Способ рентгенофлуоресцентного количественного анализа Советский патент 1993 года по МПК G01N23/223 

невского излучения, в т.ч. аналитической линии и линии сравнения контролируемого образца и аналогичных линий эталонного образца, и вычисляют концентрацию определяемого элемента по любому известному уравнению связи с использованием в качестве аналитического параметра отношений интенсивностей аналитических линий анализируемой пробы и эталонного образца, нормированных на линии сравнения этих образцов.

В наиболее перспективном случае привлечения уравнений множественной линейной регрессии способ включает в себя две основные процедуры: калибровку и собственно анализ.

При калибровке выполняют следующую последовательность операций:

а), Для каждого анализируемого продукта отбирают 10-15 калибровочных проб с содержаниями определяемых элементов, перекрывающими возможные диапазоны изменений этих содержаний в данном продукте. Содержание каждого определяемого элемента в наборе калибровочных проб должно варьироваться на 4-5 уровнях. Каждую из калибровочных проб подвергают полной паспортизации арбитражными методами анализа не менее, чем в двух параллелях. Одна из этих проб (желательно со средними значениями определяемых элементов) выбирается в качестве эталонного (опорного) образца,

б). Магазин проб спектрометра загружают набором калибровочных проб. Эталонный образец устанавливают в первое гнездо и оставляют там на все время измерений.

в). Каждую из калибровочных проб в паре с эталонным образцом попеременно облучают излучением рентгеновской трубки в режиме автоматической смены пробы и образца с периодом обтюрации в четное число раз меньшим времени измерения и измеряют интенсивности четырех потоков рентгеновского излучения, а именно:

-йк - интенсивность потока аналитической линии i-ro элемента, излучаемого к- той пробой (из набора калибровочных проб};

-ljcK - интенсивность потока линии сравнения для 1-го элемента, излучаемого той же к-той пробой;

-Цэ - интенсивность потока аналитической линии i-ro элемента, излучаемого эталонным образцом;

-he3- интенсивность потока, линии сравнения для i-ro элемента, излучаемого эталонным образцом.

Интенсивности четырех перечисленных потоков используют для определения концентрации 1-го элемента.

В процессе измерений интенсивности потоков аналитических линий, излучаемых всеми пробами и эталонным образцом, нормируются на интенсивности потоков соответствующих линий сравнения, излучаемых теми же пробами, и формируется аналитиче- ский сигнал в виде отношения:

I IOTH. Иык/ ыэ

(индекс н - признак нормирования), где IIH Ьиэ - 1-,э/11сэ

г). Полученные отношения 1к|0тн. вводят в уравнения множественной линейной регрессии вида

Ci a oi + У aijIioiH. Ј BijIioiH.x х Ij OIH. ,

где Ci - известные содержания 1-го элемента в калибровочных пробах.

JOTH.

относительные интенсивности

всех измеренных аналитических линий (включая ),

a0i. aij, bij - калибровочные коэффициенты.

Калибровочные коэффициенты вычисляют известным способом по методу наименьших квадратов, и полученные уравнения вводят в программу анализа.

Процедура собственно анализа включает в себя следующие операции:

д)- Контролируемую пробу и эталонный образец устанавливают в магазин проб. Эталонный образец устанавливают в первое гнездо.

е). Для каждого определяемого элемента измеряют интенсивности четырех потоков рентгеновского излучения, перечисленных в пункте в).в порядке, описанном в том же пункте. Полученные относительные интенсивности . (индекс х относится

к пробе с неизвестным содержанием определяемого элемента) вводятся в полученные по пункту г).уравнения, и вычисленные значения концентрации выводятся на пишущее устройство.

Способ допускает использование любого вида уравнения связи при условии измерения аналитического параметра в соответствии с пунктом в).

Изобретение может быть реализовано с

применением многоканального рентгеновского спектрометра любого типа. Практическая реализация его с использованием серийно выпускаемого спектрометра СРМ- 25 с вычислительным комплексом 158УМС- 28-025 показала высокую эффективность

способа. При определении кремния в алю- мо-кремниевых сплавах с содержанием кремния до 14% среднее квадратическое расхождение между данными рентгено- спектрального и химического анализа уменьшалось на 18-26% отн., по сравнению с базовым способом множественной линейной регрессии с привлечением схемы внешнего стандарта.

