DE69530858T2 - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung des gehalts eines elements - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur bestimmung des gehalts eines elements Download PDF

Info

Publication number
DE69530858T2
DE69530858T2 DE69530858T DE69530858T DE69530858T2 DE 69530858 T2 DE69530858 T2 DE 69530858T2 DE 69530858 T DE69530858 T DE 69530858T DE 69530858 T DE69530858 T DE 69530858T DE 69530858 T2 DE69530858 T2 DE 69530858T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
radiation
sample mass
air
content
measured
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 - Fee Related
Application number
DE69530858T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69530858D1 (de
Inventor
Jukka Raatikainen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IMA ENGINEERING Ltd ESPOO Oy
IMA ENGINEERING Ltd Oy
Original Assignee
IMA ENGINEERING Ltd ESPOO Oy
IMA ENGINEERING Ltd Oy
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IMA ENGINEERING Ltd ESPOO Oy, IMA ENGINEERING Ltd Oy filed Critical IMA ENGINEERING Ltd ESPOO Oy
Application granted granted Critical
Publication of DE69530858D1 publication Critical patent/DE69530858D1/de
Publication of DE69530858T2 publication Critical patent/DE69530858T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00Investigating 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
    • G01N23/22Investigating 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 measuring secondary emission from the material
    • G01N23/223Investigating 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 measuring secondary emission from the material by irradiating the sample with X-rays or gamma-rays and by measuring X-ray fluorescence
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00Investigating 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
    • G01N23/02Investigating 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
    • G01N23/06Investigating 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
    • G01N23/12Investigating 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
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/07Investigating materials by wave or particle radiation secondary emission
    • G01N2223/076X-ray fluorescence

