DE1673254A1 - Arrangement for automatic X-ray fluorescence analysis - Google Patents
Arrangement for automatic X-ray fluorescence analysisInfo
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Description
Anordnung zur automatischen Röntgenfluores-. zenzanalyse Die Erfindung 'betrifft eine Anordnung zur automatischen Röntgenfl.uoreszenzanalyse, insbesondere zur direkten Überwachung, Steuerung und B.i."l anziE::,t@ng von Probenflüssen mit hohem und zeitlich variablem I,Iatri xeffekt durch Bestimmung der Konzentration von wenigstens einer elementaren Komponente des Periodensystems der Elemente in Proben beliebiger Aggregatzustände. Die Anordnung benutzt den Effekt der für diese Elemente charakteristischen Röntgenfluoreszenz und zur spektralen Zerlegung Kristallspektro=-meter. Sie ist insbesondere auch zur Messung von niedrigen Konzentrationen vorgesehen und trägt vor allem den Erf ordernissen des k;intin«.ierlichen und automatischen Messens an einem Probenfluß Rechnung. Es sind Anordnungen zur Bestimmung der Konzentration elementarer Komponenten des Periodensysteme der Elemente unter Ausnutzung des Effektes der Röntgenfluoreszenz bekannt. Bei diesen werden die von einer Probe emittierten und für die elementaren Komponenten charakteristischen Röntgenfluoreszenzstrahlungen (Efßektatrahlungen) entweder mit einem einzigen beweglichen B:ragg-9pektrometer-Systerri im zeitlichen Nacheinender oder mit je einem entsprechend und fest eingerichteten Spektrometer-System für jede der, zu analysierenden elementaren Komponenten gleichzeitig oder nacheinander gemessen. Bei diesen Anordnungen verfügt jedes System (Meßkanal) über einen eigenen photoelektrischen Detektor. Zur Meßdatenerfassung werden entweder die Effektstrahl ungs-Intensitäten (Lmpulsdichten) registriert oder unter Anwendung der Impulseinzelzähltechnik die Effekt-Impul szahlen auf die Meßzeit oder auf die Impul szühl in einem Meß kanal der gleichzeitig registrieren= den bießkanäle normiert.Arrangement for automatic X-ray fluorescence. Analysis of the Invention 'relates to an arrangement for automatic X-ray fluorescence analysis, in particular for direct monitoring, control and B.i. "l anziE ::, t @ ng of sample flows with high and time-variable I, Iatri xeffekt by determining the concentration of at least one elementary component of the Periodic Table of the Elements in Samples of any physical state. The arrangement uses the effect of for this Elements characteristic X-ray fluorescence and for the spectral decomposition crystal spectro = meter. In particular, it is also intended for measuring low concentrations and Above all, it fulfills the requirements of precise and automatic measurement on a sample flow calculation. There are arrangements for determining the concentration elementary components of the periodic table of the elements using the effect known from X-ray fluorescence. These are those emitted by a sample and X-ray fluorescence radiation characteristic of the elementary components (Efßecta radiation) either with a single movable B: ragg-9pektrometer-Systerri in chronological succession or with one each accordingly and firm set up spectrometer system for each of the elementary components to be analyzed measured simultaneously or one after the other. With these arrangements, each system has (Measuring channel) via its own photoelectric detector. For data acquisition either the effect radiation intensities (pulse densities) are registered or using the individual pulse counting technique, the effect pulse numbers on the measuring time or on the impulse szühl in a measuring channel which simultaneously register = the biesskanal normalized.
Es ist ferner bekannt, zur Erfassung von nur einer elementaren Komponente zwei gleichzeitig messende und fest eingerichtete Meßkanäle zu benutzen. Dabei ist der eine auf die charakteristische Strahlungskomponente des zu analys.e@ renden Filementes eingerichtet (Analysenkanal.), der ander-(Referenzkanal) mißt eine Komponente des Strahlungst.:nterrundes, deren Intensität von der Konzentration des zu ana-'lysierendsn Elementes nicht beeinflußt wird. Die Meßwertvererbeitung geschieht nach dem Verhältnisprinzip, in dem aus den in beiden Meßkanälen vorliegenden Intensitäten das Verhältnis ermittelt wird. Dieses Intensitätsverhä-.l.tnis wird mit einem Bandschreiber registriert, und der Schreiberausschlag kann zur Steuerung eines die Probe betreffenden Prozesses herangezogen werden. It is also known to use two fixed measuring channels that measure at the same time to detect only one elementary component. One is set up for the characteristic radiation component of the filament to be analyzed (analysis channel), the other (reference channel) measures a component of the radiation level, the intensity of which does not depend on the concentration of the element to be analyzed being affected. The processing of the measured values takes place according to the ratio principle, in which the ratio is determined from the intensities present in both measuring channels. This intensity ratio is recorded with a tape recorder, and the recorder deflection can be used to control a process relating to the sample.
