Устройство для абсорбционного рентгеновского анализа Советский патент 1975 года по МПК G01N23/06 

1

Изобретение относится к устройствам для абсорбционного рентгеновского анализа и предназначено для определения содержаний элементов с атомным номером больше 30.

Известное устройство аи алогичного назначения состоит из источник; гамма-излучения, двух мишеней из материалов, энергии характеристического излучения которых выше и ниже энергии края поглошення определяемого элемента, держателя пробы, селективного фильтра, двух счетчиков и блоков измерения и управления.

Недостатком известного устройства является то, что линейность градуировочного графика сохраняется только при небольшом содержании определяемого элемента.

Цель изобретения - улучшение линейности градуировочного графика в широком диапазоне измерения содержания определяемого элемента.

Согласно изобретению, эта цель достигается тем, что один из счетчиков через линию задержки подключен к входам двух схем «И, выходы которых закрываются при заполнении емкости этого счетчика и подключены к счетному входу другого счетчика, выход которого через линию задержки соединен со входом третьей схемы «И, выход которой закрывается при заполпепии емкости этого счетчика и подключен к счетному входу первого счетчика.

Схема предлагаемого устройства изображена на фиг. 1, циклограмма работы - на фиг. 2. Устройство состоит из следующих основных блоков: блока датчика 1, спектрометра 2, блока измерения 3, блока управления 4. блока нитания 5, регистрирующего прибора 6.

Блок датчика 1 состоит из: радиоактивного источника первичного гамма-излучения 7;двух мишеней 8, расположенных под углом к первичному излучению; двух селективных фильтров 9, установленных на пути характеристического рентгеновского излучения мишеней; кюветы 10 с разными толщинами просвечи1.аемого слоя /1 и /2, обтюратора 11, приводимого двигателем 12 н осуществляющего неременное просвечивание кюветы нучком рентгеновского излучения от той илн иной мишени, и коллиматоров 13, служащих для выделения направленного пучка рентгеновского излучения.

Спектрометр 2 состоит из сцинтилляционного детектора 14, служащего для преобразования фотонов в имнульсы с амплитудой, пропорциональной энергии этих фотонов; усилителя 15 этих импульсов и дифференциального дискриминатора 16, осуществляющего выделение только тех импульсов, амплитуда которых соответствует энергии фотонов рентгеновского излучения мишеней.

Блок измерения 3 состоит из двух счетчиков 17 и 18 для регистрации импульсов; трех схем «И 19, 20, 21 для перераспределения импульсов в тот или иной счетчик; двух элементов задержки 22 и 23 для задержки сигналов переполнения счетчиков на время Т/2 и цифроаналогового преобразователя 24 для преобразования цифрового кода в аналоговый сигнал. Блок управления 4 собран на логических элементах и определяет последовательность работы устройства в соответствии с циклограммой, представленной на фиг. 2. Блок питания 5 служит для питания всего устройства. Регистрирующий прибор 6 может быть стрелочным или самопишущим и служит для регистрации результата, считываемого со счетчика 18. Устройство работает следующим образом. Первичное гамма-излучение радиоактивного источника 7 возбуждает характеристическое рентгеновское излучение мищеней 8. Это излучение после прохождения через селективные фильтры 9 и проточную кювету 10 с анализируемым раствором регистрируется спектрометром 2. Свинцовые диафрагмы 13 выделяют направленный пучок рентгеновского излучения. Попеременное просвечивание кюветы потоками рентгеновского излучения разных энергий EI и EZ () обеспечивается обтюратором 11 и двигателем 12. Две разные толщины просвечиваемого слоя /1 и /2 обеспечиваются соответствующей геометрией кюветы. На выходе спектрометра 2 получают статистически распределенные во времени импульсы, скорости счета которых («i и HZ) пропорциональны потокам рентгеновского излучения с энергиями Е или Е соответственно, охватывающими край поглощения определяемым элементом. При этом блок измерения 3 реализует функцию Л ( --, которая линейно зависит от ч«г «1 концентрации определяемого элемента с точностью до малой третьего порядка. Показатель содержания определяемого элемента - вычисляется в блоке из«2«1мерения 3, управляемом блоком управления 4 в соответствии с циклограммой, представленной на фиг. 2. Работа блока начинается с подачи импульсов, имеющих скорость счета «i (в дальнейшем импульсы HI) в счетчик 18. При этом на время полуцикла Т/2 (см. фиг. 2), где Т - период цикла работы устройства, блок управления 4 выдает сигнал, открывающий выход схемы «И 21, и сигнал, закрывающий выходы схем «И 19 и 20. В следующий полуцикл подача имш/льсов rai прекращается, начинают поступать импульсы п в счетчик 18. При этом блок управления выдает сигнал, открывающий выход схемы «П 19, и сигнал, закрывающий выходы схем «И 20 и 21. Так счетчики 18 и 17 попеременно считают импульсы Я) и «2 до переполнения (возврат в нулевое состояние) счетчика 18 в момент времени t,. В этот момент с выхода счетчика 18 снимается сигнал, который после задержки на элементе задержки 22 на время TI2 закрывает выход схемы «И 19. Благодаря этой задержке время счета на счетчике 17 равно времени счета на счетчике 18. Счетчик 18 до переполнения проработает время -, где: N - емкость этого счетчика, «1 а счетчик 17 зарегистрирует «2- импуль «1сов. При счетчик 17 недозаиолнится на г Й1 - «а n,- N «1 импульсов. Далее блок управления, аналогичным образом управляя схемами «И, запрещает счет в промежутке времени ts-tz и на время полуцикла подает импульсы riz в счетчики 17 и 18. В момент времени 4 в счетчик 17 прекращается подача импульсов п, а в счетчик 18 на время полуцикла подаются импульсы ni и т. д. до переполнения счетчика 17 в момент времени t. Сигнал переполнения после задержки на элементе задержки 23 на время Т/2 закрывает выходы схем «И 20 и 21. Таким образом, счетчик 17 до заполнения проработает время а счетчик 18 зарегистрирует (П + N(n,n,) N(n,-n,) «гИа«2 Л (П1 - Яз) дд «1 импульсов. Это число импульсов (цифровой код), ироорциональное определяемому содержанию, реобразуется в аналоговый сигнал и регистируется самопигиущим прибором 6. Предмет изобретения Устройство для абсорбционного рентгеновкого анализа, содержащее источник излучеия, две мишени из материалов, энергии хаактеристического излучения которых выше и иже энергии края поглощения определяемого лемента, два селективных фильтра, держаель пробы, выполненный с возможностью изенения толщины просвечиваемого слоя для аждого пучка рентгеновских лучей, спектроетр, два счетчика импульсов, соединенные с локами измерения и управления, отличащееся тем, что, с целью улучшения линейости шкалы в широком диапазоне содержаий определяемого элемента, один из счетчиов через линию задержки подключен к вхо