DE2049500B2 - DEVICE FOR DETERMINING THE CONCENTRATION OF AN ELEMENT CONTAINED IN A HYDROCARBON SAMPLE - Google Patents
DEVICE FOR DETERMINING THE CONCENTRATION OF AN ELEMENT CONTAINED IN A HYDROCARBON SAMPLEInfo
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Description
4040
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der Konzentration eines in einer Kohlenwasserstoff-Probe enthaltenen Elementes der im Oberbegriff des vorstehenden Anspruches 1 genannten Art.The invention relates to a device for determining the concentration of a in a hydrocarbon sample contained element of the type mentioned in the preamble of claim 1 above.
Da der im Erdöl vorhandene Schwefel Gefahren für die Umwelt heraufbeschwört, ist der Kontrolle der Schwefelkonzentration in aus Erdöl hergestellten Kohlenwasserstoffprodukten seitens der Öffentlichkeit in der jüngeren Zeit große Beachtung geschenkt worden.Since the sulfur present in crude oil poses dangers to the environment, the control is the Concentration of sulfur in hydrocarbon products made from petroleum by the public Much attention has been paid recently.
Es ist eine Vorrichtung zur Bestimmung der Konzentration eines in einer Kohlenwasserstoff-Probe enthaltenen Elementes der vorstehend genannten Art bekanntgeworden (»Automation«, Bd. 13, Nr. 8, August 1968, Seite 5t), bei der als Röntgenfluoreszenzstrahlungsquelle eine 241Arn-Ag-Quelle benutzt wird. Bei der Bestimmung der Konzentration treten als Hauptquellen für Meßfehler die Änderung des Verhältnisses von Kohlenstoff und Wasserstoff in der Kohlenwasserstoff-Probe und die Änderung in der Dichte der Probe auf. Zur Vermeidung der durch die Änderung des Konzenirationsverhältnisses hervorgerufenen Fehler ist es zweckmäßig, wenn die Röntgenfluoreszenzstrahlungsquelle eine Röntgenfluoreszenzstrahlung abgibt, bei der die Massenabsorptionskoeffizienten für Kohlenstoff und Wasserstoff im wesentlichen gleich sind. Bei der Am-Ag-Quelle liegt die Energie der Röntgenfluoreszenzstrahlung zwischen 22 und 23 KeV mit einem Maximum bei 23,16 KeV. Nun hat sich bei der Benutzung der bekannten Vorrichtung herausgestellt, daß eine genaue Bestimmung der Konzentration von Schwefel bei dieser Energie nicht möglich ist, da bei diesen Energien der durch Änderungen in dem Konientrationsverhältnis von Kohlenstoff zu Wasserstoff hervorgerufene Fehler im Bereich von 0,03 Gew.-% Schwefel liegt.A device for determining the concentration of an element of the aforementioned type contained in a hydrocarbon sample has become known ("Automation", Vol. 13, No. 8, August 1968, page 5t), in which a 241 Arn-Ag -Source is used. In determining the concentration, the main sources of measurement errors are the change in the ratio of carbon and hydrogen in the hydrocarbon sample and the change in the density of the sample. To avoid the errors caused by the change in the concentration ratio, it is expedient if the X-ray fluorescence radiation source emits an X-ray fluorescence radiation in which the mass absorption coefficients for carbon and hydrogen are essentially the same. In the case of the Am-Ag source, the energy of the X-ray fluorescence radiation is between 22 and 23 KeV with a maximum of 23.16 KeV. Now, when using the known device, it has been found that an exact determination of the concentration of sulfur is not possible at this energy, since at these energies the error caused by changes in the concentration ratio of carbon to hydrogen in the range of 0.03 wt. -% sulfur is.
