RU2054660C1 - Method for performing high precision x-ray spectrometry analysis of nonhomogeneous materials - Google Patents

Method for performing high precision x-ray spectrometry analysis of nonhomogeneous materials Download PDF

Info

Publication number
RU2054660C1
RU2054660C1 SU5025453A RU2054660C1 RU 2054660 C1 RU2054660 C1 RU 2054660C1 SU 5025453 A SU5025453 A SU 5025453A RU 2054660 C1 RU2054660 C1 RU 2054660C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sample
samples
content
intensity
determined
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Никифорович Никифоров
Алексей Алексеевич Никифоров
Олег Алексеевич Никифоров
Original Assignee
Алексей Никифорович Никифоров
Алексей Алексеевич Никифоров
Олег Алексеевич Никифоров
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 Алексей Никифорович Никифоров, Алексей Алексеевич Никифоров, Олег Алексеевич Никифоров filed Critical Алексей Никифорович Никифоров
Priority to SU5025453 priority Critical patent/RU2054660C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2054660C1 publication Critical patent/RU2054660C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

FIELD: material analysis. SUBSTANCE: method involves evaluating the contents of two CA ingredients in two or more relationships (regressions) composed by using different groups of calibrated samples in the form of tablet-like samples differing from others taken from another group in factor levels inherent in the given group and invoking intensity degeneration of IA line of the ingredient to be determined. A sample of material under study or material close in properties to that mentioned above is treated in a way which is not present in any of known methods to make an additional independent regression model called baseline regression. For the baseline regression an auxiliary regression model is built so that it has a common solution with the baseline regression model. Estimated A-component contents in a material is based according to the given method on the quantitative comparison of A-component line intensity in the material with those of A-component in mixed samples to be performed by applying calculation methods. EFFECT: enhanced accuracy of analysis. 18 dwg, 31 tbl

Description

Изобретение относится к способам рентгено-спектрального анализа (РСА) сырьевых и других материалов и может быть использовано в условиях автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП), контроля качества сырьевых и других материалов на производстве и в лабораториях, где предъявляются высокие требования к точности и экспрессности анализа негомогенных материалов. The invention relates to methods for x-ray spectral analysis (SAR) of raw materials and other materials and can be used in automated process control systems (ACS TP), quality control of raw materials and other materials in production and in laboratories where high demands are placed on accuracy and expressness analysis of inhomogeneous materials.

Известен способ РСА негомогенных материалов [1] заключающийся в том, что одновременно проводят сплавление исследуемой пробы и образца сравнения, имеющего известные содержания анализируемых и "мешающих" элементов, с флюсом, измеряют интенсивности аналитических линий определяемых элементов в исследуемой пробе и образцы сравнения, определяют отношения соответствующих интенсивностей, коэффициенты возбуждения, поглощения и изменения массы при сплавлении, с учетом которых определяют содержания анализируемых элементов. A known method of SAR of non-homogeneous materials [1] is that at the same time fusion of the test sample and the comparison sample having known contents of the analyzed and “interfering” elements with flux is carried out, the intensities of the analytical lines of the elements being determined in the test sample and the comparison samples are measured, relations are determined the corresponding intensities, the coefficients of excitation, absorption and mass change during fusion, taking into account which determine the content of the analyzed elements.

Однако указанный способ не эффективен из-за его низкой экспрессности и точности. However, this method is not effective due to its low expressivity and accuracy.

Наиболее близким к изобретению является способ [2] частично снимающий вырождение интенсивности аналитической линии определяемого элемента, вызванное, в частности, влиянием дисперсного (гранулометрического) состава материала. Этот способ заключается в том, что получают (составляют) образцы Р1 путем добавления к анализируемой пробе определенных количеств разбавителя или образцы Р2 путем добавления к определяемой пробе заданных количеств определяемого элемента, измеряют интенсивности аналитической линии определяемого элемента в анализируемой пробе и в образцах Р1 или Р2 и на основе исходной зависимости типа
IA=

Figure 00000001

(1) где αA, αН параметры поглощения для определяемого элемента A и наполнителя Н соответственно;
К коэффициент пропорциональности, определяют содержание определяемого элемента в пробе путем сравнения интенсивностей определяемого элемента в анализируемой пробе и образцах-смесях.Closest to the invention is a method [2] partially removing the degeneration of the intensity of the analytical line of the element being determined, caused, in particular, by the influence of the dispersed (particle size) composition of the material. This method consists in the fact that samples P 1 are obtained (made up) by adding certain amounts of diluent to the analyzed sample or samples P 2 by adding specified quantities of the determined element to the determined sample, the intensities of the analytical line of the determined element in the analyzed sample and in samples P 1 are measured or P 2 and based on the initial type dependence
I A =
Figure 00000001

(1) where α A , α H absorption parameters for the determined element A and filler H, respectively;
To the coefficient of proportionality, determine the content of the determined element in the sample by comparing the intensities of the determined element in the analyzed sample and sample mixtures.

Для составления выражения (1) готовят калибровочные образцы из материала, близкого к анализируемому, и измеряют интенсивности линии определяемого элемента А в них. To compose expression (1), calibration samples are prepared from material close to the analyzed, and the line intensities of the determined element A in them are measured.

Ввиду недостаточной точности и экспрессности указанный способ в условиях АСУ ТП и для контроля качества сырьевых материалов в производственных условиях не применим. Due to the lack of accuracy and rapidity, this method is not applicable under industrial control systems and for controlling the quality of raw materials in a production environment.

Целью изобретения является значительное повышение экспрессности и точности анализа негомогенных материалов без изменения их агрегатного состояния, в частности без использования эффекта сплавления материалов, изложенного в аналоге, и без составления образцов P1 или P2 и измерения интенсивностей аналитической линии определяемого элемента в них согласно прототипу.The aim of the invention is to significantly increase the expressivity and accuracy of the analysis of inhomogeneous materials without changing their aggregate state, in particular without using the effect of fusion of materials described in the analogue, and without compiling samples P 1 or P 2 and measuring the intensities of the analytical line of the element being determined in them according to the prototype.

Для обеспечения экспрессности РСА материалов в разработанном способе вычислительные операции и представление (выдачу) выходных данных следует проводить в автоматизированном режиме с помощью компьютера или ЭВМ. To ensure the expressivity of SAR materials in the developed method, computational operations and presentation (output) of output data should be carried out in an automated mode using a computer or computer.

Графическая и аналитическая интерпретации разработанного способа РСА материалов даются на фиг. 1-18 и с помощью зависимостей (1.1)-(4). Graphical and analytical interpretations of the developed method of SAR materials are given in FIG. 1-18 and using the dependencies (1.1) - (4).

Сущность и новизна разработанного способа РСА негомогенных материалов заключаются в следующем. С целью полного снятия вырождения интенсивности аналитической линии определяемого элемента, вызванного, в частности, влиянием дисперсного (гранулометрического) состава анализируемого материала, используют две или большее число зависимостей (регрессий) типа (1). Для их составления могут быть использованы различные группы образцов, близких по химическому составу к анализируемому материалу, при этом образцы одной группы должны отличаться от образцов другой группы, например, дисперсным (гранулометрическим) составом. Назовем указанные исходные зависимости базовыми. В качестве другой исходной зависимости типа (1) может быть использована теоретическая зависимость интенсивности IA аналитической линии определяемого элемента от его содержания СА во вспомогательных расчетных образцах. Назовем последнюю исходную зависимость IA от САвспомогательной. При этом базовая и вспомогательная зависимости IA от СAимеют общее решение относительно СА, т.е. их графики пересекаются в одной точке.The essence and novelty of the developed method of SAR of inhomogeneous materials are as follows. In order to completely remove the degeneration of the intensity of the analytical line of the element being determined, caused, in particular, by the influence of the dispersed (granulometric) composition of the analyzed material, two or more dependencies (regressions) of type (1) are used. For their compilation, different groups of samples that are close in chemical composition to the analyzed material can be used, while the samples of one group must differ from the samples of another group, for example, disperse (particle size) composition. Let us call the indicated initial dependences basic. As another initial dependence of type (1), a theoretical dependence of the intensity I A of the analytical line of the element being determined on its content C A in auxiliary calculated samples can be used. We call the last initial dependence of I A on C A auxiliary. In this case, the basic and auxiliary dependences of I A on C A have a common solution with respect to C A , i.e. their graphs intersect at one point.

Рассмотрим алгоритмы составления вспомогательной зависимости IА от СА на примере базовой зависимости типа (1), заданной в форме
IA=

Figure 00000002
(1.1) где
α
Figure 00000003
β
Figure 00000004

На фиг.1 базовая зависимость (1.1) графически представлена кривой 1. Рассмотрим точки А1 и А2, расположенные вне кривой 1.Consider the algorithms for compiling an auxiliary dependence I A on C A using the example of a basic dependence of type (1) given in the form
I A =
Figure 00000002
(1.1) where
α
Figure 00000003
β
Figure 00000004

In Fig. 1, the basic dependence (1.1) is graphically represented by curve 1. Consider points A 1 and A 2 located outside curve 1.

Любую точку вне кривой 1 можно рассматривать как изображение "образца", материал которого отличается от материала "образцов" А по дисперсному составу. Для точки A1 интенсивность аналитической линии определяемого элемента по отношению к базовой точке А01 с таким же содержанием определяемого элемента вырождена, например, из-за отличия дисперсного состава материала, для точки А2 интенсивность аналитической линии определяемого элемента по отношению к базовой точке А02 базовой кривой также вырождена. Пусть материалы, для которых построены точки А1и А2, по составу (номенклатуре) содержащихся в них элементов и наполнителя совпадают (или близки) с материалами базовых образцов (точки А01 и А02) и для простоты "мешающие" элементы не содержат. Тогда при незначительных вырождениях интенсивности аналитической линии определяемого элемента в "образцах" А1 и А2 по отношению к базовым "образцам" А01 и А02 cоответственно можно написать следующую зависимость, справедливую в интервале (СА1A2) содержаний определяемого элемента (считая, что значение параметра β при незначительных вырождениях интенсивности практически не зависит от дисперсного состава материала):
IA= γ+

Figure 00000005
(1.2) где CA ω CA1 + (1 ω) CA2;
ω доля материала "образца" А1 в образце-смеси, состоящей из материалов "образцов" А1 и А2.Any point outside curve 1 can be considered as an image of a “sample”, the material of which differs from the material of “samples” A in dispersion composition. For point A 1, the intensity of the analytical line of the element being determined with respect to the base point A 01 with the same content of the element being determined is degenerate, for example, due to the difference in the dispersed composition of the material, for point A 2, the intensity of the analytical line of the element being determined with respect to the base point A 02 the base curve is also degenerate. Let the materials for which points A 1 and A 2 are constructed, in composition (nomenclature) of the elements contained in them and the filler, coincide (or are close) with the materials of the base samples (points A 01 and A 02 ) and for simplicity the "interfering" elements do not contain . Then, with insignificant degenerations in the intensity of the analytical line of the element being determined in the “samples” A 1 and A 2 with respect to the basic “samples” A 01 and A 02, we can write the following relationship, which is valid in the range (C A1 -C A2 ) of the contents of the element being determined ( assuming that the value of the parameter β with insignificant degenerations of intensity is practically independent of the dispersed composition of the material):
I A = γ +
Figure 00000005
(1.2) where C A ω C A1 + (1 ω) C A2 ;
ω the proportion of the material of the "sample" A 1 in the sample mixture, consisting of the materials of the "samples" A 1 and A 2 .

