Устройство для рентгенофлоуресцентного анализа
Изобретение относится к рентгенофлуоресцентному анализу состава вещества и может быть использовано в отраслях промышленности , где для эффективного ведения технологических процессов необходим анализ состава вещества (например, металлургическая , горнодобывающая, цементная и др. отрасли). Цель изобретения - повышение точности измерения концентрации элементов в анализируемых образцах. Преимуществом предлагаемого изобретения является отбраковка недостоверных измерений концентрации элементов в анализируемых образцах путем определения величины разности между отношением концентрации (1-го элемента в контрольном образце к концентрации 1-го элемента в анализируемом образце и отношением интенсивности соответствующего элемента в контрольном образце к интенсивности соответствующего элемента в анализируемом образце, сравнение величины полученной разности с пороговым значением для каждого элемента. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСК11Х
COLjilAfil1 1ll lECKWX
РЕСПУБЛИК (я) ю G 01 N 23/22
ГОСТА Р СТВ Е ННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
О
Ь
О
А (21) 4782896/25 (22) 15.01.90 (46) 07.01.92. Бюл. Л& 1 (75) Н.Ф.Архипов, Г.И.Михайловский и
Н,И.Марченко (53) 621.3.08(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
N. 1363975, кл. G 01 N 23/22, 1966.
Спектрометр рентгеновский многоканальный CPM-25. Руководство эксплуатации 2.770.007 РЭ. ПО "Научприбор", г. Орел, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕНТГЕНОФЛУОР Е С ЦЕ НТН О ГО АНАЛ ИЗА (57) Изобретение относится к рентгенофлуоресцентному анализу состава вещества и можст быть использовано в отраслях промышленности, где для эффективного ведения технологических процессов необходим
Изобретение относится к рентгенофлоуресцентному анализу состава вещества и может быть использовано в отраслях промышлен 1ости, где для эффективного ведения технологических процессов необходим
=.lan«o состава вещества (например, в металлургической, горнодобывающей, цементной и др. отраслях).
Целью изобретения является повышение точности измерения концентрации элементов о анализируемых образцах.
На чертеже представлена блок-схема у"тройства.
Устройство содержит источник 1 излучения, в защитном кожухе 2, детектор 3 излучения, усилитель 4. амплитудный дис„., Я „„1704049 А1 анализ состава вещества (нап ример, металлургическая, горнодобывающая, цементная и др. отрасли). Цель изобретения — повышение точности измерения концентрации элементов в анализируемых образцах.
Преимуществом предлагаемого изобретения является отбраковка недостоверных измерений концентрации элементов в анализируемых образцах путем определения величины разности между отношением концентрации (1-го элемента в контрольном образце к концентрации l-го элемента в анализируемом образце и отношением интенсивности соответствующего элемента в контрольном образце к интенсивности соответствующего элемента в анализируемом образце, сравнение величины полученной разности с пороговым значением для каждого элемента, 1 ил. криминатор 5, пересчетный блок 6, регистрирующий блок 7, блок 8 памяти интенсивности I-ro элемента контрольного образца, первый блок 9 деления, коммутатор 10 входов, вычислительный б,.ок 11, коммутатор
12 выходов, блок 13 памяти концентрации первого — и-го каналов измерения (l-го элемента контрольного образца), второй блок
14 деления, компаратор 15, задатчик 16 номера контрольного образца, блок 17 вычитания, пороговый блок 18, блок 19 управления процессом измерения, таймерный счетчик
20, блок 21 управления устройством подачи образцов в зону анализа и устройства 22 подачи образцов 23 в зону анализа, причем детектор 3 излучения. усилитель 4, ампли1704049 —,,дныг> дис>;рил;ингтор 5 и г>е -c:," вход пере=четного блока 6 соед>лис ы п осл еде ff зтельно, выход пересчетного блока 6 псдкл очен на первые входы pe.f.còðflðóþщего блока 7, блока 8 памяти интенсивности
I-го эле>лента контрольного образца и первсго блока 9 деления, выход блока 8 соединен с вторым входом блока 9 деления, выход которого подключен на соответствующий вход коммутатора 10 входов. Выход коммутатора 10 соединен с входом вычислительного блока 11, выход которого подключен на второй вход регистрирующего блока 7 и вход коммутатора 12 выходов. выход коммутатора 12 соединен с первыми входами блоve 13 па>ля>и ко>щентрации и второго блока
14 д".ne>ILI>I, на второй вход которого под>.л>очен ffbfvoä блока 13 памяти.