Aus der US-PS 34 48 264 ist eine Vorrichtung zur Bestimmung der Konzentration eines in einer Probe enthaltenen Elementes mit einer Röntgenfluoreszenzstrahlungsquelle bekannt, bei der die von der Probe rückgestreute Röntgenfluoreszenzstrahlung erfaßt wird. Wenn zwei Elemente in der Probe, z. B. Zinn und Eisen in Zinnerzen, bestimmt werden sollen, wird ein Target aus einer Kombination von zwei Metallen eingesetzt. Bei dem vorstehend erwähnten Zinnerz und einem 241Am-Primärstrahler wird ein Target eingesetzt, das zu 50 Gew.-% aus Epoxydharz, 45 Gew.-% Se-Pulver und 5 Gew.-% Caesium-Karbonat besteht. Zur Messung des Zinngehalts wird durch geeignete Filter die 25-KeV-Sn-Linie des Zinns isoliert, die durch die 31-KeV-Cs-Linie erregt wird; zur Bestimmung des Eisengehalts wird die 6,4-KeV-Eisenlinie erfaßt, die durch die 11,2-KeV-Se-Linie erregt wird. Das Selen dient daher alleine der Bestimmung des Eisengehalts, während das Caesium der Bestimmung des Zinngehalts dient.From US-PS 34 48 264 a device for determining the concentration of an element contained in a sample with an X-ray fluorescence radiation source is known, in which the X-ray fluorescence radiation backscattered by the sample is detected. If two elements in the sample, e.g. B. tin and iron in tin ores are to be determined, a target made of a combination of two metals is used. In the case of the tin ore mentioned above and a 241 Am primary radiator, a target is used which consists of 50% by weight of epoxy resin, 45% by weight of Se powder and 5% by weight of cesium carbonate. To measure the tin content, suitable filters are used to isolate the 25 KeV Sn line of the tin, which is excited by the 31 KeV Cs line; To determine the iron content, the 6.4 KeV iron line is recorded, which is excited by the 11.2 KeV Se line. The selenium is used solely to determine the iron content, while the cesium is used to determine the tin content.
' Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der die Konzentration des Elementes in einer Kohlenwasserstoff-Probe mit einer größeren Genauigkeit bestimmbar ist, als dies mit der 24 · Am-Ag-Quelle möglich ist.It is the object of the present invention to provide a device with which the concentration of the element in a hydrocarbon sample can be determined with greater accuracy than is possible with the 24 · Am-Ag source.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Target aus einer Kombination von zwei Metallen ausgewählt aus der Gruppe: Silber, Zinn, Indium oder Kadmium besteht, wobei die Anteile der beiden Metalle so ausgewählt sind, daß die Energie der Röntgenfluoreszenzstrahlung im Bereich zwischen 23 und 24,5 KeV liegt.This object is achieved in that the target is selected from a combination of two metals from the group: silver, tin, indium or cadmium consists, whereby the proportions of the two metals so are selected that the energy of the X-ray fluorescence radiation in the range between 23 and 24.5 KeV lies.
Im Gegensatz zu der aus der US-PS 34 48 264, bei der ein zusammengesetztes Target und Diiferentialfilter zur Bestimmung verschiedener Elemente in der Probe benutzt werden, wird erfindungsgemäß ein aus zwei Metallen gemäß der obigen Vorschrift zusammengesetztes Target zu dem besonderen Zweck eingesetzt, eine ganz bestimmte Energie der Röntgenfluoreszenzstrahlung zu erreichen, bei der eine höchstmögliche Meßgenauigkeit erreicht wird.In contrast to that from US-PS 34 48 264, in which a composite target and differential filter for Determination of different elements used in the sample is one of two according to the invention Target composed of metals according to the above regulation used for the special purpose, to achieve a very specific energy of the X-ray fluorescence radiation, which is the highest possible Measurement accuracy is achieved.
Für ein aus Silber und Zinn mit gleichen Anteilen zusammengesetztes Target wird ein Fehler von 0,005 Gew.-% Schwefel erreicht, der wesentlich kleiner ist als der in der bekannten Quelle 241Am-Ag erreichbare Fehler.For a target composed of silver and tin in equal proportions, an error of 0.005% by weight sulfur is achieved, which is significantly smaller than the error achievable in the known source 241 Am-Ag.
Vorzugsweise ist auf einem aus dem einen Metall bestehenden Träger das zweite Metall in vorgegebener Konfiguration aufgebracht.The second metal is preferably in a predetermined manner on a carrier made of one metal Configuration applied.
Dabei ist es möglich, daß das zweite Metall die dem Primärstrahler zugewandte Fläche des Trägers sektorartig überdeckt oder daß das zweite Metall die dem Primärstrahler zugewandte Fläche des Trägers völlig überdeckt.It is possible here for the second metal to sector-like the surface of the carrier facing the primary radiator or that the second metal completely covers the surface of the carrier facing the primary radiator covered.
