Автоматический рентгеновский анализатор пульп и растворов в потоке

Авторы патента:

Зимин Алексей Владимирович (RU)

Никандров Илья Сергеевич (RU)

Захаров Павел Анатольевич (RU)

Бондаренко Александр Владимирович (RU)

G01N23/223 - облучением образца рентгеновскими лучами и измерением рентгенофлуоресценции

Владельцы патента RU 2594646:

Совместное предприятие в форме Закрытого акционерного общества "Изготовление, Внедрение, Сервис" (RU)

Использование: для анализа пульп и растворов в потоке. Сущность изобретения заключается в том, что автоматический рентгеновский анализатор пульп и растворов в потоке включает стойку с измерительными кюветами, спектрометрический блок с источником первичного рентгеновского излучения, детектором и анализатором вторичного рентгеновского излучения, механизм перемещения спектрометрического блока и систему автоматического управления, при этом спектрометрический блок выполнен герметичным, оснащен узлом термоэлектрической стабилизации температуры всех электронных компонентов спектрометрического блока, при этом в качестве детектора вторичного рентгеновского излучения используют полупроводниковый детектор с термоэлектрическим охлаждением, в качестве анализатора вторичного рентгеновского излучения используют многоканальный амплитудный анализатор импульсов, а в качестве источника первичного рентгеновского излучения используют малогабаритную рентгеновскую трубку рабочей мощностью до 10 Вт. Технический результат: расширение диапазона и количества одновременно определяемых элементов, повышение точности и достоверности анализа, повышение радиационной безопасности эксплуатации, уменьшение массогабаритных характеристик, уменьшение энергопотребления. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к устройствам аналитического контроля пульп и растворов в потоке, применяемых в горно-обогатительной и других отраслях промышленности, где необходим экспрессный аналитический контроль элементного (химического) состава жидкого технологического продукта, и может быть использовано в составе автоматических систем аналитического контроля технологических процессов.

Известен автоматический рентгеновский анализатор пульп АР-35 (http://www.bourevestnik.ru/products/rentgenospektralnyy-analiz/ar-35/, ОАО НПП «Буревестник», Санкт-Петербург), содержащий стойку с измерительными кюветами, механизм перемещения, спектрометрический блок с источником первичного рентгеновского излучения (рентгеновской трубкой), фиксированными кристалл-дифракционными каналами и детекторами вторичного (флуоресцентного и рассеянного первичного) рентгеновского излучения, систему автоматического управления (САУ) и систему водяного охлаждения рентгеновской трубки.

Недостатками данного анализатора являются ограниченное количество одновременно определяемых элементов (не более 8 для растворов и 6-7 для пульп в диапазоне от ²⁰Са до ⁹²U), большой диаметр окна измерительной кюветы, из-за которого ренттенопрозрачная пленка окна сильно деформируется во время эксплуатации, что оказывает негативное влияние на точность измерений, сложная процедура замены периодически изнашиваемой рентгенопрозрачной пленки окна измерительной кюветы, значительные массогабаритные характеристики (масса анализатора в 15-кюветном исполнении составляет порядка 1200 кг), высокое энергопотребление (порядка 5 кВА), необходимость в громоздкой системе водяного охлаждения мощной рентгеновской трубки, повышенные требования к рабочему помещению (объему, площади и приточно-вытяжной вентиляции), необходимость радиационного контроля и учета, а так же необходимость получения специального разрешения (лицензии) на право работы с анализатором из-за наличия мощного источника ионизирующего излучения (рентгеновской трубки).

Автоматический рентгеновский анализатор пульп и растворов АР-35 является модернизированным вариантом предыдущего, широко распространенного автоматического рентгеновского анализатора АР-31 (Ольховой В.А., Горшков Ю.В., «Автоматизированная система аналитического контроля для обогатительных производств», Обогащение руд, №3, ИД «Руда и металлы», 2002, с. 45-47), отличающийся от него лишь САУ и механизмом перемещения спектрометрического блока. При этом используется та же стойка с измерительными кюветами и спектрометрический блок с рентгеновской трубкой, фиксированными кристалл-дифракционными каналами и детекторами рентгеновского излучения, что и в автоматическом рентгеновском анализаторе АР-31. В связи с отсутствием данных о результатах испытаний, а тем более промышленного использования нового рентгеновского анализатора АР-35, а вся информация о нем ограничивается рекламными буклетами (http://www.bourevestnik.ru/products/rentgenospektralnyy-analiz/ar-35/), то в качестве наиболее близкого аналога заявляемого изобретения выбрана предыдущая широко распространенная модель АР-31, тем более что последнее внедрение АР-31, изготовленного в 2014 году ОАО НПП «Буревестник», состоялось в декабре 2014 года в рентгеноспектральной экспресс-лаборатории КОО «Предприятие Эрдэнэт», аудит которой специалисты СП ЗАО «ИВС» проводили в феврале 2015 года.

Таким образом, наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому техническому решению является автоматический рентгеновский анализатор пульп и растворов в потоке АР-31, включающий стойку с измерительными кюветами, спектрометрический блок с источником первичного рентгеновского излучения, детектором и анализатором вторичного рентгеновского излучения, механизм перемещения спектрометрического блока и систему автоматического управления (Ольховой В.А., Горшков Ю.В., «Автоматизированная система аналитического контроля для обогатительных производств», Обогащение руд, №3, ИД «Руда и металлы», 2002, с. 45-47 или https://web.archive.org/web/20140410174716/http://www.bourevestnik.ru/catalogue/item/27.html). Кроме того, известный анализатор содержит фиксированные кристалл-дифракционные каналы и детекторы вторичного рентгеновского излучения (индивидуальные для каждого определяемого элемента), систему водяного охлаждения мощной рентгеновской трубки.

