SU1691724A1 - X-ray fluorescent analysis of multicomponent sample containing n elements to be determined - Google Patents

X-ray fluorescent analysis of multicomponent sample containing n elements to be determined Download PDF

Info

Publication number
SU1691724A1
SU1691724A1 SU894770741A SU4770741A SU1691724A1 SU 1691724 A1 SU1691724 A1 SU 1691724A1 SU 894770741 A SU894770741 A SU 894770741A SU 4770741 A SU4770741 A SU 4770741A SU 1691724 A1 SU1691724 A1 SU 1691724A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
samples
group
elements
analytical
radiation
Prior art date
Application number
SU894770741A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Петр Александрович Верховодов
Original Assignee
Институт проблем материаловедения АН УССР
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 Институт проблем материаловедения АН УССР filed Critical Институт проблем материаловедения АН УССР
Priority to SU894770741A priority Critical patent/SU1691724A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1691724A1 publication Critical patent/SU1691724A1/en

Links

Landscapes

  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к рентгеноспек- тральным методам анализа состава вещества . Цель изобретени  - повышение точности анализа. Готов т по три группы калибровочных образцов дл  каждого определ емого элемента А таких, что во всех образцах первой и второй групп массовый коэффициент ослаблени  характеристического излучени , соответствующего аналиИзобретение относитс  к рентгеноспек- тральным методам анализа состава вещества . Цель изобретени  - повышение точности анализа. На чертеже приведен графикодной из градуировочных зависимостей. Дл  реализации способа готов т калибровочные образцы, облучают их и исследуемый образец рентгеновским излучением, регистрируют вторичное излучение образцов и рассчитывают концентрации определ емых элементов. При этом тической линии элемента А, равен тактовому в элементе А, при этом в образцах первой группы содержание элемента А измен етс  в интервале (0,100%) и отсутствуют элементы , характеристическое излучение которых возбуждает аналитическую линию элемента А. Образцы второй группы содержат посто нное количество элемента А, а содержание элемента В , характеристическое излучение которого возбуждает излучение аналитической линии элемента А, измен етс  в них от нул  до удовлетвор ющего вышеуказанному условию максимального значени  из диапазона ожидаемых содержаний элемента В в анализируемых пробах. Образцы третьей группы не содержат элемента А и состо т из элемента С, в качестве которого выбирают элемент с максимальным ожидаемым содержанием в анализируемой пробе, и одного из определ емых элементов X. Калибровочные и анализируемую пробу облучают рентгеновским излучением и регистрируют вторичное излучение. По полученным данным рассчитывают концентрации определ емых элементов. 1 ил., 1 табл. предварительно приготавливают дл  каждого определ емого элемента А три группы синтетических стандартных образцов, при этом массовый коэффициент ослаблени  излучени  аналитической линии i элемента А во всех образцах и второй группы равен тактовому в элементе A(i 1N) От образцов первой группы, в которых содержание элемента А измен етс  от нул  до 100% (массовых долей) и отсутствуют элементы, характеристическое излучение которых возбуждает аналитическую линию i элемента А, измер ют интенсивность этой Ё О О VI ю Јь The invention relates to X-ray spectral methods for analyzing the composition of a substance. The purpose of the invention is to improve the accuracy of the analysis. Three groups of calibration samples are prepared for each detectable element A such that in all samples of the first and second groups a mass attenuation coefficient of the characteristic radiation, the corresponding analysis. The invention relates to X-ray spectral methods for analyzing the composition of the substance. The purpose of the invention is to improve the accuracy of the analysis. The drawing shows a graph of the calibration dependencies. To implement the method, calibration samples are prepared, they are irradiated and the sample under examination with x-rays, the secondary radiation of the samples is recorded, and the concentrations of the detected elements are calculated. The tic line of element A is equal to the clock one in element A, while in samples of the first group the content of element A varies in the interval (0.100%) and there are no elements whose characteristic radiation excites the analytical line of element A. The samples of the second group contain a constant number element A, and the content of element B, whose characteristic radiation excites the radiation of the analytical line of element A, changes in them from zero to the maximum value satisfying the above condition from the expected content of element B in the analyzed samples. Samples of the third group do not contain element A and consist of element C, which is the element with the maximum expected content in the analyzed sample, and one of the determined elements X. The calibration and the analyzed sample are irradiated with X-rays and the secondary radiation is recorded. According to the obtained data, the concentrations of the determined elements are calculated. 1 ill., 1 tab. Three groups of synthetic reference materials are prepared for each definable element A, and the mass attenuation coefficient of the analytical line i of element A in all samples and the second group is equal to the clock one in element A (i 1N) From samples of the first group in which the content of element A varies from zero to 100% (mass fractions) and there are no elements, the characteristic radiation of which excites the analytical line i of element A, measure the intensity of this EO O VI th

Description

аналитической линии I элемента А. По известным содержани м элемента А в синтетических стандартных образцах данной группы и измеренным интенсивност м стро т градуировочную характеристику - содержание как функци  интенсивности аналитической линии i элемента А, Дл  удобства эти содержани  названы условными содержани ми Gi, а полученна  зависимость - аналитическим графиком. Аналитический график, например, может быть записан в форме полинома второго пор дкаof the analytical line I of element A. Based on the known contents of element A in the synthetic standard samples of this group and measured intensities, a calibration characteristic is created — the content as a function of the intensity of the analytical line i of element A, For convenience, these contents are called the conditional contents Gi, and the resulting dependence - analytical chart. An analytical graph, for example, can be written in the form of a second-order polynomial

Gi aiRi2 + biRi + d,(1)Gi aiRi2 + biRi + d, (1)

где RI - относительна  интенсивность ха- рактеристического излучени  аналитической линии i, найденна  как отношение измеренной интенсивности ( после вычитани  фона) к такой же интенсивности от стан- дартного образца этой же группы, содержащего 10% элемента А. В силу наложенных на состав этих образцов ограничений интенсивность фона от них посто нна и равна интенсивности, измеренной от стандартного образца этой же группы с нулевым содержанием элемента A; ai, bi и di - параметры аппроксимирующего полинома, вычисленные из этого эксперимента.where RI is the relative intensity of the characteristic radiation of the analytical line i, found as the ratio of the measured intensity (after subtracting the background) to the same intensity from a standard sample of the same group containing 10% of element A. Because of the limitations imposed on the composition of these samples the intensity of the background from them is constant and equal to the intensity measured from a standard sample of the same group with zero content of element A; ai, bi, and di are the approximation polynomial parameters calculated from this experiment.

