Способ получения градуировочной характеристики сцинтилляционного (импульсного)спектрального анализа

 

Изобретение относится к спектральному анализу о Целью изобретения является повышение точности градуировки и правильности последующего . анализа. Градуировочные образцы предварительно разделяют рассевом на различные по крупности фракции с последующей аттестацией в них содержания определяемого элемента независимым методом. Измеряют распределение сцинтилляционных сигналов (импульсов ) по значению аналитического параметра . Выбирают для нахождения градуировочной характеристики образцы, у которых распределения значений аналитического сигнала наиболее отличаются , например, по диапазонам, в которые попадает большая часть значений аналитического сигнала, или по значениям статистических моментов.Градуировочиая характеристика находится в виде нелинейной функции, связывающей значение аналитического сигнала t массой частицы, соответствующей этому сигналу. Параметры этой функции находят расчетным путем из условия минимума дисперсии отклонений между массами определяемого элемента в использованных навесках выбранных градуировочных образцов, полученными по аттестованным содержаниям в них определяемого элемента, и суммами масс частиц определяемого элемента, вычисляемых с помощью искомой градуировочной характеристики по зарегистрированным от них сигналам в этих навесках. (Л 00 СХ) ч 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 G 01 N 21/72

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ фс 1 Щ,1 " .17 Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ д - ц

К д BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ < ь|" .<;:";:.;;.

1 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАДУИРОВОЧНОЙ

ХАРАКТЕРИСТИКИ СЦИНТИЛЛЯЦИОННОГО (ИМПУЛЬСНОГО) СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА (57) Изобретение относится к спектральному анализу. Целью изобретения является повышение точности градуировки и правильности последующего . анализа, Градуировочные образцы предварительно разделяют рассевом на различные по крупности фракции с последующей аттестацией в них содержа(21) 3968843/31-25 (22) 22,10 ° 85 (46) 23,01 ° 88, Бюл. И 3 (71) Научно-исследовательский инс титут прикладной физики при Иркутском государственном университете им. А,А,Жданова (72) M,А,Ахмедьянов, В.Г,Дроков, М,P,Ëèôëÿíä, В,Н.Морозов, Л,К,Попялковская и С.В,Фридман (53) 543 ° 42 (088,8) (56) Крестьянинов А,Г, и др. Сцинтилляционный способ спектрального анализа золота в рудах, " ЖПС, 1969, т. 10 вып 1, с. 17 21.

Авторское свидетельство СССР

N 1109586, кл . G 01 J 3/30, 1981 °

ÄÄSUÄÄ 1368736 А1 ния определяемого элемента независимым методом. Измеряют распределение сцинтилляционных сигналов (импульсов) по значению аналитического параметра, Выбирают для нахождения rpa" дуировочной характеристики образцы, у которых распределения значений аналитического сигнала наиболее отличаются, например, по диапазонам, в которые попадает большая часть значений аналитического сигнала, или по значениям статистических моментов. Градуировочная характеристика находится в виде нелинейной функции, связывающей значение аналитического сигнала с массой частицы, соответствующей этому сигналу, Параметры этой функции находят расчетным путем из условия минимума дисперсии отклонений между массами определяемого элемента в использованных навесках выбранных градуировочных образцов, полученными по аттестованным содержаниям в них определяемого элемента, и суммами масс частиц определяемого элемента, вычисляемых с помощью искомой градуировочной характеристики по зарегистрированным от них сигналам в этих навесках.

1368736

Изобретение относится к области спектрального анализа материалов, в которых определяемый элемент находится в отдельных, дискретно распределенных по объему пробы частицах.

Целью изобретения является повышение точности градуировки и правильности последующего анализа.