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (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)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Networks Using Active Elements (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung des Gehalts eines Elements anhand des Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ein Detektor in einer Messeinrichtung, die auf Basis von Röntgenfluoreszenz arbeitet, detektiert Photonen, die in einem energiedispersen Strahlungsspektrum (Intensität) als eine Funktion der Wellenlänge oder Energie auftreten, wobei bestimmte Sequenzen, die für ein jeweiliges Element stehen, mit Hilfe von Elektronik und/oder Software ausgewählt werden, wobei diese Sequenzen als Energiefenster, das heißt Kanäle, bezeichnet werden. Die Pulse (Intensitäten), die von den Kanälen erfasst werden, werden im Rahmen analytischer Rechnungen ausgewertet. Mehrere, sogenannte Hintergrundkanäle oder Streukanäle in unterschiedlichen Energiebereichen, werden ebenfalls aus dem Spektrum ausgewählt, wobei mit Hilfe dieser Kanäle Information über die Gesamtmenge der zu messenden Probenmasse und deren Abstand zu den Detektoren erhalten wird.
  • Analytische Methoden auf Basis von Röntgenfluoreszenz können in industriellen Prozessen zur Bestimmung des Gehalts eines Elements in einer fließenden Probenmasse angewandt werden. Anhand dieses Verfahrens können die Elemente direkt aus der fließenden Masse, deren Menge auf der Unterlage variieren kann, gemessen werden. In einer typischen Ausführungsform werden Bestandteile von gemahlenem Gold direkt oberhalb der Förderanlage gemessen. Verschiedene Mineralkonzentrationsanlagen, Steinbrüche, die Zementindustrie und andere Zweige der Chemischen Industrie benötigen genau diese Art des Verfahrens zum Messen der Bestandteile direkt im Prozessablauf. Im Allgemeinen ist es das Ziel, die Messungen mit einer so hohen Genauigkeit und Geschwindigkeit durchzuführen, dass der Prozess in Echtzeit mit Hilfe des erhaltenen Messergebnisses kontrolliert und geregelt werden kann.
  • Element-Analysatoren auf der Basis von Röntgenfluoreszenz sind in Laboratorien weit verbreitet. Die Messung fein gemahlener Proben wird zunehmend mit Prozessanalysatoren durchgeführt, die jedoch nicht zur Messung eines Materials verwendet werden können, das typischerweise eine Korngröße von mehr als 1 mm aufweist.
  • Heutzutage werden ebenfalls auf Röntgenfluoreszem basierende Apparate und Verfahren zur Bestimmung von Bestandteilen eines Massenflusses direkt von oberhalb eines Bandes oder durch ein Band hindurch verwendet. Beispielsweise produziert und verkauft die Firma Ima Engineering Ltd. Oy, Espoo, Finnland, Beltcom 100 und Beltcom 200 Analysatoren für oben beschriebenen Zwecke. Ein Problem beider Geräte ist speziell die Ungenauigkeit der erhaltenen Ergebnisse bei wechselnden äußeren Bedingungen. Speziell das Messen leichter Elemente wie zum Beispiel Calcium mit Hilfe einer fest installierten Messeinrichtung hat sich als schwierig herausgestellt, da die Intensität der charakteristischen Röntgenstrahlung im Quadrat mit der Entfernung zum Detektor abnimmt. Daher sollte die Messdistanz bei der Messung leichter Elemente wie Ca, K, Si und Al so klein wie möglich sein. Einige der oben angegebenen Probleme wurden in US-A-4,045,676 und den PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, Vol. 9, No. 195, P-379; & JP, A, 60 061 649 (RIGAKU DENKINKOGYO K. K.), vom 9. April 1985 gelöst.
  • Der Gegenstand der gegenwärtigen Erfindung ist das genaue Messen und Analysieren des Gehalts an Elementen in gemahlenem und/oder fein gemahlenem Gold mit Hilfe von Röntgenfluoreszenz in Echtzeit direkt von oberhalb der Förderanlage, so dass es möglich ist, den Prozess auf Basis des Gehalts an den Elementen in Echtzeit zu regeln.
  • Der Gegenstand der gegenwärtigen Erfindung ist es ebenso, Änderungen in der Entfernung zwischen der Masse und der Messeinrichtung, sowie Änderungen in den Bedingungen der Messumgebung automatisch zu kompensieren.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist es, die Funktionsfähigkeit der Messeinrichtung gegenüber Kurz- und Langzeitschwankungen sicherzustellen.
  • Ein Gegenstand der Erfindung ist es, selbst leichte Elemente verlässlich und genau zu messen.
  • Noch ein weiterer Gegenstand er Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Apparatur zu offenbaren, mit der der Gehalt eines Elements mit Röntgenfluoreszenzmethoden an einem Massenstrom aus festen, aufgeschlämmten oder flüssigen Bestandteilen gemessen und analysiert werden kann.
  • Um die oben genannten Probleme zu lösen, und die Gegenstände der Erfindung zu erreichen, weist das erfindungsgemäße Verfahren die in Anspruch 1 definierten Schritte auf.
  • Des Weiteren wurde beobachtet, dass Luftfeuchtigkeit, Luftdruck und Änderungen im Gehalt eines Bestimmten Gases einen Einfluss auf die Genauigkeit der Messung und des Ergebnis haben. Gemäß der Erfindung können diese Variablen, falls gewünscht, ebenfalls gemessen werden, und die maßgeblichen Korrekturthermen können bestimmt werden, mit deren Hilfe das Messergebnis zusätzlich zur Temperaturkorrektur und der Korrektur wegen des Staubgehalts weiter korrigiert wird.