Недостатками данного анализатора являются ограниченное количество одновременно определяемых элементов (не более 8 для растворов и 6-7 для пульп в диапазоне от ²⁰Са до ⁹²U), большой диаметр окна измерительной кюветы, из-за которого рентгенопрозрачная пленка окна сильно деформируется во время эксплуатации, что оказывает негативное влияние на точность измерений, сложная процедура замены регулярно изнашиваемой рентгенопрозрачной пленки окна измерительной кюветы, значительные массогабаритные характеристики (масса анализатора в 15-кюветном исполнении составляет порядка 1500 кг), высокое энергопотребление (порядка 5 кВА), необходимость в громоздкой системе водяного охлаждения мощной рентгеновской трубки, повышенные требования к рабочему помещению (объему, площади и приточно-вытяжной вентиляции), необходимость радиационного контроля и учета, а также необходимость получения специального разрешения (лицензии) на право работы с анализатором из-за наличия мощного источника ионизирующего излучения (рентгеновской трубки рабочей мощностью порядка 2-3 кВт).

Технический результат, на достижение которого направлено заявленное техническое решение, заключается в расширении диапазона и количества одновременно определяемых элементов; в повышении точности и достоверности анализа; в повышении радиационной безопасности эксплуатации, исключении необходимости в радиационном контроле и учете, исключении необходимости получения специального разрешения (лицензии) на право работы с анализатором за счет использования маломощного источника ионизирующего излучения; а также в повышении экономичности за счет: уменьшения массогабаритных характеристик, уменьшения энергопотребления, отказа от громоздкой системы водяного охлаждения рентгеновской трубки, исключения повышенных требований к рабочему помещению (объему, площади и приточно-вытяжной вентиляции); а также в повышении удобства обслуживания анализатора за счет использования механизма замены рентгенопрозрачной пленки окна в измерительной кювете.

Указанный технический результат достигается тем, что в автоматическом рентгеновском анализаторе пульп и растворов в потоке, включающем стойку с измерительными кюветами, спектрометрический блок с источником первичного рентгеновского излучения, детектором и анализатором вторичного рентгеновского излучения, механизм перемещения спектрометрического блока и систему автоматического управления, согласно изобретению спектрометрический блок выполнен герметичным, оснащен узлом термоэлектрической стабилизации температуры всех электронных компонентов спектрометрического блока, при этом в качестве детектора вторичного рентгеновского излучения используют полупроводниковый детектор с термоэлектрическим охлаждением, в качестве анализатора вторичного рентгеновского излучения используют многоканальный амплитудный анализатор импульсов, а в качестве источника первичного рентгеновского излучения используют малогабаритную рентгеновскую трубку рабочей мощностью до 10 Вт.

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что в качестве полупроводникового детектора рентгеновского излучения может быть использован кремниевый дрейфовый детектор.

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что спектрометрический блок может быть оснащен узлом вакуумирования измерительного объема, который включает в себя объем между рентгенопрозрачными пленками окон спектрометрического блока и измерительной кюветы и объем самого спектрометрического блока.

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что механизм перемещения оснащен приводом для обеспечения прижима спектрометрического блока к измерительной кювете.

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что измерительная кювета оснащена окном диаметром 10÷20 мм, закрытым рентгенопрозрачной пленкой.

А также тем, что измерительная кювета оснащена механизмом замены рентгенопрозрачной пленки.

Устройство автоматического рентгеновского анализатора пульп и растворов в потоке поясняется чертежами, где:

на фиг. 1 изображен общий вид автоматического рентгеновского анализатора пульп и растворов в потоке;

на фиг. 2 изображен общий вид спектрометрического блока без вакуумирования измерительного объема;

на фиг. 3 изображен общий вид узла термостабилизации электронных компонентов спектрометрического блока.

на фиг. 4 изображен общий вид измерительной кюветы;

на фиг. 5 изображена схема работы механизма замены рентгенопрозрачной пленки окна измерительной кюветы в рабочем (закрытом) состоянии;

на фиг. 6 изображена схема работы механизма замены рентгенопрозрачной пленки окна измерительной кюветы в состоянии замены пленки (открытом);

на фиг. 7 изображен общий вид спектрометрического блока с вакуумированием измерительного объема.

Автоматический рентгеновский анализатор пульп и растворов в потоке состоит из: стойки 1; измерительных кювет 2; спектрометрического блока 3, оснащенного источником 4 первичного рентгеновского излучения (рентгеновской трубкой), детектором 5, в качестве детектора 5 вторичного (флуоресцентного и рассеянного первичного) рентгеновского излучения используют полупроводниковый детектор с термоэлектрическим охлаждением (например, новейшего типа FastSDD производства компании Amptek, www.amptek.com) и анализатором 6, в качестве анализатора 6 вторичного рентгеновского излучения используют многоканальный амплитудный анализатор импульсов (детектор 5 и анализатор 6 позволяют за одну экспозицию получить весь спектр элементов, составляющих пробу), узлом 7 термоэлектрической стабилизации температуры всех электронных компонентов спектрометрического блока 3; механизма 8 перемещения спектрометрического блока; системы 9 автоматического управления. Стойка 1 также содержит кнопки 10 управления заменой рентгенопрозрачной пленки 11 окна 12 измерительной кюветы 2, трубки 13 подачи проб и вакуумный насос 14. Спектрометрический блок 3 и механизм 8 перемещения соединены с САУ 9 через электрические кабели.