Дл  повышени  точности аппроксимации экспериментальную кривую G f(Ri) разбивают на отрезки, которые затем аппроксимируют либо полиномом, либо экспо- нентой, либо любой другой функцией.To improve the accuracy of the approximation, the experimental curve G f (Ri) is divided into segments, which are then approximated either by a polynomial, or by an exponential, or by any other function.

Условное содержание Gi св зано с содержанием Ci в пробе соотношениемThe conditional Gi content is related to the Ci content in the sample by the ratio

mi mi

С;WITH;

(2)(2)

mimi

где - массовый коэффициент ослаблени  излучени  линии I в пробе х, или в атомах определ емого элемента А.where is the mass attenuation coefficient of the line I radiation in the sample x, or in the atoms of the detected element A.

От образцов второй группы, содержащих посто нное количество элемента А, при этом содержани  элемента В, характеристическое излучение которого возбуждает излучение аналитической линии i элемента А, измен ютс  от нул  до максимального числа Cm из диапазона ожидаемых максимальных содержаний элемента В в анализируемых пробах, измер ют интенсивность RI.X аналитической линии i элемента А и R«From samples of the second group containing a constant amount of element A, the contents of element B, the characteristic radiation of which excites the radiation of the analytical line i of element A, changes from zero to the maximum number of Cm from the range of expected maximum contents of element B in the analyzed samples RI.X intensity of analytical line i of element A and R "

-аналитической линии К элемента В и стро т вторую градуировочную характеристику-analytical line K of element B and build a second calibration characteristic

-изменение относительной интенсивности RI/RK как функци  относительной интенсивности RK характеристического излучени  элемента В, где RI - интенсивность от стандарта с нулевым содержанием В. Такое построение зависимости позвол ет-the change in the relative intensity RI / RK as a function of the relative intensity RK of the characteristic radiation of element B, where RI is the intensity of the standard with zero content B. Such a construction of dependence allows

0 0

5 0 50

5five

00

осуществить учет эффекта избирательного возбуждени  вторичного излучени  элемента А излучением атомов элемента В и эффекта избирательного поглощени  первичного излучени  атомами элемента В при любых вариаци х содержаний элемента А и В и массового коэффициента ослаблени . Такую градуировочную характеристику можно записать, например, аналитически как относительную интенсивность, скорректированную на эти эффектыto take into account the effect of selective excitation of secondary radiation of element A by the radiation of atoms of element B and the effect of selective absorption of primary radiation by atoms of element B for any variations in the contents of element A and B and the mass attenuation coefficient. Such a calibration characteristic can be written, for example, analytically as the relative intensity corrected for these effects.

Ri Ri.x(aKRK2 + ЬкРк + 1);(3)Ri Ri.x (aKRK2 + bkr + 1); (3)

где RI.X - относительна  интенсивность, в которую еще не введена коррекци ;where RI.X is the relative intensity in which correction has not yet been introduced;

ак, Ьк параметры аппроксимирующего полинома,найденные из этого эксперимента .ak, bk are the approximating polynomial parameters found from this experiment.

Фон определ етс  путем измерени  ин- тенсивностей от стандартных образцов этой же группы с нулевым содержанием соответствующего элемента. Дл  обеспечени  требований, предъ вл емых к составу образцов обеих групп, в каждый образец дл  получени  100%-ного состава добавл ют химические реактивы D и F (химические элементы или химические соединени , не содержащие элементов А и В), подобранные так, чтобы массовые коэффициенты поглощени  в них/гР 1,0, a/nf 1,0. Массовые доли Со и CF при заданных содержани х СА и Св наход т путем решени  системы уравненийThe background is determined by measuring the intensities from standard samples of the same group with zero content of the corresponding element. To ensure the requirements for the composition of the samples of both groups, chemical reagents D and F (chemical elements or chemical compounds that do not contain elements A and B) are added to each sample, selected so that the mass absorption coefficients in them / rR 1.0, a / nf 1.0. The mass fractions of Co and CF at given contents of SA and C are found by solving a system of equations

КдСА+КвСв+Со+Ср 1,0;(4)CdSA + SvSv + Co + Cf 1.0; (4)

5five

00

5five

00

5five

КЬСЛKSL

ft Aft A

Л к сL to with

J 1 & 6J 1 & 6

PR г JM- +&.PR g JM- + &.

..

ji/rJMK,j0ji / rJMK, j0

D J i FsD J i Fs

где Кд - коэффициент, обратно пропорциональный величине численного значени мас- совой доли элемента А в используемом химическом реактиве;where Kd is the coefficient inversely proportional to the magnitude of the numerical value of the mass fraction of element A in the chemical reagent used;

/ij - массовые коэффициенты поглощени ;ij are the mass absorption coefficients;

РА и рв - индексы, означающие поглощение в реактиве, содержащем элемент А или В.RA and PB - indices, meaning absorption in a reagent containing element A or B.

Обозначим НА Ri/Rix; константой V с индексом, обозначающим элемент, максимальное ожидаемое содержание этого элемента в анализируемых пробах; основным элементом - элемент, дл  которого содержание V превосходит аналогичные значени  дл  всех остальных элементов пробы.Denote by Ri / Rix; the constant V with the index denoting the element, the maximum expected content of this element in the analyzed samples; the main element is an element for which the content of V exceeds the same values for all other elements of the sample.