  • Damit die Änderungen des Abstands zwischen der Probenmasse und dem Detektor oder den Detektoren genauer als zuvor kompensiert werden können, und auf der anderen Seite, dass zwischen der Probenmasse und den Detektoren ein schmalst möglicher Abstand eingehalten werden kann, weist das erfindungsgemäße Verfahren des Weiteren einen Schritt auf, in dem der Abstand zwischen der Probenmasse und dem Strahlungsdetektor oder den Strahlungsdetektoren durch Nivellieren der Oberfläche des Massenstroms und/oder durch Messen des Abstands und justieren des Abstands des Strahlungsdetektors oder der Strahlungsdetektoren von der Probenmasse auf Grund des gemessenen Ergebnisses im Wesentlichen einheitlich ist.
  • Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens und dem erfindungsgemäßen Anlage können Temperaturschwankungen und andere Änderungen in den Umgebungsbedingungen während des Messens in Betracht gezogen werden. Dies hat sich als sehr bedeutend erwiesen, da die Intensitäten der leichteren Elemente als Funktion von Temperatur und Staubgehalt exponentiell abnehmen.
  • Obwohl das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Anlage speziell zum schnellen Messen von Elementen, enthalten in gemahlenem und fein gemahlenem Gold direkt von oberhalb des Transportbandes geeignet ist, kann das Verfahren und die Anlage weitgehend in diversen Anordnungen der Massengüterindustrie, bei der eine Probenentnahme schwierig, langsam oder teuer ist, die Proben nicht homogen sind und der Umfang der Probe auf den Transportband variiert, verwendet werden.
  • Im Folgenden werden das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Anlage mit Verweisen auf die anliegenden Abbildungen genauer beschrieben, wobei
  • 1 in einer schematischen Darstellung veranschaulicht, wie die Messeinrichtung im Verhältnis zu dem Massenfluss, der gemessen werden soll, angeordnet ist,
  • 2 in einer schematischen Darstellung die Messeinrichtung und die Sensoren zur Kompensation dargestellt,
  • 3 in einer schematischen Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer den Abstand vereinheitlichenden Anordnung darstellt, und
  • 4 in einer schematischen Darstellung ein zweites Ausführungsbeispiel einer den Abstand vereinheitlichenden Anordnung darstellt.
  • Die Messeinrichtung aus 1, die mit Verweisnummer 3 gekennzeichnet ist, ist in der unmittelbaren Umgebung einer Masse 1 auf der Unterlage 2 installiert. Die Masse kann aus gemahlenem oder fein gemahlenem Mineral bestehen, und die Unterlage 2 kann zum Beispiel ein Förderband sein. Typischerweise bewegt sich entweder die Masse oder die Unterlage, was bedeutet, dass es sich um eine Frage des Massenflusses handelt. Es ist ebenso möglich, dass im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Anlage der Fluss der Masse für die Zeit der Messung unterbrochen wird, allerdings ist ein Anhalten oft aus dem einfachen Grund der großen Mengen an Masse auf der Förderanlage nicht möglich, noch ist dies zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und dem Betreiben der erfindungsgemäßen Anlage nötig.
  • Die Flussrichtung in 1 ist durch den Richtungspfeil A markiert. Die Masse 1 kann fest, schlammig oder flüssig sein. Der Gehalt an Elementen kann innerhalb weiter Grenzen variieren. Der Umfang des Massenflusses kann ebenso innerhalb weiter Grenzen variieren, und dieser kann Teilchen enthalten wie zum Beispiel Gesteinsbrocken, und die Größe der Gesteinsbrocken kann von Brocken zu Brocken variieren. Der Gehalt an Elementen kann ebenfalls von Brocken zu Brocken variieren. Falls der Umfang der Masse auf dem Band variiert kann auch der Abstand D zwischen der Oberfläche der Masse und der Messeinrichtung variieren.
  • Die Messeinrichtung 3 weist eine oder mehrere Röntgen- oder Gammastrahlungsquellen 4 und einen oder mehrere Strahlungsdetektoren 5, die bei einem bevorzugten Abstand D von dem Massenfluss angeordnet sind, auf. Die Strahlungsquelle kann zum Beispiel eine Röntgenröhre oder ein Strahler bestehend aus einem radioaktiven Isotop sein. Der Strahlungsdetektor 5 kann ein Szintillator, ein proportionaler Zähler oder ein Halbleiterdetektor sein. Falls mehrere Zähler vorliegen kann einer davon empfindlicher gegenüber charakteristischer Röntgenstrahlung leichter Elemente, und ein anderer empfindlicher gegenüber charakteristischer Röntgenstrahlung schwerer Elemente sein. Mehrere Strahlungsquellen und/oder Detektoren werden verwendet falls alle zu messenden Elemente nicht mit nur einer Strahlungsquelle angeregt werden können und die emittierte Strahlung nicht mit nur einem Detektor detektiert werden kann, oder wenn eine grobkörnige Masse vorliegt, wobei ein glaubwürdigeres Messergebnis durch die Bestrahlung und die Detektion aus mehreren Richtungen erhalten werden kann.
