DE2049500C3 - 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
- Publication number
- DE2049500C3 DE2049500C3 DE2049500A DE2049500A DE2049500C3 DE 2049500 C3 DE2049500 C3 DE 2049500C3 DE 2049500 A DE2049500 A DE 2049500A DE 2049500 A DE2049500 A DE 2049500A DE 2049500 C3 DE2049500 C3 DE 2049500C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- sample
- concentration
- metal
- ray fluorescence
- kev
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
- G01N23/06—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption
- G01N23/12—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption the material being a flowing fluid or a flowing granular solid
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
- G01N23/06—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption
- G01N23/083—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption the radiation being X-rays
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Description
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. ^sThe 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 the preceding claim 1. ^ s
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 so 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 to so in recent times.
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 ss 1968, Seite 51), bei der als Röntgenfluoreszenzstrahlungsquelle eine 241Am-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 Konzentrationsverhältnisses hervorgerufenen Fehler ist es zweckmäßig, wenn die Röntgenfluoreszenzstrahlungsquelle eine Röntgenfluores/enzsirahlung abgibt, bei der 's die Massenabsorptionskoeffizienten für Kohlenstoff und Wasserstoff im wesentlichen gleich sind. Bei der 24' Ani-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 Konzentrationsverhältnis 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 above-mentioned type contained in a hydrocarbon sample has become known ("Automation", Vol. 13, No. 8, August ss 1968, page 51), in which a 241 Am- Ag source is used. When 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 advisable to when 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 24 'Ani-Ag source, the energy of the X-ray fluorescence radiation is between 22 and 23 KeV with a maximum at 23.16 It has now been found, when using the known device, 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 % By weight of sulfur.
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 24'Am-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 Ziangehalts 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 ore 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 24 '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 zian 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 241 Am-Ag-Quelle möglich isLIt is the object of the present invention to create a device with which the concentration of the element in a hydrocarbon sample can be determined with greater accuracy than is possible with the 241 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 Dirferentialfilter 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 the a composite target and dirferential filter for the determination of different elements in the sample are used, a composite of two metals according to the above rule is used according to the invention Target used for the special purpose, a very specific energy of the X-ray fluorescence radiation to achieve the highest possible measurement accuracy.
Fur 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 considerably 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 d.s 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
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Vorrich-' ing,Fig. 1 is a schematic representation of the device,
F i g. 2 eine Aufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten Röntgenfkoreszenzquelle, F i g. 2 shows a plan view of an embodiment of an X-ray fluorescence source designed according to the invention,
F i g. 3 einen Schnitt durch die Quelle gemäß F i g. 2,F i g. 3 shows a section through the source according to FIG. 2,
Fig.4 schematisch den Strahiungsverlauf von Primärstrahlung und Röntgenfluoreszenzstrahlung undFig. 4 schematically shows the course of the radiation of primary radiation and X-ray fluorescence radiation and
Fig. 5 eine Kurvenschar zur Darstellung der Abhängigkeit der Anzeigegenauigkeil in Gewichtsprozenten des Schwefels für verschiedene Targettypen von verschiedenen Werten des Konzentrationsverhältnisses von Kohlenstoff und Wasserstoff.5 shows a set of curves to show the dependency of the display precision wedge in percent by weight of 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:
Is = /υ exp - I s = / υ exp -
R HfR Hf
worin R = CqICh und Cs + Cn + Cc = 1 ist.where R = CqICh and Cs + Cn + Cc = 1.
In der Gleichung (*) entspricht l-, der durch die Probe hindurchgetretenen Röntgenfluoreszenzstrahlung, wohingegen /o der einfallenden Strahlung entspricht. μ<, ist der Massenabsorptionskoeffizient von Schwefel, μ\\ ist der Massenabsorptionskoeffizient von Wasserstoff, und μί_ ist der Massenabsorptionskoeffizient von Kohlenstoff, Cs, Ch und d entspricht den Konzentrationen von Schwefel, Wasserstoff bzw. Kohlenstoff, tj ist die Dichte der Probe, t ist die effektive Länge der Probe.In the equation (*), l- corresponds to the X-ray fluorescence radiation that has passed through the sample, whereas / o corresponds to the incident radiation. μ <, is the mass absorption coefficient of sulfur, μ \\ is the mass absorption coefficient of hydrogen, and μί_ is the mass absorption coefficient of carbon, Cs, Ch and d corresponds to the concentrations of sulfur, hydrogen and carbon, respectively, tj is the density of the sample, t is the effective length of the sample.