Параметры γ и α1 зависимости (1,2) определяют из условия пересечения графиков базовой и вспомогательной зависимостей (1.1) и (1.2) в точке М с координатами

Figure 00000006
и СМ:
α1=
Figure 00000007
(1.3)
γ
Figure 00000008
(1.4) где εo tg Φo Φo оптимальное значение угла между кривыми зависимостей (1.1) и (1.2), положительное направление которого отсчитывается против часовой стрелки от кривой 1 базовой регрессии к кривой 2 вспомогательной регрессии кратчайшим путем.The parameters γ and α 1 of the dependence (1.2) are determined from the condition of intersection of the graphs of the base and auxiliary dependencies (1.1) and (1.2) at point M with coordinates
Figure 00000006
and C M :
α 1 =
Figure 00000007
(1.3)
γ
Figure 00000008
(1.4) where ε o tan Φ o Φ o is the optimal value of the angle between the curves of dependencies (1.1) and (1.2), the positive direction of which is counted counterclockwise from curve 1 of the base regression to curve 2 of the auxiliary regression in the shortest way.

Для базовой регрессии (1.1) зависимость (1.2) является вспомогательной, параметры α1 и γ которой, как видно из выражений (1.3) и (1.4), является величинами, зависящими от абсциссы СМ точки М.For basic regression (1.1), dependence (1.2) is auxiliary, the parameters α 1 and γ of which, as can be seen from expressions (1.3) and (1.4), are quantities that depend on the abscissa С M of point M.

Метод оценки оптимального значения εo рассмотрен ниже.The method for estimating the optimum value of ε o is discussed below.

Если базовая регрессия задана выражением
IA а + bCМ, (2) параметры а и b которой определяют по базовым образцам с известными содержаниями определяемого элемента и его интенсивностями, то вспомогательная зависимость имеет вид
IА а1 + b1CМ, (2.1)
где b1=

Figure 00000009
(2.2)
a1= a+(b-b1)CМ (2.3)
В разработанном способе РСА негомогенных материалов, как и в прототипе, определение содержания определяемого элемента заключается в аналитическом сравнении интенсивности I линии определяемого элемента в анализируемой пробе с интенсивностями определяемого элемента в образцах-смесях. Но в отличие от прототипа в разработанном способе сравнение интенсивности IАХ c интенсивностями линии определяемого элемента в образцах-смесях производят с использованием двух или большего числа исходных (базовых и вспомогательных) зависимостей. Разработанный способ РСА обеспечивает полное снятие вырождения интенсивности линии определяемого элемента и, как следствие, достигается высокая точность анализа.If basic regression is given by expression
I A a + bC M , (2) the parameters a and b of which are determined from the base samples with known contents of the element being determined and its intensities, the auxiliary dependence has the form
I A a 1 + b 1 C M , (2.1)
where b 1 =
Figure 00000009
(2.2)
a 1 = a + (bb 1 ) C M (2.3)
In the developed PCA method of inhomogeneous materials, as in the prototype, the determination of the content of the element being determined consists in an analytical comparison of the intensity I AX lines of the element being determined in the analyzed sample with the intensities of the element being determined in the sample mixtures. But unlike the prototype in the developed method, the comparison of the intensity of I AX with the line intensities of the element being determined in the sample mixtures is performed using two or more initial (basic and auxiliary) dependencies. The developed SAR method provides a complete removal of the degeneracy of the line intensity of the element being determined and, as a result, high analysis accuracy is achieved.

Экспрессность РСА в разработанном способе достигается следующим образом. С помощью базовой и вспомогательной регрессий расчетным путем определяют интенсивности аналитической линии определяемого элемента в образцах-смесях: образце-смеси, состоящей из анализируемой пробы и базового образца сравнения с содержанием определяемого элемента, равным
CАБ=

Figure 00000010
(1.5) или C
Figure 00000011
=
Figure 00000012
(2.4) по следующим зависимостям:
IA1= ωoIAX+(1-ωo)
Figure 00000013

(1.6) или I'A1 ωoI + (1 ωо)(a + bC), (2.5) образцах-смесях, состоящих из анализируемой пробы и вспомогательных образцов сравнения с содержанием САБ определяемого элемента, определяемым по выражению (1.5) или (2.4), по следующим зависимостям:
IA2= ωoIAX+(1-ωo)
Figure 00000014

(1.7) или
I'A2 ωoI + (1 ωо)(a1 + b1С), (2.6) где ωo оптимальное значение доли ω анализируемой пробы в образце-смеси.The expression of PCA in the developed method is achieved as follows. Using the basic and auxiliary regressions, the intensities of the analytical line of the determined element in the sample mixtures are determined by calculation: the sample mixture, consisting of the analyzed sample and the base comparison sample with the content of the determined element equal to
C AB =
Figure 00000010
(1.5) or C
Figure 00000011
=
Figure 00000012
(2.4) according to the following dependencies:
I A1 = ω o I AX + (1-ω o )
Figure 00000013

(1.6) or I ' A1 ω o I АХ + (1 ω о ) (a + bC AB ), (2.5) sample mixtures consisting of the analyzed sample and auxiliary comparison samples with the content of AB AB of the element being determined, determined by the expression ( 1.5) or (2.4), according to the following dependencies:
I A2 = ω o I AX + (1-ω o )
Figure 00000014

(1.7) or
I ' A2 ω o I АХ + (1 ω о ) (a 1 + b 1 С АБ ), (2.6) where ω o is the optimal value of the fraction ω of the analyzed sample in the sample mixture.

Приводят пример обоснования оптимального значения параметра ωДопускают, что уравнение базовой регрессии получено с учетом влияния "мешающих" элементов, содержащихся в базовых образцах, на интенсивность аналитической линии определяемого элемента и имеет вид
IA= a+bCA+bCA

Figure 00000015
bAj•CAj,
(2.7) где bAj коэффициент возбуждения (поглощения) интенсивности линии определяемого элемента А j-м "мешающим" элементом; Aj содержание j-го "мешающего" элемента в базовом образце сравнения.An example of justification of the optimal value of the parameter ω is given. It is assumed that the basic regression equation is obtained taking into account the influence of “interfering” elements contained in the base samples on the intensity of the analytical line of the element being determined and has the form
I A = a + bC A + bC A
Figure 00000015
b Aj • C Aj ,
(2.7) where b Aj is the excitation (absorption) coefficient of the line intensity of the determined element A by the jth “interfering” element; A j the content of the j-th "interfering" element in the base comparison sample.

Формула (2.7) является одной из форм метода Лукаса-Туса. Formula (2.7) is one of the forms of the Lucas-Tus method.

Тогда интенсивность IA1 аналитической линии определяемого элемента в смеси, состоящей из базового образца сравнения и содержащей "мешающие" элементы анализируемой пробы с долей последней, равной ω, может быть выражена зависимостью
IА1 ωIАХ + (1-ω )(а+b C) + (1-ω ) f(bАj, САj). (2.8)
Как видно из выражения (2.8), при ω->>1 последним членом выражения можно пренебречь. Следовательно, зависимости (2.5) и (2.6), составленные для смеси, состоящей из базового образца сравнения и анализируемой пробы, содержащих "мешающие" элементы, справедливы при ω->>1.
Then the intensity I A1 of the analytical line of the element being determined in the mixture, consisting of the base reference sample and containing the “interfering” elements of the analyzed sample with a fraction of the latter equal to ω, can be expressed by the dependence
I A1 ωI AX + (1-ω) (a + b C AB ) + (1-ω) f (b Aj , C Aj ). (2.8)
As can be seen from expression (2.8), for ω - >> 1 the last term of the expression can be neglected. Therefore, dependences (2.5) and (2.6), compiled for a mixture consisting of a basic comparison sample and an analyzed sample containing “interfering” elements, are valid for ω - >> 1.

Если базовая регрессия задана выражением (2), то интенсивность аналитической линии определяемого элемента в смеси, состоящей из базового образца сравнения и анализируемой пробы, содержащих "мешающие" элементы, может быть выражена зависимостью
I'А1 ωIАХ + (1-ω )(a+bCАБ) (1-ω ) f1 (bАj, САjх). (2.9)
Из выражения (2.9) видно, что при ω->>1 последним членом зависимости можно пренебречь.
If the basic regression is given by expression (2), then the intensity of the analytical line of the determined element in the mixture, consisting of the base comparison sample and the analyzed sample containing “interfering” elements, can be expressed by the dependence
I ' A1 ωI AX + (1-ω) (a + bC AB ) (1-ω) f 1 (b Аj , С Аjх ). (2.9)
It can be seen from expression (2.9) that, for ω - >> 1, the last term of the dependence can be neglected.

Полученные выводы об оптимальных значениях параметра справедливы и для зависимостей (1.6) и (1.7). The conclusions drawn about the optimal values of the parameter are also valid for dependences (1.6) and (1.7).

До рассмотрения собственно способа РСА, основанного на использовании базовой и вспомогательной регрессий, рассмотрим вопрос, связанный с терминологией. Before considering the actual PCA method, based on the use of basic and auxiliary regressions, we consider a question related to terminology.

При РСА проб, для которых интенсивность IАХ аналитической линии определяемого элемента вырождена относительно базовых образцов, имеют место два основных случая решения задачи. Наиболее часто встречается на практике случай, когда известно направление вырождения интенсивности IАХотносительного базовых образцов. Например, интенсивность кремния в образце 1КМ (фиг.2) больше интенсивности таковой линии равного содержания кремния в базовом образце серии К (кривая 1). Назовем указанное направление вырождения интенсивности положительным (IАХ IАБ> >0), в противоположном случае (IАХ IАБ < 0) "отрицательным", во втором случае отсутствует информация о направлении вырождения интенсивности IАХ относительно базовых образцов. В первом случае РСА для оценки содержания CАХ элемента А в анализируемой пробе достаточно иметь одну пару базовой и вспомогательной регрессий, во втором случае две пары базовой и вспомогательной регрессий, заданных зависимостями (1.1) и (1.2) или (2) и (2.1).Рассмотрим способ РСА негомогенных материалов, основанный на использовании двух исходных зависимостей (базовой и вспомогательной регрессий) для случая, когда известно направление вырождения интенсивности IАХ. На фиг.1 дана графическая иллюстрация задачи, из которой видно, что вырождение интенсивности I определяемого элемента относительно базовой регрессии "отрицательное" (IАХ I < 0). Искомая величина С находится справа от точки САБ.In SAR samples for which the intensity I AX of the analytical line of the element being determined is degenerate relative to the base samples, there are two main cases of solving the problem. The case most often encountered in practice is when the direction of degeneracy of the intensity I AX of the relative base samples is known. For example, the intensity of silicon in the 1KM sample (figure 2) is greater than the intensity of such a line of equal silicon content in the base sample of the K series (curve 1). We call the indicated direction of intensity degeneracy positive (I AX I AB >> 0), in the opposite case (I AX I AB <0) "negative", in the second case there is no information about the direction of degeneration of intensity I AX relative to the base samples. In the first case, PCA to assess the content of C AX of element A in the analyzed sample, it is enough to have one pair of basic and auxiliary regressions, in the second case, two pairs of basic and auxiliary regressions defined by dependencies (1.1) and (1.2) or (2) and (2.1) . Consider the SAR method of inhomogeneous materials, based on the use of two initial dependencies (basic and auxiliary regressions) for the case when the direction of degeneracy of intensity I AX is known. Figure 1 shows a graphical illustration of the problem, from which it is seen that the degeneracy of the intensity I AX of the element being determined relative to the base regression is "negative" (I AX I AB <0). The desired value of C AX is located to the right of point C AB .

