Парноканальный рентгеновский флуоресцентный спектрометр Советский патент 1982 года по МПК G01N23/223 

(54) ПАРРЮКАНАЛЬНЫЙ РЕНТГЕНОВСКИЙ ФЛУОРЕСЦЕНТНЫЙ СПЕКТРОМЕТР

Изобретение относится к устройствам для рентгенофлуоресцентного анализа состава вещества и может найти применение при анализе технологических продуктов в цветной и черной металлургии, а также в других отраслях промышленности. Известен рентгенофлуоресцентный спект рометр для анализа состава вещества, сконструированный по схеме парного канала с обтюрацией спектра, при реализации которой один общий детектор регистрирует поочередно интенсивности аналитической линии и линии сравнения, В качестве линии сравнения обычно выбирается близкий по энергии к аналитической линии участок спектра , рассеянного излучения или характеристическая линия другого элемента содерж ашегося в пробе Ij. Он содержит рентгеновскую трубку с источником питания, кристалл-анализатор, обтюратор спект ра, сцинтилляционный счетчик с фотоэлектронным умножителем (ФЭУ) и регистрирующее устройство с двумя пересчетными схемами. На точность измерения существенное влияние оказывает стабильность работы сцинтилляционного счетчика ij. Ближайшим техническим к предлояйенному решением является парноканальный рентгеновский флуоресцентный спектро- метр, состоящий из рентгеновской трубки с источником питания, прободержателя, кристалла-анализатора, обтюратора спектра, сцинцилляционного счетчика с фотоумножителем и регистрирующего устройства. Регистрирующее устройство содержит две пересчетные схемы и электронный блок для вычисления отношения чисел импульсов, зарегистрированных в обоих каналах спектрометра; это отаошение пропорционально концентрации определяемого элемента. Для относительной независимости показаний парноканального спектрометра от напряжения питания фотоумножителя (ФЭУ) необходимо наличие горизонтального участка (плато) на счетной характеристике сцинтилляционного .детектора Г 2J, Однако стабильность работы такого спектрометра и точность анализа огран№чнваюгся зависимостью положения плато и его протяженности, помимо ряда других причин от амплитудного распределиния импульсов, поступающих на вход усилителя с выхода сиинтилляиионного счет чика. На усилитель поступают импульсы, амплитуды которых статистически распределены относительно двух средних зМачеНИИ, соответствующих максимумам распр& делений. При изменении порога чувстви теяьности усилителя из-за нестабильности его ра боуы скорость счета в канале, регистрирующем импульсы с меньшей амш1Итудой, изменяется в большей степени, чем во втором канале, что приводит к измене-нию счетной характеристики детектора и может привести к выроиодению плато на этой характеристике, при этом нарушается стабильность работы .спектрометра и возрастает погрещность анализа. Целью изобретения 5голяется повышение стабильности работы спектрометра и точности измерения. Поставленная цель достигается тем, НТО в известном парноканальном. рентгеновском флуоресцентном спектрсыетре, состоящем из рентгеновской трубки, прободержателя, кристалла-анализатора, обтюратора спектра снинтилляционного счет чика с фотоумножителем и регистрирующего устройства перед входным окном сшштилляционного счетчика установлена сменная диафрагма с двумя щелями, снабженная механизмом перемещения диафрагмы в плоскости, параллельной плоскости вход ного О1ша, к механизмом для изменения высот щелей. ; Вследствие уэ дщения условий свето сбора и фокусировки электронов при засветке периферийных участков фотокатода амплитуда импульсов на выходе сцинтилля аяоаного счетчика при детектировании мои .