Измерительная кювета 2 с механизмом замены рентгенопрозрачной пленки 11 состоит из основания 15, к которому крепится шток 16 электро- или пневмоцилиндра 17 и проточная ячейка 18; крышки 19, которая прижимается к проточной ячейке 18 пружиной 20 сжатия через кронштейны 21 и держатели 22. Внутри крышки 19 находится рентгенопрозрачная пленка 11, которая фиксируется кольцом 23. К проточной ячейке 18 крепятся штуцера 24 подачи пробы. При этом механизм замены рентгенопрозрачной пленки 11 включает электро- или пневмоцилиндр 17, пружину 20 сжатия, кронштейны 21 и держатели 22.

Измерительная кювета 2 с проточной ячейкой 18 и механизмом замены рентгенопрозрачной пленки 11 работает следующим образом. При закрытом состоянии измерительной кюветы 2 пружина 20 сжатия находится в сжатом наполовину состоянии и прикладывает силу к корпусу цилиндра 17, шток 16 которого закреплен на основании 15. Так как шток 16 имеет степень свободы по отношению к корпусу цилиндра 17 в горизонтальном направлении, данная сила передается на кронштейны 21, которые закреплены на корпусе цилиндра 17, а затем через шарнир на держатели 22 крышки 19. Таким образом, в закрытом состоянии рентгенопрозрачная пленка 11 плотно прижата к проточной ячейке 18 и натянута за счет силы трения между рентгенопрозрачной пленкой 11, выступами в крышке 19 и пазами проточной ячейки 18. Смена пленки производится при нажатии кнопки 10. Корпус цилиндра 17 перемещается относительно штока 16 и дожимает пружину 20. Вместе с корпусом цилиндра 17 перемещаются кронштейны 21 и держатели 22 перестают прижимать крышку 19. Затем крышка 19 снимается с проточной ячейки 18, из крышки 19 вынимается фиксирующее рентгенопрозрачную пленку 11 кольцо 23, а затем извлекается рентгенопрозрачная пленка 11. В крышку 19 вставляется новая рентгенопрозрачная пленка 11, затем фиксируется кольцом 23, и далее все действия повторяются в обратном порядке.

Механизм 8 перемещения включает в себя линейный электрический привод 25, на котором закреплен электро- или пневмопривод 26, позволяющий прижимать прикрепленный к нему спектрометрический блок 3 вплотную к крышке 19 измерительной кюветы 2. При этом обеспечивается постоянная геометрия измерений на всех измерительных кюветах 2, а также обеспечивается минимальное расстояние от рентгеновской трубки 4 и детектора 5 до анализируемой пробы. Это, в свою очередь, позволяет повысить точность и достоверность результатов анализа.

Узел вакуумирования измерительного объема состоит из вакуумной трубки 27 спектрометрического блока 3, вакуумного насоса 14 с датчиком вакуума и клапаном в едином корпусе, уплотнительных прокладок 28. Вакуумная трубка 27 крепится к спектрометрическому блоку 3 и позволяет откачивать воздух из измерительного объема, включающего объем между рентгенопрозрачной пленкой 29 окна 30 спектрометрического блока 3 и рентгенопрозрачной пленкой 11 окна 12 измерительной кюветы 2, а также объем самого спектрометрического блока 3. Вакуумная трубка 27 спектрометрического блока 3 подключается к вакуумному насосу 14 через гибкие вакуумные шланги малого диаметра. Вакуумный насос 14 с датчиком вакуума и клапаном соединен с САУ 9 через электрические кабели.

Узел вакуумирования измерительного объема работает следующим образом. После того как спектрометрический блок 3 с помощью привода 26 прижимается через уплотнительную прокладку 28 к крышке 19 измерительной кюветы 2, включается вакуумный насос 14. Вакуумный насос 14 откачивает воздух до заданного значения вакуума из измерительного объема, через который проходят все кванты рентгеновского излучения, включающего объем между рентгенопрозрачными пленками 29 и 11 окон 30 и 12 спектрометрического блока 3 и измерительной кюветы 2 соответственно, а также объем самого спектрометрического блока 3. За счет того, что эти объемы малы, вакуумный насос 14 быстро (порядка 10 секунд) выходит на заданный режим. В течение всего времени проведения анализа САУ 9 при помощи показаний с датчика вакуума поддерживает стабильный вакуум в измерительном объеме, управляя работой вакуумного насоса 14 и встроенного в него клапана. После завершения анализа вакуумный насос 14 останавливается, вакуумный клапан открывается и давление в спектрометрическом блоке 3 выравнивается с давлением окружающей среды. Применение узла вакуумирования измерительного объема позволяет расширить диапазон определяемых элементов от ¹¹Na до ⁹²U.

Узел 7 термоэлектрической стабилизации температуры всех электронных компонентов спектрометрического блока 3 состоит из маломощного термоэлектрического модуля 31, теплосъемников 32 и датчиков 33 температуры. Термоэлектрический модуль 31 с датчиками 33 температуры подключены к САУ 9 через электрические кабели.

Узел 7 термоэлектрической стабилизации температуры всех электронных компонентов спектрометрического блока 3 герметично крепится на нем за счет уплотнительных прокладок 28 и работает следующим образом. Термоэлектрический модуль 31 одной стороной прилегает ко всем электронным компонентам внутри спектрометрического блока 3 с помощью одного из теплосъемников 32, а другой стороной сообщается с окружающей средой через второй из теплосъемников 32, который может быть снабжен вентилятором (на чертеже не обозначен). САУ 9 в зависимости от показаний датчиков 33 температуры регулирует величину и направление электрического тока через термоэлектрический модуль 31. Таким образом, осуществляется охлаждение или подогрев всех электронных компонентов спектрометрического блока 3 и поддержание их температуры на заданном уровне. Стабилизация температуры всех электронных компонентов спектрометрического блока 3 позволяет уменьшить влияние аппаратурного дрейфа и получать более стабильные результаты при длительной непрерывной работе автоматического рентгеновского анализатора пульп и растворов в потоке.