Если базовая и вспомогательная регрессии заданы выражениями (1.1) и (1.2), то для оценки содержания C определяемого элемента в анализируемой пробе используют зависимость
A

Figure 00000016
+A
Figure 00000017
+A3K= 0, (3) где А1k ωo1k + βγ k)(IА1 IА2k); (3.1)
А2k=f( ωo, β, γ k, α1k, С)·IА1-f1o,β,γk1k,CАБ) ·IА2k;
(3.2)
А3k -(1- ωо) γk CАБ IА2k, (3.3) где α1kk параметры вспомогательной регрессии (1.2) согласно выражениям (1.3) и (1.4) для точки Мк c абсциссой С. На оси абсцисс существуют две практически симметричные относительно С точки СМk и C'Мk, для которых справедлива зависимость (3).If the basic and auxiliary regressions are given by expressions (1.1) and (1.2), then to estimate the content of C AX of the determined element in the analyzed sample, use the dependence
A
Figure 00000016
+ A
Figure 00000017
+ A 3K = 0, (3) where А 1k ω o1k + βγ k ) (I А1 I А2k ); (3.1)
А 2k = f (ω o , β, γ k , α 1k , С АБ ) · I А1 -f 1o , β, γ k , α 1k , С АБ ) · IA 2k ;
(3.2)
A 3k - (1- ω о ) γ k C AB I A2k , (3.3) where α 1k , γ k are the auxiliary regression parameters (1.2) according to expressions (1.3) and (1.4) for the point Mk with abscissa C Mk . On the abscissa axis, there are two points C Mk and C ' Mk that are almost symmetrical with respect to AB AB , for which dependence (3) is valid.

Соотношение между величинами СМk и CАХ выражается зависимостью
CМk C + ψ где ψ больше или меньше нуля.
The ratio between the values of C Mk and C AX is expressed by the dependence
C Mk C AX + ψ where ψ is greater than or less than zero.

Как видно из выражений (3), (3.1), (3.2) и (3.3), зависимость (3) содержит два неизвестных

Figure 00000018
и СМk.As can be seen from expressions (3), (3.1), (3.2) and (3.3), dependence (3) contains two unknowns
Figure 00000018
and C Mk .

Для оценки содержания САХ определяемого элемента с помощью зависимости (3) необходимо предварительно оценить значение величины СМk. С этой целью выбирают справа от точки САБ на оси абсцисс интервал l СМ1- CМN l значений содержания определяемого элемента, в котором следует искать неизвестное содержание CАХ определяемого элемента. Интервал lСМ1- CМN l разбивают на равные подинтервалы с шагом h, cовокупность которых образует ряд значений величины СМi:
СМ1, СМ2, CМN. (3,4)
Для каждой точки ряда (3,4) составляют и решают уравнение
А1iC 2 Аi + А2iCАi + А3i 0, (3.5) где САi так называемое текущее значение содержания определяемого элемента для абсциссы СМi точки Мi пересечения графиков базовой и вспомогательной регрессий;
А1i, А2i и А3i коэффициенты, рассчитываемые по выражениям (3.1), (3,2) и (3.3) соответственно для абсциссы СMi, при двух значениях параметра εo (например, при εo и εo).
To assess the content of C AX of the element being determined using dependence (3), it is necessary to first evaluate the value of the quantity C Mk . For this purpose, to the right of point C AB on the abscissa axis, the interval l C M1 - C MN l is the content value of the determined element, in which the unknown content C AX of the determined element should be searched. The interval lС М1 - C МN l is divided into equal sub-intervals with a step h, the aggregate of which forms a series of values of С Мi :
C M1 , C M2 , C MN . (3.4)
For each point of the series (3.4), they make up and solve the equation
A 1i C 2 Ai + А 2i C Аi + А 3i 0, (3.5) where С Аi is the so-called current value of the content of the element being determined for the abscissa С Мi of the point М i of the intersection of the graphs of the base and auxiliary regressions;
A 1i , A 2i and A 3i are the coefficients calculated by the expressions (3.1), (3.2) and (3.3), respectively, for the abscissa C Mi , for two values of the parameter ε o (for example, at ε o and ε o ).

В результате решения уравнений (3.5) для ряда (3.4) получают данные, приведенные в табл.1. As a result of solving equations (3.5) for series (3.4), we obtain the data given in Table 1.

С целью оценки величины СМk, для которой справедлива зависимость (3), используют метод оптимизации зависимости текущих значений САi от величины СМi с помощью параметра Kε отличительного признака, равного
Kε=

Figure 00000019
(3.6)
В качестве параметра отличительного признака может быть использована величина KМ, равная
KМ=
Figure 00000020
(3.7)
Если параметр Кε является универсальным критерием, то параметр КМобеспечивает необходимую разрешающую способность способа в тех случаях, когда вырождение интенсивности IАХ линии определяемого элемента относительно невелико и базовые образцы и анализируемые пробы по своему минералогическому составу однородны.In order to estimate the value of С Мk , for which dependence (3) is valid, use the method of optimizing the dependence of the current values of Сi on the value of С Mi using parameter K ε of the distinguishing feature equal to
K ε =
Figure 00000019
(3.6)
As a parameter of the distinguishing feature, the value K M equal to
K M =
Figure 00000020
(3.7)
If the parameter K ε is a universal criterion, then the parameter K M provides the necessary resolving power of the method in those cases when the degeneracy of the intensity I AX of the line of the element being determined is relatively small and the base samples and the analyzed samples are homogeneous in their mineralogical composition.

Строят (составляют) кривую (таблицу) зависимости параметра Кε (или КМ) от значений величины СМi ряда (3.4) выходную кривую (таблицу) и находят экстремальное значение Кε Значение СMi, при котором параметр Кε принимает экстремальное значение, является оценкой величины СМk.A curve (table) is constructed (compiled) of the dependence of the parameter K ε (or K M ) on the values of the quantity C Mi of series (3.4), the output curve (table) and the extremal value K ε is found. The value of C Mi , at which the parameter K ε takes an extreme value, is an estimate of the quantity C Mk .

Решая зависимость (3) для точки Мk с абсциссой СМk, получают оценку

Figure 00000021
cодержания определяемого элемента в анализируемой пробе в первом приближении. Для оценки содержания САХ определяемого элемента в пробе во втором приближении в качестве образца сравнения выбирают базовый образец с содержанием определяемого элемента, равным
Figure 00000022
, т.е. при CАБ=
Figure 00000023
. В окрестности точки CM=
Figure 00000024
на оси абсцисс выбирают интервал возможных значений содержания определяемого элемента, в котором находится искомая величина САХ. Строят (составляют) выходную кривую (таблицу), оценивают второе значение абсциссы СМk и по зависимости (3) оценивают
Figure 00000025
cодержания определяемого элемента во втором приближении. Если оценка
Figure 00000026
отличается от оценки
Figure 00000027
значительно, то производят оценку содержания определяемого элемента в третьем приближении, выбрав в качестве образцов сравнения базовый и вспомогательный образцы с содержанием определяемого элемента, равным
Figure 00000028
, и т.д. до получения практически постоянного значения оценки
Figure 00000029
.Solving the dependence (3) for the point M k with abscissa With Mk , we get the estimate
Figure 00000021
the content of the determined element in the analyzed sample in the first approximation. To assess the content of C AX of the element being determined in the sample, in the second approximation, a base sample with the content of the element being determined equal to
Figure 00000022
, i.e. at C AB =
Figure 00000023
. In a neighborhood of the point C M =
Figure 00000024
on the abscissa axis, an interval of possible values of the content of the element being determined is selected, in which the sought value C AX is located . The output curve (table) is built (compiled), the second value of the abscissa C Mk is estimated, and according to dependence (3),
Figure 00000025
the content of the element being determined in the second approximation. If the score
Figure 00000026
different from grade
Figure 00000027
significantly, then evaluate the content of the element being determined in the third approximation, choosing as reference samples the base and auxiliary samples with the content of the element being determined equal to
Figure 00000028
, etc. until an almost constant estimate is obtained
Figure 00000029
.

Отметим одну особенность поиска СМk в случае, когда CМi CАБ, которая может иметь место во втором или последующих приближениях. В этом случае IА1 по выражению (1.6) и IА2 по выражению (1.7) равны между собой, IА1 IА2 и согласно зависимости (3.1) A1i 0. Текущее значение САi в указанном случае определяют по формуле
CAi=

Figure 00000030

C целью обеспечения экспрессности анализа вычислительные операции и выдачу выходных данных при оценке САХ cодержания определяемого элемента производят в автоматизированном режиме с помощью ЭВМ (компьютера).We note one feature of the search With Mk in the case when C Mi C AB , which may take place in the second or subsequent approximations. In this case, I A1 according to expression (1.6) and I A2 according to expression (1.7) are equal to each other, I A1 I A2 and according to dependence (3.1) A 1i 0. The current value C AI in this case is determined by the formula
C Ai =
Figure 00000030

In order to ensure express analysis, computational operations and the output of output data when evaluating the C AX content of the element being determined are carried out in an automated mode using a computer (computer).

Если базовая и вспомогательная регрессии заданы выражениями (2) и (2.1), то для оценки содержания САХ определяемого элемента в анализируемой пробе используют зависимость
B

Figure 00000031
+B
Figure 00000032
+B3K= 0 (4)
где B1k ωobb1 (IА2k IА1); (4.1)
B2k f ( ωo, a, b, а1k, b1, САБ) ·IА2k f1 x x ( ωо, а, b, а1k, b1, САБ) ·IА1; (4.2)
B3k [а· а1k + (1 ωо) a1k b CАБ] ·IА2k -[a ·a1k + (1 ωo) a b1 CАБ]· IА1 (4.3)
Оценку САХ c помощью зависимости (4) производят по схеме, изложенной выше применительно к зависимости (3).If the basic and auxiliary regressions are given by expressions (2) and (2.1), then to estimate the content of C AX of the determined element in the analyzed sample, use the dependence
B
Figure 00000031
+ B
Figure 00000032
+ B 3K = 0 (4)
where B 1k ω o bb 1 (I A2k I A1 ); (4.1)
B 2k f (ω o , a, b, a 1k , b 1 , C AB ) · IA 2k f 1 xx (ω o , a, b, a 1k , b 1 , C AB ) · I A1 ; (4.2)
B 3k [a · a 1k + (ω 1 about) a 1k b C AB] · I A2k - [a · a 1k + (1 ω o) ab 1 C AB] · I A1 (4.3)
Evaluation of AX using dependence (4) is carried out according to the scheme described above in relation to dependence (3).

Рассмотрим работу разработанного способа РСА негомогенных материалов. С этой целью используют экспериментальные данные о влиянии дисперсного состава анализируемых проб на интенсивности аналитических линий определяемых элементов. Исходным материалом для получения проб различного дисперсного состава служит кремнезем SiO2 ЧДА ГОСТ 2428-60 (содержание SiO2 98,3% потери при прокаливании 1,5% остатки 0;2%). После измельчения исходного кремнезема в мельнице конечный продукт был разделен на две фракции: первая с размерами частиц больше 16 мкм, вторая меньше 16 мкм. При смешении мелкой фракции с крупной в определенной пропорции получена промежуточная фракция кремнезема. Далее эти фракции сокращенно обозначаются: мелкая М, крупная К и промежуточная КМ. При использовании в качестве разбавителя полистирола из фракций М, К и КМ кремнезема получены пробы с различными содержаниями кремнезема в них. Из указанных проб способом прессования получены "толстые" образцы для их квантометрирования измерения интенсивности аналитической линии определяемого элемента. Результаты квантометрирования по кремнию указанных образцов приведены в табл.2.Consider the work of the developed method of SAR of inhomogeneous materials. For this purpose, use experimental data on the effect of the dispersed composition of the analyzed samples on the intensity of the analytical lines of the determined elements. The starting material for obtaining samples of various disperse composition is silica SiO 2 ChDA GOST 2428-60 (content of SiO 2 98.3% loss on ignition 1.5% residues 0; 2%). After grinding the starting silica in the mill, the final product was divided into two fractions: the first with particle sizes greater than 16 microns, the second less than 16 microns. When a small fraction is mixed with a large fraction in a certain proportion, an intermediate silica fraction is obtained. Further, these fractions are abbreviated as: small M, large K and intermediate KM. When polystyrene was used as a diluent from fractions M, K, and KM silica, samples with different silica contents were obtained. From these samples, “thick” samples were obtained by the pressing method for quantizing them to measure the intensity of the analytical line of the element being determined. The results of silicon quantization of these samples are given in table 2.