Die durchgetretene Intensität /s 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-s, μ·ιι. μ< und t sind konstant. Mit anderen Worten, die Intensität Λ, ä idert 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 ,us δ μ<ζ und /is δ μη 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 / s is a function of the sulfur concentration Cs and of R if the density is assumed to be constant, which is done for the present case. The values of μ-s, μ · ιι. μ <and t are constant. In other words, the intensity Λ corresponds to the concentration Cs 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, us δ μ <ζ and / is δ μη , should be met and that it is necessary that the mass absorption coefficient of hydrogen for the X-ray fluorescence radiation is equal to the mass absorption coefficient of carbon.
Die in der Fig. 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. Die 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 device shown schematically in FIG. 1 has a primary radiator 1 which has at least an 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:
Metallmetal
Spezifische Energie (KeV)Specific energy (KeV)
4s4s zuto
(1)(1)
Die Röntgenfluoreszenzstrahlung tritt durch die zu < >o 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 Ausgangs,- '■-strom des Detektors 5 wird verstärkt und dann in einem Anzeige- und/oder Aufzeichnungsgerät 6 dargestellt; es kann aber auch eine Regelvorrichtung durch das 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.The X-ray fluorescence radiation passes through the < > o the sample to be investigated passing through a pipe 4 into a measuring tank 3 and out of this is discharged. The X-ray fluorescence radiation that has passed through is detected by means of a detector 5, which 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 however, a control device can also be controlled by the output signal of the detector 5. When the density of the sample changes, the output of the detector 5 becomes a density signal combined to take into account changes in absorption caused by density differences in the sample to be able to.
In den Fig. 2 und 3 ist eine Ausführungsform einer Röntgenfluoreszenzstrahlungsquelle für eine erfindungsgemäße Vorrichtung gezeigt, bei der das Target aus zwei Metallen M\ und M? besteht. Es werde angenommen, daß als Metall Mi Zinn und als Metall M2 Silber verwendet wird. Das Target ist im allgemeinen tassenförmig ausgebildet, wobei der Grundkörper 70 aus dem Metall M\ selbst ausgebildet ist. Auf die Innenfläche des Grundkörpers 70 sind aus einer Folie des Metalls M2 ausgeschnittene Sektoren mit einem .Sektorwinkel von 45C 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 mitteis eines Gewindebolzens 78 in der Nähe des Brennpunktes des im wesentlichen sphärisch ausgebildeten zusammengesetzten Targets gehalten.An embodiment of an X-ray fluorescence radiation source for a device according to the invention is shown in FIGS. 2 and 3, in which the target is made of two metals M \ and M? consists. It is assumed that the metal Mi used is tin and the metal M2 used is silver. The target is generally cup-shaped, the base body 70 being formed from the metal M \ itself. On the inner surface of the base body 70 of the metal M2 are bonded at intervals of 45 ° from a sheet cut-out sectors with .Sektorwinkel of 45 C, respectively. 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 Fig. 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 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 on. 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, das aus Silber und Molybdänsektoren mit einem Flächenverhältnis von 50 : 50 aufgebaut ist. Die mit Pd, 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 Fläehenverhältnis von 50 : 50 aufgebaut ist.In FIG. 5 shows the one marked Ag + Mo Curve the characteristic features of a target consisting of silver and molybdenum sectors with a Area ratio of 50:50 is built up. The curves marked with Pd, 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 area ratio of 50:50.
Wie lus Fig. 5 ganz klar abgelesen werden kann, tragen die Abweichungen bei dem aus Silber und Zinn zusammengesetzten Target weniger als 0,005 Ciew.%, während in allen anderen Fällen Abweichungen vonAs can be read very clearly from Fig. 5, the deviations in the target composed of silver and tin are less than 0.005 Ciew.%, while in all other cases deviations from
mehr als 0,02 Gew.-°/o 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.-°/o 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 isi also eine sehr genaue Bestimmung der Konzentration von Schwefel in einer Kohlenwasserstoff-Probe möglich, da die Messung nicht mehr von dem Konzentrationsverhältnis /?der Kohlenstoffkonzenlration 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 permitted range of deviations is expanded to less than ± 0.01% by weight. From Table I and F i g. 5 can therefore be closed. that the target must emit fluorescence X-rays in the energy range from 23 to 24.5 KeV. to bring the allowable error in the range of ± 0.01 wt% sulfur. 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 of the carbon concentration to the hydrogen concentration.
Außer der in den Fig. 2, 3 und 4 gezeigten Targel konfiguration 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 M\ 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 Metailkombination 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 layers arranged one above the other can also be made 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 M \ or M2 by means of suitable methods, such as. B. an electroplating, vacuum evaporation, spraying applied. If the thickness of the film has a suitable value, the desired energy of the X-ray fluorescence emanating from 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 case of a complete covering of the carrier from the One metal through a thin layer of the other metal gets the energy through the thickness of the thin Layer determined.