Аналитические графики стро тс  дл  интервалов (0,100)%, либо дл  интервалов (О, VA)% содержаний элемента А.Analytical plots are plotted for (0.100)% intervals, or for (O, VA)% content of element A.

Графики дл  построени  зависимости (3) стро тс  дл  интервала (0, Cm), где Cm определено следующим образом.The graphs for plotting (3) are plotted for the interval (0, Cm), where Cm is defined as follows.

Система уравнений (4) имеет положительные решени  дл  интервала (О, WB)%The system of equations (4) has positive solutions for the interval (O, WB)%

содержаний элемента В. Поэтому возможны две ситуацииthe contents of element B. Therefore, two situations are possible

1)Л/в VB, тогда Cm - VB;1) L / in VB, then Cm - VB;

2) WB VB, тогда Cm WB, а дл  обеспечени  коррекций во всем интервале содержаний (О, VB) полученную зависимость (3) экстраполируют до значени  RK, соответствующего значению VB.2) WB VB, then Cm WB, and to provide corrections in the whole range of contents (O, VB), the obtained relationship (3) is extrapolated to the RK value corresponding to the VB value.

На чертеже приведена рассматриваема  зависимость (3) дл  случа  анализа сталей . В данном случае основной элемент - железо, VB 100% (RB 5,63). Аналитическа  лини  СгК (наибольший избирательный эффект).The drawing shows the relation (3) under consideration for the case of steel analysis. In this case, the main element is iron, VB 100% (RB 5.63). Analytical line СГК (the greatest selective effect).

Реактивы: окись хрома, железо порошок , сера, борна  кислота.Reagents: chromium oxide, iron powder, sulfur, boric acid.

При Ссг 1% содержание Wpe 80% (Rpe 5,01). На чертеже крестиками нанесены экспериментальные значени  дл  интервала (0; 5,01). Сплошна  крива  - аппроксимаци  эксперимента, точки -экстра- пол ционно установленна  зависимость (3).When Csg 1% content Wpe 80% (Rpe 5.01). In the drawing, the crosses are plotted with experimental values for the interval (0; 5.01). The solid curve is the approximation of the experiment, the points are the extrapolatingly established dependence (3).

Наибольший избирательный эффект наблюдаетс  дл  соседних элементов, дл  которых массовые коэффициенты поглощени The greatest selective effect is observed for neighboring elements, for which the mass absorption coefficients

всегда/гГ1 /гР , а это гарантирует содержание WB 80%, При существенном отличии атомных номеров ZA и ZB - величина НА практически приближаетс  к единице. Следовательно , погрешность экстрапол ции во всех случа х не сказываетс  значимо на результатах анализа.always / rG1 / rR, and this guarantees a WB content of 80%. With a significant difference in the atomic numbers ZA and ZB, the value of HA almost approaches unity. Consequently, the error of extrapolation in all cases does not affect significantly the results of the analysis.

Если химический элемент, названный основным, обозначить N-м, то его содержание CN можно определить по формулеIf the chemical element called the main one is designated Nm, then its content CN can be determined by the formula

N -1N -1

Cj(5) Cj (5)

j 1j 1

Это дает возможность отказатьс  от измерени  интенсивности его аналитической линии в анализируемых пробах. Дл  проб, состо щих из N химических элементов, измер ют интенсивности излучени  N-1 химических элементов,This makes it possible to refuse to measure the intensity of its analytical line in the analyzed samples. For samples consisting of N chemical elements, the emission intensities of N-1 chemical elements are measured,

От образцов третьей группы, не содержащих элементы А и состо щих из основного элемента и одного из определ емых элементов X, содержани  которого измен ютс  от нул  до содержани  Vx, измер ют интенсивности Ri,x - аналитической линии i (фона) и RJ.X - аналитической линии j элемента X и стро т третью градуировочную характеристику - измерение интенсивности аналитической линии i (фона) элемента А как функци  интенсивности аналитической линии j элемента X. Данна  градуировочна  характеристика обеспечивает введение коррекции на изменение фона аналитической линии, обусловленное как наложениемFrom samples of the third group, not containing elements A and consisting of a main element and one of the determined elements X, whose contents vary from zero to Vx, measure the intensities Ri, x - analytical line i (background) and RJ.X - analytical line j of the element X and constructing a third calibration characteristic — measuring the intensity of the analytical line i (background) of the element A as a function of the intensity of the analytical line j of the element X. This calibration characteristic provides an introduction of a correction to the background change of the analyte cal line, due both to the imposition of

характеристического излучени  элемента X, так и вариаци ми химического состава пробы . В качестве примера такую зависимость можно представить формулойcharacteristic radiation of element X and variations in the chemical composition of the sample. As an example, such dependence can be represented by the formula

Ri.x RI.O + 5ц Rjx.(6)Ri.x RI.O + 5ts Rjx. (6)

где RI.O - фон от основного элемента на аналитической линии i;where RI.O is the background from the main element on the analytical line i;

д - параметр аппроксимирующего полинома.d - parameter approximating polynomial.

Аналитическа  зависимость (6) представлена в качестве примера дл  иллюстрации способа. В других случа х зависимость RI.X f(Ri,o; Rj.x) может быть аппроксимирована любой другой аналитической функцией .The analytical relationship (6) is presented as an example to illustrate the method. In other cases, the dependence RI.X f (Ri, o; Rj.x) can be approximated by any other analytical function.

Калибровка по образцам второй группы RI f(Ri,x; RK) открыла возможность использовани  соотношени  (2) дл  каждой из N-1 аналитических линий анализируемой пробы , обеспечива  вычисление Ci по величинеCalibration using samples of the second group RI f (Ri, x; RK) opened up the possibility of using relation (2) for each of the N-1 analytical lines of the analyzed sample, ensuring that Ci is calculated by the value

GI и коэффициенту//Г - массовому коэффициенту ослаблени  излучени  аналитической линии i в анализируемой пробе.GI and coefficient // G is the mass attenuation coefficient of the analytical line i in the analyzed sample.