Графическая иллюстрация вырождения интенсивности аналитической линии кремния в пробах одной фракции относительно других проб по данным табл.2 приведена на фиг.2. A graphical illustration of the degeneration of the intensity of the analytical line of silicon in samples of one fraction relative to other samples according to table 2 is shown in figure 2.

Как известно, зависимости (3) и (4) справедливы при оптимальных значениях параметра ε tgΦ т.е. при малых углах Φoмежду графиками (кривыми) базовой и вспомогательной регрессий. Для обоснования оптимального значения параметра ε может быть использована информация об интенсивности IАХ определяемого элемента в анализируемой пробе, если нет жестких требований к экспрессности анализа.As is known, dependences (3) and (4) are valid for optimal values of the parameter ε tgΦ i.e. at small angles Φ o between the graphs (curves) of the base and auxiliary regressions. To justify the optimal value of the parameter ε, information on the intensity I AX of the determined element in the analyzed sample can be used if there are no strict requirements for the expressness of the analysis.

Рассмотрим на конкретном примере способ использования реперного образца для предварительного обоснования значения εo Например, сырьевым материалом для керамических изделий является смесь глины с перлитом. Доля последнего в смеси является фактором, определяющим степень вырождения интенсивностей линий кремния и алюминия. Если образцы анализируемых проб расположить в ряд в порядке возрастания доли перлита в них, то получают
Р1, Р2, РN, где образец Р1 содержит наименьшую долю перлита.
Consider a specific example of the method of using a reference sample for preliminary substantiation of the value of ε o For example, the raw material for ceramic products is a mixture of clay and perlite. The fraction of the latter in the mixture is a factor determining the degree of degeneracy of the intensities of the lines of silicon and aluminum. If the samples of the analyzed samples are arranged in a row in order of increasing percentage of perlite in them, then get
P 1 , P 2 , P N , where sample P 1 contains the smallest proportion of perlite.

Оптимальный параметр εo установленный для образца Р1 по интенсивности IА определяемого элемента А в нем, является оптимальным для всех образцов ряда. В данном случае образец Р1 является реперным
Использование реперного образца на ограничивается оценкой оптимального значения параметра ε. В тех реальных условиях РСА, когда к экспрессности анализа предъявляются жесткие требования, необходимо заранее определить, при каком минимальном числе приближений достигается поставленная цель. С этой целью проводят оценку в первом приближении содержания САХ определяемого элемента в реперном образце при различных долях ωo анализируемой пробы в образцах-смесях. Строят график зависимости САХ от ωo и определяют значение ω'о, при котором достигается максимальное приближение

Figure 00000033
к САХ. Ниже приводятся примеры решения указанной задачи применительно к зависимостям (3) и (4).The optimal parameter ε o established for the sample P 1 according to the intensity I A of the determined element A in it, is optimal for all samples of the series. In this case, the sample P 1 is a reference
The use of a reference sample is not limited to estimating the optimal value of the parameter ε. In those real SAR conditions, when stringent requirements are imposed on the expressness of analysis, it is necessary to determine in advance at what minimum number of approximations the goal is achieved. To this end, an assessment is made, to a first approximation, of the content of AX of the element being determined in the reference sample at various fractions ω o of the analyzed sample in the sample mixtures. With plotted ACh from ω o and determined value ω 'o, at which the maximum approximation
Figure 00000033
to C AH . The following are examples of solutions to this problem as applied to dependencies (3) and (4).

На примере 1 вырождения интенсивности аналитической линии кремния в пробах серии КМ относительно проб серии К рассмотрим обоснование оптимального значения параметра ε. For example, 1, degeneration of the intensity of the analytical line of silicon in samples of the KM series relative to samples of the K series, we consider the justification of the optimal value of the parameter ε.

По данным содержания кремния и интенсивностей его аналитической линии в трех образцах серии К (табл. 2) методом наименьших квадратов определяют значения параметров α и β зависимости (1.1) базовой регрессии и получают (интенсивность IАХ определяемого элемента выражена в 10-2 IАХ)
α 4,8871; β= 0,01776.
According to the silicon content and the intensities of its analytical line in three samples of the K series (Table 2), the values of the parameters α and β of the dependence (1.1) of the base regression are determined by the least square method and obtained (the intensity I AX of the element being determined is expressed as 10 -2 I AX )
α 4.8871; β = 0.01776.

Значение параметра ωо (доли анализируемой пробы в образцах-смесях) принимают равным 0,95. Ввиду отсутствия в пробах серий К, КМ и К "мешающих" элементов использование зависимости (3) допустимо при всех значениях параметра ω удовлетворяющих условию 0 < ω< 1. Для обоснования оптимального значения параметра εо составляют (строят) зависимость значений САj содержания кремния в пробе КМ от значений параметра ε. Эти данные приведены в табл.3.The value of the parameter ω о (the fraction of the analyzed sample in the sample mixtures) is taken equal to 0.95. Due to the absence of “interfering” elements in the K, KM, and K series, the use of dependence (3) is acceptable for all values of the parameter ω satisfying the condition 0 <ω <1. To justify the optimal value of the parameter ε о, the dependence of the silicon content С Аj is made (built) in the CM sample from the values of the parameter ε. These data are given in table.3.

Пояснения к табл. 3. Известно, что вырождение интенсивности IАХлинии кремния в образце 1КМ относительно базовых образцов К "положительное", и интервал значений СМ1 CМN, в котором находится искомая величина САХ, находится слева от точки CАБ на оси абсцисс. Согласно выражению (1.5) САБ 23,426607% В качестве вспомогательной регрессии (1.2) рассмотрим вариант, приведенный на фиг. 1. В этом случае угол Φ отрицателен, следовательно, εo имеет отрицательный знак. В качестве базового и вспомогательного образцов сравнения приняты образцы c содержанием кремния, равным САБ 23,426607% В этом случае IА1 IАХ. СМ принят равным 22% как любая точка интервала СМ1 СМN на оси абсцисс. При вычислениях параметров α1i, γi и IА2i следует обратить внимание на дробную часть числа: чем больше порядок дробной части εo, тем больше должен быть порядок дробной части (число значащих цифр) указанных параметров. Условие IА1IАХ выполняется тем лучше, чем больше порядок дробной части значения CАБ1. По данным табл.3, например, для ε -10-2 получают следующие корни СА1,2 решения зависимости (3,5): согласно выражениях (3.1), (3.2) и (3.3) при СМ 22% А1 2,2947106 ·10-2, А2 8,9474806 и А3 -208,68578, следовательно, СА1 22,073781% и СА2 -411,99138%
Из двух приведенных корней выбирают корень, удовлетворяющий min lCМ- CА1 l0,073781% Следовательно, решением зависимости (3.5) при заданных выше условиях является СА 22,073781%
Зависимость значений САj, полученных для пробы 1КМ и базовой регрессии с параметрами α 4,8871 и β 0,01776, от значений параметра ε графически показана на кривой 1 фиг.3. Из кривой 1 фиг.3 видно, что на определенном интервале значений ε текущие значения CАjсодержания определяемого элемента практически постоянны и при дальнейшем уменьшении значений параметра ε значения САj подвержены изменениям. Оптимальное значение параметра ε находится в интервале, где значения САj подвержены заметным отклонениям (колебаниям). Для приведенной кривой I (фиг.3) оптимальное значение εo находится в интервале значений l εl < 10-4.
Explanations for the table. 3. It is known that the degeneracy of the intensity I AX of the silicon line in the 1KM sample relative to the base K samples is “positive”, and the interval of values C M1 C MN , in which the desired value C AX is located, is to the left of point C AB on the abscissa axis. According to the expression (1.5) With AB 23.426607% As an auxiliary regression (1.2), we consider the variant shown in FIG. 1. In this case, the angle Φ is negative, therefore, ε o has a negative sign. As the base and the auxiliary reference samples containing silicon samples c taken equal to 23.426607% C AB In this case, I A1 I ACh. With M taken equal to 22% as any point in the interval With M1 With MN on the abscissa. When calculating the parameters α 1i , γ i and I A2i , attention should be paid to the fractional part of the number: the larger the order of the fractional part ε o , the greater the order of the fractional part (the number of significant digits) of these parameters. Condition I A1 I AX is fulfilled the better, the greater the order of the fractional part of the value of C AB1 . According to the data in Table 3, for example, for ε -10 -2 the following roots C A1,2 get the solutions of dependence (3,5): according to expressions (3.1), (3.2) and (3.3) with C M 22% A 1 2 , 2947106 · 10 -2 , A 2 8.9474806 and A 3 -208.68578, therefore, With A1 22.073781% and With A2 -411.99138%
Of the two roots given, choose a root satisfying min lC M - C A1 l0.073781% Therefore, the solution of dependence (3.5) under the above conditions is C A 22.073781%
The dependence of the values of C Aj obtained for the 1KM sample and the base regression with the parameters α 4.8871 and β 0.01776, on the values of the parameter ε is graphically shown in curve 1 of Fig. 3. From curve 1 of Fig. 3 it can be seen that over a certain range of ε values, the current values of C Aj of the content of the element being determined are almost constant and with a further decrease in the values of the parameter ε, the values of C Aj are subject to changes. The optimal value of the parameter ε is in the range where the values of C Aj are subject to noticeable deviations (fluctuations). For the given curve I (figure 3), the optimal value of ε o is in the range of l εl <10 -4 .

При l ε l ≥ lεol разрешающая способность математической модели способа снижается и практически падает до нуля. Ввиду изложенного в предлагаемом способе РСА негомогенных материалов параметр ε o является единственной характеристикой, оцениваемой экспериментально с помощью реперного образца. Кривая 1 фиг.3, построенная для системы образец базовая регрессия, является характеристической кривой.When l ε l ≥ lε o l, the resolution of the mathematical model of the method decreases and practically drops to zero. In view of the heterogeneous materials described in the proposed SAR method, the parameter ε o is the only characteristic experimentally estimated using a reference sample. Curve 1 of FIG. 3, constructed for the baseline regression sample system, is a characteristic curve.

Рассмотрим теперь этап оценивания содержания САХ определяемого элемента в анализируемой пробе с помощью зависимости (3) на примере вырождения интенсивности IАХ линии кремния в пробе 1КМ относительно базовых образцов серии К.Let us now consider the stage of evaluating the content of C AX of the element being determined in the analyzed sample using dependence (3) using the example of the degeneracy of the intensity I AX of the silicon line in the 1KM sample relative to the basic samples of series K.

Основные (постоянные) исходные данные для оценивания содержания САХ кремния в пробе 1КМ приведены в табл.4.Main (fixed) initial data to estimate the C content of ACh in the silicon sample 1km given in Table 4.

Известно, что вырождение интенсивности Isiх в пробах серии КМ относительно базовых образцов серии К имеет положительный знак. Следовательно, поиск содержания САХ кремния в пробе 1КМ следует проводить слева от точки САБ1 на оси абсцисс, где CАБ1 оценка содержания кремния в пробе 1КМ по выражению (1.5). При выборе интервала и шара h поиска СМk следует иметь в виду, что их размеры имеют немаловажное значение для расшифровки выходных данных нахождения экстремальных точек выходной кривой.It is known that the degeneracy of the intensity I siх in samples of the KM series with respect to the basic samples of the K series has a positive sign. Consequently, the search for the content C of silicon ACh 1km sample should be carried to the left of point C on the abscissa AB1 where C AB1 evaluation of silicon content in the sample 1km from the expression (1.5). When choosing the interval and the search ball h М Mk, it should be borne in mind that their sizes are important for deciphering the output data of finding the extreme points of the output curve.

