Способ определения интенсивности фона
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
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 N 23/223
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3769068/24-25 (22) 10.07.84 (46) 23.04.86. Бюл. 9- 15 (71) Сибирский государственный проектный и научно-исследовательский институт цветной металлургии "Сибцветметниипроект (72) А.В. Конев, Н.А. Астахова, Т.Е. Слободянюк, Э.В. Григорьев и Н.Е. Суховольская (53) 539.1.06(088.8) (56) Блохин М.А. Методы рентгеноспектральных исследований. М.: ГИФМЛ, 1959, с. 127.
Ленин С.С. и Сериков И.В. Об одном способе определения фона при рентгеноспектральном флуоресцентном анализе геологических проб.-Аппаратура и методы рентгеновского анализа. Л.: Машиностроение, 1970, вып. 7, с. 172-178. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ
ФОНА (57) Сущность изобретения заключается в облучении пробы рентгеновским или
„„SU„„1226212 A 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. Новым 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.
1226212 Таблица ) е
Шифр Содержание компонента, 7 прех. парата А1 0 Ве0 SiO S CACO Ре 0
50 50 О О
ПФ-1
ПФ-2
ПФ-3
80 О
40 О
10 О
20 .О
10 О
20 0
10 О
20. О
40 20
50 30
30 0
ЗО О
20 О
20 )О
ПФ-4
ПФ-5
20
ПФ-6
ЗО
ПФ-7
ПФ-8
40
50
Изобретение относится к рентгеноспектральному флуоресцентному анализу материалов сложного химического состава (порошков, растворов, сплавов)1 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 интенсив-. ности фона °
На фиг. 1 представлены зависимости коэффициента а, от длины волны рассеянного излучения для определения фона под аналитической линией
ТеК при различных напряжениях на
Ф f,ë 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 Сoarse;
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 0,0?43 нм (кривая 11).
Сущность предлагаемого способа .заключается в измерении относительной.интенсивности рассеянного излучения на участке спектра., расположенном между линиями когерентно и некогерентно рассеянного образцом характеристического излучения, для которого соотношение когерентного и некогерентног о рассеянных образцом фотонов первичного излучения таково, что коэффициенты рассчетного уравнения не зависят от химического состава пробы.
Способ может быть реализован с использованием любого серийного
10 кристалл-дифракционного спектрометра с фокусирующичи или плоскокристалльными системами разложения в спектр вторичного излучения, а также бездисперсионных анализаторов с полупроводниковыми детекторами.
Пример . Экспериментальную проверку предложенного способа праводят с использованием полуавтоматического рентгеновского спектрометра PM-1 220 "Philips", оснащенного рентгеновской трубкой OEG-100 с
Мо-анодом. Максимальное генерируемое напряжение 100 кВ. Вторичное излучение от образца отбирают через один из двух коллиматоров (FINE nnn COARSE) с расстоянием между пластинами .160 и 480 мкм соответственно, разлагают в спектр плоским кристалл-анализатором LiF (200, d 0,2013 нм) по схеме Соллера и регистрируют осцинтилляционным детектором (разрешающая способность 3?7. для СыК, -излучения) .
Состав используемых препаратов при35 веден в табл. l.
1226212
Продолжение табл 1
Содераание конпонента, Х .
Шифр пре йара
Я О, S СаСОэ Fe,Оэ
А1 О ВеО
ПФ вЂ” 9
20 0 !О 60
10 0 0 80
10 0
ПФ-10 10 0
ПФ-С 0 0 50 0 0 50
П р и м .е ч а н и е: ПФ вЂ” препарат фоновый; ПФ вЂ” С препарат фоновый (образец сравнения)..
F INE
111ифр препара та
Аналитическая линия ТеК, Значение длины волны Ьр, нм,участка измерения фона РINE C0ARSE 0,0709 0,0713 0,0715 0,0718 0,0726 0,0735 3,06 2,14 3,23 3,29 4,49 5, 10 5,84 2,47 ПФ-1 1,73 2,08 . 2,64 3,46 3,58 3,82 1,56 1.81 2,11 2,56 2,64 2,75 1,47 1,63 1,79 2,06 2,10 2,19 1,25 1,24 1,29 1,36 1,35 1,39 1,14 1,18 1,20 1,23 1,20 1,16 l 06 1,03 1,03 0,977 0,922 0,903 11,01 1 05 1э06 1э02 Оэ966 Оэ935 0,994 0,977 0,95 0,881 0,798 0,758 0,924 0,888 0,845 0,76 0,640 0,592 ПФ-2 2,78 2,94 ПФ-3 2,20 2,29 ПФ-4 1,83 1,84 ПФ-5 1,33 1,33 1,10 1,11 ПФ-6 ПФ-7 0,909 0,924 ПФ-8 0,958 0,964 ПФ-9 0,801 0,805 ПФ-10 0,650 0,629 Способ определения интенсивности . У фона осуществляется следующим образом. Анализируемый материал помещают в спектрометрическую кювету, облуФают смешанным излучением рентгеновской трубки (при Б 50 кВ) и регистрируют детектором интенсивность фона N(h ) от --Ф них на месте аналитической линии ТеК, а также в максимумах пиков а когерентно и некогерентно (0,0709 и 0,0743 нм) рассеянного М К, -излу. чения и в нескольких точках