Выходы первого и второго блоков 9 и 14 деле и1ч со.".д>1 ic.. с первым и вторым входа 1и блока 17 вычитания, выход котсрого пе.; .л очеll на первый вход псpcl DBofo бло> э ., выход которого соединен с третьим
:,ход->-1 б: ока 19 управления процессом изIIepefIv>., первый выход xoToporo подключен на в>.од тай>. ерного счетчика 20; выход ко opofo соединен с первым вхоДом блока . Второй выход блока 19 подключен на втог-,1 вход перссчетного блока 6, третий ..> .од блока l9 соединен с адресными вхсдал1и коммутатора 10 входов l1ко>л>лутатора
12 выходов, че>вертый выход блока 19 подкл;о ie>i Ila первый вход блока 12 управления ,с-ро icTeol; подачи образцов в зону анали, ", .:,еы 1 -.:.-.:;C;, >;оторого сседи»ен с вход::. ус-ройства 22 подачи образцов 23, .:". сд кото;;о>о подкл>очен на в1орой вход : .- .а 21. DTo Г .: .;;, блока 21 подключен
-ой г. >о < Г.-. а 19,,",оа>.ля ощие вхоь и -.т:-.;>-,о>-. «:,O.-< п»рагс еого блока 18, 1 > . Ii .L ге>к д (. I ;ка 21 сседи:-IeH с третьим г. ° .- .i pc;ii т; . г,, ощего блока 7 >1первыл1
;,,е.i компа>ратсра 15, на второй вход ко>ср го подключен выход эадатчика 16 но>. ера контрольно-о образца. а выход
f:c!! Ла l.а 1 ора 1 coг gfiflel! Г г To> ч1 Оходо>л б Ic>:a 8 памя"; fiHTeilci:If HocT« i-го элел1ента кс чтрo ьHofо образца и вторь>>л входом Gflo . а 13 памяти >:oHI CHTIfaц> ii I-го элемента
l. О i l f. .: I b i! O i О С > Р а Э Ц а, I io чер-,еке и о оп,сании приведены усTpcf còвo и рабoTà однoгo канала измерения, псско->оку ус ройстпо и работа осталька на.- D c3; I:1ìe ðåí ия .де нт>1ч |а. устройство работает следующим обра3OII, Предполагается, что каналы квантометI o от>сстирсгаl!b и он находится в рабочем
Г-.СТО .НИИ. блок 18 заносит граничное значение, индивидуальное для каждого измеряемого об10 разца. После этого оператор нажимает
15 вь>дает управляющее воздействие на уст20 ройство 22, которое устанавливает первый
25 анализа в блок 19 управления процессом измерения, на управля>ощие входы кол>му30
В гнезда устройства 19 годачи Uf p-зцов в з ну анализа оператор уста>авливает контрольный и анализируемые образцы
{первыл1 устанавливается контрольный образец). Затем оператор вручну>о набирает на задатчике 16 номер контрольного образца(в данном случае — первый), и в пороговый кнопку запуска(не показана) програмл1ы измерения концентрации элементов в контрольном и анализируемых образцах 23, установленных в устройстве 22
По сигналу от кнопки блок 19 управления процессом измерения запускает блок
21 управления устройством подачи образцов в зону анализа. В свою очередь, блок 21 (контро lbf!ый) образец в зону анализа, Как только первый (контрольный) образец установитГя в эс не анализа, блок 21 выдает сигнал об окончании устаногки образца в зоне таторов 10 и 12 и на второй вход порогового блока 18. По =-> ол1у сигналу блок 19 запускает таймерный счетчик 20, а ко>л>лутаторам 10 и 12, пороговому блоку 18 и пересчетно>лу блоку 6 разрешается работа.