Дл  определени  коэффициента /и использован закон адекватности ослаблени  рентгеновского излучени To determine the coefficient / and use the law of the adequacy of the attenuation of x-rays

o..Qiicjju ;.o..Qiicjju;

mL . J ш 1 Jj mL. J w 1 jj

..

J4 J4

J ППJ PP

(7)(7)

где N - количество всех-элементов пробы;where N is the number of all sample elements;

//Ini - массовый коэффициент ослаблени  излучени  аналитической линии i (ниж- ний индекс) в атомах только одного элемента j (верхний индекс).// Ini — mass attenuation coefficient of the analytical line i (subscript) in atoms of only one element j (superscript).

Коэффициенты//L -посто нные величины, поэтому отношение этих коэффициентов /л  вл етс  константой. Расчет содержаний выполн етс  по формуле (2) после подстановки в него соотношений (5) и (7). Эта формула (2), расписанна  дл  каждого из N-1 определ емых элементов, позвол етThe coefficients are // L-constant values, therefore the ratio of these coefficients / l is constant. The calculation of the contents is performed according to formula (2) after substituting relations (5) and (7) into it. This formula (2), written for each of the N-1 definable elements, allows

получить систему алгебраических уравненийget a system of algebraic equations

IMIM

/V(w-i)JVo.o, 2 Л);Г-К,/V(w-i)JVo.o, 2 L); GK,

Т - T -

где i 1, 2, 3N-1; С - содержание определ емого элемента, массовые доли, %.where i 1, 2, 3N-1; С is the content of the element being determined, mass fractions,%.

Систему уравнений решают, например, .методом Гаусса.The system of equations is solved, for example, by the Gauss method.

Дл  учета флуктуации режима можноTo account for mode fluctuations, you can

использовать в процессе массового анализа реперные стандартные образцы. В процессе массового анализа проб вычисление содержаний проводитс  в следующем пор дке.Вычисление условного содержани  GI выполн ют по приведенным нижеuse in the process of mass analysis reference standard samples. In the process of mass analysis of samples, the calculation of the contents is carried out in the following order. The calculation of the GI conditional content is performed as shown below

формулам последовательной обработкойи измеренной интенсивности li аналитической линии I, содержащей фоновую составл ющую . Предварительно в интенсивность li ввод т коррекцию на просчеты, вызванные мертвым временем детектора.the formulas for the sequential processing and the measured intensity li of the analytical line I containing the background component. A correction for errors caused by the dead detector time is preliminarily introduced into the intensity li.

Относительна  интенсивность Rix полезного сигнала, не завис ща  от режима работы прибора, вычисл етс  по формуламThe relative intensity Rix of the useful signal, independent of the operating mode of the device, is calculated by the formulas

1ю li - IIN;(9)1st li - IIN; (9)

N N

Rix lioDi+ 2 5ij RJ.X,(10)Rix lioDi + 2 5ij RJ.X, (10)

J 1J 1

нn

где IIN - измеренна  интенсивность, обусловленна  основным элементом;where IIN is the measured intensity due to the main element;

DI - параметр калибровки режима работы прибора, вычисленный по интенсивности от реперных образцов по одному из описанных способов;DI - calibration parameter of the instrument operation mode, calculated from the intensity of the reference samples in one of the described methods;

5ji - то же, что и в формуле (6).5ji is the same as in formula (6).

Коррекции на эффекты избирательного возбуждени  вторичного излучени  и на эффект избирательного поглощени  первичного излучени  ввод т по формулеCorrections for the effects of selective excitation of secondary radiation and the effect of selective absorption of primary radiation are introduced by the formula

Ri (aKRKx2 + bKRKx)+1, (11)Ri (aKRKx2 + bKRKx) +1, (11)

где К - индекс суммировани  по всем элементам , создающим эффекты, остальные обозначени  аналогичны тактовым дл  формулы (3).where K is the summation index over all elements that create effects, the remaining symbols are similar to the clock ones for formula (3).

Коррекци  на фильтрацию первичного излучени  атомами определ емого элемента  вл етс  последним этапом вычислени  условного содержани  GI по формуле (1). После этого решением системы уравнений (8) наход т содержание всех N-1 элементов пробы, а по формуле (5) - содержание N-ro элемента.The correction to the filtering of the primary radiation by the atoms of the element being detected is the last step in calculating the conditional GI content using formula (1). After that, by solving the system of equations (8), the content of all N-1 elements of the sample is found, and by the formula (5) - the content of the N-ro element.

В формулу (11) входит относительна  интенсивность RNX. При первом цикле вычислений полагают ее равной произвольно выбранной величине. После вычислени  содержани  непосредственно определ емых элементов по формуле (5) рассчитывают См, массовый коэффициент ослаблени  излучени  аналитических линий N в пробе и, наконец условное содержание GN по формуле (2). Это позвол ет далее по формуле (1) и (11) найти RNX. Цикл вычислений повтор етс  несколько раз с новыми RNX до достижени  минимума нев зки по См. Практически число циклов не превосходит трех, четырех.The formula (11) includes the relative intensity of RNX. In the first cycle of calculations, it is assumed to be equal to an arbitrarily chosen value. After calculating the content of directly determined elements by the formula (5), Cm is calculated, the mass attenuation coefficient of the analytical lines N in the sample and, finally, the conditional content GN by the formula (2). This further allows us to find RNX using formula (1) and (11). The calculation cycle is repeated several times with the new RNX until the minimum of the trace is reached. See Practically the number of cycles does not exceed three, four.