При определении в тех же условиях меди в латунях (57-65% содержания меди) вышеупомянутое расхождение снижалось в 2-5 раз.

Наиболее перспективным представляется реализация изобретения с привлечением парноканальной схемы измерений. Чертеж поясняет работу одного из возможных вариантов парноканального устройства, реализующего изобретение.

Устройство содержит рентгеновскую трубку 1, излучение которой направлено вертикально вверх, вращающийся диск 2 с отверстием для облучения неподвижно установленной анализируемой пробы 3 и установленного в специальном гнезде на диске 2 эталонного образца 4, парные аналитические каналы (на чертеже показан один из них), каждый из которых включает в себя первичный коллиматор 5, два кристалла-анализатора 6. два вторичных коллиматора 7 с высокой разрешающей способностью, обтюратор спектра 8, устройство уравнивающее 9, детектор излучения 10.

Излучение рентгеновской трубки 1 при вращении диска 2 попеременно падает на анализируемую пробу 3 и эталонный образец 4, вторичное излучение которых через первичный коллиматор 5 поступает на кристаллы-анализаторы 6, разлагающие это излучение в спектр: вторичные коллиматоры 7 выделяют нужные участки спектра(аналити- ческие линии, линии сравнения), которые, пройдя через прорези в диске обтюратора 8 и фильтры, установленные на диске устройства уравнивающего 9. поступают на детектор 10.

Вращение диска обтюратора через фрикцион 11, редуктор 12, мальтийский крест 13 и поводок 14 согласуется с перемещением эталонного образца 4. Коммутатор 15распределяетпоступающие на вход регистрирующего устройства 16 импульсы синхронно с вращением диска обтюратора 8 и

диска 2 по четырем пересчетным схемам, разбитым на две пары. Одна пара счетчиков обеспечивает измерение исследуемой пробы, вторая - эталонного образца. Один из счетчиков в каждой паре измеряет количество импульсов, обусловленное интенсивностью потока аналитической линии, другой - импульсов, связанных с интенсивностью потока линии сравнения.

Программа измерений предусматривает переключение пар счетных схем в такт со сменой анализируемой пробы и эталонного образца, нормирование интенсивностей потоков аналитических линий 1|к и It3 на интенсивности потоков соответствующих линий

сравнения 1{СК и lie3 и вычисление аналитического параметра в виде отношения нормированных таким образом интенсивностей потоков излучения анализируемой пробы и эталонного образца. При этом интенсивности всех измеряемых потоков представляют собой суммарные сигналы, зарегистрированные за время одного измерения.

Формула изобретения

Способ рентгенофлуоресцентного количественного анализа, включающий облучение анализируемого и эталонного образцов потоком излучения рентгеновской трубки, измерение интенсивностей характеристического рентгеновского излучения определяемого элемента и излучения соответствующей линии сравнения от обеих проб и определение концентрации

определяемого элемента с использованием полученных данных, отличающийся тем, что, с целью повышения точности анализа, анализируемый и эталонный образ,- цы облучают попеременно в режиме

автоматической смены пробы и эталонного образца на протяжении единичного измерения с периодом обтюрации образца, в четное число раз меньшим времени единичного измерения.

Использование: в анализах технологических продуктов в цветной и черной металлургии и др. отраслях. Сущность изобретения: анализ многокомпонентных продуктов основан на облучении пробы потоком излучения рентгеновской трубки и регистрации интенсивностей потоков характеристического излучения определяемого элемента от анализируемой пробы и образца известного состава. При этом анализируемую пробу и контрольный образец облучают попеременно в режиме автоматической моногократной смены образца и пробы. Все измеряемые интенсивности нормируют на интенсивность линии сравнения или на интенсивность некогерентно рассеянного указанными пробами излучения анода рентгеновской трубки. В качестве аналитического параметра используют отношение нормированных таким способом интенсивностей; 1 ил. Поставленная цель достигается тем, что в отличие от известных способов, анализируемый и эталонный образцы на протяжении каждого единичного измерения попеременно облучают потоком излучения рентгеновской трубки в режиме автоматической смены образцов с периодом обтюрации в четное число раз меньшим времени измерения (т.е., за время каждого измерения кратность числа экспозиций контролируемого и эталонного Образцовы одинакова): Для определения концентрации каждого контролируемого элемента измеряют интенсивности четырех потоков рентге00 00 А о. 41ю со