Конструкция автоматического рентгеновского анализатора пульп и растворов в потоке позволяет устанавливать на стойку 1 различное количество измерительных кювет 2, например от 3 (как минимум одна для жидких проб и две для твердых реперных образцов) до 17 (многокюветное исполнение), в зависимости от количества анализируемых потоков, проектно-компоновочных решений и пожеланий конкретных потребителей. Малогабаритная САУ 9 может быть установлена на стойке 1 или отдельно от нее.

Автоматический рентгеновский анализатор пульп и растворов в потоке работает следующим образом.

В двух измерительных кюветах 2 вместо проточной ячейки 18 находятся твердые реперные образцы с различными известными концентрациями определяемых элементов. В остальных измерительных кюветах 2 находятся проточные ячейки 18. По заданной циклограмме спектрометрический блок 3 с помощью механизма 8 перемещения обходит все измерительные кюветы 2, регистрируя вторичное рентгеновское излучение от твердых реперных образцов и циркулирующих жидких проб. Данный обход считается одним циклом анализа. В начале каждого цикла анализа производится регистрация вторичного рентгеновского излучения от двух реперных образцов. Результаты этих измерений используются для учета аппаратурного дрейфа при проведении расчетных процедур определения содержаний элементов в анализируемых жидких пробах для данного цикла анализа. Анализ жидкой пробы в проточной ячейке 18 одной измерительной кюветы 2 происходит следующим образом. Перед тем как спектрометрический блок 3 позиционируется на измерительной кювете 2 с проточной ячейкой 18, в нее через трубки 13 подается анализируемая жидкая проба. Спектрометрический блок 3 при помощи линейного электрического привода 25 перемещается к измерительной кювете 2, затем привод 26 прижимает спектрометрический блок 3 через уплотнительную прокладку 28 к крышке 19 измерительной кюветы 2. Если для анализа требуется использование вакуума, то узел вакуумирования создает в измерительном объеме стабильный вакуум. Далее детектор 5 регистрирует вторичное рентгеновское излучение от протекающей жидкой пробы. Полученный сигнал обрабатывается многоканальным амплитудным анализатором импульсов 6 и передается в САУ 9. САУ 9 обрабатывает данные, полученные от многоканального амплитудного анализатора импульсов 6, и производит расчет искомых содержаний определяемых элементов в жидкой пробе (в случае анализа пульп дополнительно определяется содержание твердой фазы), передает результаты в базу данных и выводит их на дисплей САУ 9 и/или на подключенный к ней персональный компьютер. После проведения анализа жидкой пробы вакуум сбрасывается (если он использовался), проточная ячейка 18 измерительной кюветы 2 промывается, а спектрометрический блок 3 с помощью привода 26 отодвигается от крышки 19 измерительной кюветы 2 так, чтобы между уплотнением 28 и крышкой 19 измерительной кюветы 2 образовался зазор, затем спектрометрический блок 3 при помощи линейного электрического привода 25 перемещается к следующей измерительной кювете 2, и процедура анализа повторяется. После завершения процедур анализа жидких проб во всех измерительных кюветах 2 производится следующий цикл анализа.

Автоматический рентгеновский анализатор пульп и растворов может использоваться совместно с ранее заявленным автоматическим комплексом циркуляционной пробоподачи (заявка №2014152684/05(084222) от 24.12.2014) для повышения точности и результатов измерений за счет возможности обеспечения постоянного и оптимального расхода тщательно перемешенной жидкой пробы через измерительную кювету, а также гарантированного обеспечения сохранности и работоспособности оборудования анализатора в случае прорыва рентгенопрозрачной пленки окна кюветы за счет циркуляции жидких проб под разряжением.

Таким образом, предложенный автоматический рентгеновский анализатор пульп и растворов в потоке обладает явными преимуществами перед известным автоматическим рентгеновским анализатором АР-31, заключающимися в расширении диапазона и количества одновременно определяемых элементов за счет использования полупроводникового детектора и возможности вакуумирования измерительного объема, которые позволяют расширить диапазон и количество одновременно определяемых элементов с ²⁰Са ÷ ⁹²U (6-8 элементов для АР-31) до ¹¹Na ÷ ⁹²U (практически все элементы указанного диапазона для заявленного технического решения); в повышении точности и достоверности анализа за счет дополнительной термостабилизации всех электронных компонентов спектрометрического блока, за счет снижения деформации рентгенопрозрачной пленки окна измерительной кюветы, которое достигается уменьшением его диаметра с 30-40 мм (АР-31) до 10-20 мм (заявленное техническое решение), за счет создания минимального расстояния с постоянной геометрией измерений между спектрометрическим блоком и кюветой при использовании механизма перемещения, а также за счет обеспечения постоянного и оптимального расхода тщательно перемешенной жидкой пробы через измерительную кювету при использовании автоматического комплекса циркуляционной пробоподачи (заявка №2014152684/05(084222) от 24.12.2014); в повышении радиационной безопасности эксплуатации, исключении необходимости радиационного контроля и учета, исключении необходимости получения специального разрешения (лицензии) на право работы с анализатором за счет использования малогабаритной маломощной рентгеновской трубки, позволяющей снизить рабочую мощность с 2000-3000 Вт (АР-31) до максимум 10 Вт (заявленное техническое решение); в повышении экономичности за счет: исключения повышенных требований к рабочему помещению (объему, площади и приточно-вытяжной вентиляции), уменьшения энергопотребления с 5000 ВА (АР-31) до 450 ВА (заявленное техническое решение), исключения громоздкой системы водяного охлаждения рентгеновской трубки, снижения массы с 1500 кг (АР-31) до максимум 200 кг (заявленное техническое решение) и габаритов анализатора при одинаковом количестве измерительных кювет, достигаемое использованием компактных элементов спектрометрического блока, использованием компактной САУ без тяжелых источников питания и системы принудительного кондиционирования; в повышении удобства обслуживания анализатора за счет использования механизма замены рентгенопрозрачной пленки окна в измерительной кювете.