Одновременно блок 21 на Tpemp выход, в качестве которого служит совокупность информационных шин, вь>дает нол1ер устаHofLnefiI-сто е зону анализа сГразца, который поступает на пегистриру>ощ>ILI блок 7 и компаратор 15. В vofinapaTopo 15 текущий номер образца сравнивается с заданным и в случае их совпаде>н1я (To и пр<.исходит п р,1 псрвслi Ho>лере образца) iie выходе компарэTора 15 поягляется едини-пibi>I сигнал, peepåIII IoùL1.I работу блокоu 8 и 13 памяти.
От >1стс:.н. ка 1 перэичного I.e>ITIQHoecvo го иэлуче. ия, расположе»нсго в защитном кожухе 2, излучение попадает на образец 23. закрепленный в устройстве 22, Под действием пер. 1 «o. o иэл чечня в ана-, = ""емoli (rcHTponbHoI ) сбраэце происхс дит воэбужде>II".е вторич нного, i луopecfgcHT>foI излучен>1я, соде;. ;";I;его "ара. тер icTL чecf;Lie рентгеlIoRcv. .,å л fili,1 каждогo иэ х>1л1>1ческих э".åMF H To B, входящих в сост:. образца, Glnynipecqe;IT;Ioe излучение оТ образца поступает в спектро>. етрическ> е каналы, число
55.",г.! эхehlE;III 3 о кснтрсп1.! г!" Сс,".. эце, пс...у I:. ".T! а гrof Оеot, «;ic кгссс 3. сигнал
Г I С!1,,ГС1 С! f! 1, ie Г1... а,, . 1! 1
flan JIL coIl уси;l«вается е !ус11питепе 4 LI эа1е!1!!
ПРОХОД!\Т 1а паз а t! "I III TÓÄÍ Ñ!!1 >il! C4:PL!ÌÈ натс р 5, Отсека!с»с:1й шумь гоIJ!«нага
npoLIcvow..",eli »I. С оы одо амплитуднога дисrpи лиtlатсра 5 импул1сгл 1;сступэ! От11а
fI. Ð0bIL! D>. oä перссчетнсro б!o> о г=„
Ка только т341ìåðtfbfé счетч,!к -"0 закончит отс1ет заданной вь1дер».ки гремени на процесс i змсаения, на с1О оь!ходе 1Оявляется сдини!1ный сигнал, а сам таймерный счетчик сбрасывается в 11улевое состояние.
Па сигналу от тайме рнсго счетчика 20 блок
19 выдает запрещающий сигнал на работу пересчетного блока 6, который заканчивает с1ет суммы нмпульссо о данном I:анапе.
Сумгла импульсов. набранная о перес erllс1; боске 6, характеризует интенсио11ссть анали111ческай лини,! оl«г","31;руемсго элемснга, и с выхода блока 6 падается о регистрируюсций блок 7, lid хсды блока 8 памяти и блока 9 деленип, Поскольку для пероого (контрольнрго) образца рабата бп!Ока 8 разрешена, в нем ззпсминаатся интснсиг ность анализируемого элемента контрольного образца, а в блоке 9 деле11ия происходит сперас1ия деления запомненной D блоке 8 интенсивности первого элемента контрольного образца на ту же величину интенсивности того же эле;eIITB контрольного абра.ца, поступающая ,". С1!!хс;з r cj.:.c÷eT:I -а б,","..-.3 G. Результат ,;еп ...,,1я:-,с ттчпает нэ паг1оый вход ксммутаТоре 0.
ОДНСОРЕь.аННО С ГЫДаЧCLI ЗОПРЕЩаЮЩСгс, оба у п>3расчегlfoão блока 6 cигнапа бпо:.! !,.I; -,: ",ан1;;I 11рэ .: г".с) .:1с.:Ган1!я
Оi!J|:)а,Сл t;3Т, I(,!, C!1, Г!1 ГГ !. !!-lа!ГП!Я1СС!!«й собой сс .!Огу п)1аст b 11н I1 О!с ац ot! tfbix шин, !!с!1ер пе! .. "с ка", I3 .! t !: . !! . .",, 1;стары11 г, .стугтэст на адрес. ь!» с:.с;,: 1: .;;.;утэтс;!со
10 и 12.
