Способ рентгеноспектрального флуоресцентного определения содержания элементов с большими и средними атомными номерами (его варианты) Советский патент 1985 года по МПК G01N23/223 

(. i рассчитьшают методом наименьших квадратов.значение регрессионного коэффициента (t) прямой пропорциональности зависимости относительной интенсивности стандартаНК f UK f

фИ

фона I

ОТ

u«K ФС

где S с интенсивность стандартафона от образца сравнения, строят график зависимости коэффициета пропорциональности (t) от ширины канала, выбирают в качестве рабочей ширины канала большее из двух возможных значений, при которых коэффициент пропорциональности равен единице (), причем, еслИпри выбранных значениях напряжения на рентгеновской трубке, ширине зазора между пластинами выходного коллиматора, ширине приемной щели перед детектором значения коэффициента пропорциональности, равное единице, не достигается, то эксперимент повторяют при других, по крайней мере, трех аппаратурных- параметрах и для последующих измерений выбирают значения этих параметров, при которых достигается значение коэффициента пропорциональности, равное 1, затем измеряют интенсивности характеристического излучения определяемого элемента и стандарта фона от анализируемого образца при выбранных напряжении на рентгеновской трубкеi ширине зазора между пластинами выходного коллиматора, ширине приемной щели и ширине и положении окна анализатора и вычисляют содержание определяемого элемента с использованием эффективной интенсивности стандарта-фона

..HKvZ

тт

.К

3 -V «2V-r) .

где dp 1 с( , o(j - постоянные коэффициенты.

2. Способ рентгеноспектрального флуоресцентного определения содержйния элементов с большими и средними атомными номерами, включающий облучение анализируемого образца и образца сравнения потоком излучения рентгеновской трубки и измерение относительных интенсивностей характеристического излучения определяемого элемента и стандартафона на месте пика некогерентно рассеянного образцом первичного

характеристического излучения материала анода при выбранных напряжении на рентгеновской трубке,большем потенциала возбуждения характеристического излучения материала анода ширина зазора между пластинами выходного коллиматора или ширине приемной щели перед детектором, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности анализа и расширения диапазона измерения содержаний определяемого элемента, выбирают рентгеновскую трубку так, чтобы энергия характеристического излучения анода была больше энергии характеристического излучения определяемого элемента на значение произведения последней на разрешающую способность детектора излучений выраженную в относительных единицах устанавливают верхний уровень дискрминации окна амплитудного анализатора импульсов для регистрации некогерентно рассеянного образцом первичного характеристического излучения анода (линия стандарта-фона равный сумме амплитуды максимума и полуширины амплитудного распределения этой линии, при по крайней мере трех различных ширинах окна анализатора измеряют интенсивности стандарта-фона от образца сравнения и двух серий стандартных образцов, содержащих различные количества определяемого элемента (NA), и образцов, состоящих только из элементов наполнителя анализируемого образца ( ) ) рассчитывают для последних методом наименьших квадратов регрессионные коэффициенотносительная интенсив иность линии стандартафона при измерении стандартных образцов,не содеижаш их определяемого элемента, и равная

N

интенсивность стандарта fcфона от образца сравнения,

массовый коэффициент

(мp ослабления лини характетического излучения анода этими азцами.

рассчитывают относительные интенсивности ( ) по уравнению

1

t

c/S

+С.

КР)

где ( массовый коэффициент ослабления рассеянного характеристического излучения анода стандартным образцом, содержащим определяемый элемент, рассчитывают методом наименьших квадратов значение регрессионного коэффициента (Ь) прямой пропорциональности зависимости измеренной относительной интенсивности I ,

/ НК I НК1/ иц V

равной(,/У /Nrtj.)oT рассчитанной (,1 ),

строят график зависимости коэффициента (Ъ ) пропорциональности от ширины канала, выбирают в качестве рабочей ширины канала большее из двух возможных значений, при которых коэффициент пропорциональности равен единице (), причем, если при выбранных значениях напряжения на рентгеновской трубке, ширине зазора между пластинами выход176221