Es ist auch bekannt, eine Anordnung zu verwenden, die zur Messung an zwei oder mehreren kontinuierlichen und voneinander unabhängigen Probenflüssen als Mehrkanalspekt trometeranordnung betrieben wird, derart, daß jeweils nur an einem Probenfluß gemessen wird und zur Messung der anderen Probenflüsse die gesamte Anordnung mit der fest in=* stall ierten Strahlenquelle durch eine geeignete Bewegungsvorrichtung vor die Meßküvetten in diesen Probenflüssen transportiert wird.It is also known to use an arrangement that is used for measurement on two or more continuous and independent of each other Sample flows as a multi-channel spectrometer arrangement is operated in such a way that each is measured only on one sample flow and the measurement of the other sample flows entire arrangement with the permanently installed radiation source by a suitable one Movement device is transported in front of the measuring cells in these sample flows.
Die bekannten Anordnungen mit mehreren Meßkanälen verwenden getrennte Detektoren und, sofern nichtfokussierende Systeme benutzt werden, getrennte Soller-Kollimatoren für jeden Kanal.The known arrangements with several measuring channels use separate ones Detectors and, if non-focusing systems are used, separate Soller collimators for each channel.
Ein Nachteil der Anordnungen mit nur einem beweglichen Spektrometersystem ist, daß der Strahlungsuntergrund, dem die zu messende Effektstrahlung überlagert ist, und die Summe aus Effektstrahlung und Untergrund nicht gleichzeitig gemessen werden können, woraus Analysenfehler resultieren, insbesondere bei der Messung niedriger Konzrii trationen und bei Meßproben mit hohem und zeitlich stark variablem Matrixeffekt.A disadvantage of the arrangements with only one movable spectrometer system is that the radiation background on which the effect radiation to be measured is superimposed and the sum of the effect radiation and the background is not measured at the same time can be, resulting in analytical errors, especially in the measurement lower Conciliations and for test samples with a high matrix effect that varies greatly over time.
Die bekannten Anordnungen mit mehr als einem festen Meßkanal haben den Nachteil, daß jeder Meßkanal mit einem eigenen photoelektrischen Detektor versehen ist. Die Meßgenauigkeit und insbesondere die Nachweisempfindlichkeit für elementare Komponentenwerden bei diesen Anordnungen maßgeblich dadurch verringert, daß die Meßwerte von zeitlich unterschiedlichen Veränderungen der Detektoreffektivitäten, die z. B. durch Änderungen in der Gaszusammensetzung bedingt sein können und von Schwankungen der Detektor-Betriebsspannungen abhängig sind. Bei der Anordnung, die mit zwei Meßkanälen einmal die Summe aus Effektetrahlung und Strahlungsuntergrund und zum anderen einen von der Konzentration der zu analysierenden Komponente unbeeinflu.ßten Strahlungsuntergrund gleichzeitig erfassen, liegt deshalb ein systematischer Meßfehler und somit ein Nachteil vor, weil der Strahlungsuntergrund, dem die Effektstrahlung unmittelbar überlagert ist und der vom Analysenkanal mit erfaßt wird, nicht unabhängig von der Konzentration der zu analysierenden elementaren Komponente ist. Es ist ferner nachteilig, wenn die Meßdatenverarbeitung der mit beiden Meßkanälen erfaßten Strahlungeinteneitäten als Quotient erfolgt, da dieser nicht unabhängig von der Zusammensetzung der Matrix ist, Die_AnQrdnung zur. Messung an zwei oder mehreren von= einander unabhängigen Probenflüssen hat einerseits den Nachteil, daß ein großer appane4tiver Aufwand zur Bewegung der Spektrpmetereinheit erforderlich ist, andererseits bringt die Forderung, die Probenflüsse in Nebenschlüssen den räumlich eng benachbart anzuordnenden Meßküvetten zuzuführen, Verzögerungen bezüglich der analytischen Erfassung mit sich.The known arrangements have more than one fixed measuring channel the disadvantage that each measuring channel is provided with its own photoelectric detector is. The measurement accuracy and especially the detection sensitivity for elementary Components are significantly reduced in these arrangements in that the Measured values of changes in the detector effectiveness that vary over time, the z. B. can be caused by changes in the gas composition and fluctuations the detector operating voltages are dependent. In the arrangement with two measuring channels on the one hand the sum of effect radiation and radiation background and on the other hand radiation background unaffected by the concentration of the component to be analyzed detect at the same time, there is therefore a systematic measurement error and thus a Disadvantage because of the radiation background to which the effect radiation is directly is superimposed and which is also recorded by the analysis channel, not independent of the Concentration of the elemental component to be analyzed is. It is also disadvantageous if the measurement data processing of the radiation units detected with both measurement channels takes place as a quotient, since this is not independent of the composition of the matrix is, Die_AnQrdnung for. Measurement on two or more of = mutually independent On the one hand, sample flows have the disadvantage that a great deal of effort is required Movement of the spectral meter unit is required, on the other hand, the requirement the sample flows in shunts to the measuring cells, which are to be arranged in close proximity to each other add delays in analytical recording.