Параметр DI калибровки режима работы прибора равен обратной величине интенсивности lip от образца, по которому строитс  аналитический график (1), и содержащего 10%-ный элемент А. Этот параметрThe DI parameter for calibrating the instrument's mode of operation is equal to the reciprocal of the lip intensity from the sample that is used to construct the analytical graph (1), and containing 10% element A. This parameter

зависит от тех же переменных, что и коэффициенты , и, кроме того, от состо ни  настройки канала регистрации фотонов и поэтому  вл етс  характеристикой конкретного прибора и в то же врем  независим от химического состава проб и реперных стандартных образцов. На современном оборудовании интенсивность сохран етс  стабильной в пределах статистического раз0 броса данных в течение многих мес цев. Этим и определ етс  периодичность измерени  lip. В большинстве случаев практически получить образцы дл  непосредственного измерени  lip либоdepends on the same variables as the coefficients, and, moreover, on the tuning state of the photon detection channel, and therefore is characteristic of a particular instrument and at the same time independent of the chemical composition of the samples and reference standard samples. With modern equipment, the intensity remains stable within the statistical scatter of the data over many months. This determines the frequency of lip measurement. In most cases, it is practical to obtain samples for directly measuring lip or

5 очень сложно, либо практически невозможно . Поэтому дл  вычислени  параметра предложено использовать аттестованные реперные стандартные образцы с произвольным химическим составом, принадле0 жащие к анализируемому классу веществ. Один реперный стандартный образец может обеспечить определение интенсивности дл  всех аналитических линий. Практически удобнее использовать не5 сколько реперных стандартных образцов с тем, чтобы обеспечить содержание элемента А в диапазоне 5-20%, либо наибольшее ожидаемое содержание элемента А в анализируемых пробах. Дл  выбранных реперных5 is very difficult, or almost impossible. Therefore, to calculate the parameter, it was proposed to use certified reference standards with an arbitrary chemical composition belonging to the class of substances being analyzed. One reference standard sample can provide intensity determination for all analytical lines. It is practically more convenient to use several benchmark reference samples in order to ensure the content of element A in the range of 5-20%, or the highest expected content of element A in the analyzed samples. For selected reference points

0 стандартных образцов по содержанию Ci и по вычисленному массовому коэффициенту ослаблени  излучени  линии I в них рассчитывают условное содержание GI по формуле (2) и далее по формулам (1) и (11) определ ют0 standard samples according to the content of Ci and according to the calculated mass attenuation coefficient of the line I radiation in them calculate the conditional content of GI by the formula (2) and further by the formulas (1) and (11) determine

5 относительную интенсивность RJX. Измерив на приборе интенсивность h от реперного стандартного образца, по формулам (9) и (10) рассчитывают параметр DI. Процесс вычислени  Di предусматривает в алгоритме рас0 чета содержани  по конкретной методике. Таким образом, реперные стандартные образцы служат только дл  прив зки режима работы конкретного прибора.5 relative intensity rjx. By measuring the intensity h from the reference standard sample on the instrument, the parameter DI is calculated using formulas (9) and (10). The calculation process Di envisages the content calculation algorithm using a specific method. Thus, reference standard samples serve only to assign the operating mode of a specific instrument.

Градуировочные характеристики (1), (3),Calibration characteristics (1), (3),

5 (6), (8) не св заны с количественным составом анализируемой пробы и поэтому применимы при произвольных вариаци х от нул  до 100%-ного химического состава пробы. Корректный рассчет массового коэффици0 ента ослаблени  в сочетании с уравнени ми св зи, коэффициенты которых не св заны с химическим составом пробы и режимом работы прибора, обеспечивает определение содержани  всех химических элементов5 (6), (8) are not related to the quantitative composition of the sample being analyzed and therefore are applicable for arbitrary variations from zero to 100% of the chemical composition of the sample. Correct calculation of the mass attenuation coefficient in combination with the equations of communication, the coefficients of which are not related to the chemical composition of the sample and the mode of operation of the device, ensures the determination of the content of all chemical elements

5 пробы в диапазоне содержаний, который может принципиально обеспечить пр мой рентгеноспектральный метод анализа.5 samples in the range of contents that can fundamentally provide a direct X-ray spectral analysis method.

Повышение точности результатов анализа достигаетс  благодар  пр мому расчету массового коэффициента ослаблени Improving the accuracy of the analysis results is achieved by directly calculating the mass attenuation coefficient.

излучени  каждой аналитической линии непосредственно в данной анализируемой пробе, введению коррекций на эффекты избирательного возбуждени  вторичного и из- бирательного поглощени  первичного излучени , фильтрацию первичного излучени  атомами определ емого элемента в соответствии с полным конкретным химическим составом анализируемой пробы , вычислению составл ющей фона и нало- жени  других линий на основе конкретного состава анализируемой пробы.radiation of each analytical line directly in the analyzed sample, introduction of corrections to the effects of selective excitation of the secondary and selective absorption of the primary radiation, filtration of the primary radiation by the atoms of the element being determined in accordance with the full specific chemical composition of the analyzed sample, calculation of the background component and tax other lines based on the specific composition of the sample being analyzed.

Способ опробован на примере анализа сталей. Осуществлен анализ сталей, содержащих N 16 химических элементов, в том числе: молибден, ниобий, цирконий, вольфрам , медь, никель, кобальт, марганец, хром, ванадий, титан, сера, фосфор, кремний, алюминий и основной элемент железо. В эксперименте использован прибор с рент- геновской трубкой из роди  (анод). Напр жение на трубке 50 кВ. Аналитическими лини ми 15 элементов (включа  основной) служит излучение Ка и WLa . В качестве реперных использованы восемь стандарт- ных образов. Дл  каждого элемента приготовили три группы синтетических стандартных образцов и по ним вычислили параметры ai, bi, di, ак, Ьк и д.The method was tested on the example of the analysis of steel. The analysis of steels containing N 16 chemical elements, including: molybdenum, niobium, zirconium, tungsten, copper, nickel, cobalt, manganese, chromium, vanadium, titanium, sulfur, phosphorus, silicon, aluminum, and the basic element iron. In the experiment, a device with a x-ray tube made of rhodium (anode) was used. The voltage on the tube is 50 kV. The analytical lines of 15 elements (including the main one) are Ka and WLa radiation. Eight standard images were used as reference points. Three groups of synthetic reference materials were prepared for each element and the parameters ai, bi, di, ak, bk, and d were calculated from them.