Im Falle des oben beschriebenen aus Silber und Zinn zusammengesetzten Targets kann eine hinreichend große Empfindlichkeit der Messung erzielt werden, da der Massenabsorptionskoeffizient ^s des Schwefels größer ist als der zusammengesetzte Massenabsorp-In the case of the target composed of silver and tin described above, one may be sufficient Great sensitivity of the measurement can be achieved, since the mass absorption coefficient ^ s of sulfur is greater than the composite mass absorption
ic. tionskoeffizient von Kohlenstoff und Wasserstoff //η + /fy(/l + R. und zwar um einen Faktor 10 oder größer.ic. tion coefficient of carbon and hydrogen // η + / fy (/ l + R. by a factor of 10 or greater.
Obwohl bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Meßbereich von 0 bis 5 Gew.% Schwefel und derAlthough in the embodiment shown, the measuring range from 0 to 5 wt.% Sulfur and the
is Dichtemeßbereich von 0,08 bis 1,0g/cm1 reicht, ist es erforderlich, das Flächenverhältnis von Silber zu Zinn bei dem Targel durch Benutzen einer geeigneten Maske oder einer ähnlichen Vorrichtung zu verändern, um einen erweiterten Meßbereich der Konzentrationsmes-If the density measurement range is from 0.08 to 1.0 g / cm 1 , it is necessary to change the area ratio of silver to tin in the targel by using a suitable mask or similar device in order to obtain an extended measurement range of the concentration measurement.
:r. sung oder Dichte zu erzielen.: r. solution 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 as they lead to similar energy levels as the Ag targets and Sn.
:s 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 von: s In the exemplary embodiment described above It was possible to determine the concentration of sulfur with high accuracy because it was in an energy range the X-ray fluorescence radiation was worked, in which the mass absorption coefficient of
Μ, 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 Μ, carbon and hydrogen are substantially the same and in which the mass absorption coefficient of sulfur in the hydrocarbon sample is substantially greater than that of carbon and hydrogen. This also applies to others in the hydrocarbon sample
■^ möglicherweise enthaltene Elemente zu, die einen größeren Massenabsorptionskoeffizienten als Wasserstoff und Kohlenstoff haben, wie z. B. Chlor, Nickel oder Blei. In der folgenden Tabelle sind die Massenabsorptionskoeffizienten dieser Elemente bei einer Energie von 23,7 KeV aufgelistet, wie sie aus dem »Handbook of Chemistry and Physics« entnommen werden können.■ ^ possibly contained elements too that have a have larger mass absorption coefficients than hydrogen and carbon, e.g. B. chlorine, nickel or Lead. In the table below are the mass absorption coefficients these elements are listed at an energy of 23.7 KeV, as they are from the »Handbook of Chemistry and Physics «.
Elementeelements
Massenabsorptionskoeffiziem(cm2/g)Mass absorption coefficient (cm 2 / g)
Hier/u 2 Bhit ZeichnungenHere / u 2 Bhit drawings
Claims (4)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9610069U JPS5018544Y1 (en) | 1969-10-08 | 1969-10-08 | |
| JP8095469A JPS546915B1 (en) | 1969-10-09 | 1969-10-09 | |
| JP8095069A JPS5229195B1 (en) | 1969-10-09 | 1969-10-09 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2049500A1 DE2049500A1 (en) | 1971-04-22 |
| DE2049500B2 DE2049500B2 (en) | 1977-11-03 |
| DE2049500C3 true DE2049500C3 (en) | 1978-07-06 |
Family
ID=27303438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2049500A Expired DE2049500C3 (en) | 1969-10-08 | 1970-10-08 | Device for determining the concentration of an element contained in a hydrocarbon sample |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3746874A (en) |
| DE (1) | DE2049500C3 (en) |
| GB (1) | GB1321249A (en) |
| NL (1) | NL7014735A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4388530A (en) | 1979-04-20 | 1983-06-14 | Kernforschungszentrum Karlsruhe Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung | Process and apparatus for the continuous measurement of element contents |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DK134687B (en) * | 1972-11-22 | 1976-12-20 | Isotopcentralen | Apparatus for measuring the concentration of one or more elements in a carrier medium by means of gamma or X-rays. |
| CA1257712A (en) * | 1985-11-27 | 1989-07-18 | Toshimasa Tomoda | Metering choke |