ного коллиматора, ширине приемной щели перед детектором значение коэффициента пропорциональности, равное единице, не достигается, то эксперимент повторяют при других аппаратурных параметрах (не менее трех) и дпя последующих измерений выбирают значения этих параметров, при которых достигается значение коэффициента пропорциональности, равное единице, затем измеряют интенсивности характеристического излучения определяемого элемента и стандарта-фона от анализируемого образца при выбранных напряжении на. рентгеновской трубке, ширине зазора между пластинами выходного коллиматора, ышрине приемной щели и ошрине окна анализатора и вычисляют содержание определяемого элемента с использованием эффективной интенсивности линии стандарта-фона

/ «K.i

-гl-H 1

где с( , а, - постоянные коэффициенты.

1. Способ рентгеноспектрального флуоресцентного определения содержания элементов с большими и средними атомными номерами, включающий облучение анализируемого образца и образца сравнения потоком излучения рентгеновской трубки и измерение относительных интенсивностей характеристического излучения определяемого элемента и стандарта-фона на месте пика, некогерентно рассеянного образцом первичного характеристического излучения материала анода при выбранных напряжении на рентгеновской трубке, большем потенциала возбуждения характеристического излучения материала анода, ширине зазора между пластинами выходного коллиматора и ширине приемной щели перед детектором, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности .анализа и расширения диапазона измерений содержаний определяемых элементов, выбирают рентгеновскую трубку так, чтобы энергия характеристического излучения анода была меньше энергии характеристического излучения определяемого элемента на значение произведения последней на разрешающую способность детектора излучений, вы (Л раженную в относительных единицах, устанавливают нижний уровень дискриминации окна амплитудного анализатора импульсов для регистрации некогерентно рассеянного образцом первичного характеристического излучения анода (линия стандартафона), равным разности амплитуды максимума и полуширины амплитудного. распределения линии характеристического излучения анода, рассеянного пробой, не содержащей определяемого элемента, или, по крайней мере, при трех ширинах окна анализатора, измеряют интенсивности стандарта-фона от образца сравнения и двух серий стандартных образцов, содержащих различные количества оп/ Н К ределяемого элемента ( и образцов, состоящих только из элементов наполнителя анализируемого образца и имеющих ту же ослабляющую способность для рассеянного характеристического излучения анода, чтс и стандартные образцы первой серии

1

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к рентгеноспектральным методам анализа состава вещества, и может быть использовано при анализе материалов сложного .химического состава (порошков, растворов, сплавов) в аналитических лабораториях, а также при контроле непрерывных технологических процессов на предприятиях с использо.ванием рентгеновских спектрометров.

Цель изобретения - повышение точности анализа и расширение диапазона измерения содержаний определяемого элемента.

На фиг.1 изображены экспериментальные зависимости относительной

интенсивности рассеянного станФ

дартными образцами, содержащими определяемый элемент в различных ко:шчествах излучения от относительной интенсивности I ф„ излучения , рассеянного стандартными образцами, не содержащими определяемый элемент, для ширины окна амплитудного анализатора, равной 10В (прямая 1); 20В (прямая 2) и ЗОВ (прямая 3)j на фиг.2 - зависимости коэффициента пропорциональности fc от ширины окна амплитудного дискриминатора

4V для значений ширины приемной щели перед детектором излучений, равной 0,1.5 мм (кривая 4); 0,3 мм (кривая 5)j 1 мм (кривая 6), 3 мм (кривая 7); 5 мм (кривая 8); на