Использование предложенного автоматического рентгеновского анализатора пульп и растворов в потоке позволяет расширить диапазон и количество одновременно определяемых элементов; повысить точность и достоверность анализа; повысить радиационную безопасность эксплуатации, исключить необходимость в радиационном контроле и учете, исключить необходимость получения специального разрешения (лицензии) на право работы с анализатором; повысить экономичность за счет: исключения повышенных требований к рабочему помещению (объему, площади и приточно-вытяжной вентиляции), уменьшения энергопотребления, уменьшения массогабаритных характеристик, отказа от громоздкой системы водяного охлаждения рентгеновской трубки; а также повысить удобство обслуживания анализатора за счет использования механизма замены рентгенопрозрачной пленки окна в измерительной кювете.

1. Автоматический рентгеновский анализатор пульп и растворов в потоке, включающий стойку с измерительными кюветами, спектрометрический блок с источником первичного рентгеновского излучения, детектором и анализатором вторичного рентгеновского излучения, механизм перемещения спектрометрического блока и систему автоматического управления, отличающийся тем, что спектрометрический блок выполнен герметичным, оснащен узлом термоэлектрической стабилизации температуры всех электронных компонентов спектрометрического блока, при этом в качестве детектора вторичного рентгеновского излучения используют полупроводниковый детектор с термоэлектрическим охлаждением, в качестве анализатора вторичного рентгеновского излучения используют многоканальный амплитудный анализатор импульсов, а в качестве источника первичного рентгеновского излучения используют малогабаритную рентгеновскую трубку рабочей мощностью до 10 Вт.

2. Автоматический рентгеновский анализатор пульп и растворов в потоке по п. 1, отличающийся тем, что в качестве полупроводникового детектора рентгеновского излучения используют кремниевый дрейфовый детектор.

3. Автоматический рентгеновский анализатор пульп и растворов в потоке по п. 1, отличающийся тем, что спектрометрический блок оснащен узлом вакуумирования измерительного объема, который включает в себя объем между рентгенопрозрачными пленками окон спектрометрического блока и измерительной кюветы и объем самого спектрометрического блока.

4. Автоматический рентгеновский анализатор пульп и растворов в потоке по п. 1, отличающийся тем, что механизм перемещения оснащен приводом для обеспечения прижима спектрометрического блока к измерительной кювете.

5. Автоматический рентгеновский анализатор пульп и растворов в потоке по п. 1, отличающийся тем, что измерительная кювета оснащена окном диаметром 10÷20 мм, закрытым рентгенопрозрачной пленкой.

6. Автоматический рентгеновский анализатор пульп и растворов в потоке по п. 1, отличающийся тем, что измерительная кювета оснащена механизмом замены рентгенопрозрачной пленки.

Использование: для рентгенофлуоресцентного определения содержания компонентов в материалах сложного химического состава. Сущность: заключается в том, что формируют единую группу градуировочных образцов, охватывающих весь диапазон содержаний определяемых и мешающих элементов для анализируемых проб, измеряют интенсивности аналитических линий только определяемых i (Ii) элементов от анализируемых проб и градуировочных образцов, устанавливают градуировочную функцию в форме уравнения регрессии, затем, с целью компенсации неучтенного влияния неопределяемых компонентов наполнителя на Ii, зарегистрированные от пробы интенсивности сопоставляют с характеристиками одного градуировочного образца-соседа и находят содержание элемента i (Ci) по определенному выражению, выбирая состав образца-соседа наиболее близким к составу пробы.

Устройство для энергодисперсионного рентгенофлуоресцентного анализа на основе вторичных излучателей // 2584066

Использование: для энергодисперсионного рентгенофлуоресцентного анализа. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для энергодисперсионного рентгенофлуоресцентного анализа на основе вторичных излучателей включает рентгеновскую трубку, вторичные излучатели, устройство подачи контролируемого материала, кювету или транспортер с образцом, устройство для регистрации рентгеновского излучения и индикатор, самописец и/или исполнительный механизм, при этом в состав устройства дополнительно введены коллиматор излучения рентгеновской трубки, четное число n чередующихся вторичных излучателей, электромотор, коллиматор излучения вторичных излучателей, коллиматор флуоресцентного излучения образца, в качестве устройства для регистрации рентгеновского излучения использован сцинтилляционный детектор, балластное сопротивление, разделительный конденсатор и узкополосный усилитель, настроенный на частоту смены излучателей.

Способ рентгенофлуоресцентного определения содержания примесей конструкционных материалов // 2584064

Использование: для рентгенофлуоресцентного определения примесей. Сущность изобретения заключается в том, что рентгенофлуоресцентное определение содержаний примесей конструкционных материалов включает измерение интенсивностей аналитических линий контролируемых примесей в группе образцов этого материала, дополнительно измеряют интенсивности аналитических линий примесей в стандартных образцах референтного материала, содержащего те же примеси, по результатам этих измерений строят градуировочные графики зависимости интенсивности аналитических линий элементов от содержания, при этом дополнительно проводят измерение обзорного спектра исследуемого конструкционного материала и определяют основной элемент исследуемого конструкционного материала наполнителя, дополнительно измеряют интенсивности аналитических линий элементов контролируемых примесей в образцах, состоящих из этого элемента, абсорбционные факторы и наклоны градуировочных графиков рассчитывают для образцов, состоящих из среднего значения содержания элемента в референтных градуировочных образцах и наполнителя исследуемого конструкционного материала, после чего получают истинные содержания примесей в исследуемом конструкционном материале умножением условных содержаний на отношение наклонов градуировочных графиков в референтном и исследуемом материалах по соответствующим математическим формулам.