Die sektorartige Überdeckung des einen Metalls durch das zweite Metall ermöglicht durch einfache Bestimmung der Sektorgeometrie eine Einstellung des Verhältnisses zwischen den beiden Targetkomponenten. The sector-like covering of one metal by the second metal is made possible by simple Determination of the sector geometry an adjustment of the ratio between the two target components.
Die Erfindung soll nun anhand der Figuren genauer erläutert werden. Es zeigtThe invention will now be explained in more detail with reference to the figures. It shows
pig. 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung, pig. 1 a schematic representation of the device,
F i g. 2 eine Aufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten Röntgenfluoreszenz-11 -F i g. 2 is a plan view of an exemplary embodiment of a X-ray fluorescence 11 designed according to the invention -
quelle,source,
leue,lee,
F i g. 3 einen Schnitt durch die Quelle gemäß F i g.
Fig.4 schematisch den Strahlungsverlaüf von
märstrahlung und Röntgenfluoreszenzstrahlung undF i g. 3 shows a section through the source according to FIG.
4 schematically shows the radiation course of
Mar radiation and X-ray fluorescence radiation and
worin R = QVCh und C5 + Ch + Cc = 1 ist.where R = QVCh and C 5 + Ch + Cc = 1.
In der Gleichung (1) entspricht /.9 der durch die Probe hindurchgetretenen Röntgenfluoreszenzstranlung, wohingegen /0 der einfallenden Strahlung entspricht, μς ist der Massenabsorptionskoeffizient von Schwefel, μΗ ist der Massenabsorptionskoeffizient von Wasserstoff, und μ€ ist der Massenabsorptionskoeffizient von Kohlenstoff, Cs, Cn und Cc entspricht den Konzentrationen von Schwefel, Wasserstoff bzw. Kohlenstoff, ρ ist die Dichte der Probe, t ist die effektive Länge der Probe.In equation (1), /.9 corresponds to the X-ray fluorescence radiation that has passed through the sample, whereas / 0 corresponds to the incident radiation, μς is the mass absorption coefficient of sulfur, μ Η is the mass absorption coefficient of hydrogen, and μ € is the mass absorption coefficient of carbon, Cs , Cn and Cc correspond to the concentrations of sulfur, hydrogen and carbon, respectively, ρ is the density of the sample, t is the effective length of the sample.
Die durchgetretene Intensität h ist eine Funktion der Schwefelkonzentration Cs und von R, wenn man die Dichte als konstant annimmt, was für den vorliegenden Fall gemacht wird. Die Werte von μ$, ^n, ^c und t sind konstant. Mit anderen Worten, die Intensität k ändert sich mit der Konzentration Cs des Schwefels und wird durch das Verhältnis R beeinflußt. Soll das Ausgangssignal /s durch das Verhältnis R nicht beeinflußt werden, so ist aus diesem Grunde klar, daß die Bedingungen μ3 ä i*c und /Us Ä μ» erfüllt sein sollten und daß es erforderlich ist, daß für die Röntgenfluoreszenzstrahlung der Massenabsorptionskoeffizient von Wasserstoff gleich dem Massenabsorptionskoeffizient von Kohlenstoff ist.The penetrated intensity h is a function of the sulfur concentration C s and of R if the density is assumed to be constant, which is done for the present case. The values of μ $, ^ n, ^ c, and t are constant. In other words, the intensity k changes with the concentration C s of the sulfur and is influenced by the ratio R. If the output signal / s is not to be influenced by the ratio R , it is clear for this reason that the conditions μ 3 ä i * c and / Us Ä μ » should be met and that the mass absorption coefficient for the X-ray fluorescence radiation is required of hydrogen is equal to the mass absorption coefficient of carbon.