  • Die Messeinrichtung 3 weist des Weiteren Elektronik 23, die zum Detektieren der Strahlung nötig ist; einen Computer und Software 27 zum verarbeiten der Ergebnisse; einen Messsensor 6a zum Messen der internen Temperatur und eine Klimaanlage 6b zum konstant halten der internen Temperatur; falls nötig eine Spendereinrichtung 7a für ein Verdrängungsgas und einen zusätzlichen Tank um die Gaskomponente, die die Messung stört wegspülen zu können; einem Feuchtigkeitssensor 8 zum Messen der Luftfeuchtigkeit innerhalb der Messeinrichtung; Sicherheits-, Mess- und Kontrollelektronik 24; ein mechanisch stabiles Gehäuse und eine dichte Hülle 25; für Strahlung gut durchlässige Fenster 26 vor den Strahlungsquellen 4 und den Detektoren 5, die entweder am Gehäuse, der Hülle oder der in Frage kommenden Komponente befestigt sind, auf. Die internen Sensoren und Regeleinheiten der Messeinheit 3 sind elektrisch an die Sicherheits- Mess- und Kontrollelektronik 24 angeschlossen, die wiederum elektrisch und mit Hilfe von Software an den Computer 27 angeschlossen ist. Die Elektronik 23, die zum Detektieren der Strahlung dient, ist elektrisch mit Hilfe von Software an den Computer 27 angeschlossen.
  • Entsprechend der Erfindung weist die Erfindung auch noch Mittel zum Messen der äußeren Bedingungen im Luftraum zwischen Probenmasse 1 und den Detektoren 5 auf. Diese Messgeräte sind ein Messsensor 9 für die externe Temperatur, ein Messsensor 10 für den äußeren Luftdruck, ein Messsensor 11 für die äußere Luftfeuchtigkeit, ein Messsensor 12 für den äußeren Staubgehalt and ein Messsensor 13 für ein externes störendes Gas. Die oben genannten Messsensoren sind in unmittelbarer Umgebung des Messpunktes angebracht, so das diese die Bedingungen am Messpunkt richtig wiedergeben, wobei die Messdaten die diese Sensoren liefern, dazu verwendet werden kann, die Intensität der gemessenen charakteristische Röntgenstrahlung der Probe unter Verwendung von Rechenformeln zu korrigieren.
  • Die externen Messsensoren 9 bis 13 sind über eine Signalverarbeitende Einheit 28 an den Computer 27 angeschlossen.
  • Die Messvariablen, die erfindungsgemäß erhalten werden und die die äußeren Bedingungen im Raum zwischen der zu messenden Probe und der Messeinrichtung beschreiben, werden verwendet, um verschiedene Korrekturterme zu berechnen, mit deren Hilfe es möglich ist, den Effekt dieser externen Variablen auf die erhaltenen Röntgenstrahlungsintensitäten der verschiedenen Elemente zu kompensieren. Der Ausgangspunkt ist dann, dass die Luft zwischen der zu vermessenden Probe 1 und den Detektionsmitteln 5 die von der Probe emittierte Strahlung, abhängig von den Gegebenheiten in denen sich die Luft befindet, abschwächt. Praktisch konnte beobachtet werden, dass, wenn leichte Elemente gemessen werden, diese Umgebungsfaktoren, und im Speziellen die Lufttemperatur, einen bedeutenden Einfluss auf das Messergebnis haben. Die im Zusammenhang mit leichten Elementen als Messergebnis erhaltenen Intensitäten können sehr klein sein, wobei schon eine kleine absolute Abschwächung das Messergebnis beträchtlich verzerren kann.
  • Die notwendigste Korrektur im Rahmen dieser Erfindung ist die Temperaturkorrektur. In Verbindung mit der Temperaturkorrektur wird zuerst ein Abschwächungsterm μ, in Abhängigkeit von der Temperatur mit der Formel: μ1 = KE/T errechnet, wobei KE eine materialspezifisch errechnete Konstante und T die Temperatur ist. Die um den Einfluss der Temperatur korrigierte Intensität IE kann mit der Formel: IE = NE*eμ1x errechnet werden, in der NE die vereinheitlichte Intensität und x der Abstand (cm) ist.
  • Falls davon ausgegangen werden kann, dass die Dichte der Luft und auch der Messabstand konstant bleiben und nur die Temperatur von einem Wert von 20°C auf 30°C ansteigt, ändert sich die Intensität um 4,3%. Unter Berücksichtigung der beim Bergbau herrschenden Bedingungen ist eine Temperaturänderung von 10 Grad sehr klein während auf der anderen Seite eine Änderung von 4,3% im Messsignal sehr bedeutend ist.
  • Die oben beschriebenen Gleichungen können auch für die anderen Variablen, die möglicherweise bei der Kompensation in Betracht gezogen werden sollten und die einen Einfluss auf die Abschwächung der Röntgenstrahlung in der Luft zwischen der Probenmasse und dem Strahlungsdetektor haben, abgeleitet werden. Praktisch kann der Einfluss der gemessenen Variablen auf die Abschwächung als Korrekturterme bestimmt werden, die errechnet werden um die im Block 28 gemessenen Ergebnisse zu korrigieren. Wie schon oben erwähnt hat die Lufttemperatur den Einfluss mit dem höchsten Stellenwert auf das Messergebnis. Luftfeuchtigkeit und Luftdruck haben den zweitwichtigsten Einfluss. Natürlich kann auch ein wesentlicher Staubgehalt einen sehr bedeutenden Einfluss auf die Abnahme der Intensität im Luftspalt haben.