| JPH07117502B2 (en) * | 1986-11-25 | 1995-12-18 | ペトロ−カナダ・インコ−ポレ−テツド | Measuring device |
| MY123677A (en) * | 1993-04-26 | 2006-05-31 | Shell Int Research | Fluid composition meter |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL289708A (en) * | 1962-03-05 | |||
| US3448264A (en) * | 1965-09-08 | 1969-06-03 | Atomic Energy Authority Uk | X-ray source and measuring means for backscatter analysis of samples |
| US3508047A (en) * | 1966-05-25 | 1970-04-21 | Gulf Research Development Co | Method and apparatus for the accurate analysis of hydrocarbon material using a multiple of radiation sources |
| US3500446A (en) * | 1968-02-14 | 1970-03-10 | Toa Nenryo Kogyo Kk | System for the continuous and automatic measurement of the sulfur content of petroleum fractions |
| US3529153A (en) * | 1968-05-15 | 1970-09-15 | Halliburton Co | Methods and apparatus for measuring slurry density with gamma rays |
-
1970
- 1970-10-06 US US00078507A patent/US3746874A/en not_active Expired - Lifetime
- 1970-10-07 GB GB4762570A patent/GB1321249A/en not_active Expired
- 1970-10-07 NL NL7014735A patent/NL7014735A/xx unknown
- 1970-10-08 DE DE2049500A patent/DE2049500C3/en not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4388530A (en) | 1979-04-20 | 1983-06-14 | Kernforschungszentrum Karlsruhe Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung | Process and apparatus for the continuous measurement of element contents |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB1321249A (en) | 1973-06-27 |
| NL7014735A (en) | 1971-04-14 |
| DE2049500B2 (en) | 1977-11-03 |
| DE2049500A1 (en) | 1971-04-22 |
| US3746874A (en) | 1973-07-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE10044357A1 (en) | Detector arrangement for the detection of X-rays | |
| DE2358237C2 (en) | Method for determining the content of at least one chemical element in a substance, in particular for determining the sulfur content in hydrocarbon fuels | |
| DE1005743B (en) | Method for measuring the thickness of coatings made of metal or other materials using a beta radiation source | |
| DE4021617C2 (en) | Device for the continuous measurement of the iron content in zinc layers | |
| DE2049500C3 (en) | Device for determining the concentration of an element contained in a hydrocarbon sample | |
| DE1916180C3 (en) | Measuring device | |
| DE2451382A1 (en) | RECORDING EAR | |
| DE1220640B (en) | Device for the continuous quantitative determination of proportions per unit mass of solids | |
| DE3035929C2 (en) | Device for determining the volume fractions of a multicomponent mixture by transmitting several gamma lines | |
| DE3000602A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING THE TYPE OF TRANSPORTED MATERIAL | |
| EP3318339B1 (en) | Device and method for sorting aluminium scrap | |
| DE2912210A1 (en) | RADIATION DETECTOR WITH A TRAPEZOIDAL SCINTILLATOR | |
| DE1773085C3 (en) | Method of measuring filler content in paper | |
| DE2910250C3 (en) | Polychromatic X-ray source | |
| DE2721589A1 (en) | METHOD OF MEASURING THE THICKNESS OF TWO METAL THIN FILMS AT THE SAME TIME | |
| DE3423708A1 (en) | METHOD FOR MEASURING THE AMOUNT OF SILICONE COATING ON PAPER OR CARDBOARD | |
| EP1526376A1 (en) | Method and apparatus for determining a basis weight and/or a chemical composition of a conveyed material specimen | |
| DE19603000A1 (en) | Calibration method for computer-controlled X=ray spectroscope | |
| DE1094987B (en) | Device for measuring the thickness of a coating on a base material | |
| DE2351362C2 (en) | Method for measuring the proportion of absorption of a beam of low radiation energy and device for carrying out the method | |
| DE1623050B2 (en) | METHOD OF LIQUID SCINTILLATION SPECTROMETRY AND ARRANGEMENT FOR ITS PERFORMANCE | |
| AT151768B (en) | Device for determining the half-value layer for X-rays. | |
| AT123608B (en) | Dielectric X-ray intensimeter. | |
| DE1773086B2 (en) | Device for determining the humidity of paper webs, cellulose webs and felt layers | |
| DE966789C (en) | Method for measuring the thickness of thin layers by means of X-rays |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EF | Willingness to grant licences | ||
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: YOKOGAWA HOKUSHIN ELECTRIC CORP., MUSASHINO, TOKYO |
|
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: YOKOGAWA ELECTRIC CORP., MUSASHINO, TOKIO/TOKYO, J |