Die in der F i g. 1 schematisch gezeigte Vorrichtung weist einen Primärstrahler 1 auf, der mindestens ein Energieniveau im Bereich von ungefähr 60 bis 100 KeV aufweist. Beispielsweise kann 241Am verwendet werden, das eine Linie bei rund 60 KeV aufweist. Dio Strahlung des Primärstrahlers 1 fällt auf ein Metalltarget 2, das für das Targetmaterial charakteristische Röntgenfluoreszenzstrahlung abstrahlt. In der nachfolgenden Tabelle sind die spezifischen Energien der Röntgenfluoreszenzstrahlung für verschiedene Elemente aufgeführt:The in the F i g. The device shown schematically in 1 has a primary radiator 1 which has at least one energy level in the range from approximately 60 to 100 KeV. For example, 241 Am, which has a line at around 60 KeV, can be used. The radiation from the primary radiator 1 falls on a metal target 2, which emits fluorescent x-ray radiation that is characteristic of the target material. The following table shows the specific energies of the X-ray fluorescence radiation for various elements:
Fig. 5 eine Kurvenschar zur Darstellung der Abhängigkeit der Anzeigegenauigkeit in Gewichtspro zenten des Schwefels für verschiedene Targettypen von verschiedenen Werten des Konzentrationsverhältnisses von Kohlenstoff und Wasserstoff.Fig. 5 is a family of curves to illustrate the Dependency of the display accuracy in percent by weight of the sulfur for different target types of different values of the concentration ratio of carbon and hydrogen.
Wenn z. B. die Schwefelkonzentration in einer Kohlenwasserstoff-Verbindung bestimmt werden soll, gilt für die Absorption der Röntgenfluoreszenzstrahlung in der Probe die folgende Gleichung:If z. B. the sulfur concentration in a hydrocarbon compound is to be determined, The following equation applies to the absorption of the X-ray fluorescence radiation in the sample:
Metallmetal
Spezifische Energie (KeV)Specific energy (KeV)
Die Röntgenfluoreszenzstrahlung tritt durch die zu untersuchende Probe hindurch, die durch eine Rohrleitung 4 in einen Meßtank 3 hinein und aus diesem abgeführt wird. Die hindurchgetretene Röntgenfluoreszenzstrahlung wird mittels eines Detektors 5 erfaßt, der z. B. eine Ionisationskammer sein kann. Der Ausgangsstrom des Detektors 5 wird verstärkt und dann in einem Anzeige- und/oder Aufzeichnungsgerät 6 dargestellt; es Wann aber auch eine Regelvorrichtung durch dasThe X-ray fluorescence radiation passes through the sample to be examined, which is through a pipe 4 into a measuring tank 3 and discharged from it. The X-ray fluorescence radiation that has passed through is detected by means of a detector 5, the z. B. can be an ionization chamber. The output current the detector 5 is amplified and then displayed in a display and / or recording device 6; it But when also a control device through the
/ic / i c
1 + R 1 + R
■~ »■',■ ~ »■ ',
Ausgangssignal des Detektors 5 angesteuert werden. Wenn sich die Dichte der Probe ändert, wird das Ausgangssignal des Detektors 5 mit einem Dichtesignal kombiniert, um durch Dichteunterschiede in der Probe hervorgerufene Absorptionsänderungen berücksichtigen zu können.Output signal of the detector 5 can be controlled. If the density of the sample changes, it will The output signal of the detector 5 is combined with a density signal to determine the density differences in the sample to be able to take into account the changes in absorption caused.
In den F i g. 2 und 3 ist eine Ausführungsform einer Röntgenfluoreszenzstrahlungsquelle füi eine erfindungsgemälie Vorrichtung gezeigt, bei der das Target aus zwei Metallen Mi und M2 besteht. Es werde angenommen, daß als Metall M\ Zinn und als Metall M2 Silber verwendet wird. Das Target ist im allgemeinen tassenförmig ausgebildet, wobei der Grundkörper 70 aus dem Metall Mi selbst ausgebildet ist. Auf die Innenfläche des Grundkörpers 70 sind aus einer FolieIn the F i g. 2 and 3 show an embodiment of an X-ray fluorescence radiation source for a device according to the invention, in which the target consists of two metals Mi and M 2 . It is assumed that the metal used is M \ tin and the metal M 2 used is silver. The target is generally cup-shaped, with the base body 70 being formed from the metal Mi itself. On the inner surface of the base body 70 are made of a film
y> des Metalls M2 ausgeschnittene Sektoren mit einem Sektorwinkel von 45° jeweils im Abstand von 45° aufgeklebt. Mit dem freien Rand des Rahmens 70 sind vier sich radial erstreckende und auf Abstand angeordnete Rippen 73—76 verbunden, die etwa in der Mitte der freien Fläche des tassenartig ausgebildeten Rahmens 70 einen Halter 72 für den Primärstrahler 1 halten. Der Primärstrahler 1 wird in dem Halter 72 mittels eines Gewindebolzens 78 in der Nähe des Brennpunktes des im wesentlichen sphärisch ausgebildeten zusammengesetzten Targets gehalten. y> sectors cut out of the metal M 2 with a sector angle of 45 ° are glued on at a distance of 45 °. Four radially extending and spaced apart ribs 73-76 are connected to the free edge of the frame 70 and hold a holder 72 for the primary radiator 1 approximately in the center of the free surface of the cup-like frame 70. The primary radiator 1 is held in the holder 72 by means of a threaded bolt 78 in the vicinity of the focal point of the essentially spherical composite target.