  • Natürlicherweise hat auch der Abstand des Detektors von der Probe einen bedeutenden Einfluss auf den Grad der Abnahme im Luftspalt. Daher ist es vorteilhaft bei der Messung leichter Elemente den in den 1 bis 4 mit D markieren Abstand zu minimieren. Um diesen Abstand so gering wie möglich und auch so konstant wie möglich zu halten zeigen die 3 und 4 unterschiedliche Ausführungsbeispiele der Erfindung mit deren Hilfe der fragliche Abstand beträchtlich vereinheitlicht werden kann.
  • 3 zeigt eine Anordnung, in der die Oberfläche der Probenmasse 1 mit einem Ausgleicher 16 ausgeglichen wird, so dass die Oberfläche sich in einem konstanten Abstand von der Messeinrichtung 3 befindet. Der Ausgleicher wird in dieser Weise verwendet wenn die Probenmasse relativ fein ist. Im Fall wirklich groben Körnern oder sogar Brocken kann der Ausgleicher 16 nicht angewendet werden, da dadurch die Kraft durch die Probenmasse 1 auf das Band 2 unangemessen groß würde. Natürlicherweise verlangt der Gebrauch des Ausgleichers 16 auch einen relativ gleichmäßigen Fluss der Probenmasse. Falls die Probenmasse stark mit der Zeit variiert, wäre der nötige ausgleichende Effekt so groß, dass es nicht länger praktisch durchführbar wäre.
  • 4 zeigt eine andere Anordnung um den Messabstand zu standardisieren, die auch angewendet werden kann, wenn die Probe Brocken enthält oder grobkörnig ist, oder wen deren Menge sich beträchtlich mit der Zeit ändert. In dieser Anordnung nach 4 wird der Abstand der Probenmasse vom Messsensor an einer Stelle vor der Messeinrichtung 3 mit einem Sensor 15a gemessen. Basierend auf diesem Messergebnis wird der Abstand der Messeinrichtung 3 vom Förderband 2 zum Beispiel unter Verwendung eines hydraulischen Zylinders 15b eingestellt, so dass der Abstand der Messeinrichtung 3 von der Oberfläche der Probenmasse 1 so konstant wie möglich bleibt. In diesem Zusammenhang soll daran erinnert werden, dass die Messung des gesamten energiedispersen Strahlungsspektrums von der Messeinrichtung 3 durchgeführt wird, und dass der Abstand, den die Messeinrichtung von der Probenmasse 1 hat, anhand dieses Spektrums, basierend auf der Hintergrundstrahlung, bestimmt werden kann. Das Messergebnis kann ebenfalls anhand dieser Messung korrigiert werden. Dennoch ist es nicht möglich, diese Art von Korrektur auch für leichte Elemente durchzuführen falls der Messabstand nicht klein genug ist, um trotz verschiedener Abschwächungsfaktoren ein sinnvolles Messergebnis zu erhalten.
  • Um bei einer fließenden Probenmasse ein verlässliches Ergebnis zu erhalten muss die Messung in kurzen Messsequenzen durchgeführt werden, von deren Ergebnis zum Beispiel durchschnittliche Ergebnisse errechnet werden. Statistisch verlässlichere Ergebnisse werden erhalten und ein größeres Volumen der Probe wird vermessen, wenn die Messung gleichzeitig aus verschiedenen Richtungen durchgeführt wird, wobei die Probenmasse mit Hilfe von mehreren Detektoren aus verschiedenen Richtungen vermessen wird.
  • Wie oben angegeben werden zusätzlich zu den charakteristischen Energie-Fenstern der zu untersuchenden Elemente sogenannte Hintergrundkanäle, dabei handelt es sich um Streukanäle, aus dem Strahlungsspektrum ausgewählt. Die analytische Berechnung beruht auf Berechnungsformeln, die die gemessene Intensität und die Intensität der Streustrahlung des in frage kommenden Elements mit einbeziehen. Die Berechnungsformel wird mit Hilfe von Kalibriermessungen unter Durchführung einer Regressionsanalyse der gemessenen Intensitäten und des Gehalts eines Elements sowie dem Streuhintergrund einer bekannten Probe erhalten. Für den Fall, dass grobkörnige Proben vermessen werden, können mehrere Detektoren bei unterschiedlichen Messwinkeln angeordnet sein, so dass auch von grobkörnigen Probenmassen repräsentative Messintensitäten erhalten werden. Zum gleichen Zweck können auch mehrere Strahlungsquellen verwendet werden. Falls sowohl leichte als auch schwere Elemente gemessen werden sollen, können mehrere Strahlungsquellen oder eine einstellbare Strahlungsquellen verwendet werden, von deren Quelle sich mehrere, unterschiedliche Anregungsenergien erhalten lassen. Im Rahmen dieser Messmethode werden, wie oben beschrieben, sowohl kurzzeitige als auch die längerfristigen Änderungen innerhalb der Einrichtung durch Standardisierung der inneren Bedingungen der aktuellen Messeinrichtung sowie durch Vermessen externer und/oder interner Referenzproben kompensiert. Das Vermessen von Referenzproben kompensiert die Drift der internen Elektronik sowie den Einfluss äußerer Feuchte und Staub. Die Intensitäten der Referenzmessungen werden mit den ursprünglichen Referenzmessungen zur Zeit der Kalibrierung verglichen, und die erhaltene Information wird zum Errechnen eines Korrekturterms für die gemessenen Intensitäten verwendet.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Einrichtung wurden oben mit Hilfe von Ausführungsbeispielen beispielhaft dargestellt, und soll so verstanden werden, dass manche Veränderungen hierzu durchgeführt werden können, ohne dass von dem Geltungsbereich der Erfindung, der durch die beigefügten Ansprüche definiert wird, abgewichen wird.