энергетических квантов рентгеновского из лучения зависят от места попадания ква та в сшштяллятор, уменьшаясь по мере удаления этого места от осентра входного окна детектора к его первферни. Регул&ровкоВ положтагая н высоты щелей диафраг мы при настройке каналов спектрометра можно легко добиться совмещения (по щкале амплитуд) максимумов амплитудных : распрецелекнй импульсов, вызванных попаданием в счетчик квантов различных энергий. При этом нестабвльнрстьработы усилителя и изменение его порога чув ствительности будут одинаково сказывать ся на результате счега импульсов в обоих каналах, и положение плато на счетной харалстеристике будет стабильным. На фиг. 1 представлена блок-схема спектрометра} на фиг. 2 - диафрагма, общий вид, вариант. Спек1рометр состоит из рентгеновской трубки i, прободержателя или кюветы 2 (соответственно для твердых или жидких проб), кристалла-анализатора 3, обтюратора 4 спектра, узла 5 сменной диафра мы, сцинтилляционного счетчика 6и регистрирующего устройства 7с двумя п&ресчетными схемами. Излучение рентгеновской трубки 1 падает на- анализируемую гфобу, находящуюся в прободержателе или кювете 2, вторичное излучение пробы после разложения в спектр кристаллом-анализатором Зпрохо дит через прорези диска обтюратора 4, выделяющего и попеременно перекрывающего излучения аналитической ЛИНИИ и линии сравнения. Излучения выделенных линий попеременно попадают на сцинтилляционный счегчик 6, перед входным окном которого устан лен узел 5 сменной диафрагмы с двумя щелями, перемещаемся в плоскости, параллельной плоскости входного окна счетчика, специальным механизмом, другим механизме можно изменить высоту щелей. Положение и высоту щелей диафрагмы при настройке каналов регулируют таким образ 1, чтобы кванты рент. геновского излучения с большей энергией попадали на периферию входного окна счет чика, а кванты с меньшей энергией - на централы пю часть этого окна. С выхода счетчика 6 импульсы поступают на две пересчетные схемы регистрирующего устройства 7, в KOTopcHvi, как и в известных парноканальных спектрометрах, вычислв ется отношение набранных в пересчетных схемах котшчеств импульсов, пропорциональное концентрации определяемого элемента. Фиг. 2 поясняет устройство одного из возмоНсных Bai aHTOB конструкции узла 5 сменной диафрагмы. На основании 8 жестко закреплены направляющие 9, по KOTOjftiM с помощью микрометрического винта Ю и пружины 11 перемещается ползун 12, несущий на себе диафрагму 13 с прорезаннымив ней щелями 14. Направляоощие 9, микрометрический винт Ю, пружина 11 и ползун 12 образуют меканизм перемещения диафрагмы. Расстояние между щелдали определяется конкретной аналитической задачей, поэтому спектрометр снабжен набором диафрагм 13 различного исполнения. Действующая высота щелей устанавливается механизмом для изменения высот щелей, образованным ви тами 15, накладками 16 и винтами 17. Соосность щелей 14 и винтов 15 обеспе чивается смеш{ыми накладками 16, разм ры которых ссягласоваиы с расстояниями между .щелями 14 на диафрагме 13, поло жение накладок 16 фвксищгется виитами 17. Спектрометр с еспечхшает повыщёпве точности анализа|. 4to позволяет при его внедрении, например, на предщюятиях цветной металлургии снизить рарход иоро :Госто5ацих компонентов при производстве сплавов (в пределах, дслускаемых cooi ветствующими ГСХЗТами) за счет менее ценных, использование спектрометра при анализе продуктов обогащения позволяет повысить извлечение металлов из и снизить расход фл6т $еагентов.- Ожидаемь1й эконсжотческий эффект от внедренвю одного такого спектрометра состшляет в среднем 10О тыс. руб. в год. Формула изобретения Парноканальный рентгеновскнй фпуореоцентный cneiftpCMeTpp, состоящий из рентгеновской трубки, прободержателя, крис талла-виалваатора, обтюратора спектра, сшштишкявя яюго с фофоумножитвп&л и р&гясграруюацк устройста, отличающийся тем, что, с ах ъышевяя стабпьвости работы спектрометра н точяостл ааааяза, входным окном c HTWNflHioHHoro счетчшса уст шовлвяа синтяяя диафрагма d двумА , снабженная межавизмом ивр&летеикя диа(|рагмы в пооскостя, napanneiubiicriR шюскосга ъхояяого , и мех шзмсм дяя изм 1еш1я высот щеп. шнфо|}маш1Я, npaasffae во вшомние пря эксперггизв 1.fttvtopcKoe С1ждетальство СССР hfe 158109, кл. Q01 М 23/О8, 1962. 2.Авурорсков свидетельство СССР № 55О565, кяГ Q01N 23/223, 1975 (нрототип).

(If&f

.