Wie die F i g. 4 zeigt, kann der Boden des Rahmens 70 in der Mitte leicht aufgewölbt sein, um besonders gekrümmte Reflexionsflächen auszubilden.As the F i g. 4 shows, the bottom of the frame 70 can be slightly arched in the middle, in order to especially to form curved reflective surfaces.
Die in der F i g. 5 gezeigten Kurven zeigen die Abhängigkeit der Anzeigegenauigkeit in Gew.-% Schwefel in Abhängigkeit von der Änderung des Verhältnisses R von dem Wert 6 zum Wert 11. Der bei den Versuchen verwendete Meßtank bestand aus Bakelit und wies eine Wanddicke von 6 mm auf. Die effektive Menge der Flüssigkeit betrug 30 mm und die Flächendichte der Flüssigkeit 1,975 g/cm-'. Es wurde eine Mischung von Cyklohexan und Toluol benutzt, und das Verhältnis dieser Komponenten wurde geändert, um verschiedene Konzentrationsverhältnisse R einstellen zu können.The in the F i g. The curves shown in FIG. 5 show the dependence of the display accuracy in% by weight of sulfur as a function of the change in the ratio R from the value 6 to the value 11. The measuring tank used in the tests was made of Bakelite and had a wall thickness of 6 mm. The effective amount of the liquid was 30 mm and the areal density of the liquid was 1.975 g / cm- '. A mixture of cyclohexane and toluene was used, and the ratio of these components was changed in order to set different concentration ratios R can.
In der F i g. 5 zeigt die mit Ag + Mo gekennzeichnete Kurve die charakteristischen Merkmale eines Targets, duj aus Silber und Molybdänsektoren mit einem Flächenverhältnis von 50 : 50 aufgebaut ist. Die mit Pd,In FIG. 5 shows the one marked Ag + Mo Curve the characteristic features of a target, duj made of silver and molybdenum sectors with one Area ratio of 50:50 is built up. The ones with Pd,
fto Ag und Sn gekennzeichneten Kurven beziehen sich auf Targets aus den entsprechenden Metallen, während die mit Ag + Sn bezeichnete Kurve ein zusammengesetztes Target betrifft, das aus Silber- und Zinnsektoren mit einem Flächenverhaitnis von 50 : 50 aufgebaut ist.Curves marked fto Ag and Sn relate to Targets made of the corresponding metals, while the curve labeled Ag + Sn is a composite Target is made up of silver and tin sectors with an areal ratio of 50:50.