Для анализируемой пробы 1КМ выбирают ориентировочные значения начала и конца интервала и шага h поиска искомой величины СМk для кремния (табл.5).For the analyzed 1KM sample, the approximate values of the beginning and end of the interval and step h of the search for the desired value of C Mk for silicon are selected (Table 5).

Данные табл. 4 и 5 представляют собой исходные данные, достаточные для оценки содержания САХ кремния в пробе 1КМ в первом приближении.The data table. 4 and 5 are the initial data sufficient to estimate the content of C AX of silicon in the 1KM sample in a first approximation.

В табл.6 приведены результаты поиска величины СМk для содержания кремния в пробе 1КМ в первом приближении. По данным табл.6 строят выходную кривую, приводимую на фиг.5. При компьютеризации расчетов и построения графиков выходная кривая по данным табл.6 изображается на экране дисплея.Table 6 shows the results of a search for the C Мk value for the silicon content in the 1KM sample to a first approximation. According to the data in Table 6, an output curve is plotted as shown in FIG. 5. When computerizing calculations and plotting, the output curve according to the data in Table 6 is displayed on the display screen.

Из фиг.5 видно, что зависимость параметра КМ от величины СМпредставляет собой волнообразную кривую, размах которой изменяется определенным образом: от начала поиска к точке А размах выходной кривой уменьшается, на участке А-B значение параметра КМ практически не изменяется, а слева от точки В размах значений параметра КМ по направлению поиска увеличивается. Экстремальной областью выходной кривой является участок А-B. Точку μ (среднюю точку участка А-В) принимают за экстремальную точку выходной кривой. Проекция точки μ на ось абсцисс является искомой величиной СМk. Для содержания кремния в пробе 1КМ, как видно из фиг.5, СМk 20,6% Решая уравнение (3) при СМk 20,6% и исходных данных, приведенных в табл.4 и 5, получают оценку содержания кремния в пробе 1КМ в первом приближении:

Figure 00000034
20,78% (cм. строку 13 табл.6).Figure 5 shows that the dependence of the parameter K M on the value C M is a wave-like curve, the amplitude of which changes in a certain way: from the beginning of the search to point A, the amplitude of the output curve decreases, in section A-B the value of the parameter K M practically does not change, and to the left of point B the magnitude of the values of the parameter K M in the direction of the search increases. The extreme region of the output curve is plot AB. The point μ (the middle point of the AB section) is taken as the extreme point of the output curve. The projection of the point μ onto the abscissa is the desired value With Mk . For the silicon content in the 1KM sample, as can be seen from Fig. 5, C Mk 20.6% Solving equation (3) with C Mk 20.6% and the initial data given in Tables 4 and 5, an estimate of the silicon content in the sample is obtained 1KM in a first approximation:
Figure 00000034
20.78% (see line 13 of Table 6).

В табл. 7 и на фиг.6 приведены выходные данные поиска величины СМk2для содержания кремния в пробе 1КМ во втором приближении. При этом в качестве образцов сравнения рассматривают образцы (базовый и вспомогательный) с содержанием кремния в них, равным

Figure 00000035
, т.е.In the table. 7 and Fig. 6 show the output of the search for the value of C Mk2 for the silicon content in the 1KM sample in the second approximation. In this case, samples (basic and auxiliary) with a silicon content in them equal to
Figure 00000035
, i.e.

CАБ2=

Figure 00000036
= 20,8%
Выбор интервала поиска СМk осуществляют с учетом того, что искомая величина СМk2 может находиться на оси абсцисс как слева, так и справа от точки САБ2, а шаг поиска h2 < h1.C AB2 =
Figure 00000036
= 20.8%
The selection of the search interval With Mk is carried out taking into account the fact that the desired value With Mk2 can be located on the abscissa axis both to the left and to the right of point C AB2 , and the search step is h 2 <h 1 .

Данные поиска в третьем приближении величины СМk зависимости (3) для содержания кремния в пробе 1КМ приведены в табл.8.The search data in the third approximation of the С Мk value of dependence (3) for the silicon content in the 1KM sample are given in Table 8.

Из выходной кривой второго приближения (фиг.6) видно, что искомая величина CМk2 20,15% Решая уравнение (3) при СМk2 20,15% и САБ2 20,8% получают оценку содержания кремния в пробе 1КМ во втором приближении:

Figure 00000037
20,19%
Результаты оценки САХ в третьем приближении получены на основании данных табл.8 и выходной кривой, приведенной на фиг.7:
CМk3= 20,175%
Figure 00000038
= 20,16%
По результатам оценок содержания кремния в пробе 1КМ получают
Figure 00000039
=
Figure 00000040
= 20,16%
Относительная ошибка РСА для кремния в пробе 1КМ составляет (САХ 20,18% табл.2):
σo=
Figure 00000041
• 100% -0,1%
Отмечают следующую закономерность разработанного способа РСА негомогенных материалов. Результаты оценок содержания определяемого элемента в первом и последующих приближениях зависят от доли ωоанализируемой пробы в образцах-смесях. Указанная закономерность для реперного образца 1КМ и базовой регрессии с параметрами α 4,8871 и β 0,01776 приведена графически на фиг.4, из которой следует, что с увеличением значения ωо эффективность оценки содержания определяемого элемента в пробе возрастает, так как при этом
Figure 00000042
__→ CAX Ввиду изложе ного построения кривой зависимости
Figure 00000043
от доли ωо анализируемой пробы в образцах-смесях (далее указанную кривую называют долевой) для системы реперный образец базовая регрессия должны предшествовать этапу непосредственного РСА анализируемых проб.From the output curve of the second approximation (Fig.6) it is seen that the desired value of C Mk2 is 20.15% Solving equation (3) with C Mk2 of 20.15% and With AB2 of 20.8%, we obtain an estimate of the silicon content in the 1KM sample in the second approximation :
Figure 00000037
20.19%
The results of the assessment of AX in the third approximation are obtained on the basis of the data in Table 8 and the output curve shown in Fig. 7:
C MK3 = 20.175%
Figure 00000038
= 20.16%
According to the results of assessments of the silicon content in the sample 1KM receive
Figure 00000039
=
Figure 00000040
= 20.16%
The relative PCA error for silicon in the 1KM sample is (C AX 20.18% of Table 2):
σ o =
Figure 00000041
• 100% -0.1%
The following regularity of the developed SAR method of inhomogeneous materials is noted. The results of assessments of the content of the element being determined in the first and subsequent approximations depend on the fraction ω of the analyzed sample in the sample mixtures. The indicated regularity for the 1KM reference sample and basic regression with parameters α 4.8871 and β 0.01776 is shown graphically in Fig. 4, from which it follows that with an increase in the value of ω о, the efficiency of estimating the content of the element being determined in the sample increases, since
Figure 00000042
__ → C AX In view of the above construction of the dependence curve
Figure 00000043
of the fraction ω of the analyzed sample in the mixture samples (hereinafter referred to as the shared curve) for the reference sample system, the basic regression should precede the stage of direct SAR of the analyzed samples.

П р и м е р 2 РСА пробы, для которой интенсивность аналитической линии определяемого элемента вырождена относительно базовых образцов. Проба 1КМ по отношению к пробе 1М (см.табл.2) является реперным образцом. Известно, что степень вырождения интенсивности аналитической линии кремния в пробе 1М больше, чем в пробе 1КМ. Поиск содержания кремния в пробе 1М следует искать слева от точки САБ, оцениваемой с помощью базовой регрессии. В табл. 9 и 10 приведены исходные данные для оценки содержания кремния в пробе 1М в первом приближении.Example 2 SAR samples for which the intensity of the analytical line of the element being determined is degenerate relative to the base samples. Sample 1KM in relation to sample 1M (see table 2) is a reference sample. It is known that the degree of degeneracy of the intensity of the analytical line of silicon in the 1M sample is greater than in the 1KM sample. The search for the silicon content in the 1M sample should be searched to the left of the point AB , estimated using basic regression. In the table. Figures 9 and 10 show the initial data for estimating the silicon content in the 1M sample as a first approximation.

Фрагмент выходной кривой для оценки содержания кремния в пробе 1М в первом приближении приведен на фиг.8 (СМk1 31,75%). Результатом первого приближения является

Figure 00000044
≈ 33% (решение уравнения (3) при СМk 31,75%).A fragment of the output curve for estimating the silicon content in the 1M sample is shown to a first approximation in Fig. 8 (C Mk1 31.75%). The result of the first approximation is
Figure 00000044
≈ 33% (solution of equation (3) at С Мk 31.75%).

В табл. 11 приведены переменные исходные данные для оценки содержания кремния в пробе 1М во втором приближении. In the table. Figure 11 shows the variable initial data for estimating the silicon content in the 1M sample in the second approximation.

Из выходной кривой второго приближения (фиг.9) видно, что СМk2 32,775% Оценка содержания кремния в пробе 1М во втором приближении составляет

Figure 00000045
32,8% (решение уравнения (3) при СМk 32,775%).From the output curve of the second approximation (Fig. 9) it can be seen that With Mk2 32.775%, the Estimation of the silicon content in the 1M sample in the second approximation is
Figure 00000045
32.8% (solution of equation (3) with C Mk 32.775%).

Поиск величины СМk в третьем приближении производят с помощью параметра Кε отличительного признака (параметр КМ не обеспечивает достаточного разрешения способа). Исходные данные (переменные) для поиска СМk3 представлены в табл.12.The search for the value With Mk in the third approximation is performed using the parameter K ε of the distinguishing feature (parameter K M does not provide sufficient resolution of the method). The initial data (variables) for searching With Мk3 are presented in Table 12 .

Выходные данные для оценки СМk3 представлены в табл.13.The output data for the assessment of With MK3 are presented in table.13.

Из выходной кривой третьего приближения (фиг.10) видно, что СМk3 32,85% Результаты оценки содержания кремния в пробе 1М в третьем приближении является

Figure 00000046
32,78% (решение уравнения (3) при СМk3 32,85%). Следовательно,
Figure 00000047
=
Figure 00000048
32,78% Результаты оценок содержания кремния в пробах 2М и 3М с помощью базовой регрессии с параметрами α 4,8871 и β 0,01776: 22,67 и 26,41% соответственно.From the output curve of the third approximation (Fig. 10) it can be seen that With Mk3 32.85% The results of evaluating the silicon content in the 1M sample in the third approximation are
Figure 00000046
32.78% (solution of equation (3) with C Mk3 32.85%). Hence,
Figure 00000047
=
Figure 00000048
32.78% Results of assessments of the silicon content in samples 2M and 3M using basic regression with parameters α 4.8871 and β 0.01776: 22.67 and 26.41%, respectively.

Принципиальное значение имеют результаты оценок содержания кремния в образцах серии К, если в качестве базовых образцов рассматривать пробы серии М. По данным интенсивности линии кремния и его содержаний в образцах 1М, 2М и 3М (табл.2) получены следующие параметры базовой регрессии типа (1.1): α 5,8388 и β 0,019483. Характеристическая и долевая кривые для указанной базовой регрессии и образца 1КМ практически не отличаются от таковых кривых, приведенных на фиг.3 и 4. Of fundamental importance are the results of estimates of the silicon content in the K series samples, if we consider the M series samples as the basic samples. The following parameters of the base regression of the type (1.1 ): α 5.8388 and β 0.019483. The characteristic and beat curves for the indicated base regression and the 1KM sample practically do not differ from those curves shown in Figs. 3 and 4.

Приведенные ниже положительные результаты оценок содержания кремния в образцах 2КМ и 2К свидетельствуют об универсальности и высокой разрешающей способности разработанного способа РСА материалов. The following positive results of assessments of the silicon content in samples 2KM and 2K indicate the versatility and high resolution of the developed method of SAR materials.