Способ определения тяжелых металлов в техническом углероде // 2580334

Использование: для определения содержания тяжелых металлов в техническом углероде. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют градуировку прибора рентгенофлуоресцентной спектрометрии для каждого элемента, регистрируют интенсивность аналитической линии элемента на соответствующей ему длине волны Iэ (имп/с), строят на основании полученных данных градуировочную характеристику, представляющую собой зависимость относительной интенсивности аналитической линии элемента Iотн от массовой доли определяемого элемента в эталонных образцах С (%), измеряют интенсивность аналитической линии элемента на соответствующей ему длине волны Iэ (имп/с), измеряют интенсивности фона в точках спектра, соответствующих началу и концу диапазона измерения элемента, вычисляют среднеарифметическое значение интенсивности фона в точках спектра соответствующих началу и концу диапазона измерения элемента Iфэ (имп/с), рассчитывают относительную интенсивность аналитической линии каждого элемента Iотн, находят по градуировочной характеристике массовую долю элемента в золе.

Спектрозональный однокоординатный детектор рентгеновского и гамма-излучений // 2579157

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для регистрации направленного рентгеновского или гамма-излучения. Спектрозональный однокоординатный детектор рентгеновского и гамма-излучений содержит слой сцинтиллятора, непрозрачный вдоль направления распространения излучения и прозрачный в перпендикулярном направлении, при этом слой сцинтиллятора состоит из параллельных друг другу и оптически разделенных сборок пластин сцинтилляторов, непрозрачных вдоль направления распространения излучения и прозрачных в направлении, перпендикулярном поверхности сцинтиллятора, расположенных вплотную друг к другу в порядке возрастания среднего атомного номера сцинтилляторов в направлении распространения излучения, длина пластин сцинтилляторов l выбирается из условия: где µ(Еф-к) - коэффициент линейного ослабления излучения с энергией Еф-к, при которой сравниваются сечение фотопоглощения и сечение комптоновского рассеяния в материале пластины сцинтиллятора, поверхность сцинтиллятора находится в оптическом контакте с двухкоординатным позиционно чувствительным фотоприемным устройством.

Способ определения источников сырья для археологических керамических артефактов // 2578554

Использование: для определения источников сырья для керамических артефактов. Сущность изобретения заключается в том, что способ определения источников сырья для археологических керамических артефактов включает рентгеновское облучение исследуемого материала, получение графиков термостимулированной люминесценции облученного материала.

Люминесцентный способ определения минерального состава глиноподобных образований // 2577795

Использование: для определения минерального состава глиноподобных образований. Сущность изобретения заключается в том, что отбирают пробы минералов, возбуждают в них рентгенолюминесценцию в оптическом диапазоне длин волн с последующим определением минерала, при этом для приготовленных проб снимают спектры рентгенолюминесценции в диапазоне длин волн 200-400 нм и определяют минерал галлуазит по рентгенолюминесценции в спектральном диапазоне 290-400 нм с максимальным излучением при λ=290-315 нм; определяют минерал нонтронит по максимальному высвечиванию в полосе 330-340 нм; определяют минерал ломонтит по широкой полосе рентгенолюминесценции в спектральном диапазоне 280-400 нм с максимальным излучением при λ=342 нм; определяют минерал палыгорскит по максимальному высвечиванию в полосе с максимумом при λ=345 нм; определяют минерал осоризаваит по наличию двух широких низкоинтенсивных полос рентгенолюминесценции в спектральных диапазонах 270-310 и 310-360 нм с максимальным излучением при λ=289 нм и λ=340 нм; определяют минерал алунит по очень слабой рентгенолюминесценции в спектральном диапазоне 200-400 нм с максимальным излучением в полосе при λ=350 нм.

Способ определения серы в углеводородной жидкости // 2559121

Изобретение относится к способам определения тяжелых сернистых соединений и молекулярной серы в углеводородной жидкости, в частности в сжиженных углеводородных газах (СУГ), в том числе в широкой фракции летучих углеводородов (ШФЛУ), и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности и обеспечивает расширение диапазона использования способа определения серы методом энергодисперсионной рентгенофлуоресцентной спектрометрии.

Устройство для рентгенофлуоресцентного анализа материалов с формированием потока возбуждения плоским рентгеновским волноводом-резонатором // 2555191

Использование: для рентгенофлуоресцентного анализа исследуемого материала. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для рентгенофлуоресцентного анализа исследуемого материала содержит источник первичного рентгеновского излучения, формирователь потока возбуждения, прободержатель с образцом исследуемого материала, размещенным внутри формирователя потока возбуждения параллельно направлению распространения этого потока, и детектор рентгенофлуоресцентного излучения, расположенный напротив прободержателя с образцом, формирователь потока возбуждения представляет собой плоский рентгеновский волновод-резонатор с зазором между рефлекторами наноразмерной величины, при этом формирователь имеет отверстие для введения в поток образца исследуемого материала так, чтобы его исследуемая поверхность лежала в плоскости рефлектора, расположенного напротив детектора рентгенофлуоресцентного излучения, и расположенный на выходе волновода-резонатора детектор регистрации излучения, выполненный с возможностью юстировки устройства относительно источника первичного излучения, при этом прободержатель выполнен с возможностью перемещения независимо от волновода-резонатора в направлении, перпендикулярном направлению распространения потока возбуждающего излучения, при этом детектор регистрации излучения выполнен с возможностью регистрации излучения, прошедшего через волновод-резонатор, и контроля ввода образца в поток возбуждающего излучения.

Способ обнаружения рубинсодержащих кальцифиров // 2554657

Изобретение относится к области геологии, разработки и использования месторождений полезных ископаемых и может быть использовано на различных этапах поисковых и геолого-разведочных работ для выявления рубиновой минерализации.