Рассмотрим приготовление образцов дл  марганца. Аналитическа  лини  МпКа . Дл  приготовлени  первой и второй группы синтетических стандартных образцов использованы химические реактивы: двуокись марганца, окись меди, сера и борна  кисло- та.Consider preparing samples for manganese. Analytical line MpKa. For the preparation of the first and second groups of synthetic reference materials, chemical reagents were used: manganese dioxide, copper oxide, sulfur and boric acid.

Перва  группа образцов готовили еле- дующим образом.The first group of samples was prepared in the following way.

При заданном содержании марганца в образце, содержание серы и борной кисло- ты вычисл ли по формуле (4). Количество таких образцов (комплект), необходимых дл  построени  одного аналитического графика (1), выбирали исход  из услови  обеспечени  статистически надежного определени  коэффициентов ai, bi и di. Предлагаемый способ введени  коррекций позвол ет эффективно использовать метод интерпол ции и экстрапол ции данных при определении этих коэффициентов. В ре- зультате чего в 4-6 раз сокращаетс  реально необходимое количество образцов всех трех групп. Это можно проиллюстрировать на данном примере. Первые измерени  были проведены дл  построени  аналитиче- ских графиковМоКа.МпКа и AlKct. Данные по этим трем графикам были нанесены на один график G f(R) и по этим данным были вычислены параметры единой (дл  этих трехFor a given manganese content in the sample, the content of sulfur and boric acid was calculated using formula (4). The number of such samples (set) required to construct one analytical graph (1) was chosen based on the condition of providing a statistically reliable determination of the coefficients ai, bi, and di. The proposed method for introducing corrections makes it possible to effectively use the method of interpolation and extrapolation of data when determining these coefficients. As a result, the actually required number of samples of all three groups is reduced by 4-6 times. This can be illustrated by this example. The first measurements were carried out to build analytical MoKa.MpKa graphs and AlKct. The data on these three graphs were plotted on one graph G f (R) and from these data the parameters were uniform (for these three

графиков) аппроксимирующей кривой и соответствующа  погрешность аппроксимации . Эта погрешность на превосходила погрешности аппроксимации при вычислении параметров кривых, дл  каждой в отдельности аналитической линии. Это дало полное основание дл  всех аналитических линий Ка считать аналитическим графиком единую аппроксимирующую кривую. В данном случае дл  построени  15 аналитических графиков (1) дл  излучени  Кд потребовалось всего три комплекта образцов первой группы, а не 15, и четвертый комплект дл  аналитической линии WLa.graphs) approximating curve and the corresponding approximation error. This error did not exceed the approximation error when calculating the parameters of the curves, for each individual analytical line. This gave a complete basis for all the analytical lines of Ka to be considered as an analytical graph of a single approximating curve. In this case, to construct 15 analytical plots (1), only three sets of samples of the first group, rather than 15, and a fourth set for the WLa analytical line were required for the emission of a CD.

Втора  группа образцов приготовлена следующим образом.The second group of samples prepared as follows.

Дл  заданного содержани  марганца, например Смп 0,20, готовили образцы с различным заданным содержанием меди, при этом содержание серы и борной кислоты вычисл ли по формуле (4). Содержание марганца выбирали иным и затем снова рассчитывали новый набор образцов с разным содержанием меди.For a given manganese content, for example, Cmp 0.20, samples were prepared with different specified copper contents, and the sulfur and boric acid contents were calculated using formula (4). The manganese content was chosen differently and then a new set of samples with different copper contents was calculated again.

Интенсивность характеристического излучени  МпКа от первой и второй группы синтетических стандартных образцов получали вычитанием интенсивности фона, измеренной от этих же образцов, не содержащих марганца, из измеренной на приборе интенсивности линии. Аналогично определ ли интенсивность характеристического излучени  СиКа от второй группы образцов , использу  дл  определени  фона эти же образцы, не содержащие меди.The intensity of the characteristic radiation MpKa from the first and second groups of synthetic standard samples was obtained by subtracting the background intensity, measured from the same manganese-free samples, from the line intensity measured on the instrument. Similarly, the intensity of the characteristic radiation of CuKa from the second group of samples was determined using the same samples that did not contain copper to determine the background.

Дл  расчета отношени  RK использовали дополнительно два синтетических стандартных образца: один содержащий 10% меди, а второй не содержащий меди (дл  измерени  интенсивности фона от первого образца). Эти образцы принадлежат к первой группе синтетических стандартных образцов дл  построени  аналитического графика СиКа.To calculate the RK ratio, an additional two synthetic standard samples were used: one containing 10% copper and the other not containing copper (to measure the background intensity from the first sample). These samples belong to the first group of synthetic reference materials for constructing an analytical graph of CuCa.

При построении функциональной зависимости (3) первоначально были построены два графика дл  элементов типа: В, Си и Со. Нанесенные на один график аппроксимирующие кривые представл ли собой семейство кривых, образованных вращением одной параболы вокруг точки (0,1). Это дало основание полагать, что аналогична  крива  дл  .элемента В - никел  расположена между этими кривыми. Путем интерпол ции были найдены параметры дл  этой зависимости. Таким образом, дл  построени  всех функциональных зависимостей (3) потребовалось около 30 комплектов образцов второй группы.When constructing a functional relationship (3), two graphs were originally constructed for the elements of the type: B, C, and Co. The approximation curves plotted on one graph were a family of curves formed by rotating one parabola around the point (0,1). This gave reason to believe that a similar curve for the element B - nickel is located between these curves. By interpolation, parameters were found for this dependency. Thus, to build all the functional dependencies (3), it took about 30 sets of samples of the second group.

Треть  группа образцов представл ет собой бинарные смеси железа с одним из определ емых элементов. Дл  этих целей использованы порошкообразные материалы .5The third group of samples is binary mixtures of iron with one of the determined elements. Powdered materials have been used for these purposes .5

В целом дл  определени  параметров всей системы потребовалось около трехсот образцов.In general, it took about three hundred samples to determine the parameters of the entire system.