Результаты оценок содержания кремния в образце 2КМ с помощью базовой регрессии с параметрами α 5,8388 и β0,019483 при ωo 0,92 и ε o± 8· 10-5 приведены в табл.14.The results of estimates of the silicon content in the 2KM sample using basic regression with parameters α 5.8388 and β0.019483 at ω o 0.92 and ε o ± 8 · 10 -5 are given in table.14.

Результаты оценок содержания кремния в образце 2К с помощью базовой регрессии с параметрами α= 5,8388 и β=0,019483 при ωо 0,96 и εо± 8· 10-5 приведены в табл.15
В приведенных примерах РСА негомогенных материалов имеет место вырождение интенсивности аналитической линии определяемого элемента, вызванное отличием дисперсного состава материала анализируемой пробы от такового состава материала базовых образцов. Принципиальное значение имеет решение вопроса о применимости разработанного способа РСА для анализа пробы, интенсивность аналитической линии определяемого элемента в которой вырождена относительно базовых образцов из-за отличия минералогического состава материала последних от минералогического состава анализируемой пробы. Для решения указанной задачи используют данные, в которых имеется информация об интенсивностях аналитических линий определяемых элементов в двух группах проб, отличающихся минералогическим составом их материалов. В частности, в табл.16 приведены данные о вырождении интенсивностей аналитической линии кремния в плавленных образцах глины относительно прессованных образцов глины. При этом в отличие от прессованных образцов глины плавленные образцы имеют добавки ингичкинского кварца (КИ). С помощью прессованных образцов глин и плавленных образцов глин без добавок КИ получены два следующих уравнения регрессии типа Isif(a, b, Сsi):
Isi -0,1484 + 0,18322 Сsi (5.1) для плавленных образцов и
Isi -0,35573 + 0,0220264 Сsi (5.2) для прессованных образцов.
The results of estimates of the silicon content in sample 2K using basic regression with parameters α = 5.8388 and β = 0.019483 at ω о 0.96 and ε о ± 8 · 10 -5 are given in Table 15
In the above examples of SAR of inhomogeneous materials, there is a degeneration of the intensity of the analytical line of the element being determined, caused by the difference in the dispersed composition of the material of the analyzed sample from that of the material of the base samples. Of fundamental importance is the question of the applicability of the developed SAR method for sample analysis, the intensity of the analytical line of the element being determined is degenerate relative to the base samples due to the difference in the mineralogical composition of the material of the latter from the mineralogical composition of the analyzed sample. To solve this problem, data is used that contains information on the intensities of the analytical lines of the elements being determined in two groups of samples that differ in the mineralogical composition of their materials. In particular, Table 16 shows the data on the degeneracy of the intensities of the analytical line of silicon in fused clay samples relative to extruded clay samples. Moreover, in contrast to pressed clay samples, fused samples have the addition of Ingichkin quartz (KI). Using pressed clay samples and fused clay samples without KI additives, the following two regression equations of type I si f (a, b, С si ) were obtained:
I si -0.1484 + 0.18322 С si (5.1) for fused samples and
I si -0.35573 + 0.0220264 C si (5.2) for pressed samples.

Данные графы 5 в сравнении с данными графы 3 (табл.16) свидетельствуют о том, что наличие (добавки) кварца в пробах глины является причиной вырождения интенсивности линии кремния по отношению к плавленным образцам глины без добавок КИ. Сравнение данных граф 6 и 5 (табл.16) показывает, что по отношению к прессованным образцам глины вырождение интенсивности линии кремния в плавленных образцах глины с добавками КИ усиливается. The data of column 5 in comparison with the data of column 3 (Table 16) indicate that the presence of (addition) of quartz in clay samples causes a degeneration of the intensity of the silicon line with respect to melted clay samples without CI additives. A comparison of the data in columns 6 and 5 (Table 16) shows that, with respect to pressed clay samples, the degeneracy of the silicon line intensity in fused clay samples with KI additives is enhanced.

Рассмотрим РСА плавленного образца 5 из глины с добавками КИ с использованием уравнения регрессии (5.2), полученного с помощью прессованных образцов глины без добавок КИ, как базовой регрессии. Из табл.16 видно, что образец 5 по отношению к другим образцам из глины с добавками КИ является реперным. Для образца 5 и базовой регрессии (5.2) строят характеристическую и долевую кривые с использованием зависимости (4). Consider SAR of fused clay sample 5 from clay with KI additives using the regression equation (5.2) obtained using pressed clay samples without KI additives as a base regression. From table 16 it is seen that sample 5 in relation to other clay samples with the addition of KI is the reference. For sample 5 and basic regression (5.2), the characteristic and fractional curves are constructed using dependence (4).

В табл. 17 приведены данные для оценки значения Сsi в образце 5 по зависимости (4) при следующих исходных данных: Isi 0,9987 ед; а -0,35573, b 0,0220264, CsiБ1

Figure 00000049
61,4912% СМ 62% ≠ CsiБ1, ωо 0,9, ε= 10-3.In the table. 17 shows data for estimating the value of C si in sample 5 according to dependence (4) with the following initial data: I si 0.9987 units; a -0.35573, b 0.0220264, C siB1
Figure 00000049
61.4912% С M 62% ≠ C siБ1 , ω о 0.9, ε = 10 -3 .

Дробная часть таких величин, как a1, b1, IA1 и IA2, должна содержать достаточное число значащих разрядов (цифр).The fractional part of such quantities as a 1 , b 1 , I A1 and I A2 should contain a sufficient number of significant digits (digits).

По исходным данным и данным табл.17 для образца 5 рассчитывают значения коэффициентов В1, В2 и В3 зависимости (4) по формулам (4.1) (4.3) (см.табл. 18).According to the source data and the data of Table 17 for sample 5, the values of the coefficients В 1 , В 2 and В 3 are calculated for dependences (4) according to formulas (4.1) (4.3) (see table 18).

Выбирается такое число значащих цифр дробной части величин b1, a1, IА1 и IА2, чтобы число значащих цифр дробной части коэффициентов B1, B2и В3 было не меньше 5, 6. Указанное условие для выбранной базовой регрессии выполняется при числе значащих цифр дробной части величин b1, a1, IA1 и IА2 не меньше 9, 10.The number of significant digits of the fractional part of the quantities b 1 , a 1 , I A1 and I A2 is selected so that the number of significant digits of the fractional part of the coefficients B 1 , B 2 and B 3 is not less than 5, 6. The specified condition for the selected base regression is satisfied when the number of significant digits of the fractional part of the quantities b 1 , a 1 , I A1 and I A2 is not less than 9, 10.

Оценивая значения Сsi при других значениях ε вышеизложенным методом, получают зависимость Сsi от ε, график которой приведен на фиг.11. Из фиг.11 видно, что значительные возмущения величины Сsiпроисходят при ε < 10-4, следовательно, ε о< 10-4.Estimating the values of C si for other values of ε by the above method, we obtain the dependence of C si on ε, the graph of which is shown in Fig. 11. From Fig. 11 it is seen that significant perturbations of the value of C si occur at ε <10 −4 , therefore, ε о <10 −4 .

На фиг. 12 приведена долевая кривая для образца 5 и базовой регрессии, полученной с помощью прессованных образцов глины. In FIG. 12 shows the beat curve for sample 5 and the baseline regression obtained using extruded clay samples.

С учетом возможного содержания "мешающих" элементов в плавленных образцах глины, приведенных в табл.16, выбирают исходные данные для поиска Сsiх в образце 5 (см.табл.19 и 20).Given the possible content of "interfering" elements in the fused clay samples shown in Table 16, the initial data is selected for the search for С sih in sample 5 (see table 19 and 20).

На фиг. 13, 14 и 15 приведены выходные кривые для оценки содержания кремния в образце 5 с помощью базовой регрессии (5.2) соответственно в первом, втором и третьем приближениях. Результаты оценок сведены в табл.21. In FIG. Figures 13, 14, and 15 show the output curves for estimating the silicon content in sample 5 using the base regression (5.2) in the first, second, and third approximations, respectively. The evaluation results are summarized in table.21.

В дополнение к данным табл.16 приведены содержания некоторых "мешающих" элементов в плавленных образцах глины с добавками ИК (табл.22). In addition to the data in Table 16, the contents of some “interfering” elements in fused clay samples with IR additives are given (Table 22).

Как видно из табл.16 и 22, наибольший интерес с точки зрения разрешающей способности способа представляет проба 15, содержащая значительное количество "мешающих" элементов и добавки кварца, при этом в качестве базовой регрессии используется зависимость IА f(a,b,СА), полученная с помощью прессованных образцов, а в качестве отличительного признака параметр К.As can be seen from tables 16 and 22, the most interesting from the point of view of the resolution of the method is sample 15, which contains a significant amount of “interfering” elements and the addition of quartz, while the dependence I A f (a, b, C A is used as the base regression ) ) obtained using pressed samples, and parameter K is a distinguishing feature.

Исходные данные для оценки содержания кремния в пробе 15 приведены в табл.23 и 24. The initial data for evaluating the silicon content in sample 15 are given in tables 23 and 24.

Результаты оценок содержания кремния в пробе 15 вышеизложенным способом (с использованием базовой и вспомогательной регрессий) приведены в табл.25. The results of estimates of the silicon content in sample 15 by the above method (using basic and auxiliary regressions) are given in table 25.

В табл. 26 приведены данные оценки содержания кремния в плавленных образцах глины с добавками кварца и ошибки способа. In the table. Figure 26 shows the data for evaluating the silicon content in fused clay samples with the addition of quartz and the method error.

Рассмотрим определение содержания САХ кремния в плавленных пробах, составленных из глины и люберецкого песка (ПЛ), с помощью базовой регрессии, заданной в виде IА а + bCА.Let us consider the determination of the content of C AX of silicon in fused samples composed of clay and Lyubertsy sand (PL) using a base regression defined as I A a + bC A.

В табл.27 приведены данные о соотношении компонентов (глины и ПЛ), входящих в пробы, об интенсивностях линии кремния, содержаниях последнего и "мешающих" элементов. Table 27 shows data on the ratio of components (clay and PL) included in the samples, on the intensities of the silicon line, and the contents of the latter and “interfering” elements.

В качестве реперного образца для ряда проб, приведенных в табл.27, выбирают пробу 74, содержащую наименьшее количество ПЛ. As a reference sample for a number of samples shown in table 27, select sample 74 containing the smallest amount of PL.

Характеристическая кривая для пробы 74 и базовой регрессии IА -0,35573 + +0,0220264 СА, полученной для кремния с помощью прессованных образцов глины, приведена на фиг.15.The characteristic curve for sample 74 and basic regression I A −0.35573 + +0.0220264 C A obtained for silicon using pressed clay samples is shown in FIG. 15.

Долевая кривая для пробы 74 и базовой регрессии с параметрами а -0,35573 и b 0,0220264 при εo 8· 10-5 практически не отличается от таковой кривой, приведенной на фиг.11.The fractional curve for sample 74 and basic regression with parameters a -0.35573 and b 0.0220264 at ε o 8 · 10 -5 practically does not differ from that curve shown in Fig. 11.

В качестве примера РСА приводят оценку содержания кремния в плавленной пробе 62 (табл.27), которая представляет наибольший интерес ввиду значительного содержания в ней песка и "мешающих" элементов, в частности железа (9,54% ). Вырождение интенсивности линии кремния в пробе 62 по отношению к базовой регрессии, полученной с помощью прессованных образцов глины, вызвано наличием в ней ПЛ, "мешающих" элементов, в основном железа и калия, а также отличием минералогического состава (анализируемая проба плавленная, а базовые образцы прессованные). As an example, PCA gives an estimate of the silicon content in melted sample 62 (Table 27), which is of most interest due to the significant content of sand and "interfering" elements, in particular iron (9.54%). The degeneration of the intensity of the silicon line in sample 62 with respect to the base regression obtained using pressed clay samples is caused by the presence of PL, “interfering” elements, mainly iron and potassium, as well as by the difference in mineralogical composition (the analyzed sample is fused, and the basic samples pressed).