Способ определения объемной концентрации цементного раствора в грунтоцементной пульпе при струйной цементации // 2611373

Изобретение относится к экспрессному контролю объемной концентрации цементного раствора в грунтоцементной пульпе при создании подземных строительных конструкций струйной цементацией. Способ включает отбор проб исследуемого материала и определение рентгенофлуоресцентным методом количественного содержания химического элемента в отобранных пробах, причем перед струйной цементацией выбирают химический элемент для закачки его в грунт совместно с цементным раствором при струйной цементации, приготавливают цементный раствор замешиванием цемента в воде и при приготовлении цементного раствора вводят выбранный химический элемент в цементный раствор, отбирают пробу цементного раствора, закачивают цементный раствор под давлением в грунт для образования в грунте строительной конструкции и выделения из грунта грунтоцементной пульпы, при проведении струйной цементации отбирают пробу грунтоцементной пульпы, рентгенофлуоресцентным методом производят измерение весовой концентрации химического элемента в пробах и плотности материалов проб, вычисляют объемную концентрацию цементного раствора в грунтоцементной пульпе. Достигается возможность экспресс-определения объемной концентрации цементного раствора в грунтоцементной пульпе с достаточной точностью для контроля, своевременной корректировки процесса цементации и повышения качества подземных конструкций. 8 з.п. ф-лы, 3 пр.

Рентгеновский анализатор // 2611713

Использование: для рентгеноспектрального анализа тяжелых элементов. Сущность изобретения заключается в том, что рентгеновский анализатор содержит источник рентгеновского или гамма-излучения, держатель образца, устройство детектирования с множеством детекторов, регистрирующую аппаратуру, входы которой подключены к выходам детекторов, коллиматор первичного пучка, коллиматор и фильтр вторичного пучка, при этом держатель образца выполнен с возможностью установки образца с плоской или вогнутой по сфере рабочей поверхностью на сфере, источник или его фокус расположен на упомянутой сфере, коллиматор вторичного пучка содержит поперечные пучку перегородки с отверстиями, его выходное отверстие расположено в противоположной источнику точке, а детекторы компактно расположены во вторичном пучке. Технический результат: упрощение коллиматора вторичного пучка, обеспечение однородности образца и снижение порога обнаружения редкоземельных и более тяжелых элементов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Рентгеновский спектрометр // 2611726

Использование: для рентгеноспектрального анализа веществ. Сущность изобретения заключается в том, что рентгеновский спектрометр содержит рентгеновскую трубку, фильтры первичного и вторичного пучков, держатель образца, пластинчатые коллиматоры, кристаллы-анализаторы, устройство детектирования с детекторами, регистрирующую аппаратуру, подключенную к выходам детекторов, причем кристаллы и устройство детектирования выполнены с возможностью сканирования (вращения) вокруг оси, проходящей через центр отражающей поверхности кристалла, и установки кристалла под углом θ, а детекторов под углом 2θ к оси вторичного пучка, при этом использовано устройство детектирования с полупроводниковыми детекторами и соответствующей регистрирующей аппаратурой, введен дополнительный коллиматор с отверстиями в поперечных вторичному пучку перегородках и обеспечена возможность работы спектрометра в режимах с волновой и энергетической дисперсией. Технический результат: снижение порогов обнаружения элементов и повышение производительности. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Рентгеновский анализатор золота и тяжелых элементов // 2614318

Использование: для рентгеноспектрального анализа золота и тяжелых элементов. Сущность изобретения заключается в том, что рентгеновский анализатор золота и тяжелых элементов содержит рентгеновскую трубку с боковым окном в качестве источника излучения, держатель образца, устройство детектирования с расположенными в ряд детекторами, регистрирующую аппаратуру, входы которой подключены к выходам детекторов, коллиматоры и фильтры первичного и вторичного пучков, причем коллиматор вторичного пучка выполнен с множеством отверстий или каналов, при этом держатель образца выполнен с возможностью установки образца с плоской или вогнутой по цилиндру рабочей поверхностью на цилиндре, ось рентгеновской трубки расположена в перпендикулярной цилиндру плоскости, а ее фокус расположен на образующей цилиндра, детекторы или выходные отверстия коллиматора вторичного пучка расположены на образующей, проходящей через диаметрально противоположную источнику точку цилиндра, причем коллиматор вторичного пучка выполнен с разделительными пластинами в аксиальных к пучку электронов плоскостях. Технический результат: обеспечение однородности и прочности образца, увеличение эффективности и контрастности спектров. 4 ил., 1 табл.

Многоканальный рентгеновский анализатор // 2615711

Использование: для рентгеноспектрального анализа. Сущность изобретения заключается в том, что многоканальный рентгеновский анализатор содержит источник рентгеновского или гамма-излучения, коллиматор и фильтр первичного пучка, держатель образца и аналитические каналы, включающие коллиматоры и фильтры вторичных пучков, устройство детектирования с расположенными в ряд детекторами и регистрирующую аппаратуру, подключенную к выходам детекторов, при этом использован источник излучения или рентгеновская трубка с выходом пучка с ее торца, источник или его фокус расположен на окружности в плоскости оси источника или пучка электронов (в аксиальной плоскости), держатель образца выполнен с возможностью установки образца с плоской или вогнутой рабочей поверхностью на упомянутой окружности канала, детекторы или выходные отверстия коллиматора вторичного пучка расположены на линии, проходящей через диаметрально противоположную источнику точку окружности перпендикулярно каналу, кроме того, аналитические каналы расположены аксиально вокруг источника излучения и содержат отдельные держатели образца, а в коллиматоре первичного пучка выполнены отверстия, направленные на держатели образцов. Технический результат: обеспечение возможности повышения производительности анализа и эффективности использования источника, а также обеспечение оптимальных условий анализа широкого круга элементов, в том числе наиболее тяжелых элементов от тория и выше. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ определения спектрального состава излучения собственных и примесных дефектов в кварцевом сырье // 2616227