Der. Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur automatischen ftöntgenfluoreazenzanalyse, insbesondere zur direkten Überwachung, Steuerung und Bilanzierung von Probenflüssen zu schaffen, die zur Bestimmung der Konzentrationen von wenigstens einer elementaren Komponente des Periodensystems der Elemente in Proben beliebiger Aggregatzustände und insbesondere zur Messung von niedrigen Konzentrationen auch in einer stark variierenden Matrix geeignet ist, die vor allem den Erfordernissen des kontinuierlichen und automatischen Messens an einem oder mehreren Probenflüssen Rechnung trägt und bei der eine exakte Elimination der für die zu analysierende elementare Komponente zuständigen Effektstrahlungs-Intensitäten möglich ist und die die bei bekannten@Anordnungen auftretenden Fehlerquellen durch Veränderungen der Detektor-Effekti= vitäten und Detektor-Betriebsspannungen vermeidet.Of the. The invention is based on the object of an arrangement for automatic x-ray fluorescence analysis, in particular for direct monitoring, To create control and accounting of sample flows that are used to determine the Concentrations of at least one elementary component of the periodic table of the elements in samples of any aggregate state and especially for measurement of low concentrations is also suitable in a strongly varying matrix, above all the requirements of continuous and automatic measurement on one or more sample flows and for which an exact elimination the effect radiation intensities responsible for the elementary component to be analyzed is possible and the sources of error occurring in known @ arrangements Avoids changes in the detector efficiencies and detector operating voltages.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, das eine Anordnung zur automatischen Röntgenfluoreszenzanalyse, insbesondere zur direkten Überwachung, Steuerung und Bilanzierung von Probenflüssen mit hohem und zeitlich variablem Matrixeffekt erfindungsgemäß zwei Bragg-Spektrometer-Systeme für die Messung jeweils einer elementaren Komponente enthält, wobei das eine der beiden Systeme zur Messung der Effektstrahlung der Probe und das andere System zur gleichzeitigen Messung des Strahlungsuntergrundes, mit dem die gemessene Effektstrahlung behaftet ist, vorgesehen sind und das in der Anordnung Mittel vorgesehen sind, die eng benachbarte Detektioneebenen gewährleisten. Die Anordnung enthält bei paralleler Führung der übereinandergelegenen Strahlenebenen dey beiden Bragg-Spektrometer-Systeme vorteilhafterweise nur einen einzigen Soller-Kollimator zwischen Meßprobe und Analysatorkristallen.This object is achieved by an arrangement for automatic X-ray fluorescence analysis, especially for direct monitoring, control and Balancing of sample flows with a high and temporally variable matrix effect according to the invention two Bragg spectrometer systems for measuring one elementary component each contains, one of the two systems for measuring the effect radiation of the sample and the other system for simultaneous measurement of the radiation background, with to which the measured effect radiation is afflicted, are provided and that in the arrangement Means are provided that ensure closely adjacent detection levels. the Arrangement contains with parallel guidance of the superimposed beam planes dey both Bragg spectrometer systems advantageously only a single Soller collimator between sample and analyzer crystals.
Zur Erreichung einer den beiden parallelen Meßkanälen optimal angepaßten Intensitätsverteilung ist es vorteilhaft, eine Röntgenröhre zu verwenden, deren Anode so a4-gebildet ist, daß die Intensitätsverteilung in der Ebene parallel zur Röhrenachse zwei Intensitätsmaxima aufweist.To achieve one that is optimally matched to the two parallel measuring channels Intensity distribution, it is advantageous to use an X-ray tube whose Anode is formed so a4 that the intensity distribution in the plane parallel to Tube axis has two intensity maxima.
Weiterhin ist es vorteilhaft, für. die Erfassung der in den beiden Strahlengängen enthaltenen Intensitäten ein einziges als kommunizierendes Gefäß ausgebildetes Proportional-Zählrohr-System mit zwei elektrisch entkoppelten Zähldrähten zu verwenden.Furthermore, it is advantageous for. capturing the in the two The intensities contained in the beam paths are a single communicating vessel Proportional counter tube system with two electrically decoupled counting wires to use.