Результаты оценок содержания кремния в пробе 62 представлены в табл.28. The results of evaluations of the silicon content in sample 62 are presented in table 28.

По остальным пробам, представленным в табл.27, данные оценок содержания кремния в них и ошибки способа приведены в табл.29. For the rest of the samples presented in table.27, the data on the estimates of the silicon content in them and the errors of the method are given in table.29.

В табл. 30 приведены результаты оценки содержания алюминия в плавленной пробе перлита с интенсивностью YАХ 0,66912 с помощью базовой регрессии IA= 0,023065 + +0,051256 CA, полученной на базе плавленных образцов глины ( ωo 0,9; εo 8· 10-5; САБ 13,504467%).In the table. 30 shows the results of evaluating the aluminum content in a fused perlite sample with an intensity of Y AX 0.66912 using basic regression I A = 0.023065 + + 0.051256 C A , obtained on the basis of fused clay samples (ω o 0.9; ε o 8 · 10 -5 ; With AB 13.504467%).

Содержание алюминия в перлите по данным химанализа 12,56% следовательно, коэффициент вариации К -0,09%
Рассмотрим пробу предлагаемого способа РСА негомогенных материалов в случае, когда отсутствует информация о направлении вырождения интенсивности IАХ определяемого элемента, на примере пробы перлита с содержанием кремния САХ 73,24% и интенсивностью кремния IАХ 1,20609 ед.
The aluminum content in perlite according to chemical analysis 12.56% therefore, the coefficient of variation K -0.09%
Consider a sample of the proposed SAR method of inhomogeneous materials in the case when there is no information on the direction of degeneracy of the intensity I AX of the element being determined, for example, a perlite sample with a silicon content of AX 73.24% and a silicon intensity I AX 1.20609 units.

Как видно из фиг.17, уравнение (4) имеет два решения и при отсутствии информации о направлении вырождения интенсивности IАХ оценка содержания САХ определяемого элемента в анализируемой пробе не имеет однозначного решения. Неопределенность оценки содержания Сопределяемого элемента в указанном случае устраняется при использовании двух базовых регрессий типа (2), полученных на базе двух серий образцов, каждая из которых характеризуется отличным от другой серии образцов уровнем вырождения интенсивности IА. Рассматриваемый случай РСА имеет место в редких случаях производственных задач, но встречается чаще в исследовательской работе.As can be seen from Fig. 17, equation (4) has two solutions, and in the absence of information on the direction of degeneracy of the intensity I AX, the estimate of the content C AX of the element being determined in the analyzed sample does not have a unique solution. In this case, the uncertainty in estimating the content of C AX of the element being determined is eliminated by using two basic regressions of type (2) obtained on the basis of two series of samples, each of which is characterized by a level of intensity degeneration I A different from the other series of samples. The considered case of PCA occurs in rare cases of production problems, but is more common in research work.

На фиг. 18 приведены результаты оценки содержания САХ кремния в образце перлита с помощью двух базовых регрессий (2). Как видно из фиг.18, решение задачи имеет четыре значения САХ, два из которых практически совпадают по численному значению (точки А и В'). Среднее значение последних решений является оценкой содержания САХ кремния в образце перлита и равно

Figure 00000050
= 73,16% при САХ 73,24%
Аналогичным способом оценивается содержание САХ определяемого элемента в образце, если базовые регрессии заданы двумя зависимостями типа (1,1) и отсутствует информация о направлении вырождения интенсивности IАХ.In FIG. Figure 18 shows the results of evaluating the content of C AX of silicon in a perlite sample using two basic regressions (2). As can be seen from Fig. 18, the solution to the problem has four values C AX , two of which are almost identical in numerical value (points A and B '). The average value of the latter solutions is an estimate of the content of C AX of silicon in the perlite sample and is equal to
Figure 00000050
= 73.16% at C AX 73.24%
In a similar way, the content of С АХ of the determined element in the sample is estimated if the base regressions are given by two dependencies of type (1,1) and there is no information about the direction of degeneration of intensity I АХ .

Приведенные примеры работы разработанного способа РСА негомогенных материалов показывают, что способ обеспечивает высокую точность (прецизионность) оценки содержания определяемого элемента в анализируемой пробе, при этом ошибки способа близки к ошибкам квантометрирования образцов анализируемых материалов; при механизации и автоматизации процессов пробоподготовки, а также при компьютеризации математических расчетов и выдаче выходных данных способ является экспрессным, общее время оценки содержания определяемого элемента может быть сокращено по предварительным данным до 12-15 мин (для прессованных проб). The above examples of the developed SAR method of non-homogeneous materials show that the method provides high accuracy (precision) in estimating the content of the element being determined in the analyzed sample, while the errors of the method are close to the quantization errors of samples of the analyzed materials; in the mechanization and automation of sample preparation processes, as well as in the computerization of mathematical calculations and the output of output data, the method is express, the total time for estimating the content of a determined element can be reduced according to preliminary data to 12-15 minutes (for pressed samples).

Для сравнения приводят данные по точности и экспрессности РСА по прототипу: 3% относительных ошибок и общее время анализа 60 мин. For comparison, the data on the accuracy and expressivity of PCA according to the prototype: 3% relative errors and the total analysis time of 60 minutes

Выше приведены результаты предлагаемого способа РСА для высоких содержаний элементов (от 12 до 80%). В указанном диапазоне содержаний элементов достигнута точность РСА (относительные ошибки) в пределах 1-3% Особенно велики ошибки известных способов РСА для низких содержаний элементов, в частности меньших 2-3% и составляют по данным 3-7% Что касается экспрессности анализа, то при указанных выше достижениях по точности анализа общее время анализа в зависимости от способа пробоподготовки колеблется от 30 до 60 мин и более. Сокращение указанного времени может быть достигнуто (без принципиально новых решений) только в ущерб точности анализа. The above are the results of the proposed PCA method for high element contents (from 12 to 80%). In the indicated range of element contents, PCA accuracy (relative errors) in the range of 1-3% was achieved. Errors of the known PCA methods for low element contents, in particular, lower than 2-3%, are especially large and make up 3-7% according to the expressness of the analysis. with the above achievements in terms of analysis accuracy, the total analysis time, depending on the method of sample preparation, ranges from 30 to 60 minutes or more. The reduction of the indicated time can be achieved (without fundamentally new solutions) only to the detriment of the accuracy of the analysis.

Ниже приведены данные по оценке низких содержаний элементов, а также предложения по технологии практического использования предлагаемого способа, базируясь на данных по интенсивностям и содержаниям Fe, К и Са в глинах и уравнениям регрессии типа (2), полученным как по прессованным, так и по плавленным образцам глин. Сущность технологии заключается в одновременном использовании указанных двух уравнений регрессии, а также вспомогательной регрессии, составляемой для одного из этих уравнений. Below are data on the assessment of low element concentrations, as well as proposals for the technology of practical use of the proposed method, based on data on the intensities and contents of Fe, K and Ca in clays and regression equations of type (2), obtained both by pressed and fused clay samples. The essence of the technology lies in the simultaneous use of these two regression equations, as well as auxiliary regression, compiled for one of these equations.

Получены, например, два следующих независимых уравнения регрессии типа (2) по Fe для рабочего интервала содержаний Fe 0,5-10%
CA= -0,2+5•YA или

Figure 00000051
= 0,04+0,2 CA
(6.1) по прессованным образцам и
CA= -0,14+5,8•YA или
Figure 00000052
= 0,02702703+0,1930502 CA
(6.2) по плавленным образцам глин.The following two independent regression equations of type (2) for Fe are obtained, for example, for a working range of Fe contents of 0.5-10%
C A = -0.2 + 5 • Y A or
Figure 00000051
= 0.04 + 0.2 C A
(6.1) for pressed samples and
C A = -0.14 + 5.8 • Y A or
Figure 00000052
= 0.02702703 + 0.1930502 C A
(6.2) for fused clay samples.

Графики (6.1) и (6.2) аналогичны графикам для кремния, приведенным на фиг.18. The graphs (6.1) and (6.2) are similar to the graphs for silicon shown in Fig. 18.

При наличии интенсивностей YАХ определяемого элемента А по плавленным пробам в качестве базовой регрессии используют уравнение регрессии, полученное по прессованным образцам. При этом становится известным направление вырождения интенсивности YАХ относительно базовых (прессованных) образцов. Значение САХ анализируемого элемента следует искать справа от графика 1 (см. фиг.18). Составляют уравнение вспомогательной регрессии для уравнения, например, (6.1) и производят поиск содержания определяемого элемента по вышеизложенной схеме. Для оценки интервала и шага h поиска САХ оценивают СА1 и СА2 соответственно по уравнениям (6.1) и (6.2). За интервал поиска САХ в первом приближении принимают участок, прилегающий к точке CАБ1 CА1 и равный ΔCMi≈ 2(

Figure 00000053
-
Figure 00000054
)Шаг поиска равен ΔСМi/N, где N число подинтервалов, колеблющееся на практике от 10 до 16.In the presence of intensities Y AX of the determined element A from fused samples, the regression equation obtained from pressed samples is used as the base regression. In this case, the direction of degeneracy of the intensity Y AX with respect to the base (pressed) samples becomes known. The value C AX of the analyzed element should be sought to the right of graph 1 (see Fig. 18). An auxiliary regression equation is compiled for an equation, for example, (6.1), and the content of the element being determined is searched for using the above scheme. To evaluate the interval and step h of the search for C AX, C A1 and C A2 are evaluated according to equations (6.1) and (6.2). For the search interval C AX, to a first approximation, we take a section adjacent to point C AB1 C A1 and equal to ΔC Mi ≈ 2 (
Figure 00000053
-
Figure 00000054
) The search step is ΔС Mi / N, where N is the number of sub- ranges , which in practice varies from 10 to 16.

Если интенсивность IАХ(YАХ) определяемого элемента А получена по прессованным пробам, то в качестве базового уравнения регрессии используют уравнение, полученное по плавленным образцам. Для последнего уравнения составляют вспомогательное уравнение и производят поиск содержания элемента.If the intensity I AX (Y AX ) of the determined element A is obtained from pressed samples, then the equation obtained from fused samples is used as the basic regression equation. For the last equation, an auxiliary equation is compiled and the content of the element is searched.

Использование двух уравнений типа (6.1) и (6.2) дает возможность для повышения экспрессности анализа. Это достигается тем, что при поиске САХ1 в первом приближении в качестве образцов сравнения используют образцы с содержанием элемента А САБ1 СА2, оцениваемым, например, по уравнению (6.2). В этом случае для оценки САХ достаточно (с учетом данных долевой кривой) двух приближений.The use of two equations of the type (6.1) and (6.2) makes it possible to increase the expressness of the analysis. This is achieved by the fact that, when searching for С АХ1 in the first approximation, samples with the content of the element А С АБ1 С А2 , estimated, for example, according to equation (6.2), are used as comparison samples. In this case, two approximations are sufficient for estimating C AX (taking into account the data of the shared curve).

В табл. 31 приведены результаты оценок содержаний Fе, K и Са в глинах предлагаемым способом РСА с использованием базовых уравнений регрессий, полученных по прессованным образцам. In the table. Figure 31 shows the results of evaluations of the contents of Fe, K, and Ca in clays by the proposed PCA method using the basic regression equations obtained from pressed samples.

Приведенные оценки содержаний Fe, K и Са в глинах получены практически с достоверностью на уровне ошибок квантометрирования проб (кратковременных аппаратурных ошибок КРФ-IБ). С учетом достигнутого уровня аппаратурных ошибок современных квантометров (0,05% и меньше) разработанный способ РСА является технологией, обеспечивающей сверхточные оценки содержания элементов в материалах. The above estimates of the contents of Fe, K, and Ca in clays were obtained practically with reliability at the level of quantization errors of samples (short-term apparatus errors KRF-IB). Given the achieved level of hardware errors of modern quantometers (0.05% or less), the developed SAR method is a technology that provides ultra-precise estimates of the content of elements in materials.