fts Wie aus Fig. 5 ganz klar abgelesen werden kann, tragen die Abweichungen bei dem aus Silber und Zinn zusammengesetzten Target weniger als 0,005 Gew.-%, während in allen anderen Fällen Abweichungen vonfts As can be seen quite clearly from FIG. 5, the deviations in that of silver and tin are significant composite target less than 0.005 wt .-%, while in all other cases deviations from
mehr als 0,02 Gew.-% festzustellen sind. Während im beschriebenen Ausführungsbeispiel das Flächenverhältnis von Silber zu Zinn 50:50 beträgt, kann das Flächenverhältnis von 25 :75 zu 75 :25 angehoben werden, wenn der erlaubte Bereich der Abweichungen auf weniger als ± 0,01 Gew.-% erweitert wird. Aus Tabelle I und F i g. 5 kann daher geschlossen werden, daß das Target Fluoreszenz-Röntgenstrahlung im Energiebereich von 23 bis 24,5 KeV ausstrahlen muß, um den zulässigen Fehler in dem Bereich von ± 0,01 Gew.-% Schwefel zu bringen. Mit dem zusammengesetzten Target kann also die Röntgenfluoreszenzstrahlungsenergie in einen Bereich geschoben werden, in dem die Massenabsorptionskoeffizienten von Kohlenstoff und Wasserstoff im wesentlichen gleich sind, so daß der Einfluß des Konzentrationsverhältnisses R ausgeschaltet werden kann. Es ist also eine sehr genaue Bestimmung der Konzentration von Schwefel in einer Kohlenwasserstoff-Probe möglich, da die Messung nicht mehr von dem Konzentrationsverhältnis R der Kohlenstoffkonzentration zur Wasserstoffkonzentration beeinflußt wird.more than 0.02% by weight can be determined. While the area ratio of silver to tin is 50:50 in the exemplary embodiment described, the area ratio can be increased from 25:75 to 75:25 if the permissible range of deviations is widened to less than ± 0.01% by weight. From Table I and F i g. 5 it can therefore be concluded that the target must emit fluorescence X-rays in the energy range from 23 to 24.5 KeV in order to bring the permissible error in the range of ± 0.01% by weight of sulfur. Thus, with the composite target, the fluorescent X-ray radiation energy can be shifted into a range in which the mass absorption coefficients of carbon and hydrogen are substantially the same, so that the influence of the concentration ratio R can be eliminated. A very precise determination of the concentration of sulfur in a hydrocarbon sample is therefore possible, since the measurement is no longer influenced by the concentration ratio R of the carbon concentration to the hydrogen concentration.
Außer der in den Fig. 2, 3 und 4 gezeigten Targetkonfiguration mit einem Grundkörper aus dem einen Metall Mi und den darauf befestigten, vorzugsweise aufgeklebten 45°-Sektoren aus einer Folie des anderen Metalls M2, können auch Targets mit übereinander angeordneten Schichten aus den Metallen M2 und Mi benutzt werden. In diesem Fall wird ein dünner Film (10 bis 100 μ dick) aus dem Metall M2 oder Mi auf einem Träger aus dem Metall Mi oder M2 mittels geeigneter Verfahren, wie z. B. einem galvanischen Beschichten, Vakuumbedampfen, Besprühen aufgebracht. Wenn die Dicke des Films einen geeigneten Wert aufweist, kann die gewünschte Energie der aus dem Film austretenden Röntgenfluoreszenzstrahlung erreicht werden. Auch hier wird als Metallkombination Zinn/Silber bevorzugt.In addition to the target configuration shown in FIGS. 2, 3 and 4 with a base body made of one metal Mi and the 45 ° sectors fastened thereon, preferably glued on, made of a film of the other metal M 2 , targets with superposed layers of the Metals M 2 and Mi are used. In this case, a thin film (10 to 100 μ thick) of the metal M 2 or Mi on a carrier of the metal Mi or M 2 by means of suitable methods, such as. B. an electroplating, vacuum evaporation, spraying applied. When the thickness of the film has a suitable value, the desired energy of the fluorescent X-ray radiation exiting the film can be obtained. Here, too, tin / silver is preferred as the metal combination.
Da die Werte der Wirkungsquerschnitte bei Silber und Zinn nahezu gleich sind, ist die Energie der Röntgenfluoreszenzstrahlung pro Flächeneinheit des aus Silber und Zinn zusammengesetzten Targets im wesentlichen gleich den entsprechenden Energien des Silbers und des Zinns multipliziert mit den entsprechenden Silber- und Zinnflächen dividiert durch die Gesamtfläche von Silber und Zinn, wenn die Silber- und Zinnschichten dick sind und verschiedene Flächen abdecken; die Energie beträgt ungefähr 23,7 KeV, wenn das Flächenverhältnis von Silber zu Zinn 50 :50 ist. Im Falle einer gänzlichen Bedeckung des Trägers aus dem einen Metall durch eine dünne Schicht aus dem anderen Metall wird die Energie durch die Dicke der dünnen Schicht bestimmt.Since the values of the cross sections for silver and tin are almost the same, the energy is the X-ray fluorescence radiation per unit area of the target composed of silver and tin im essentially equal to the corresponding energies of silver and tin multiplied by the corresponding Silver and tin areas divided by the total area of silver and tin if the silver and Tin layers are thick and cover different areas; the energy is approximately 23.7 KeV when the area ratio of silver to tin is 50:50. in the In the case of a complete covering of the carrier made of one metal by a thin layer of the other Metal, the energy is determined by the thickness of the thin layer.