Были проанализированы 51 Государственный стандартный образец (ГСО) сталей 10 на квантометре. При сравнении результатов анализа с аттестованными данными Государственных стандартных образцов установлено , что нет статистически значимой коррел ции между погрешностью результа- 15 тов анализа и химическим составом. Среднее значение из шести параллельных определений и аттестованные данные дл  двух образцов представлены в таблице.51 State Standard Samples (GSO) of steels 10 on a quantometer were analyzed. When comparing the results of the analysis with the certified data of the State Standard Samples, it was established that there is no statistically significant correlation between the error of the results of the analysis and the chemical composition. The average value of the six parallel determinations and the certified data for the two samples are presented in the table.

Claims (1)

Формулаизобретени 20Formula 20 Способ рентгенофлуоресцентного анализа многокомпонентного образца, содержащего N определ емых элементов, включающий облучение исследуемого и калибровочных образцов рентгеновским излу- 25 чением, определение в спектрах вторичного излучени  исследуемого образца интенсив- ностей аналитических линий N + 1 определ емых элементов, определение интенсивностей характеристического излу- 30 чени  элементов в спектрах вторичного из- лучени  калибровочных образцов и нахождение концентраций N определ емых элементов, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности анализа, в каче- 35 стве калибровочных готов т по три группы образцов дл  каждого определ емого элеи второй групп массовый коэффициент лаблени  характеристического излуче соответствующего аналитической ли элемента А, равен тактовому в элемент при этом в образцах первой группы со жание элемента А измен етс  в интер от 0 до 100% и отсутствуют элементы, ха теристическое излучение которых воз дает аналитическую линию элемент образцы второй группы содержат пост ное количество элемента А, а содерж элемента В, характеристическое излуч которого возбуждает излучение аналит ской линии элемента А, измен етс  в ни нул  до удовлетвор ющего указанном ловию, налагаемому на значени  коэфф ентов поглощени , максимальн значени  из диапазона ожидаемых со жаний элемента В в анализируемых про образцы третьей группы не содержат мента А и состо т из элемента С, в каче которого выбирают элемент с максим ным ожидаемым содержанием в анализ емой пробе, и одного из определ е элементов X, содержание которого изм етс  от нул  до максимального ожидае содержани  этого элемента в анализи мой пробе, в процессе измерений опред ют интенсивность аналитической ли элемента А в спектрах вторичного изл ни  образцов первой группы, интенси сти аналитических линий элементов А и спектрах вторичного излучени  обра второй группы, интенсивности анали ских линий элементов С и X в спектрах ричного излучени  образцов тре группы, а о составе образца суд т по совокупности полученных данных.X-ray fluorescence analysis method for a multicomponent sample containing N detectable elements, including irradiating the test and calibration samples with x-rays, determining in the secondary radiation spectra of the test sample the intensities of the analytical lines of N + 1 detectable elements, determining the intensities of the characteristic radiation elements in the secondary radiation spectra of calibration samples and the determination of the concentrations N of the elements being determined, characterized in that To improve the accuracy of analysis, as a calibration, three groups of samples are prepared for each definable elei of the second group; the mass coefficient of fading of the characteristic radiation of the corresponding analytical element A is equal to the clock element in the element; in samples of the first group, the element A changes in the inter from 0 to 100% and there are no elements, the characteristic radiation of which produces an analytical line element; samples of the second group contain a fixed amount of element A, and contain element B, which is characteristic The emittance of which excites the emission of the analytic line of element A changes to zero to satisfy the specified condition imposed on the values of the absorption coefficients, the maximum values from the range of expected contents of element B in the analyzed samples of the third group do not contain ment A and m from element C, in the quality of which one selects the element with the maximum expected content in the analyzed sample, and one of the defined element X, whose content varies from zero to the maximum expected content of this element in ana in the test, in the process of measurements, the intensity of the analytical element A in the spectra of the secondary radiation of the samples of the first group, the intensity of the analytical lines of the elements A and the spectra of the secondary radiation of the second group, the intensities of the analytical lines of the elements C and X in the spectra of the samples are determined three groups, and on the composition of the sample judged by the totality of the data. мента А таких, что во всех образцах первойment A such that in all samples of the first Результаты рентгеноспектрального анализа ( верхн   строчка ) и аттестованные данные ГСО ( нижн   строчка )Results of X-ray analysis (top line) and certified GSO data (bottom line) и второй групп массовый коэффициент ослаблени  характеристического излучени , соответствующего аналитической линии элемента А, равен тактовому в элементе А, при этом в образцах первой группы содержание элемента А измен етс  в интервале от 0 до 100% и отсутствуют элементы, характеристическое излучение которых возбуждает аналитическую линию элемента А, образцы второй группы содержат посто нное количество элемента А, а содержание элемента В, характеристическое излучение которого возбуждает излучение аналитической линии элемента А, измен етс  в них от нул  до удовлетвор ющего указанному условию , налагаемому на значени  коэффициентов поглощени , максимального значени  из диапазона ожидаемых содержаний элемента В в анализируемых пробах, образцы третьей группы не содержат элемента А и состо т из элемента С, в качестве которого выбирают элемент с максимальным ожидаемым содержанием в анализируемой пробе, и одного из определ емых элементов X, содержание которого измен етс  от нул  до максимального ожидаемого содержани  этого элемента в анализируемой пробе, в процессе измерений определ ют интенсивность аналитической линии элемента А в спектрах вторичного излучени  образцов первой группы, интенсивности аналитических линий элементов А и В в спектрах вторичного излучени  образцов второй группы, интенсивности аналитических линий элементов С и X в спектрах вторичного излучени  образцов третьей группы, а о составе образца суд т по всей совокупности полученных данных.and the second group, the mass attenuation coefficient of the characteristic radiation corresponding to the analytical line of element A is equal to the clock one in element A, while in the samples of the first group the content of element A varies from 0 to 100% and there are no elements whose characteristic radiation excites the analytical line of element A, samples of the second group contain a constant amount of element A, and the content of element B, the characteristic radiation of which excites the radiation of the analytical line of element A, is measured In them, from zero to satisfying the specified condition imposed on the values of the absorption coefficients, the maximum value from the range of expected contents of element B in the analyzed samples, the samples of the third group do not contain element A and consist of element C, which is chosen as element C the maximum expected content in the analyzed sample, and one of the determined elements X, whose content varies from zero to the maximum expected content of this element in the analyzed sample, in the process measurements determine the intensity of the analytical line of element A in the spectra of secondary radiation of samples of the first group, the intensity of analytical lines of elements A and B in the spectra of secondary radiation of samples of the second group, the intensity of the analytical lines of elements C and X in the spectra of secondary radiation of samples of the third group, and on the sample composition judge t on the totality of the data. ориентировочные (неаттестованные) данные ГСОapproximate (uncertified) GSO data
SU894770741A 1989-10-09 1989-10-09 X-ray fluorescent analysis of multicomponent sample containing n elements to be determined SU1691724A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894770741A SU1691724A1 (en) 1989-10-09 1989-10-09 X-ray fluorescent analysis of multicomponent sample containing n elements to be determined

