Способ определения интенсивности фона Советский патент 1986 года по МПК G01N23/223 

I

Изобретение относится к рентгено спектральному флуоресцентному анализу материалов сложного химического состава (порошков, растворов, сплавов и может быть использовано в аналитических лабораториях, а также при контроле и регулировании технологических процессов на предприятиях, применяющих рентгеновские спектрометры в качестве датчиков состава

Целью изобретения является повышение точности определения интенсивности фона.

На фиг, 1 представлены зависимости коэффициента а, от длины волны рассеянного излучения для определения фона под аналитической линией TeKj при различных напряжениях на рентгеновской трубке (кривые 1 и 2 30 кВ; 3 и 4 50 кВ; 5 и 6 70 кВ; ; 7 и 8 90 кВ) и различных коллиматорах (кривые 1, 3, 5 и 7 Coarse; 2, 4, 6 и 8 FINE); на фиг, 2 - зависимости относительной интенсивности фона под аналитической линией от относительной интенсивности рассеянного излучения при длинах волн, равных 0,0709 нм (кривая 9)| 0,0720 нм (кривая 10) и 0,0743 им (кривая П),

Сущность предлагаемого способа .заключается в измерении относительной интенсивности рассеянного излучения на участке спектра,, расположенном между линиями когерентно и некогерентно рассеянного образцом

Содержгшие компонента, %

А1

.Oj БеО SiOj S CaCOg

50 80 40 10 20 10 20 0

50

О

О

о о о о о

S

0

5

0

5

характеристического излучения, для которого соотношение когерентного и некогерентного рассеянных образцом фотонов первичного излучения таково, что коэффициенты рассчетного уравнения не зависят от химического состава пробы.

Способ может быть реализован с использованием любого серийного кристалл-дифракционного спектрометра с фокусирующими или плоскокристал- льными системами разложения в спектр вторичного излучения, а также без- дисперсионных анализаторов с полупроводниковыми детекторами.

Пример , Экспериментальную проверку предложенного способа проводят с использованием полуавтоматического рентгеновского спектрометра PW-1 220 Philips, оснащенного рентгеновской трубкой OEG-100 с Моанодом, Максимальное генерируемое напряжение 100 кВ, Вторичное излучение от,образца отбирают через один из двух коллиматоров (FINE или COARSE) с расстоянием между пластинами 160 и 480 мкм соответственно, разлагают в спектр плоским кристалл-анализатором LiF (200, d 0,2013 нм) по схеме Сол- лера и регистрируют осцинтилляцион-. HbDi детектором (разрешающая способность 37% для СиК -излучения), Состав используемых препаратов приведен в табл. 1.

Таблица 1

Ре.Оз

о

О

20

30

о

о

О

10

О

о о

10

30 30 20 10

О

о о

о

20 30 40 50

ПФ-9 10 О ПФ-10 10 О ПФ-С О О

Прим-ечание

20

Способ определения интенсивности . фона осуществляется следующим образом.

Анализируемый материал помещают , в спектрометрическую кювету, облу ают- смешанным излучением рентгеновской трубки (при и 50 кВ) и регистрируют детектором интенсивность фона IU л ) от„, них на месте аналитической линии ТеК , а также в максимумах пиков когерентно и некогерентно (0,0709 и 0,0743 нм) рассеянного чения и в нескольких точка-х спектра, расположенных между ними. Указанные

3,063,23

2,782,94

2,202,29

1,831,84

1,331,33

1,101,11

0,9090,924

0,9580,964

0,8010,805

0,6500,629

20 О 10 60 10 О О 80

50 О О 50

ПФ -- препарат -фоновый; ПФ-С препарат фоновый (образец сравнения) . --,

измерения вьтолняют и от образца сравнения ПФ-C-N (Л), С использованием измеренных значений Na,( A) и

с - 1т

N-C-Aj находят относительные интенсивности фона на месте аналитической линии I(A)NJ,(I)/N(A) и на участках рассеянного излучения I()N,p()/N(ftp) , которые представлены в табл. 2. По этим данным рассчит 5тают методом наименьших квадратов (МНК) коэффициенты а,, а и а уравнения I()((f) + +ajI(Ap), которые представлены в

Таблица2

табл. 3.

2,473,294,495jlO5,84

2,08 .2,643,463,583,82

liSl2,112,562,642,75

1,631,792,062,102,19

1,241,291,361,351,39

1,181,201,231,201,16

1,031,030,9770,9220,903

1,051,061,020,9660,935

0,9770,950,8810,7980,758

0,8880,8450,760,6400,592

FINE

С

COARSE

Значение длины вотш ik, им „участка измерения фока

0,07431о,0709|о,,0715|о,0718|о,072б|о,0735

6,932,252,62

4,251,812,18

3,101,611,90

2,511,511,73

3,063,775,205,97

2,472,933,633,86

2,062,292,672,76

1,821,952,122,72

1,68 , 1,26 1,27 1,30 1,32 1,36 1,40 1,27 1,13 1,18 1,19 1,20 1,19 1 ,15

,1,111,051,04

1,00о;9921,06

0,8660,9760,975

0,6760,9110,884

1,031,010,9220,893

1,050,9580,9580,923

0,9570,9160,7920,750

0,8560,7990,6350,586

Кривые 3 и 4 (фиг. 1). пересекают55 погрешность оценки длины вол- ось в двух точках: кривая 3 - при ны участка, ближайшего к некогерен- 0,0711 нм и 0,0720 нм, кривая 4 - тному пику, меньше, то его выпри 0,0711 и 0,0722 нм. Поскольку бирают в качестве рабочего при

Продолжение та 5л.2

COARSE

0,0743

7,35

4,47

3,19

2,56

1,69

1,28

1,11

0,938

0,837

0,91 блица 3

1,г

определении фона на месте ТеК линии.