Im Falle des oben beschriebenen aus Silber und Zinn zusammengesetzten Targets kann eine hinreichend große Empfindlichkeit der Messung erzielt werden, da der Massenabsorptionskoeffizient ßs des Schwefels größer ist als der zusammengesetzte Massenabsorptionskoeffizient von Kohlenstoff und Wasserstoff μ.Η + /fyic'/l + R, und zwar um einen Faktor 10 oder größer.In the case of the above-described target composed of silver and tin, a sufficiently high sensitivity of measurement can be obtained because the mass absorption coefficient βs of sulfur is larger than the composite mass absorption coefficient of carbon and hydrogen μ. Η + / fyic '/ l + R, by a factor of 10 or greater.
Obwohl bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Meßbereich von 0 bis 5 Gew.-% Schwefel und der Dichtemeßbereich von 0,08 bis 1,0 g/cm3 reicht, ist es erforderlich, das Flächenverhältnis von Silber zu Zinn bei dem Target durch Benutzen einer geeigneten Maske oder einer ähnlichen Vorrichtung zu verändern, um einen erweiterten Meßbereich der Konzentrationsmessung oder Dichte zu erzielen.Although the measurement range is from 0 to 5% by weight of sulfur and the density measurement range is from 0.08 to 1.0 g / cm 3 in the illustrated embodiment, it is necessary to determine the area ratio of silver to tin in the target by using an appropriate one To change the mask or similar device in order to achieve an extended measuring range of the concentration measurement or density.
Geeignete Kombinationen von Cd und Sn, Cd und In und In und Ag können auch benutzt werden, da sie zu ähnlichen Energieniveaus führen wie die Targets aus Ag und Sn.Appropriate combinations of Cd and Sn, Cd and In and In and Ag can also be used since they are too Energy levels similar to those of the Ag and Sn targets.
Im vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel war eine Bestimmung der Konzentration von Schwefel mit hoher Genauigkeit möglich, da in einem Energiebereich der Röntgenfluoreszenzstrahlung gearbeitet wurde, in dem die Massenabsorptionskoeffizienten vonIn the embodiment described above, there was a determination of the concentration of sulfur possible with high accuracy, since work was carried out in an energy range of X-ray fluorescence radiation, in which the mass absorption coefficient of
jo Kohlenstoff und Wasserstoff im wesentlichen gleich sind und in dem der Massenabsorptionskoeffizient des Schwefels in der Kohlenwasserstoff-Probe wesentlich größer ist als der von Kohlenstoff und Wasserstoff. Dies trifft auch auf andere in der Kohlenwasserstoff-Probe möglicherweise enthaltene Elemente zu, die einen größeren Massenabsorptionskoeffizienten als Wasserstoff und Kohlenstoff haben, wie z. B. Chlor, Nickel odei Blei. In der folgenden Tabelle sind die Massenabsorptionskoeffizienten dieser Elemente bei einer Energie von 23,7 KeV aufgelistet, wie sie aus dem »Handbook ο Chemistry and Physics« entnommen werden können.jo carbon and hydrogen essentially the same and in which the mass absorption coefficient of sulfur in the hydrocarbon sample is essential is greater than that of carbon and hydrogen. This also applies to others in the hydrocarbon sample possibly contained elements too, which have a larger mass absorption coefficient than hydrogen and have carbon, such as B. chlorine, nickel or lead. In the following table are the mass absorption coefficients these elements are listed at an energy of 23.7 KeV, as they are from the »Handbook ο Chemistry and Physics «.
Elementeelements
S
ClS.
Cl
Ni
PbNi
Pb
Massenabsorptionskoeffizient (cm2/g)Mass absorption coefficient (cm 2 / g)
4,14.1
5,0
19,0
60,05.0
19.0
60.0
Hierzu 2 BUiU ZeidinunuenFor this purpose 2 BUiU Zeidinunuen
Claims (4)
Applications Claiming Priority (3)
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Publications (3)
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