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894770741A SU1691724A1 (en) 1989-10-09 1989-10-09 X-ray fluorescent analysis of multicomponent sample containing n elements to be determined

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1691724A1 true SU1691724A1 (en) 1991-11-15

Family

ID=21485462

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894770741A SU1691724A1 (en) 1989-10-09 1989-10-09 X-ray fluorescent analysis of multicomponent sample containing n elements to be determined

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1691724A1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4303878A1 (en) * 1993-02-10 1994-09-01 Amtec Analysenmestechnik Gmbh Method for layer analysis according to the X-ray fluorescence method taking into account different base materials and layer materials
CN1037713C (en) * 1993-09-13 1998-03-11 中国石化大庆石油化工总厂 Gold ornaments X-ray fluorescent detecting method
CN1038874C (en) * 1994-04-12 1998-06-24 中国科学院上海原子核研究所 Microarea X-ray fluorescent golden ornaments analytical device
RU2473074C2 (en) * 2007-10-31 2013-01-20 Петролео Бразилейро С.А.-Петробрас Method of determining content of light elements in steel and alloys
RU2580334C1 (en) * 2014-09-17 2016-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" Method for determination of heavy metals in technical carbon
RU2594638C1 (en) * 2015-02-04 2016-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный университет" Method for x-ray fluorescent analysis of samples with undefined filler components

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Плотников Р.И. и др. Флуоресцентный рентгенорадиометрический анализ. М.: Ато- миздат, 1973, с. 106-155. Авторское свидетельство СССР № 934331,кл. G 01 N 23/223, 1980. *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4303878A1 (en) * 1993-02-10 1994-09-01 Amtec Analysenmestechnik Gmbh Method for layer analysis according to the X-ray fluorescence method taking into account different base materials and layer materials
CN1037713C (en) * 1993-09-13 1998-03-11 中国石化大庆石油化工总厂 Gold ornaments X-ray fluorescent detecting method
CN1038874C (en) * 1994-04-12 1998-06-24 中国科学院上海原子核研究所 Microarea X-ray fluorescent golden ornaments analytical device
RU2473074C2 (en) * 2007-10-31 2013-01-20 Петролео Бразилейро С.А.-Петробрас Method of determining content of light elements in steel and alloys
RU2580334C1 (en) * 2014-09-17 2016-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" Method for determination of heavy metals in technical carbon
RU2594638C1 (en) * 2015-02-04 2016-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный университет" Method for x-ray fluorescent analysis of samples with undefined filler components

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Criss et al. Versatile X-ray analysis program combining fundamental parameters and empirical coefficients
Wang et al. Calibration transfer and measurement stability of near-infrared spectrometers
Kisner et al. Multiple analytical frequencies and standards for the least-squares spectrometric analysis of serum lipids
Omote et al. X-ray fluorescence analysis utilizing the fundamental parameter method for the determination of the elemental composition in plant samples
Lemberge et al. Quantitative analysis of 16–17th century archaeological glass vessels using PLS regression of EPXMA and µ‐XRF data
SU1691724A1 (en) X-ray fluorescent analysis of multicomponent sample containing n elements to be determined
Nørgaard A multivariate chemometric approach to fluorescence spectroscopy
Bougault et al. X‐ray spectrometric analysis of trace elements in rocks. Correction for instrumental interferences
Hulanicki Absolute methods in analytical chemistry (Technical Report)
US4016419A (en) Non-dispersive X-ray fluorescence analyzer
Wang et al. X-ray fluorescence calibration with partial least-squares
Adams et al. Quantitative X-ray fluorescence analysis of geological materials using partial least-squares regression
Pazdur et al. Comparison of the radiocarbon dating methods used in the Gliwice Radiocarbon Laboratory
JPH063264A (en) Method for forming calibration curve in near infrared analysis
Samson et al. The vibrational energy levels and dissociation energy of O+ 2 (X 2Π g)
RU2240543C2 (en) Method for x-ray fluorescent analysis of elemental composition of substance
Drake et al. Quantitative analysis
Jenkins A review of empirical influence coefficient methods in X-ray spectrometry
Bilbrey et al. Comparison of fundamental parameters programs for quantitative X‐ray fluoréscence spectrometry
Wolters et al. Criterion for quantifying the reliability of analytical results in method development and evaluation
Caldwell A practical method for the accurate analysis of high alloy steels by X‐ray emission
Barnett Spectrographic analysis for selected minor elements in Pierre Shale
O'Connell Titration of nonionic surfactants with potassium tetrakis (4-chlorophenyl) borate
Stankiewicz et al. An estimation of selected methods for the correction of interelement effects in X‐ray fluorescence analysis
RU2133957C1 (en) Process of multielement x-ray/radiometric analysis in thin layers