Способ непрерывного автоматического рентгеноспектрального анализа порошкообразных материалов

 

Изобретение позволяет повысить точность анализа. В процессе калибровочных измерений определяют области допустимых значений интенсивностей излучения от калибровочных и реперных образцов. При измерении анализируемых проб выявляют принадлежность текущих значений интенсивности излучения анализируемых проб и реперных образцов определенным при калибровке областям допустимых значений. По результатам сравнения исключают недостоверные результаты или корректируют их, находят и устраняют источники получения ошибок. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ГС ЦИЛЛИСТИЧЕСКИХ

РГ r:ÏÓBËÈK (51)5 G 01 N 23/22

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОГ>РЕТРНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР !- nqp

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 (,Ы Од

Ь3 (ф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4354936/25 (22) 04.01.88 (46) 23.08.91. Бюл. M 31 (71) Государственный всесоюзный проектный и научно-исследовательский институт цементнои промышленности (72) В.P. Альперович. М.Н, Быков и Е.Е.

Глинский (53) 543.426(088.8) (56) Плотников P.È. Флуоресцентный оен1генорадиометрический анализ. М. Атомиздат, 1973, с. 233-243.

Патент ФРГ !

"1 2524375, кл. G 01 N 23/00. 1976. (54) СПОСОБ НЕПРЕРЫРНОГО АВТОМР)ИЧЕСКГ)ГО РЕНТГЕНО .ПЕКТРАЛЬНОГО

Изобре!ение относ. .Тся к способам непрерывного рентгеноспек грлльного анализа поро )кообраэнь!х материалов и может быть использовано при автоматическом регули,совании процесса получения сырьевой смеси заданного химического состава.

Цель изобретения — повышение точноc7t! dнализа.

Для осуществления гекущего контроля химического состава сырьевую смесь посредством сис емь опт, бывания непрерывно подают под рент еноспектральное устройство.

Измерение интенс вностей излучения непрерывно поступающей на анализ пробы осущесгвл:ют периодически с заданной экспозициеи

После подготовки калибровочных образцов, химический остав которых охватывает диапазон возможных значений химического со=тciва анализируемого

„.,5U„„1672324 А1

АНАЛИЗА ПОРОШКООБРАЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение позволяет повысить точность анализа. В процессе калибровочных измерений определяют области допустимых значений интенсивностей излучения от калибровочных и реперных образцов, При измерении анализируемых проб выявляют принадлежность текущих значений интенсивности излучения анализируемых проб и реперных образцов определенным при калибровке областям допустимых значений.

По результатам сравнения исключают недостоверные результаты или корректируют их, находят и устраня от источники получения ошибок. 1 з.п. ф-лы, 1 табл. сыр.,я, проводят измерение интенсивностей вторичного излучения от этих образцов, а также многократное измерение интенсивностей от двух реперных образцов. Строят калибровочные зависимости, а также определяют области возможных значений интенсивностей излучения калибровочных и реперных образцов.

Определение области возможных значений интенсивности калибровочных образцов производят путем выбора из всего набора интенсивностей излучения на калибровочных образцах при построении градуировочной зависимости минимальных и максимальных значений интенсивностей по каждому элементу.

Составленные таким образом пары значений интенсивностей определяют область возможных значений интенсив):ости излучения калибровочных образцов Область возможных значений реперного обоаэца

1672324!

Ip.cp.j !1р.j

I 1ð.ср.!

J=1

I1p J

J=1

55 !1р.! где!1р 1, 11р текущие значения интенсивности на 1-м реперном образце; определяют как минимальное и максимальное значение интенсивности излучения этого реп ерного образца, вызванное аппаратурной погрешностью прибора. Составленные таким образом пары значений 5 интенсивностей определяют область возможных значений интенсивности излучения реперного образца. Затем переходят к текущему анализу проб. Для этого их облучают, измеряют интенсивности вторичного излу- 10 чения, а затем сравнивают эти интенсивности с установленными ранее областями возможных значений интенсивности излучения по каждому элементу. Тот факт, что интенсивность излучения по какому-либо 15 элементу выходит за рамки допустимых значений интенсивности излучения, свидетельствует о том, что прибор неисправен. В этом случае проводят регулировку прибора.