Claims (1)

СПОСОБ ПРЕЦИЗИОННОГО ЭКСПРЕССНОГО РЕНТГЕНОСПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА НЕГОМОГЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ, заключающийся в составлении по исходным образцам, изготовляемым с помощью анализируемого материала, исходной зависимости интенсивности IA аналитической линии определяемого элемента A от его содержания CA, в определении интенсивностей IAx элемента A в анализируемой пробе и IAj в образце-смеси из анализируемой пробы и материала с заданным содержанием CAB определяемого элемента A и количественном сравнении интенсивностей IAx и IAj с использованием исходной зависимости IA от CA, отличающийся тем, что изготавливают базовые образцы, которые представляют собой исходные образцы, обработанные физически, или изготавливают базовые образцы из материала другого минералогического состава, при этом интенсивность IA базовых образцов вырождена относительно исходных образцов, составляют базовую зависимость IA от CA, рассчитывают вспомогательную зависимость IA от CA, которая пересекает базовую, с помощью реперного образца - образца из анализируемого материала, в котором содержание определяемого элемента A находится в области нижней границы рабочего диапазона элемента A, по интенсивности IA2 отличного от базового и исходного образцов, определяют оптимальные значения параметров εo и ωo вспомогательной зависимости IA от CA, где εo- тангенс угла между вспомогательной и базовой зависимостями IA от CA, ωo- оптимальная доля анализируемой пробы в расчетных образцах-смесях из анализируемой пробы с расчетным базовым образцом и из анализируемой пробы с вспомогательными образцами сравнения, при этом вспомогательный образец - образец, в котором содержание определяемого элемента A равно содержанию элемента в базовом образце, а интенсивность линии элемента A отличается от интенсивности в последнем, определяют расчетным путем интенсивности IA11 и IA21i в расчетных образцах-смесях из анализируемой пробы с расчетными базовым и вспомогательными образцами сравнения соответственно, производят количественное сравнение экспериментально измеренной интенсивности IAx с рассчитанными интенсивностями IA11 и IA21i с использованием не менее двух исходной и базовой зависимостей IA от CA, по результатам которого оценивают содержание
Figure 00000055
элемента A в анализируемой пробе в первом приближении, при содержании CAБ2 элемента A в расчетных образцах сравнения, равном
Figure 00000056
рассчитывают интенсивности IA12 и IA22i в указанных расчетных образцах-смесях и по результатам их количественного сравнения с интенсивностью IAx вышеизложенным методом оценивают содержание
Figure 00000057
элемента A во втором приближении, а при оценке
Figure 00000058
в третьем приближении содержание CAБ3 элемента A в расчетных образцах сравнения приравнивают оценке
Figure 00000059
полученной во втором приближении, и так далее до получения постоянного значения CAxj.
METHOD FOR PRECISION EXPRESS X-RAY SPECTRAL ANALYSIS OF NON-HOMOGENEOUS MATERIALS, which consists in compiling from the initial samples made using the analyzed material, the initial dependence of the intensity I A of the analytical line of the determined element A on its content C A , in determining the intensities I A x element A and in the analyzed a j in the sample, a mixture of analysis sample and a predetermined material content C a B and the element a quantitative comparison of the intensities I a x and I a j and using Khodnev depending I A by C A, characterized in that the produced basic samples which represent the original samples treated physically or made basic patterns of a material different mineralogical composition, wherein the intensity I A baseline sample is degenerate with respect to the original samples, constitute basic dependence I A on C A , calculate the auxiliary dependence of I A on C A , which crosses the base, using a reference sample - a sample from the analyzed material, in which the content of element A is located in the lower boundary of the operating range of element A, according to the intensity I A 2 different from the base and initial samples, the optimal values of the parameters ε o and ω o of the auxiliary dependence of I A on C A are determined, where ε o is the tangent of the angle between the auxiliary and I a base dependencies of C a, ω o - optimum proportion of the analyzed samples in the estimated-sample mixtures from sample to be analyzed with a calculation of the reference sample and the sample to be analyzed with auxiliary comparison samples, the auxiliary sample - a sample, in a cat rum content of the element A is equal to the content of the element in the basic sample, while the intensity of line element A differs from the intensity of the latter is determined by calculation of the intensity I A Jan. 1 and I A February 1 i a calculated sample-mixtures of the analyzed samples with the calculated base and subsidiary comparison samples, respectively, quantitatively compare the experimentally measured intensity I A x with the calculated intensities I A 1 1 and I A 2 1 i using at least two initial and basic dependences of I A on C A , according to the results of which the content is evaluated
Figure 00000055
element A in the analyzed sample in the first approximation, with the content of C A B 2 element A in the design samples of comparison, equal to
Figure 00000056
calculate the intensities I A 1 2 and I A 2 2 i in the indicated sample mixtures and, based on the results of their quantitative comparison with the intensity I A x by the above method, evaluate the content
Figure 00000057
element A in the second approximation, and in the estimation
Figure 00000058
in a third approximation, the content of C A B 3 of the element A in the calculated comparison samples is equated with the estimate
Figure 00000059
obtained in the second approximation, and so on, until a constant value of C A x j is obtained.
SU5025453 1991-12-28 1991-12-28 Method for performing high precision x-ray spectrometry analysis of nonhomogeneous materials RU2054660C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5025453 RU2054660C1 (en) 1991-12-28 1991-12-28 Method for performing high precision x-ray spectrometry analysis of nonhomogeneous materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5025453 RU2054660C1 (en) 1991-12-28 1991-12-28 Method for performing high precision x-ray spectrometry analysis of nonhomogeneous materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2054660C1 true RU2054660C1 (en) 1996-02-20

Family

ID=21595964

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5025453 RU2054660C1 (en) 1991-12-28 1991-12-28 Method for performing high precision x-ray spectrometry analysis of nonhomogeneous materials

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2054660C1 (en)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7979217B2 (en) 2004-08-03 2011-07-12 Fei Company Method and system for spectroscopic data analysis
US8664595B2 (en) 2012-06-28 2014-03-04 Fei Company Cluster analysis of unknowns in SEM-EDS dataset
RU2524559C1 (en) * 2013-05-16 2014-07-27 Алексей Никифорович Никифоров X-ray spectral analysis of nonhomogeneous materials
US8880356B2 (en) 2008-02-06 2014-11-04 Fei Company Method and system for spectrum data analysis
US8937282B2 (en) 2012-10-26 2015-01-20 Fei Company Mineral identification using mineral definitions including variability
US9048067B2 (en) 2012-10-26 2015-06-02 Fei Company Mineral identification using sequential decomposition into elements from mineral definitions
US9091635B2 (en) 2012-10-26 2015-07-28 Fei Company Mineral identification using mineral definitions having compositional ranges
US9188555B2 (en) 2012-07-30 2015-11-17 Fei Company Automated EDS standards calibration
US9194829B2 (en) 2012-12-28 2015-11-24 Fei Company Process for performing automated mineralogy
US9714908B2 (en) 2013-11-06 2017-07-25 Fei Company Sub-pixel analysis and display of fine grained mineral samples
US9778215B2 (en) 2012-10-26 2017-10-03 Fei Company Automated mineral classification
RU2646427C1 (en) * 2017-01-24 2018-03-05 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Method for determining indexes of homogeneity of disperse material by the spectral method and method for determining the scale boundaries of homogeneity of disperse material by the spectral method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР N 1078297, кл. G 01N 23/223, 1984. 2. Дуймакаев Ш.И. и др. К рентгено-спектральному анализу негомогенных материалов. Заводская лаборатория, N 2, 1976, с.166. *

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7979217B2 (en) 2004-08-03 2011-07-12 Fei Company Method and system for spectroscopic data analysis
US8589086B2 (en) 2004-08-03 2013-11-19 Fei Company Method and system for spectroscopic data analysis
US8880356B2 (en) 2008-02-06 2014-11-04 Fei Company Method and system for spectrum data analysis
US8664595B2 (en) 2012-06-28 2014-03-04 Fei Company Cluster analysis of unknowns in SEM-EDS dataset
US9188555B2 (en) 2012-07-30 2015-11-17 Fei Company Automated EDS standards calibration
US9778215B2 (en) 2012-10-26 2017-10-03 Fei Company Automated mineral classification
US8937282B2 (en) 2012-10-26 2015-01-20 Fei Company Mineral identification using mineral definitions including variability
US9048067B2 (en) 2012-10-26 2015-06-02 Fei Company Mineral identification using sequential decomposition into elements from mineral definitions
US9091635B2 (en) 2012-10-26 2015-07-28 Fei Company Mineral identification using mineral definitions having compositional ranges
US9194829B2 (en) 2012-12-28 2015-11-24 Fei Company Process for performing automated mineralogy
RU2524559C1 (en) * 2013-05-16 2014-07-27 Алексей Никифорович Никифоров X-ray spectral analysis of nonhomogeneous materials
US9714908B2 (en) 2013-11-06 2017-07-25 Fei Company Sub-pixel analysis and display of fine grained mineral samples
RU2646427C1 (en) * 2017-01-24 2018-03-05 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Method for determining indexes of homogeneity of disperse material by the spectral method and method for determining the scale boundaries of homogeneity of disperse material by the spectral method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2054660C1 (en) Method for performing high precision x-ray spectrometry analysis of nonhomogeneous materials
Wertheim et al. Determination of the Gaussian and Lorentzian content of experimental line shapes
White et al. Uncertainty of measurement in quantitative medical testing: a laboratory implementation guide
Cox et al. Properties of liquid CS2 from the allowed light scattering spectra
Vong et al. Source contributions to ambient aerosol calculated by discriminat partial least squares regression (PLS)
Schwartz et al. Alternative method of analyzing first-order kinetic data
EA011591B1 (en) Method of assaying a hydrocarbon-containing feedstock
Kaiser Foundations for the critical discussion of analytical methods
Scharpen Rotation–Vibration Interaction and Barrier to Ring Inversion in Cyclopentene
Frenkel et al. Bias in analytical chemistry: a review of selected procedures for incorporating uncorrected bias into the expanded uncertainty of analytical measurements and a graphical method for evaluating the concordance of reference and test procedures
Silva et al. U‐Pb Saturn: New U‐Pb/Pb‐Pb Data Reduction Software for LA‐ICP‐MS
Cavalier et al. A multicenter study to evaluate harmonization of assays for C-terminal telopeptides of type I collagen (ß-CTX): a report from the IFCC-IOF committee for bone metabolism (C-BM)
Mecholsky Jr et al. Relationship between fractography, fractal analysis and crack branching
Kolotov et al. iPlasmaProQuad: A Computer System Based on a Relational DBMS for Processing and Monitoring the Results of Routine Analysis by the ICP-MS Method
US6820013B1 (en) Method and device for the online analysis of solvent mixtures
Quinn et al. The development of modern metrology and its role today
Kościelniak Unified principles of univariate analytical calibration
Kviz Interpreting proportional reduction in error measures as percentage of variation explained
Slotterback et al. Hyperfine measurements in the X and B electronic states of I35, 37Cl: Probing the ionic character of the chemical bond
Tertian A self‐consistent calibration method for industrial X‐ray spectrometric analyses
Jenkins A review of empirical influence coefficient methods in X-ray spectrometry
Park et al. A database of elemental compositions of architectural float glass samples measured by LA-ICP-MS
JP3279756B2 (en) Quantitative calculator
Wampfler et al. Uncertainty due to volumetric operations is often underestimated
Karpov et al. The Analytical Control as an Integral Part of Material Diagnostics