Claims (8)

  1. Methode zur Bestimmung des Gehalts eines Elements innerhalb einer fließenden Probenmasse (1) unter Verwendung von Röntgenfluoreszenz, bei der die Probenmasse (1) mit Röntgen- oder Gammastrahlung bestrahlt wird, die von der Probenmasse emittierte Strahlung detektiert wird, ein energiedispersives Strahlungsspektrum der von der Probe emittierten Strahlung bestimmt wird, und der Gehalt des Elements aus dem gemessenen Strahlungsspektrum auf der Basis der Intensität des Strahlungsspektrumsfensters, das für dieses Element charakteristisch ist, bestimmt wird, die Lufttemperatur im Luftspalt zwischen der Probenmasse (1) und dem Strahlungsdetektor oder den Strahlungsdetektoren (5) gemessen wird, ein erster Korrekturterm in Abhängigkeit von gemessener Lufttemperatur bestimmt wird und der ermittelte Gehalt des Elements durch diesen ersten Korrekturterm korrigiert wird, um die Abschwächung der charakteristischen Strahlung in der Luft zwischen der fließenden Probenmasse (1) und dem Strahlungsdetektor bzw. den Strahlungsdetektoren (5) zu kompensieren, gekennzeichnet durch weitere Schritte, in deren Verlauf der Staubgehalt im Luftspalt zwischen Probenmasse (1) und dem Strahlungsdetektor oder den Strahlungsdetektoren (5) gemessen wird, ein zweiter Korrekturterm in Abhängigkeit vom gemessenen Staubgehalt bestimmt wird, und der bestimmte Gehalt des Elements durch diesen zweiten Korrekturterm korrigiert wird, um die Abschwächung der charakteristischen Strahlung in der Luft zwischen Probenmasse (1) und dem Strahlungsdetektor bzw. den Strahlungsdetektoren (5) zu kompensieren.
  2. Methode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie des Weiteren Schritte enthält, in deren Verlauf die Luftfeuchtigkeit im Luftspalt zwischen Probenmasse (1) und dem Strahlungsdetektor oder den Strahlungsdetektoren (5) gemessen wird, ein dritter Korrekturterm in Abhängigkeit von der gemessenen Luftfeuchtigkeit bestimmt wird, und der bestimmte Gehalt des Elements durch diesen dritten Korrekturterm korrigiert wird, um die Abschwächung der charakteristischen Strahlung in der Luft zwischen Probenmasse (1) und dem Strahlungsdetektor bzw. den Strahlungsdetektoren (5) zu kompensieren.
  3. Methode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie des Weiteren Schritte enthält, in deren Verlauf der Luftdruck im Luftspalt zwischen Probenmasse (1) und dem Strahlungsdetektor oder den Strahlungsdetektoren (5) gemessen wird, ein vierter Konekturterm in Abhängigkeit von dem gemessenen Luftdruck bestimmt wird, und der bestimmte Gehalt des Elements durch diesen vierten Korrekturterm korrigiert wird, um die Abschwächung der charakteristischen Strahlung in der Luft zwischen Probenmasse (1) und dem Strahlungsdetektor bzw. den Strahlungsdetektoren (5) zu kompensieren.
  4. Methode nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie des Weiteren Schritte enthält, in deren Verlauf der Gehalt einer bestimmten gasförmigen Komponente im Luftspalt zwischen Probenmasse (1) und dem Strahlungsdetektor oder den Strahlungsdetektoren (5) gemessen wird, ein fünfter Konekturterm in Abhängigkeit von dem Gehalt der gemessenen gasförmigen Komponente bestimmt wird, und der bestimmte Gehalt des Elements durch diesen fünften Konekturterm korrigiert wird, um die Abschwächung der charakteristischen Strahlung in der Luft zwischen Probenmasse (1) und dem Strahlungsdetektor bzw. den Strahlungsdetektoren (5) zu kompensieren.
  5. Ausrüstung zur Bestimmung des Gehalts eines Elements innerhalb einer fließenden Probenmasse unter Verwendung von Röntgenfluoreszenz, wobei diese Ausrüstung mindestens eine Röntgen- oder Gammastrahlenquelle (4) zur Bestrahlung einer Probenmasse (1), Mittel (5) zur Detektion der von der Probenmasse emittierten Strahlung, Mittel (27) zur Bestimmung des energiedispersiven Strahlungsspektrums der von der Probenmasse emittierten Strahlung und zur Bestimmung des Gehalts des Elements aus diesem Strahlungsspektrum aufgrund der Intensität des für dieses Element charakteristischen Strahlungsspektrumsfensters, Mittel (9) zur Messung der Lufttemperatur im Luftspalt zwischen Probenmasse (1) und dem Mittel zur Detektion (5), Mittel (28) zur Bestimmung eines ersten Korrekturterms in Abhängigkeit von der gemessenen Lufttemperatur und Mittel (27) zur Korrektur des ermittelten Gehalts des Elements durch diesen ersten Korrekturterm, um die Abnahme der charakteristischen Strahlung in der Luft zwischen der Probenmasse (1) und den Mitteln zur Detektion (5) zu kompensieren, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sie des Weiteren noch Mittel (12) zum Messen des Staubgehalts im Luftspalt zwischen Probenmasse (1) und den Mitteln zur Detektion (5), Mittel (28) zur Ermittlung eines zweiten Korrekturterms in Abhängigkeit vom gemessenen Staubgehalt und Mittel (27) zur Korrektur des ermittelten Gehalts des Elements durch diesen zweiten Korrekturterm, um die Abnahme der charakteristischen Strahlung in der Luft zwischen der Probenmasse (1) und den Mitteln zur Detektion (5) zu kompensieren, aufweist.
  6. Ausrüstung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie des Weiteren Mittel (11) zum Messen von Luftfeuchtigkeit im Luftspalt zwischen der Probenmasse (1) und dem Mittel zur Detektion (5), Mittel (28) zur Bestimmung eines dritten Korrekturterms in Abhängigkeit von der gemessenen Luftfeuchtigkeit und Mittel (27) zur Korrektur des ermittelten Gehalts des Elements durch diesen dritten Korrekturterm, um die Abnahme der charakteristischen Strahlung in der Luft zwischen der Probenmasse (1) und den Mitteln zur Detektion (5) zu kompensieren, aufweist.
  7. Ausrüstung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie des Weiteren Mittel (10) zum Messen des Luftdrucks im Luftspalt zwischen der Probenmasse (1) und dem Mittel zur Detektion (5), Mittel (28) zur Bestimmung eines vierten Korrekturterms in Abhängigkeit von dem gemessenen Luftfdruck und Mittel (27) zur Korrektur des ermittelten Gehalts des Elements durch diesen vierten Korrekturterm, um die Abnahme der charakteristischen Strahlung in der Luft zwischen der Probenmasse (1) und den Mitteln zur Detektion (5) zu kompensieren, aufweist.
  8. Ausrüstung nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie des Weiteren Mittel (13) zum Messen des Gehalts einer bestimmten gasförmigen Komponente im Luftspalt zwischen der Probenmasse (1) und dem Mittel zur Detektion (5), Mittel (28) zur Bestimmung eines fünften Korrekturterms in Abhängigkeit von dem Gehalt einer bestimmten gasförmigen Komponente und Mittel (27) zur Korrektur des ermittelten Gehalts des Elements durch diesen fünften Korrekturterm, um die Abnahme der charakteristischen Strahlung in der Luft zwischen der Probenmasse (1) und den Mitteln zur Detektion (5) zu kompensieren, aufweist.
DE69530858T 1994-11-14 1995-11-13 Verfahren und vorrichtung zur bestimmung des gehalts eines elements Expired - Fee Related DE69530858T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI945364A FI97647C (fi) 1994-11-14 1994-11-14 Menetelmä ja laitteisto alkuaineen pitoisuuden määrittämiseksi
FI945364 1994-11-14
PCT/FI1995/000621 WO1996015442A1 (en) 1994-11-14 1995-11-13 Method and equipment for determining the content of an element