Оптический спектральный сцинтилляционный анализ применим, когда определяемыи элемент находится в пробе только в виде отдельных, дискретных частиц минерала или металла. Он основан на непрерывном вдувании порошка пробы в спектральный источник и регистрации оптических сигналов, возникающих при попадании в аналитическую зону источника частиц, содержащих определяемый элемент. Благодаря высокой концентрации паров элемента, возникающей в аналитической зоне в момент попадания в нее частицы, сигнал формируется в виде сцинтилляционного импульса, значительно превышающего уровень фона, и с высокой надежностью регистрируются. Каждая

20

25 частица примеси при попадании в спектральный источник образует один сцинтилляционный импульс, а величина его.функционально связана с массой частицы. Каждая проба имеет свой на бор частиц различных масс и поэтому при сцинтилляционных измерениях дает свой набор импульсов, отличающийся по величине ° Этот набор импульсов для каждой пробы можно представить в виде распределения плотности ве35 роятности величины импульсов, отража40 ющего вклад импульсов определенных величин в общее их число. Форма распределения для каждой пробы может быть своя, Количественно форма распределения,описывается статистическими моментами (первым, вторым и т,д.).

Отличительным признаком изобретения является прием выбора градуировочных образцов, обладающих наибольшим отличием распределений величины если такие образцы не удается выбрать из числа имеющихся, предлагается прием получения их рассевом одной из проб (образцов) на различные по крупности фракции с последую55 щим использованием этих фракций в качестве градуировочных образцов, обладающих требующимся отличием формы распределения величины импульсов. сцинтилляционных импульсов. В случае. > 50

Предлагаемые приемы основаны на экспериментальном факте - от большей массы частицы возникает больший по величине сцинтилляционный импульс, Зависимость между массой частицы и величиной сцинтилляционного импульса в силу ряда причин нелинейна, Эта зависимость найдена в результате предлагаемых действий и используемых математических методов тем точнее (и тем точнее получаемые по ней результаты анализа), чем достовернее представлены в градуировочных образцах частицы различных масс, Именно получения приблизительно одинаковой и достаточной представительности всех классов удается достичь предлагаемыми приемами выбора градуировочных образцов.

За счет выбора таким образом градуировочных образцов с различным гранулометрическим составом частиц определяемого элемента обеспечивается устойчивость и более высокая точность расчета параметров градуировочной характеристики, Градуировочная характеристика как функция, связывающая значение аналитического параметра по каждому отдельному импульсу с массой частицы, соответствующей этому импульсу, ищется методами из условия минимизации дисперсии отклонений расчетной массы определяемого элемента в используемой навеске образца от его массы в этой навеске, полученной из аттестованного содержания

К

P(j) =(Kf(I,)N; — M ) min (1)

1=1 1 )

3 где j — номер градуировочного образца; I; — аналитический сигнал i-ro класса по величине, f(I< ) — искомая градуировочная характеристика, функция, по которой рассчитывается масса частицы определяемого элемента по значению аналитического сигнапа I1, N;. — число аналитических сигналов

1)

i-го класса, зарегистрированных в аналитической навеске М вЂ” масса

Э определяемого элемента в этой навеске, найденная из аттестованного содержания; k - число классов величины аналитического сигнала, n - число градуировочных образцов, Минимизация функции (1) может осуществляться по методу наименьших . квадратов минимизацией суммы квадра1368736 тов отклонений (1), Наличие погрешностей, допущенных при определении параметров выражения (1), приводит к неустойчивости решений тем большей, 5 чем ближе вид распределений частиц по массе в использованных образцах.

В частном случае при полной идентичности распределений задача не имеет рпределенного решения, т,е, по таким образцам минимизация функции (1) и, следовательно, расчет градуировочной характеристики невозможен, Предлагаемый выбор градуировочных образцов обеспечивает устойчивость решения задачи определения функции

f(1), а предлагаемое использование рассева на фракции по крупности является эффективным методом полу- . чения образцов с различным гранулометрическим составом.

Пример. Предлагаемый способ получения градуировочной характеристики опробован при импульсном атомноабсорбционном спектральном анализе 25 порошковых проб золотоносных руд на содержание золота. Применялся СВЧплазмотрон мощностью 2 кВт, в плазму которого вводилась порошковая проба.