В том случае, если интенсивность излу- 20 чения на пробе принадлежит области возможных значений интенсивностей на калибровочных образцах, производят расчет содержания оксидов как обычно по построенным ранее калибровочным 25 зависимостям. Однако и в этом случае 803можны недостоверные результаты, Выявить их позволяет операция сравнения суммы концентраций оксидов с установленными границами этой суммы. 30

При выходе за границы этой суммы проводят следующие операции, Вводят первый репер, измеряют на нем интенсивность излучения, сравнивают ее с областью возможных значений интенсивности излучения на 35 реперном образце. Если эта интенсивность не выходит за пределы указанной области, то проводят повторную калибровку прибора. Если же интенсивность на первом реперном образце не принадлежит области 40 возможных значений интенсивности на реперном образце, то измеренные значения интенсивностей нужно скорректировать на аппаратурный дрейф, а затем вычислить достоверные результаты, Для этого необходи- 45 мо вычислить непропорциональную составляющую отклонений W

I1p,cp.I, I1p.cp.J — средние значения интенсивности на 1-м реперном образце, полученные до начала измерений анализируемых проб.

Полученное значение W сравнивают с граничным значением непропорциональной составляющей Wrp,, где Иl,р — это значение верхней границы доверительного интервала для непропорциональной составляющей при доверительной вероятности

0,95. Для расчета Wip обрабатывают данные многократного измерения флуоресцентного излучения от первого реперного образца, Для получения W p для каждого измерения выполняют расчет значения W по формуле, приведенной выше.

Если В/ > Wrp, то проводят измерение второго реперного образца. После этого проводят коррекцию интенсивностей от текущей пробы по формуле

Ii =!1рс. + (!! — II I),!

1 .с .i !2 .с .i

I1p,i I2p 1 где Ii — текущее значение интенсивности излучения от пробы контролируемого материала; величины с индексом 2р аналогичны величинам с индексом 1р, но соответствуют второму реперному образцу.

Если W < Wrp, то измерение второю реперною образца не требуется. В этом случае корректировку проводят по формуле

I !р.ср.! !! =, I 1ð.i

Первый и второй реперные образцы должны отличаться друг от друга по содержанию контролируемых элементов.

После этого по калибровочным зависимостям определяют концентрации определяемых элементов.

Регулировку прибора осуществляют следующим образом, Сначала определяют принадлежность интенсивности излучения от контролируемой пробы материала по элементу, из которого изготовлен держатель пробы, области изменения интенсивностей излучения калибровочных образцов по этому же элементу и при значениях интенсивностей, не принадлежащих этой области, регулируют устройство подачи пробы.

В результате выполнения этих операций выявляются нарушения работы системы опробования, которые приводят к отсутствию или недостатку пробы анализируемого материала на держателе проб.

1672324

Указанное нарушение проявляется в виде аномально большой интенсивности вторичного рентгеновского излучения химического элемента, иэ которого преимущественно состоит материал держателя 5 пробы, например железа. Выявление аномально большого значения вторичного излучения по укаэанному химическому элементу позволяет одновременно определить неисправность анализатора, заключа- 10 ющуюся в нарушении работы системы опробования, и устранить ее.

При интенсивностях, выходящих за пределы области изменения интенсивностей излучения калибровочных образцов, 15 измеряют интенсивность первого образца, определяют принадлежность ее диапазону возможных значений интенсивностей излучения реперных образцов и при интенсивностях, принадлежащих этой области, 20 регулируют устройство пробоподготовки, а при интенсивностях, выходящих за пределы этой области, регулируют рентгенооптическую систему.

Наличие этих операций позволяет при 25 нормальной работе системы опробования выявить две другие возможные причины возникновения грубых погр шностей измерения интенсивностей вторичногз излучения от пробы. Этими причинами являются 30 либо неисправность в узле анализатора, обеспечиваюшем подготовку пробы к анлизу (разравнивание и уплотнение пробы), либо недопустимые изменения параметров рентгенооптической системы приоора (на- 35 пример, нарушение вакуума рентгеновской трубки, изменение эмиссии катода, вариации коэффициента газовыделения детектора и др.).

Способ опробован в условиях рентгено- 40 вской лаборатории на а алитическом комплексе, включающем систему опробования и рентгеновский спектрометр. В качестве анализируемого материала испольэовали сырьевые смеси цементного завода, 45

Отбирают калибровочные пробы сырьевой смеси, захватывающие весь диапазон изменения ее химического состава, и химическим методом (ГОСТ 5382-73) определяют содержание в них контролируемых 50 оксидов СаО, А!гОз, F8203 и 5!О:, затем для этих проб посредством рентгеновского спектрометра определяют интенсивности излучения, состветствующие кальцию, железу, алюминию и кремнию и фиксируют 55 минимальные и максима. ьные значения интенсивностей.