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69530858D1 DE69530858D1 (de) 2003-06-26
DE69530858T2 true DE69530858T2 (de) 2004-03-11

Family

ID=8541801

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69530858T Expired - Fee Related DE69530858T2 (de) 1994-11-14 1995-11-13 Verfahren und vorrichtung zur bestimmung des gehalts eines elements

Country Status (11)

Country Link
US (1) US5721759A (de)
EP (1) EP0792453B1 (de)
KR (1) KR100385375B1 (de)
CN (1) CN1098457C (de)
AT (1) ATE241136T1 (de)
AU (1) AU693950B2 (de)
CA (1) CA2204848C (de)
DE (1) DE69530858T2 (de)
ES (1) ES2200007T3 (de)
FI (1) FI97647C (de)
WO (1) WO1996015442A1 (de)

Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19710420C2 (de) * 1997-03-13 2001-07-12 Helmut Fischer Gmbh & Co Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Dicken dünner Schichten mittels Röntgenfluoreszenz
DE19810306A1 (de) * 1998-03-10 1999-10-14 Aumund Foerdererbau Verfahren zur kontinuierlichen Bestimmung der Zusammensetzung eines Materialstromes und dafür geeignete Vorrichtung
JP3062685B2 (ja) * 1998-07-23 2000-07-12 セイコーインスツルメンツ株式会社 蛍光x線分析計
FR2785052B1 (fr) * 1998-10-27 2000-12-01 Commissariat Energie Atomique Dispositif de determination de la concentration d'une substance melangee a un fluorophore et procede de mise en oeuvre de ce dispositif
EP1097373A2 (de) 1998-10-29 2001-05-09 PANalytical B.V. Röntgendiffraktometer mit röntgenoptischem referenzkanal
AUPQ109499A0 (en) * 1999-06-21 1999-07-15 Adelaide Brighton Management Limited Sample presentation for x-ray diffraction
JP2003534528A (ja) 1999-11-19 2003-11-18 バッテル・メモリアル・インスティチュート 機械用流体分析装置
JP2002031522A (ja) * 2000-07-18 2002-01-31 Seiko Instruments Inc 蛍光x線膜厚計
US6662091B2 (en) 2001-06-29 2003-12-09 Battelle Memorial Institute Diagnostics/prognostics using wireless links
US6668039B2 (en) 2002-01-07 2003-12-23 Battelle Memorial Institute Compact X-ray fluorescence spectrometer and method for fluid analysis
DE10230990A1 (de) * 2002-07-10 2004-02-05 Elisabeth Katz Vorrichtung zur Durchführung einer Online-Elementanalyse
US7064337B2 (en) * 2002-11-19 2006-06-20 The Regents Of The University Of California Radiation detection system for portable gamma-ray spectroscopy
US6859517B2 (en) * 2003-04-22 2005-02-22 Battelle Memorial Institute Dual x-ray fluorescence spectrometer and method for fluid analysis
DE102004012704B4 (de) * 2004-03-16 2008-01-03 Katz, Elisabeth Vorrichtung zur online-Analyse und Verwendung einer solchen Vorrichtung
DE102004019030A1 (de) * 2004-04-17 2005-11-03 Katz, Elisabeth Vorrichtung für die Elementanalyse
US7820977B2 (en) * 2005-02-04 2010-10-26 Steve Beer Methods and apparatus for improved gamma spectra generation
US7847260B2 (en) 2005-02-04 2010-12-07 Dan Inbar Nuclear threat detection
US8173970B2 (en) * 2005-02-04 2012-05-08 Dan Inbar Detection of nuclear materials
DE102005020567A1 (de) * 2005-04-30 2006-11-09 Katz, Elisabeth Verfahren und Vorrichtung zur Online-Bestimmung des Aschegehalts einer auf einem Födermittel geförderten Substanz und Vorrichtung zur Durchführung einer Online-Analyse
JP4247559B2 (ja) * 2005-06-07 2009-04-02 株式会社リガク 蛍光x線分析装置およびそれに用いるプログラム
US7409037B2 (en) * 2006-05-05 2008-08-05 Oxford Instruments Analytical Oy X-ray fluorescence analyzer having means for producing lowered pressure, and an X-ray fluorescence measurement method using lowered pressure
EP2096431A1 (de) * 2008-02-27 2009-09-02 Oxford Instruments Analytical Oy Tragbares Röntgenstrahlungsfluoreszenzanalysegerät
US8338356B2 (en) 2008-12-25 2012-12-25 Dow Global Technologies Llc Surfactant compositions with wide pH stability
US20120236989A1 (en) * 2011-03-16 2012-09-20 Peter John Hardman Portable XRF analyzer for low atomic number elements
DE102012021709B4 (de) * 2011-11-22 2014-09-11 Technische Universität Dresden Verfahren zur qualitativen und quantitativen Bestimmung von Zuschlagstoffen in Papier und papierähnlichen Materialien mit Zellulosematerial
JP6026936B2 (ja) * 2013-03-28 2016-11-16 株式会社日立ハイテクサイエンス 異物検出装置
US20140301531A1 (en) * 2013-04-08 2014-10-09 James L. Failla, JR. Protective shield for x-ray fluorescence (xrf) system
US20140301530A1 (en) * 2013-04-08 2014-10-09 James L. Failla, JR. Protective shield for x-ray fluorescence (xrf) system
CN103278485A (zh) * 2013-05-16 2013-09-04 清华大学 一种固体物料中硫成分的快速检测方法及其检测装置
JP6412340B2 (ja) * 2014-05-20 2018-10-24 株式会社堀場製作所 分析装置及び校正方法
JP6325338B2 (ja) * 2014-05-20 2018-05-16 株式会社堀場製作所 分析装置及び校正方法
US9594037B2 (en) * 2014-05-20 2017-03-14 Horiba, Ltd. Analyzing apparatus and calibration method
JP6528279B2 (ja) * 2015-09-25 2019-06-12 清水建設株式会社 コンクリート中の微量元素の分析方法および分析装置
EP3249394B1 (de) 2016-05-26 2018-09-12 Malvern Panalytical B.V. Röntgenanalyse von bohrflüssigkeit
JP6423048B1 (ja) * 2017-06-16 2018-11-14 マルバーン パナリティカル ビー ヴィ 掘削流体のx線分析
WO2019019042A1 (en) * 2017-07-26 2019-01-31 Shenzhen Xpectvision Technology Co., Ltd. INTEGRATED X-RAY SOURCE
CN110082816B (zh) * 2018-01-25 2022-12-09 中国辐射防护研究院 一种基于poe的水下伽马谱仪的温度补偿装置和方法
KR102039137B1 (ko) * 2018-03-13 2019-11-26 한국원자력연구원 중성자가 발생되는 시설의 건설 폐기물 자체처리 가부 평가방법 및 중성자가 발생되는 시설의 건설을 위한 자재의 인증방법
AU2019268796A1 (en) * 2018-05-18 2020-12-17 Enersoft Inc. Systems, devices, and methods for analysis of geological samples
CN108680592B (zh) * 2018-06-11 2019-09-27 南京航空航天大学 一种钾盐成分在线检测方法
CN109580326A (zh) * 2018-12-05 2019-04-05 西王金属科技有限公司 一种除尘灰中氧化锌及碱金属的测定方法
CN109632854B (zh) * 2019-01-14 2022-10-11 东华理工大学 一种双探测结构的块状铀矿多元素在线x荧光分析仪
CN110427705B (zh) * 2019-08-05 2023-04-07 核工业航测遥感中心 航空放射性测量主标准器单元素模型的设计方法
GB202106959D0 (en) 2021-05-14 2021-06-30 Malvern Panalytical Bv Apparatus and method for x-ray fluorescence analysis
CN113640859A (zh) * 2021-07-22 2021-11-12 中国原子能科学研究院 一种用于辐射剂量仪环境适应性测试的多参数测量系统
GB2617858A (en) * 2022-04-22 2023-10-25 Anglo American Technical & Sustainability Services Ltd System and method for treating mined material