Па этому сигналу кам1лутатар 10 замыка,-.; цепь I .epeorо .cji3 (и-р; o;с I CHàëe измерсния) с оыхода1л, и o»tocLITOJ!btfaff интеl!ciil .OcT! (OTIIc!lie!I - «11:IT., сиш1сстей о случае измерения кс11трс t,íoãс образца рэьч1о cj,I;II!!11с) пасту:1ост i э охсд 1; ".:c JIL;тап 11 гс Gjtora 9, В этом блоке flo 1!зоестнс 4.м атс!.1атичес>31!! зззи:и.;Остям или э:спе1-«4!а.1тальtI1!м Tаpi!pсгo 1 ыь! "pио!. .t1 о1л!iис",яется концентрация (11рацеllтн: "3 ссдаржон!1e)
o irl,i13н ру смога эле", il T и гонт!с со 1. !1а! . сб1ро ца.
Бы Iиспанiÿë вал!111!I I 4сноа1i,peöilë
=. элиз;!руемсго эге !et!ra (з дэ;!11см случае
"е,,осга элс.!et!ra rotlTj1o3btloro Образца) 10
50 поступает в регистр.1рую.ций б-.ок 7 и на иход коммутатора 12, который в соответстfL!!i1 с поступившим на его адресный вход
tIot lepoh! канала от блока 19 замыкает цепь о ода с первым выходам.
Величина концсн1рац, и запоминается в блоке 13, работа которого разрешена, а в блоке 14 делания вычисл!,ется соотношение эапо1лнснной в блоке 13 ee31 ч 1ны концентр;ции первого эле1лента L,I тг,сльного образца к текущей величине 1:.Онс1е. Трзции (в данна1л случае отношение будет равно единице).
С выходов блока 9 цель и. и CJ скг 14 деления соответствен11О ol - ение интенсивностей и отношениь конц траций первого элемента контрольно!-о ОЬ1раэца поступают на блок 17 вычитан я;де вычисляется разность между этим! .тнсшениями (учитывая неизбежные аг,,1ратурные погреш11асти, при исправном сгектрометре и огсутствии сбоев величина разности буд т приблизительно равна нулю), С выхода блока 17 выч1 сленная величина поступает в пороговый блок 18, на выходе которого при нормальном протекании процесса измерения будет нулевой сигнал, поскольку величина разнос- и не превышает граничного значения.
Аналогичные операции повторяются для всех каналов измерения концентрации элементов контрольного образца, Если в процессе измерения все эг,ементы контрольного образца не гревысят граничные значения, то блок 19 после из1лерения последнего элемента контрольного образца выдает команду блоку 21, который, в соою очередь, подает ка11анду устройству 22 на гада-I) следу1сщаго (уже анализируемога) образца о зону анэлиза.
Одновременна, на время установки следующего образца в зону анализа, блок 21 запрещает работу кс1!пэрассров 10 и 12 и
0oporoUoI о блока 18, После того, как новый образец установится в зоне анализа по с41гtIeëó от устройства 22, бп к 21 выдает cигнал блоку 19 и разрешает рабату компараторов
10 и 12 и пс рагаосгс блока 18. Однавре4!енна на L!Itftpopt!Oq",otftft. x шинах третьего выхода бла;:а 21 па.".гится нс1;ер следующего образцэ (например, второго — alia,3413L!руемаго).
В roh;ïejIàòoðå 15 текущий номер сравнивается с заданным ат задатчика 16, номера о этом случае нс савпада:ат, и на выходе компаратсра 15 появится нулевой сигнал, эап„"ещаюгций рабату блскао 8 и 13 памяти.
Б блоке 8 останется величина интенсивности первого элемента контрольного образцэ, - в бг<оке 13 — вел<<;. <(а «с!. " «p: ц<;1 этого жс элемента контральнога образца.