Использование: для предварительной оценки качества кварцевого сырья. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют отбор проб кварцевого сырья, прокаливание, получение спектров люминесценции приготовленных проб при рентгеновском возбуждении (спектры рентгенолюминесценции). Прокаливание производят до 500°С, получают спектры люминесценции приготовленных проб при рентгеновском возбуждении в оптическом диапазоне длин волн 200-800 нм, сравнивают спектральный состав излучения проб в прокаленных и непрокаленных пробах при различном времени рентгенизации (облучения) и определяют спектральный состав излучения собственных дефектов по усилению интенсивности излучения в полосах рентгенолюминесценции (λ, нм) 280, 320-340, 360-380, 390-400, 450-470 в прокаленных пробах; определяют спектральный состав излучения примесных дефектов по усилению интенсивности излучения в полосах рентгенолюминесценции (λ, нм) 330-360, 370-390, 390-420, 420-440, 470-520, 510-570 после повторного облучения. Технический результат: обеспечение возможности повышения экспрессности и надежности предварительной оценки качества кварцевого сырья. 6 ил.

Рентгеноспектральный способ определения содержания углерода в чугунах и устройство для его реализации // 2621646

Использование: для определения содержания углерода в чугунах. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют регистрацию интенсивности отраженных от кристаллической структуры цементита дифракционных линий. В качестве возбуждающего излучения в устройстве используется монохроматическая линия ScKα (3.03 ), получаемая путем преобразования первичного излучения рентгеновской трубки с помощью фильтра из скандиевой фольги толщиной 100-200 мкм. По измеренным интенсивностям отраженной линии ScKα на решетках цементита, содержащихся в исследуемых образцах, строят зависимость по стандартным образцам чугунов и по ней определяют содержание углерода в исследуемых образцах. Технический результат: повышение достоверности, надежности и точности анализа при определении углерода в чугунах. 2 н.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.

Способ рентгенофлуоресцентного определения микроэлементов с концентрированием методом соосаждения // 2623194

Использование: для определения микроэлементов рентгенофлуоресцентным методом. Сущность изобретения заключается в том, что заявленный способ включает предварительное концентрирование микроэлементов из растворов соосаждением их комплексов с органическими реагентами с индифферентными – невзаимодействующими с определяемыми элементами и применяемыми реагентами – органическими соосадителями, представленными полимерами, не растворимыми в воде, но растворимыми в смешивающихся с водой органических растворителях. При добавлении раствора индифферентного соосадителя к пробе после добавления реагента образуется золь полимера, включающий комплекс элемента. После отфильтровывания золя через полимерный волокнистый фильтр получают концентрат - излучатель в виде компактной тонкой механически прочной пленки, связанной с фильтром из рентгенопрозрачного волоконного материала. Далее регистрируют спектр рентгеновской флуоресцении концентрата и определяют искомые элементы. Технический результат: уменьшение предела обнаружения элементов. 3 з.п. ф-лы, 2 табл., 5 пр.

Способ и устройство для проведения рентгенофлуоресцентного анализа // 2623689

Использование: для проведения рентгенофлуоресцентного анализа. Сущность изобретения заключается в том, что от источника рентгеновского излучения на исследуемый образец направляют первичное излучение, при этом вторичное излучение, излученное исследуемым образцом, детектируют при помощи детектора и оценивают при помощи блока оценки, причем на траектории лучей вторичного излучения размещают по меньшей мере один фильтр, имеющий по меньшей мере один фильтрующий слой, образующий плоскость фильтра, и действующий в качестве полосового фильтра в зависимости от угла α фильтрующего слоя относительно вторичного излучения, при этом мешающую длину волны вторичного излучения отбирают посредством брэгговского отражения, причем устанавливают, при помощи установочного устройства, угол α фильтрующего слоя фильтра для отражения по меньшей мере одной мешающей длины волны вторичного излучения посредством брэгговского отражения, при этом детектируют отобранную длину волны вторичного излучения при помощи второго детектора, а полученные в результате сигналы передают в блок оценки. Технический результат: повышение точности измерения. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 1 ил.

Устройство и способ облучения рентгенолюминофоров рентгеновизиализирующих устройств, работающих как в режиме рентгенографии, так и рентгеноскопии // 2623691

Использование: для получения рентгеновского изображения. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют облучение рентгенолюминофоров рентгеновизиализирующих устройств пакетом импульсов рентгеновского излучения наносекундной длительности, при котором формирование изображения рентгеновизиализирующим устройством происходит путем регистрации как конвертированного рентгенолюминофором рентгеновского излучения непосредственно во время воздействия рентгеновского излучения, так и светосуммы конвертированного рентгенолюминофором рентгеновского излучения в паузах между импульсами рентгеновского излучения. Для генерации рентгеновского излучения используют импульсы высокого напряжения наносекундной длительности, пиковой мощностью более 30 МВт в электронном пучке, положительной полярности, с частотой следования импульсов до 15 кГц, при этом частоту следования импульсов определяют с учетом длительности затухания используемого рентгенолюминофора, причем длительность паузы между импульсами не более длительности снижения интенсивности послесвечения рентгенолюминофора до уровня не меньше 0,1 от интенсивности свечения в момент прекращения возбуждения люминесценции. Технический результат: обеспечение возможности получения качественного рентгеновского изображения при сохранении заданного отношения сигнал/шум, а также снижение дозы рентгеновского излучения. 2 н.п. ф-лы, 7 ил.