Зависимость I CTlfl ) f l, ( р) описывается линейным уравнением Iff,(flg) I,,(flp) только в случае измерения Ig,( Ap) на оптимальном участке спектра. В общем случае эта зависимость описывается нелинейным уравнением.

Погрешность предлагаемого способа определяется относительным стандартным отклонением Sr, характеризующим дисперсию разброса экспе-римен- тальных точек относительно аппроксим рующей их прямой на фиг. 2. Значения Sr, соответствующие кривым 9-11, на фиг. 2 равны 7,47; 2,13 и 20,74%. Точность предложенного способа в 3-5 раз выше известного.

Б общем случае выбор оптимального участка измерения N( Ap) с удалением аналитической линии определяемого элемента Д в длинноволновую сторону от Ар достигается в основном при ВЫСОКОМ напряжении на рентгеновской трубке и при использовании коллиматора COARSE. Характер зависимост a,f( Ap) при различных условиях эксперимента обусловлен сложным спект- ральным составом интенсивности характеристических пиков фона и аппаратурными параметрами.

Формула изобретения

1 . Способ определения интенсивности фона на месте аналитической линии определяемого элемента при рентге- носпектральном анализе, заключаю- щийся в облучении смешанным рентгеновским излучением, энергия характеристического компонента которого больше энергии К-края поглощения любого элемента наполнителя анализи- руемых материалов, серии стандартных образцов, содержащих только элементы наполнителя анализируемого материала, регистрации интенсивнос- тей фона на месте аналитической ли- НИИ определяемого элемента и в макси муме пика некогерентно рассеянного излучения, нахождении уравнения свя

5 О

-1520

3035

40 4550 зи между измеренными величинами, облучении при тех же условиях образца анализируемого материала, регистрации интенсивности излучения в максимуме пика некогерентно рассеянного излучения характеристической компоненты излучения рентгеновской трубки и вычислении по найденному уравнению значения интенсивности фона на месте аналитической линии определяемого элемента, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности определения, при выбранных условиях анализа дополнительно регистрируют интенсивности фона в максимуме пика когерентно рассеянного стандартными образцами излучения характеристической компоненты и не менее, чем в трех точках спектра между пиками некогерентно и когерентно рассеянного излучения вычисляют относительные значения измеренных интенсивностей, выбрав один из образцов в качестве стандарта сравнения, рассчитывают методом наименьших квадратов коэффициенты а,, , а, а нелинейной регрессионной зависимости относительной интенсивности 1.,(Лд) фона на месте аналитической линии определяемого элемента от относительной интенсивности iC Ap) рассеянного излучения для каждой из выбранных длин волн -Ар рассеянного излучения I,p(flд)a,()- +ajI (ftp), строят зависимость ко-, эффициента а от Др, выбирают в качестве рабочей длины волны такую, при которой , измеряют интенсивность рассеянного образцом анализируемого материала излучения с рабочей длиной волны и рассчитывают интенсивность фона на месте аналитической линии определяемого элемента.

2. Способ по п. 1, о т л-и ч а ю- щийся тем, что в случае, когда при выбранных условиях измерения устанавливают две длины волны, при которых коэффициент пропорциональности а(1, в качестве рабочей выбирают ближайшую к длине волны пика некогерентно рассеянного излучения.

0.07fМПив73U07f Лр,нн

.l

Сущность изобретения заключается в облучении пробы рентгеновским или гамма-излучением, энергия характеристического компонента которого больше потенциала возбуждения К-края любого элемента наполнителя пробы, измерении интенсивности фона на предварительно выбранном участке спектра, расположенном между когерентным и некогерентным пиками рассеяния характеристического излучения, а интенсивность фона на месте аналитической линии находят расчетным путем. Рабочий участок для регистрации фонового сигнала выбирают с использованием серии стандартных образцов, сходных по химическому составу с наполнителем анализируемых материалов. Новьм является измерение интенсивности фона на участке спектра, для которого коэффициент пропорциональности регрессионной зависимости относительной интенсивности фона на искомом участке от относительной интенсивности фона на месте аналитической линии определяемого элемента равен 1. 1 з.п. ф., 2 ил., 3 табл. i (Л to tc Од to

6 1ф WpJ

Составитель М. Викторов Редактор Л. Гратилло Техред Н.Бонкало Корректор А. Зимокосов

Заказ 2118/36 Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.., д.. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4