спектра, расположенных между ними. Указанные измерения выполняют и от образца с сравнения ПФ-С-N (Ъ). С использовах нием измеренных значений N<(h) и с N,h) находят относительные интен9 сивности фона на месте аналитической линии 1,„(%д)=И (h„) /И, (Яд) и на участках рассеянного излучения Т, (% ) =N (hp ) /М (h p), которые представлены в табл. 2. По этим данным рассчитывают методом наименьших квадратов (MHK) коэффициенты а, а равнения I (8„)=a +а I (3 )+ +а Х (h ), которые представлены в табл. 3. Т а б л и ц а 2 1226212 Продолжение табл.2 СОАК$Е Шнур. лреларата, Значение длины волны у нм,участка измерения фока 0,0743 0,0709 0,0713 0,0715 0,0718 0,0726 0,0735 0,0743 « Ь gyes ° ПФ"1 3,77 6,93 2,25 2,62 3, 06 5,20 5,97 7,35 ПФ-2 4,25 1,81 2,18 2,47 2,93 3,63 3,86 4,47 ПФ-3 3,10 1,61 1,90 2,06 2,29 2,67 2,76 3,19 ПФ-4 2,51 1,5! 1,73 1,82 1,95 2,12 2,72 2,.56 ПФ-5 1 68, 1 26 1 27 1 30 1 32 1,36 1,40 1,69 1,27 1,13 1,18 1,19 1,20 1,19 1,15 1,28 ПФ-7 I,ll 1,05 1,,04 1,03 1,01 0,92? 0,893 I,ll 1,00 О;992 1,06 1,05 0,958 0,958 0,923 0,938 .ПФ-8 0,792 0,750 0,837 ПФ-9 0,866 0,976 0,975 0,957 0,916 ПФ-IO 0,676 0,9!1 0,884 0,856 0,799 0,635 0,586 0,91 Т а б л и ц а 3 C0ARSE Длина волны участка измерения фона Ъ, нм FINE ао а, 0,678 -1,27 -0,806 0,662 -1,29 0,0709 0,0713 — 1,11 -О, 226 -1, 04 2,33 2,01 0,0715 -0,852 1,87 1,88 -0,141 1,15 0,0676 0,967 0,155 0,892 0,07!8 l,19 0,0726 О, 932 0,854 0,702 0,0735 0,0743 0,191 0,729 погрешность оценки длины волны участка, ближайшего к некогерентному пику, меньше, то его выбирают в качестве рабочего при Кривые 3 и 4 (фиг. 1) пересекают ось в двух точках, кривая 3 — при 0,0711 нм и 0,0720 нм, кривая 4 при 0,0711 и 0,0722 нм. Поскольку -0,890 -0,222 -0,0589 0,0816 -0,0538 0,178 -0,0282 0,220 -l,3О -0,133 -0,170 -О, 0249 -0,0401 -0,0356 -0,0203 12262)2 Формула изобретения ). Способ определения интенсивности фона на месте аналитической линии определяемого элемента при рентгеноспектральном анализе, заключаю- 10 щийся в облучении смешанным рентгеновским излучением, энергия характеристического компонента которого больше энергии К-края поглощения любого элемента наполнителя анализи- 45 руемых материалов, серии стандартных образцов, содержащих только элементы наполнителя анализируемого материала, регистрации интенсивностей фона на месте аналитической линии определяемого элемента и в макси муме пика некогерентно рассеянного излучения, нахождении уравнения свяопределении фона на месте ТеК,„ (,2 линии. Зависимость Т (h4)=f(I<(4 )) опиР сывается линейным уравненйем I (Я ) = 5 1 ) a =а +а I (Э ) только в случае измереi Р Р ния Т (hP) на оптимальном участке спектра. В общем случае эта зависимость описывается нелинейным уравнением. Погрешность предлагаемого способа определяется относительным стандартным отклонением Яг, характеризующим дисперсию разброса эксперимен. тальных точек относительно аппроксими-15 рующей их прямой на фиг. 2, Значения Sr соответствующие кривым 9-11, на фиг. 2 равны 7,47; 2,13 и 20,74Х Точность предложенного способа в 3-5 раз выше известного. 20 В общем случае выбор оптимального участка измерения N (hP) с удалением аналитической линйи определяемого элементà A в длинноволновую сторону от д достигается в основном P при высоком напряжении на рентгеновской трубке и при использовании коллиматора COARSE. Характер зависимости а =f(g ) при различных условиях эксР перимента обусловлен сложным спект- З0 ральным составом интенсивности характеристических пиков фона и аппаратурными параметрами. 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, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения 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 Т (Лд) фона на месте аналитической линии определяемого элемента от относительной интенсивности I(S ) P рассеянного излучения для каждой из выбранных длин волн % рассеянP ного излучения I + (h h) =a + а I (q ) + 4 о s p +а I (h ), строят зависимость коэффициента а< от Яр, выбирают в качестве рабочей длины волны такую, при которой а,=), измеряют интенсивность рассеянного образцом анализируемого материала излучения с рабочей длиной волны и рассчитывают интенсивность фона на месте аналитической линии определяемого элемента. 2. Способ по и. I, о т л-и ч а юшийся 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. 1226212 а, Рр, aors Составитель N. Викторов Редактор Л. Гратилло Техред H.яоикало Корректор А. Зимокосов Заказ 21)8/36 Тираж 778 Подписное 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