фиг.3 - зависимость относительного стандартного отклонения Sr, характеризующего погрешность анализа, от ширины окна амплитудного анализатора. Все приведенные зависимости получены при напряжении на рентгеновской трубке с палладиевым анодом, равным 70 кВ, для вольфрамосодержащих образцов. 3 II р и М е р Осуществляли рентге носпектральный анализ руд и промпродуктов обогатительного передела вольфрамосодержащих руд с содержанием трехокиси вольфрама WO от О до 100%. Все измерения выполняли на двухканальном коротковолновом спектрометре ФРС-7. Прибор оснащен рентгеновской трубкой SjSHXB-S (Pd) с торцовым расположением выходного бериллиевого окна толищной 0,50 мм а ось трубки перпендикулярна к поверхности образда (средний угол падения первичного пучка f 90 ) Угол отбора вторичного излучения V 30, что обеспечивает регистрацию .квантов излучения, рассеянного образцом на угол 9 120°. Высоковольтный источник питания обеспечивает генерирование напряжения до 70 кВ при токе50 мА, Вторичное излучение разлагали в спектр кристаллом-анализатором из кварца толщи ной 0,12 мм с отражающей плоскостью 1010, Разрешение кристалла характеризуется аппаратурной шириной флуоресцентной - линии на половине высоты максимума около 0,0002 нм Излучение регистрировали сцинтилляционным счетчиком СРС-1 (разрешающа способность 55% для излучения CuKjj ). Энергетическую селекцию импульсов детектора выполняли одноканальным амплитудным анализатором импульсов (ДАЙ), Для этого использованием образцов из борной кислоты и вольфрамового ангидрида строят дифференциальные амплитудные спектр излучения, регистрируемого на месте пика некогерентно рассеянного образ цом первичного характеристического PdKfl -излучения, Определяют положе1-ше Максимума. ( Vo 52 В) и полупшрину (а 12,5 В) амплитудного рас пределениЯо Затем выбирают верхнюю границу Vg окна ААИ, равную Vg 65 В, и фиксируют ее. Ширину дУокна ААИ выбирают с использованием двух серий стандартных образцов;, первые из которых содержат различные количества вольф рама, а вторые имеют произвольные значения массового коэффициента ослабления для . -излучения и состоят только из элементов и сое динений наполнителя исследуемых материалов Для этого измеряют соотве 1 ственно интенсивности N Ч и N Фх фк фона на месте пика некогерентно рассеянного образцами обеих серий первичного PdKj -излучения при четырех значениях ширины дУ окна ААИ - 5, 10, 20 и 50 В, Аналогичные измерения выполняют с образцом сравнения, получая интенсивности N,Рассчитывают относительные интеннк.. IV/HK -НК (|.н нк сивности I, / . каждого из образцов. Затем с использованием измеренных значений I и известных значений массового коэф-. фициента ослабления ju..p рассчитывают методом наименьших квадратов козффициенты 2 уравнения Х«%с. Чн о Затем рассчитывают относительные интенсивности (I ., ) Для стандартных образцов, содержащих вольфрам, по уравнению «:),-4Я Птр где jU - массовый коэффициент ослабления рассеянного характеристического излучения палладиевого анода стандартным образцом, содержашр:м вольфрам. Далее, используя измеренные значения 1 и рассчитанные () находят регрессионные коэффициенты t .rnacrjouiid T., J. t. /тНК I - Ьр + ..(Уравнения i-ф ) и строят график зависимости Ц от AV. В качестве рабочей ширины окна выбирают значение 4V 23 В, соответствующее Ъ 1 (при и 70 кВ и L 1,0 мм), и приступают к анализу неизвестных проб. Их облучают потоком излучения рентгеновской трубки, измеряют интенсивности Характеристического -излучения и интенсивности фона на месте пика некогерентно рассеянного FdKjj -излучения, а содержание WO рассчитьгеают из уравнения Ш0з 1 сЛ, -х ей - относительная интенсивгденость излучения; w/L|5 - линии .,2. коэффициенты, постоянные при выбранных услоВИЯХ анализа-.

- эффективная интенсивность фона, рассчитываемая по формуле

(С Г.

.нк

, cij- постоянные коэфгде « , « фициенты.

jHK

Ф

О 0,2 0, 0,6

Фиг.1

Множитель (У / i -c jr V4HTbffiaeT изменение длины волны эффективно возбуждающего первичного излучения

5 с изменением содержания вольфрама. Погрешность измерения предлагаемым способом составляет 2,25%, а способом-прототипом - 7,61 отн,%, Диапа зон измерений содержания вольфрама

10 также расширяется в несколько раз.

ПК

0.8, /

ФН

О 70 го JO 0 so Y,e

фиг.З