По сигналу от блока 21 блок 19 опять
Запускает таймерный счет <ик 20 и разрешает работу псресчетного блока 6, Далее происходит процесс измерения первого эле lcltT3 анализируел<огo образцэ и накапtie!I,;я суммы импульсов в пересчетном блоке 6.
По окончании заданной выдержки времени таймерный счетчик 20 выдает единичный сигнал на блок 19 управления процессом изл<ерения, а содержимое счетчика обнуляется.
Блок 19 по сигналу от счетчика запрещает работу блока 6, а на адресные входы кол<<лутатароо 10 и 12 выдает номер канала н!змсрен
" .:О.-.ле«<ая сумма импульсов, характериЭУ<О<Ца«И;<тЕНСИОНОСтЬ ПЕРВОга ЭЛЕМЕНта
;ияли=-,:русмаго образца.
С выхода блока 6 L <а! <о! = ieI где iо! — величина отношения интенсивноСтЕй (О! НОСИтел ЬНаЯ И(!тЕЛ<СИОНОСт Ь); lei — величина интенсивности 1-ro элеi- cI<та г ка«трольном образце, запомненная ".: б-Оке р «амяти; <;, — C." ILt <;;t;a;;tITCtICL .. I.C тн Сг ееТСТу<с<. -. o i- П" «Г Ь<й ВХО п C Р(„;-и O(1,-,C;У,«-,„".Ет < Я .;д вычисл iiåëLI<îãо блск=: 9!. ; «О(; I! 1 « «««1 "< «" I ««1 I < «-« Г, !<О< -«Я«1 ИЛД «и«(<;РпСОЧ <Ы(1 <«Ot«t .i «« t!с . с итываетс в ка<<цс!<траци О(проценT <<ае содержание} i ãî алел<енто г, -«элизирус(.1ал образце. Расчет,.а.=-:.:ч„<< ра;(<я пас!у аст о рсгистриру<ощий блок 7 и на вход коммутатора 12, YGTG" t. г „-<отсе«сто,<",(л« "pм к" <ала t(- .-.-, < i л а.,",г,;,;л - ха ае Соединяет ВхОд с (<Орс .I <--,,Г . <,C, В блоке 1<1 д.".лс!«1я«г!.t .Ic i «с я cc < О;ел;1е Онцснтрации <-t:э,,l=-мс< - ко«т,"ол<=<<ам и Gt Ce:, Со! =,™< L< где С,! — ве-<1 i!,ct i-го элемента; Сe! осиii <<1<(а !. i . сt 1<>ац<:il -(o ме(<та в анализируемом Образце, Cet — величина концентрации i-го эле мента о контрольном образце, зэпа(л<<сн<;аг 5 о блоке 13 памяти. Величины отношений интснсионастей концентраций i-го эле! «."Ta поступа<О! E блок 17 вычита:(ия, где вычисляется retiu-tttна разности от<<ошений: 10 Са! (а! A i Со! — Kiо! = Се! i et Л! — величина разности отношений концентраций и интенсивностей i-го элемента; К вЂ” масштабный коэффициент, в общем 15 случае не равный единице. Для контрольных и анализируемых образцов, содержание элементов в которых приблизительно . равное, коэффициент будет равен единице. Далее величина разности поступает о 20 пороговый бг,-. 13, где сравнивается с граничным значением, Если Л i (TO абсал<ат! Ой величине пр высит граничное значение, на выходе порогового бла-:а 10 пояо<<тся единичный сигнал, по которому блок 19 уирав25 ления процессом измерения выдает команду на повторение измерения и выдаст соответствующее сообщение. Если и при повторном измерении величина разности прегысит граничное з<<ачс30 ние, образец бракуется с выдачей сообщения. Идентичные операции производятся по каждому элементу анализируе(<ого образьа и по всем анализируемым образцам, встаг35 ленным о г«езда устройства 22 «Ода <» G В качестве гр нич((аго 3начен я в парэГаООМ бЛОКЕ1
/«Г\ .,(<эа i га элci 1«.ii«а. Превышение гранич<<ого 3((ачения о процсссе изм."-рен,të 1-l o ."-«лел е«та а «али": тате аппаратур <ых CGGGG, ".О<-tocшна.--,: вычислений, егсмаге(<(<ости Образца
Изсбрстение пазоал<<т roc,ici;T т; кость измерения концснтрац! <элсме«таз о а<<ал<<3<<рy cë i!i .:.: <эл.:,,сн
