветой с анализируемой пробой.