Dieses Zählrohr--System kann, je nach Anwendungsgebiet als Gasdurchflußzähler ausgebildet oder auch abgeschmolzen sein.Depending on the area of application, this counter tube system can be used as a gas flow meter be formed or melted off.
Für bestimmte Anwendungen ist es vorteilhaft eine sogenannte Tandemanordnung zweier Zählrohre zu verwenden, wobei ein als GasdurehilI,gzähler ausgebildetes Proportionalzählrohrsystem und ein abgeschmolzenes Proportionalzählrohreystem im Strahlengang hintereinander angeordnet sind.A so-called tandem arrangement is advantageous for certain applications using two counter tubes, with a proportional counter tube system designed as a gas flow meter and a melted proportional counter tube system one behind the other in the beam path are arranged.
Vorteilhaft ist es, in der Anordnung Mittel für die Einstellung beliebiger und voneinander unabhängiger Vorwahl- . größen in den zu den beiden Spektrometer-Systemen gehörenden elektronischen Impulszählern und im Zeitmeßkreie vorzusehen) die es auch gestatten, die vorgewählten Werte während der Messung zu verändern Die Anordnung enthält außerdem vor.teilhafterweise Mittel, die das Erreichen der in den beiden Impulszählern und im Zeitmeßkreis vorgewählten 'aderte nach der Reihenfolge des Erreichens erfassen und daraus Steuersignale für eine Prozeßfüh.rung .formulieren..It is advantageous to have any means for setting in the arrangement and independent preselection. sizes in the two spectrometer systems associated electronic pulse counters and to be provided in the timing circuit) the also allow to change the preselected values during the measurement The arrangement in addition, it preferably contains means that enable the achievement of the in both Pulse counters and 'wires preselected in the timing circuit according to the sequence of the When it has been reached, formulate control signals for process control.
Die erfindungsgemäße Anordnung bietet vor allem den Vorteil, daß an Probenflüssen wenigstens eine elementare Komponente auch im Falle niedriger Konzentration kontinuierlich und fehlerfrei gemessen werden kann. Dieses wird gewährleistet einmal durch das gleichzeitige Messen von Effektstrahlung und Streuuntergrund und zum anderen durch die Messung eines solchen Streuuntergrundes der gleicharmaßen wie der Streuuntergrund, dem der Effekt der zu messenden elementaren Komponente überlagert ist, durch die Matrix und die Konzentration des meßmäßig zu erfassenden Elementes beeinflußt wird. Besonders vorteilhaft wirkt sich dieses Verfahren z, B. beim Komponentennachweis aus, wo das Maßergebnis zusätzlich noch unabhängig von der Leistung der die Röntgenfluoreszenz in der Probe anregenden Primärstrahlung ist und wo Nachweisempfindlichkeiten bis zu mindestens 1 ppm erreicht werden können.The arrangement according to the invention offers above all the advantage that at least one elementary component can be measured continuously and without errors in sample flows, even in the case of a low concentration. This is guaranteed on the one hand by the simultaneous measurement of effect radiation and scattering background and on the other hand by measuring such a scattering background which is the same as the scattering background, on which the effect of the elementary component to be measured is superimposed, influenced by the matrix and the concentration of the element to be measured will. This method is particularly advantageous, for example, in component detection, where the measurement result is also independent of the power of the primary radiation stimulating the X-ray fluorescence in the sample and where detection sensitivities of up to at least 1 ppm can be achieved.
Mit der erfindungsgemäßen Anordnung ist en möglich, alle Stoffumwandlungsverfahren,
wie den Stofftransport, die Stofformung, die Stoffvereinigung, die Stofftrennung
und die Stoffumsetzung, vollautomatisch ^u kontrollieren,
Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEV0033135 | 1967-03-03 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1673254A1 true DE1673254A1 (en) | 1971-09-02 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19671673254 Pending DE1673254A1 (en) | 1967-03-03 | 1967-03-03 | Arrangement for automatic X-ray fluorescence analysis |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1673254A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1979000934A1 (en) * | 1978-04-14 | 1979-11-15 | Boliden Ab | Apparatus for analysing flowing media |
-
1967
- 1967-03-03 DE DE19671673254 patent/DE1673254A1/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1979000934A1 (en) * | 1978-04-14 | 1979-11-15 | Boliden Ab | Apparatus for analysing flowing media |
US4276777A (en) * | 1978-04-14 | 1981-07-07 | Boliden Aktiebolag | Apparatus for analysing flowing media |
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