О C "- Н :1 г i i. C I « I Я, Формула изобретс<(ия Ъ СТРОЙС! ОО Д(,Я Рс! <Т (С<<О < ЛУОГСС!<г- ! Ого а <ализа, cGQ. «жащее де!с<:тг ° Ltçëó,:ния,усилитель,а. !плитуд<<ыйд< кри(,;и(i -,гр, пересчетный блок и первый блок,<;еле!«<3 первого — п-ro ка(<ала LI3(cpet 1704049 10 мер.: л, устройство подачи образцов, источник излучения в э;щит сч кожухе, таймерный счетчик, блок управления процессом измерения, кол;мутатор входов, вычислительный блок. эадатчик номера контрольного образца, компаратор, блок управления устройством подачи образцов и регистрирующий блок, пр, «åì детектор излучения, усилигель, амплитудный дискриминатор и первый вход пересчетного блока соединены последовательно, выход перес-.етного блока соединен с первыми входами рег 1cTpl .ðóþùåãо блока, блока памяти интенсивности первого — и-го канала измерения и первого блока деления. выход которого подключен на соответствующий вход коммутатора входов, выход коммутатора входов соединен с входом вычислительного блока, выход которого подключен на второй вход регистрирующего блока, первый выход 6 ока уп;давления процессом измерения соединен с сходом таймерного счетчика, выход которого подключен на первый вход блока управления процессом измерения, второй выход которого подключен на второй вход пересчетного блока, адресный вход коммутатора входов соединен с третьим выходом блока управления процессом измерения, четвертый выход которого подключен на первый вход блока управления устройство;- подачи образцов, первый выход которого соединен с входом устройства подачи образцов, выход которого подключен на втор и вход блока управления устрогст.ом подачи образцов, второй выход I;oTGt . гс соединен с вторым входом блока упра:.лепил процессом измерения и управлягощим входом коммутатора входов, а третий выход подключен на третий вход регистрирующего блока и первый вход компаратора, на второй вход которого подключен выход эадатчика номера контрольного образца, выход компаратора соединен с 5 вторым входом блока памяти интенсивности каждого элемента контрольного образца, выход которого подключен на второй вход первого блока деления, о т л и ч э ющ е е с я тем, что, с целью повышения 10 точности измерения концентрации элементов в анализируемых образцах, устройство дополнительно снабжено коммутатором выходов, блоком памяти концентрации первого — и-го каналов измерения, вторым блоком 15 деления, блоком вычитания и пороговым блоком, причем третий выход блока управления процессом измерения подключен на адресный вход коммутатора выходов, на управляющий вход которого подключен вто20 рой выход блока управления устройством подачи образцов первый — n-й выход коммутатора выходов соединен с первым входом второго блока деления и первого — и-го канала измерения и первым входом блока па25 мяти концентрации первого — n-го канала измерения, на второй вход которого подключен выход компаратора, второй вход второго блока деления соединен с выходом блока памяти концентрации первого — и-го ЗО канала измерения, выходы первого и второго блоков деления подключены соответственно на первый и второй входы блока вычитания, выход которого соединен с первым входом порогового блока, на второй 35 вход которого подключен второй выход блоrà управления устройством подачи образцов, а выход порогового блока подключен на третий вход блока управления процессом измерения. 1704049 Сост"-.ç"èòñnü В. Скоробогатова Редактор О, Хрипта Техред М.Е1оргентал Корректор Н. Кучерявая Заказ 58 Тираж Подписное ВНИИХИ Государственного комитета но изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Гàушская наб„4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, уп.Гагарина, 101