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ZA741707B (en) * 1974-03-15 1975-07-30 Chamber Of Mines Services Ltd Determining heavy element concentration in ores
GB1494549A (en) * 1975-03-14 1977-12-07 Coal Ind Determining the concentration of sulphur in coal
FI51872C (fi) * 1975-08-12 1977-04-12 Outokumpu Oy Laite liikkeellä olevan kiinteän tai jauhemaisen aineen analysoimiseks i röntgenfluoresenssiperiaatteella.
SU823993A1 (ru) * 1979-07-02 1981-04-23 Предприятие П/Я А-7629 Рентгенофлуоресцентный датчик
JPS58204357A (ja) * 1982-05-24 1983-11-29 Idemitsu Kosan Co Ltd 螢光x線分析方法およびその装置
JPS6061649A (ja) * 1983-09-16 1985-04-09 Rigaku Denki Kogyo Kk 螢光x線分析の補正方法

Also Published As

Publication number Publication date
ES2200007T3 (es) 2004-03-01
KR100385375B1 (ko) 2003-08-19
CN1163663A (zh) 1997-10-29
FI945364A (fi) 1996-05-15
US5721759A (en) 1998-02-24
FI97647C (fi) 1997-01-27
WO1996015442A1 (en) 1996-05-23
EP0792453B1 (de) 2003-05-21
ATE241136T1 (de) 2003-06-15
AU693950B2 (en) 1998-07-09
EP0792453A1 (de) 1997-09-03
DE69530858D1 (de) 2003-06-26
FI945364A0 (fi) 1994-11-14
KR970707435A (ko) 1997-12-01
AU3873095A (en) 1996-06-06
CA2204848C (en) 2008-01-29
CA2204848A1 (en) 1996-05-23
CN1098457C (zh) 2003-01-08
FI97647B (fi) 1996-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69530858T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur bestimmung des gehalts eines elements
DE102005056385B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Sicherheitserkennung von Flüssigkeiten
EP1877760B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur online-bestimmung des aschegehalts einer auf einem fördermittel geförderten substanz und vorrichtung zur durchführung einer solchen online-bestimmung
DE2014530B2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen der Konzentration von in einem Medium suspendierten Teilchen
DE3047824C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur quantitativen Bestimmung der Konzentration des den Aschegehalt bildenen mineralischen Materials in Kohle
DE60020214T2 (de) Vorrichtung und verfahren zur untersuchung radioaktiver strahlenquellen in einer probe
DE3036381A1 (de) Verfahren zur bestimmung des feststoff-gewichtsanteils einer aufschlaemmung
DE10230990A1 (de) Vorrichtung zur Durchführung einer Online-Elementanalyse
DE2543011A1 (de) Einrichtung zur roentgenstrahlen- fluoreszenzanalyse
DE3835629A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur dichtemessung mittels positronenstreuung und annihilation
DE19711124C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung künstlicher Gammastrahlung
DE102005016792B4 (de) Vereinfachtes Verfahren zur Sr90-Aktivitätsbestimmung
EP2217946B1 (de) Vorrichtung zur online-bestimmung des gehalts einer substanz und verfahren unter verwendung einer solchen vorrichtung
US20040262524A1 (en) Multi-energy gamma attenuation for real time continuous measurement of bulk material
EP1526376A1 (de) Verfahren zum Bestimmen eines Flächengewichtes und/oder einer chemischen Zusammensetzung einer geförderten Materialprobe und Vorrichtung hierfür
DE102007029778A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum qualitativen und/oder quantitativen Nachweis von chemischen Elementen in Bodenproben
DE102005048644A1 (de) Verfahren zur Bestimmung eines Flächengewichtes und/oder einer chemischen Zusammensetzung einer geförderten Materialprobe
Cuttitta et al. Slope-ratio technique for the determination of trace elements by X-ray spectroscopy: A new approach to matrix problems
DE102004042769A1 (de) Verfahren zum Bestimmen eines Flächengewichtes und/oder einer chemischen Zusammensetzung einer geförderten Materialprobe und Vorrichtung hierfür
DE29924546U1 (de) Röntgenfluoreszenz-Elementanalysator
DD143320A1 (de) Verfahren zur schnellbestimmung der charakteristischen kennwerte von koernerkollektiven
DE3936719A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur messung der papierformation
Donhoffer Preparatory studies for the on-line determination of zinc content in zinc ore slurries by radioisotope excited X-ray fluorescence
DD269013A1 (de) Verfahren zur dicken- und eisenkompensierten aschegehaltsbestimmung von kohle
DD209281A1 (de) Vorrichtung zur dickenunabhaengigen radiometrischen gehaltsbestimmung

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee