RU1835070C - Рентгеновский анализатор - Google Patents

Abstract

Использование: в устройствах дл  определени  элементного состава материалов в геологии, горнодобывающей и горнопере- рабатывающей промышленности, металлургии . Сущность изобретени : рентгеновский анализатор содержит источник первичного рентгеновского излучени , селективный фильтр, вторичный излучатель, детектор рентгеновского излучени  и электронную схему обработки информации, Вторичный излучатель выполнен двухслойным, при этом внешний, обращенный к детектору, слой выполнен из материала, энерги  кра  поглощени  которого меньше энергии аналитической линии определ емого элемента, а внутренний слой - из материала, энерги  кра  поглощени  которого в 1,5-2,5 раза превышает энергию аналитической линии. и толщина внешнего сло  выбрана мз услови , чтобы его оптическа  плотность дл  флуоресцентного излучени  внутреннего сло  не превышала 0,5. 4 ил. t

Description

Изобретение относитс  к рентгеновским устройствам дл  определени  элементного состава разнообразных материалов и объектов в геологии, горнодобывающей и горноперерабатывающей про- мышленност х, металлургии, в частности к рентгеновским устройствам дл  анализа горных руд и пород в услови х естественного залегани , при опробовании стенок горных выработок и каротаже скважин.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности анализа за счет уменьшени  вли ни  на результаты рассто ни  до исследуемого объекта и его эффективного атомного номера путем реализации метода стандарта-фона.

На фиг, 1 представлена блок-схема рентгеновского анализатора; на фиг. 2 - спектральное пропускание селективного

фильтра; на фиг. 3 - амплитудный спектр импульсов на выходе детектора; на фиг. 4 - зависимость аналитического сигнала анализатора (отношени  скоростей счета импульсов в каналах, соответствующих аналитической линии определ емого элемента и рассе нному излучению) от рассто ни  до исследуемой среды.

Рентгеновский фильтр содержит рентгеновскую трубку 1, селективный фильтр 3, вторичный излучатель 4, состо щий из внутреннего сло  5 и внешнего, обращенного к детектору, сло  6, детектор рентгеновского излучени  7 и электронную схему обработки информации 8. Поз. 2 на фиг. 1 показывает расположение анализируемого объекта. Селективный фильтр 3 изготовлен из материала , энерги  кра  поглощени  которого Еф превосходит энергию аналитической линии

-А

СО

со ел о

со

3 18350704

Ei. Внешний слой 6 у вторичного излучател сло , 2 - пик флуоресцентного излучени 

выполнен из материала, энерги  кра  погло-внешнего сло ),

щени  которого Еч меньше энергии знали-Электронна  схема обработки инфортической линии, а внутренний слой 5 - измации 8 определ ет отношение числа

материала, энерги  кра  поглощени  кото-5 импульсов, соответствующих флуоресцентрого Е2 в 1,5-2,5 раза превышает энергиюному излучению внешнего и внутреннего

этой линии. Толщина внешнего сло  вторич-слоев вторичного излучател , Это отношеного излучател  выбрана из услови , чтобыние, равное отношению интенсивности анаего оптическа  плотность дл  флуоресцент-литической линии определ емого элемента

ного излучени  внутреннего сло  не превы-Ю к интенсивности рассе нного излучени , и

шала 0,5. вл етс  аналитическим сигналом дл  метоРентгеновский анализатор работаетда стандарта-фона.

следующим образом.Ввиду того, что изменение рассто ни 

Первичное излучение рентгеновскойдо исследуемой поверхности одинаково

трубки 1 падает на анализируемый объект 2 15 вли ет на интенсивности аналитической лии преобразуетс  в нем во вторичное излуче-нии и рассе нного излучени , их отношение

ние. Вторичное излучение, состо щее из ха-практически не зависит от рассто ни  (крирактеристического излучени  химическихва  1 на фиг. А) в отличие от аналитического

элементов, содержащихс  в анализируемомсигнала дл  прототипа, приведенного на

объекте, и рассе нного излучени , проходит20 кривой 2.