Затем определяют средние зн-.÷åíèÿ интенсивностей для реперных проб lj pp,( (j-1,2, l=1,2,3,4) и на основании r,=.спортных данных спектрометра БАРС-5 вычисляют верхние и нижние границы возможных отклонений интенсивностей. Вычисляют среднее значение суммы содержаний контролируемых оксидов и с учетом доверительной вероятности Рд=-0,95 определяют нижнюю и верхнюю доверительные границы изменения этой суммы.

После этого проводят измерения интенсивностей вторичного излучения от анализируемых проб и проводят совокупность приведенных операций.

В таблице приведены данные о достоверности анализа по известному и предлагаемому способам.

Предлагаемый способ непрерывного рентгеноспектрального анализа порошкообразных материалов позволяет повысить точность анализов за счет увеличения количества достоверных результатов ориентировочно на 30;ь, оперативно выявлять и идентифицировать по ходу анализа источники получения недостоверных результатов или устранять их, или корректировть значение таких результатов до достоверных значений, тем самым повышая статистическую точность анализа.

Формула изобретения

С особ непрерывного автоматическсч о рен геноспектрального анализа порошког разчых материалов, включаюLl, èé измерение интенсиэ::ос1ей излучения от ка либровочнь,х и реперных образцсв, измерение интенсивностей излучения от анализируемых п юб и двух реперных образцов и определенис по калибровочным зависимостям концентрации химическ 1х элементов, о т г и: ; ю шийся тем,;то. целью повышения точности анализов, дополните1ьно многократно определяют интенсивности излуче;.ий от per,åðíûõ образцов, определяюг области возможных значений интенсивностей излучения реперных v1 калибровочных образцов, а также граничное значение непропорциональной сос1эвляющей отклонений для первого реперного образца. а при измерении интенсивностей излучения от анализируемых проб проверяют их принадлежность к области возможных значений интенсивностей и::,лучения от калибровочных образцов и при интенсивностях излучения, выходящих за пределы области возможных значений ингенсивностей иэл.чения от калибровочных образцов, производят р гу ировку прибора, а при интенсивностях излучения от анализируемых проб, принадлежащих области возможных значений интенсивностей излучения GT калибровочных образцов, произво1672324

Составитель А. Колесников

Редактор С.Патрушева Техред М,Моргентал Корректор О.Ципле

Заказ 2834 Тираж 385 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 дят расчет концентраций химических элементов по калибровочным характеристикам, при этом при получении недостоверного результата измеряют интенсивности излучения от первого реперного образца и определяют принадлежность их области возможных значений интенсивностей излучения реперных образцов и при попадании их в эту область выполняют калибровку прибора, а при интенсивностях, выходящих эа пределы области возможных значений интенсивностей излучения реперных образцов, вычисляют непропорциональную составляющую отклонений W для первого реперного образца, сравнивают ее с граничным значением Иlгр непропорциональной составляющей отклонений для этого реперного образца и, если W < В/гр, то проводят корректировку интенсивностей от анализируемой пробы по данным о первом реперном образце, а при W > Wrp производят измерение интенсивностей излучения от второго реперного образца и выполняют корректировку интенсивностей излучения от анализируемой пробы по данным для обоих реперных образцов.

2, Способ по п.1, о тл ич аю щи и с я тем, что регулировку прибора осуществляют

5 путем определения принадлежности интенсивности излучения от анализируемой пробы материала по элементу, из которого изготовлен держатель пробы, области изменения интенсивностей излучения калибро10 вочных образцов по этому же элементу и при значениях интенсивностей, не принадлежащих этой области, регулируют устройство подачи пробы, а при интенсивностях, выходящих за пределы области изменения

15 интенсивностей излучения калибровочных образцов, измеряют интенсивность излучения первого реперного образца, определяют принадлежность ее диапазону возможных значений интенсивности излучения репер20 ных образцов и при интенсивностях, принадлежащих этой области, регулируют устройство пробоподготовки, а при интенсивностях, выходящих за пределы этой области, регулируют рентгенооптическую систему.