Парноканальный рентгеновский флуоресцентный спектрометр

 

(72) Авторы изобретения

С. Х. Барон, Б. И. Верховский, А. Р . Самарин и В. А. Сотников ()f

Всесоюзный научно-исспедоватепьскнй и конст о ский институт

Бветметавтоматика (7I ) Заявитель (54 ) ПАРНОКАНАЛЬНЪ|Й РЕНТГЕНОВСКИЙ

ФЛУОРЕСЦЕ НТНЫЙ С ПЕКТРОМЕТР

Изобретение относится к устройствам для рентгенофлуоресцентного анализа состава вещества и может найти применение при анализе технологических продуктов в цветной и черной металлургии, а также в других отраслях промышленности.

Известен рентгенофлуоресцентный спект. рометр для анализа состава вещества, сконструированный по схеме парного .кана-. ла с обтюрацией спектра, при реализации

1О которой один общий детектор регистрирует поочередно интенсивности аналитической линии и линии сравнения. В качестве линии сравнения обычно выбирается близкий по энергии к аналитической линии участок

I5 спектра, рассеянного излучения или характеристическая линия другого элемента, содержашегося в пробе 1 11. Он содержит рентгеновскую трубку с источником питания, кристалл-анализатор, обтюратор спект. ра, сцинтилляционный счетчик с фотоэлектронным умножителем (ч ЭУ) и регистрирующее устройство с двумя пересчетными схемами.

На точность измерения существенное влияние оказывает стабильность работы сцинтилляционного счетчика 1).

Ближайшим техническим к предложенному решением является парноканальный с. рентгеновский флуоресцентный спектрометр, состоящий из рентгеновской трубки с источником питания, прободержателя, кристалла-анализатора, обтюратора спектра, сцинцилляционного счетчика с фотоумножителем и регистрирующего устройства. Регистрируюшее устройство содержит двепересчетные схемы и электронный блок для вычисления отношения чисел импульсов, зарегистрированных в обоих каналах спектрометра; это отноше-ние пропорционально. концентрации опреде-. ляемого элемента. Для относительной независимости показаний парноканального спектрометра от напряжения питания фотоумножителя (ФЭУ) необходимо наличие горизонтального участка (плато ) на счетной характеристике сцинтилляционного.детектора (2).

3 9687

Однако стабильность работы такого спектрометра и точность анализа ограничиваются зависимостью положения "плато и его протяженности, помимо ряда других причин, от амплитудного распределения импульсов, поступающих на вход усилителя с выхода сцинтилляционного счет чика. На усилитель поступают импульсы, амплитуды которых статистически распре делены относительно двух средних эйаче- ie ний, cooTseTGTs igHx максимумам p&cHpe» делений. При изменении порога чувствительности усилителя из-за нестабильности его работы скорость счета в канале, регистрирующем импульсы с меньшей ампли-gg тудой, изменяется в большей степени, чем во втором канале, что приводит к изменению счетной характеристики детектора и может привести к вырождению "плато на этой характеристике, при этом наруша- 6 ется стабильность работы .спектрометра и возрастает погрешность анализа.

Целью изобретения является повышение стабильности работы спектрометра и точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в известном парноканальном рентгеновском флуоресцентном спектрометре, состоящем из рентгеновской трубки, прободержателя, кристалла-анализатора об30 тюратора спектра сцинтилляционного счет. чика с фотоумножителем и регистрирующего устройства, перед входным окном сцинтилляционного счетчика установлена сменная диафрагма с двумя щелями, снабженная механизмом перемещения диафрагмы в н, параллельной плоскости вход. ного окна, и механизмом для изменения высот щелей.

Вследствие ухудшения условий светосбора и фокусировки электронов лри за светке периферийных участков фогокатода . амплитуда импульсов на выходе спинтилляционного счетчика при детектировании моно .энергетических квантов рентгеновского излучения зависит от места попадания н 43 та в сцинтиллятор, уменьшаясь по мере удаления этого места от центра входного окна детектора к его переферии. Регулировкой положения и высоты щелей диафрагмы при настройке каналов спектрометра можно легко добиться совмещения (по шкале амплитуд) максимумов амплитудных

: распределений импульсов, вызванных попаданием в счетчик квантов различных энергий. При этом .нестабильность работы усилителя и изменение его йорога чувствительности будут одинаково сказывать ся на результате счета импульсов в обоих, 16 ф каналах, и положение плато" на счетной характеристике будет стабильным.

На фиг. 1 представлена блок-схема спектрометра; на фиг..2 - диафрагма, общий вид, вариант.

Спектрометр состоит из рентгейовской трубки 1, прободержателя или кюветы 2 (соответственно для твердых или жидких проб), кристалла-анализатора 3, обтюратора 4 спектра, узла 5 сменной диафрагмы, сцинтилляционного счетчика 6 и ре гистрирующего устройства 7: с двумя пересчетными схемами.

Излучение рентгеновской трубки 1 па дает на анализируемую пробу, находящуюся в прободержателе или кювете 2, вторичное излучение пробы после разложения в спектр кристаллом-анализатором 3прохо» дит через прорези диска обтюратора 4, выделяющего и попеременно перекрывающего излучения аналитической линии и линии сравнения. Излучения выделенных линий попеременно попадают на сцинтил ляционный счетчик 6, перед входным ок ном которого устанбвлен узел 5 сменной диафрагмы с двуми щелями, перемещаемой в плоскости, параллельной плоскости входного окна счетчика, специальным механизмом, другим механизмом можно изменить высоту щелей. Положение и высоту щелей диафрагмы при настройке каналов регулируют таким образом, чтобы кванты рент геновского излучения с большей энергией попадали на периферию входного окна счетчика,. а кванты с меньшей энергией - на центральную часть этого окна. С выхода счетчика 6 импульсы поступают на две пересчетные схемы регистрирующего уст ройства 7, в котором, как и в известных парноканальных спектрометрах, вычисляется отношение: набранных в пересчетных схемах- количеств импульсов, пропорциональное концентрации определяемого эле» мента.

Фиг. 2 поясняет устройство одного из возмо)иных вариантов конструкции узла 5 сменной диафрагмы. На основании 8 жестко закреплены направляющие 9, по которым с помощью микрометрического винта 10 и пружины 11 перемешается попзун 12, несущий на себе диафрагму 13 с прорезанными s ней щелями 14. Направляющие 9, микрометрический винт 10, пружина 11 и ползун 12 образуют механизм перемещения диафрагмы. Расстояние между щелями определяется конкретной аналитической задачей, поэтому спектрометр снабжен набором диафрагм 13 различного исполнения. Действующая высота

S 9687 щелей устанавливается механизмом для изменения высот щелей, образованным винтами 15, накладками 16 и винтами 17.

Соосность щелей 14 и винтов 15 обеспечивается сменными накладками 16, разме- В ры которых согласованы с расстояниями между .щелями 14 на диафрагме 13, положение накладок 16 фиксируется винтами 17.

Я

Спектрометр обеспечивает повьппение точности анализа . что позволяет прй его внедрении, например, на предприятиях цветной металлургии снизить расход доро,гостоящих компонентов при производстве 15 сплавов (в пределах, допускаемых соответствующими ГОСТами) за счет менее ценных, использование сцектрометра при анализе продуктов обогащения позволяет . повысить извлечение металлов из руд и 39 снизить расход фнатореагейтов. Ожидаемый экономический эффект от внедрении

l одного такого спектрометра составляет в среднем 100 тыс. руб. в год.

16 4

Формула изобретения

Парноканальный рентгеновский флуоресьцентный спе и рометр, состоящий из рент- . геновской трубки, прободержателя, крис» таллааиализатора, обтюратора спектра, сциятиллициониого счетчика с фотоумножи» отличающийся тем,что, с целью повыщеиия стабкщиости работы сц ектрометра и точности иышиза, церед устааовлеиа смвнная диафрагма с двумя: щелями, снабженная мыыипимом перемещения диафрагмы в плоскости, пармищльиой плоскости входного ossa, и механизмом для изменения высот щелей.

Источники информапин1 прииятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР .

М 158109э кл. G 01, 23 08 1962.

2. Авторское свидетельство СССР

М 550565э ил GO1 и 23/223

1975 (прототип).

9687i6

Составитель М. Викторов

Техред N. Tenep Корректор О. Билак

Редактор П. Коссей филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 8157/72 Тираж 887 Подписное .

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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