через селективный фильтр 3 и попадает наАналогично в св зи со сходным вли нивторичный излучатель 4. Спектральное про-ем абсорбционных свойств среды (ее эффекпускание селективного фильтра и располо-тивного атомного номера) на интенсивности

жеиие краев поглощени  слоев вторичногоаналитической линии и рассе нного излучеизлучател  относительно аналитической ли-25 ни  применение метода стандарта-фона понии приведено на фиг. 2. Как следует из фиг.звол ет уменьшить вли ние изменени 

2, селективный фильтр пропускает два уча-эффективного атомного номера среды на

стка рентгеновского спектра-участок срезультаты анализа,

энергией менее Еф, в котором расположена.В качестве примера предлагаемый ренаналитическа  лини  определ емого эле-30 тгеновский анализатор был апробирован

мента, и высокоэнергетическую областьпри определении содержани  никел  на моспектра с энергией Ер, существенно превы-дел х стенок горных выработок. В качестве

шающей EI, представленную рассе ннымисточника первичного излучени  мспользоизлучением . Прошедшее через селективныйвалась рентгеновска  трубка БХ-3 с Ge анофильтр характеристическое излучение on-35 дом при 25 кВ и 100 мкА, Толщина

редел емого элемента (его аналитическа селективного фильтра, выполненного из Со,

лини ) поглощаетс  внешним слоем 6 вто-составл ла 25 мкм, что обеспечило rtponyричного излучател  4 и возбуждает его рен-екание линии М11 с энергией 7,47 кэВ 40%

тгеновскую флуоресценцию. Рассе нноеи рассе нного излучени  с энергий 20 кэВ

излучение, характеризующеес  большей40 60%. Внутренний слой вторичного излучатеэнергией (Ер 2:2Е|), пройд  через селектив-л  - цирконий (энерги  кра  поглощени  18

ный фильтр 3 и внешний слой 6 вторичного кэВ) толщиной 50 мкм, внешний слой - жеизлучател  4, возбуждает рентгеновскуюлезо (энерги  кра  поглощени  7,11 кэВ)

флуоресценцию его внутреннего сло  5.толщиной 1,3 мкм.

Толщина внешнего сло  вторичного излуча-45 Поглощение линии Nify внешним слоем

тел  выбрана из услови , чтобы его оптиче-- 50%; пропускание рассе нного излучени 

ека  плотность дл  флуоресцентногос энергией 20 кэВ-98%; пропускание флуизлучени  внутреннего сло  не превышалаоресценции внутреннего сло  (Zrl) - 94%.

0.5. При этом не менее 30% флуоресцентно-Детектором служил ксеноновый пропорциго излучени  внутреннего сло  пройдет че-50 ональный счетчик. Аналитическим сигналом

рез внешний слой вторичного излучател . вл етс  отношение скорости счета линии

Рентгеновское флуоресцентное излучениеРеК Дб кэВ) к скорости счета линии ZrlO

обоих слоев вторичного излучател , соот-(15,75 кэВ).

ветствующее аналитической линии опреде- Зависимость аналитического сигнала

л емого элемента и рассе нному55 (отношени  скоростей счета в каналах Fe и

излучению, регистрируетс  детектором 7,2г) от рассто ни  до исследуемой поверхноамплитудное распределение импульсов насти приведена на фиг. 4 (крива  1). Там же

выходе которого приведено на фиг. 3 (1 -приведена эта зависимость дл  скорости

пик флуоресцентного излучени  внешнегосчета линии FeK/, что соответствует прототипу (крива  2).

Предлагаемый рентгеновский анализатор по сравнению с известными техническими решени ми (аналогами, прототипом) обеспечивает более высокую точность анализа за счет лучшей селективности и воз- можкости учета вли ни  рассто ни  до исследуемого объекта и его эффективного атомного номера на результаты анализа. Положительный эффект достигаетс  за счет использовани  двухслойного вторичного излучател , позвол ющего в схеме дифференциального детектора реализовать метод стандарта-фона,

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и   Рентгеновский анализатор, включаю- щий источник первичного излучени , селективный фильтр, выполненный из материала, энерги  кра  поглощени  которого превышает энергию аналитической линии определ емого элемента, расположенный за ним

вторичный излучатель, детектор рентгеновского излучени  и электронную схему обработки информации, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности анализа за счет уменьшени  вли ни  рассто ни  до исследуемого объекта и его эффективность атомного номера на результаты анализа путем реализации метода стандарта-фона, вторичный излучатель выполнен двухслойным, при этом внешний обращенный к детектору слой выполнен из материала, энерги  кра  поглощени  которого меньше энергии аналитической линии определ емого элемента, а внутренней слой - из материала, энерги  кра  поглощени  которого в 1,5-2,5 раза превышает энергию этой линии, и толщина внешнего сло  выбрана из услови , что его оптическа  плотность дл  флуоресцентного излучени  внутреннего сло  не превышала 0,5.

Јf

фие.2

Змфеи

Дfif/7/ l//ny#l 6Ю/7у#6Г0в

$t/&3

s

iff

/7.Mf

15

го