Плазму просвечивали потоком пульси- Зп рующего света, спектр которого содержит аналитическую линию золота (Au I 267,6 нм или Au I 248,2 нм), которая выделялась и регистрировалась фотоэлектронным умножителем, Измерительным устройством выделялся импульс. атомного поглощения от каждой испарившейся частицы золота, мгновенные значения амплитуды импульza логарифмировались, вычислялись 4б площадь полученного импульса поглощательной способности и ее значение (1), как аналитического параметра, записывалось в цифровом виде на магнитную ленту. Для каждого j-го образца по программе на 3ВМ весь диапазон изменения величины (1) разбивался на классы заданной ширины и подсчитывалось число N,. значений

1) (1), попавших в 1.-й класс, 50

Градуировочная характеристика задавалась в виде полинома где m — масса частицы золота, мкг, Значения С,, С находились из (1) по методу наименьших квадратов при варьировании значений el.

При гр адуировании по совоку пности образцов с равномерным распределением содержаний в них золота по всему рабочему диапазону, приготовленных из проб руд и имеющих близкий гранулометрический состав частиц золота, получаемый решения часто оказывались неустойчивыми, При выборе в качестве градуировочных образцов фракций проб руд различной крупности решения были устойчивыми, градуировочная характеристика была удовлетворительной по воспроизводимости значений параметров функций (2). Величина дисперсии погрешности анализа снизилась .в 5,5 раз по сравнению с использованием для оценки содержаний золота известной градуировочной характеристики как функции, связыва" ющей интегральное значение сигнала за экспозицию в аттестованное содер1 жание анализируемого элемента в навеске, и снизилась в 2,5 раза по сравнению с использованием для расчета градуировочной характеристики в качестве градуировочных образцов проб с близким гранулометрическим составом частиц золота, По предлагаемому способу, в отличие от известного, за счет изменения распределений сцинтилляционных сигналов (импульсов) по значению аналитического параметра градуировочных образцов, выбора образцов с наиболее различающимися между собой распределе ниями и выбора градуировочной характеристики в виде зависимости, связывающей значение аналитического параметра каждого отдельного импульса с массой частицы, соответствующей этому импульсу, появляется возможность с помощью математической обработки совокупности аналитических сигналов и известных содержаний определяемого элемента в образцах получить параметры градуировочной характеристики, учитывающей нелинейную зависимость аналитического сигнала от массы частицы анализируемого элемента, возникающую вследствие ряда факторов (различная степень испарения частиц, нарушение линейной связи коэффициента атомного поглощения с концентрацией атомов и т.д,).

Предлагаемый способ градуирования повышает правильность анализа проб с различным гракулометрическим составом частиц определяемого элемента.

Составитель B,Øèðoêîâ

Техред М.Дидык

Корректор M,éàðoøè

Редактор Л,Гратилло

Заказ 283/44

Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1l3035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д,4/5

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

5 ! 3687

Формула изобретения

Способ получения градуировочной характеристики сцинтилляционного (им5 пульсного) спектрального, анализ а, заключающийся в просыпке порошкообраэной пробы через зону возбуждения, в измерении сцинтилляционных сигналов от каждой частичКи, построении распределений сцинтилляционных сигналов по значению аналитического параметра для каждого образца и наборе образцов с наиболее различающимися распределениями сигналов в качест- 15

se градуировочных, по которым получают градуировочную характеристику, отличающийся тем, что, с целью повышения точности градуировки и правильности последующего анализа, до измерения сигналов градуировочные образцы дифференцируют по размерам частиц определяемого элемента, например, путем рассева, в качестве критерия при выборе образцов используют статистические моменты распределений амплитуд сигналов, а в полученной в виде нелинейной функции градуировочной характеристи. ке определяют параметры иэ усЛовия минимума дисперсии отклонений между аттестованными содержаниями и содержаниями, определенными путем нахождения масс частиц по градуировочной характеристике.