Н.Ф. Лосев, А.Н. Смагунова - Основы рентеноспектрального флуоресцентного анализа, страница 15

Большое распространение на отечественных горио-металлур- гических предприятиях получил бескристальный спектрометр типа «Минерал». Прибор позволяет определить элементы от Т! до Нд. Источником возбуждения служит изотоп иаТт, Масса прибора около 60 кг. Отечественная промышленность выпускает серию бескри-; стальных анализаторов типа БАРС, в которых для возбуждения флуоресценции используют маломощные рентгеновские трубки., Анализатор БАРС-1 позволяет определятьэлементы от Мд до ().

' Для возбуждения используют рентгеновскую трубку БХ-1. Мас- ,' са аппарата 282 кг, потребляемая мощность !20 Вт. Анализатор ' Вч БАРС-2 позволяет определять элементы от Т1 до Сэ по К-серий и Нп — О по Е-серии. Конструктивно прибор оформлен в виде двух основных блоков: блок питания и выносной датчик. Последний включает рентгеновскую трубку, фильтры с механизмом для их смены, трансформатор накала катода рентгеновской трубки, умножитель анодного напряжения, детектор и предусилитель. Выносной датчик (массой 4 кг) устанавливают на приставке. Общая масса прибора около 25 кг.

Порог обнаружения цинка — 0,01 в/р, меди — 0,04 ~$, свинца — 0,3 /ю молибдена— 0,04%. Для автоматизации управления процессами приготовления сырьевых смесей цементного производства созданы анализаторы БАРС-4 и БАРС-5. Назначение прибора БАРС-4 — определение Ре и Са в жидком шламе с помощью автоматического пробопод* готовительиого устройства. В спектрометрнческое устройство аппарата входит рентгеновская трубка БХ-3 и пропорциональ« ный счетчик СРПО-!00 с предусилителем.

Спектрометрическое устройство заключено в герметичный стальной корпус со съемным окном из бериллия толщиной 0,1 мм. Результаты измерений регистриру|отся с помощью стойки ССД, которая позволяет выводить данные на ленту самописца и цнфропечатающего устройства. В упрощенном варианте конструкции анализатора предусмотрено использование для этой цели прибора ПР-14М.

БАРС-5 имеет в спектрометрическом устройстве две автономные системы. Одна из них полностью аналогична спектрометрнческому устройству аппарата БАРС-4 и предназначена для определения Ре и Са. Вторая, предназначенная для анализа Ы и А!, состоит из рентгеновской трубки БХ-2 и двух детекторов, созданных на базе проточных пропорциональных счетчиков СРПП-22М. Для возбуждения Ре и Са оптимальной является рентгеновская трубка с Сц-анодом, для Ы и А! — трубка с Ад-анодом. Стабильность работы за короткий промежуток времени характеризуется относительным стандартным отклонением з, = 0,4«/ю Бескристальные приборы компактны, удобны в обращении, дешевы, но чувствительность их в десять и более раз ниже чув. ствительностн кристальных спектрометров. Разрешающая способность их тоже значительно ниже.

Для разрешения линий, имеющих близкие длины волн, используют фильтры Росса, принцип действия которых основан на избирательном поглощении его атомами излучения одной из линий. Отмеченные недостатки бескристальной аппаратуры существенно устраняются прн использовании для регистрации интенсивности полупроводниковых детекторов (ППД) [!3, с. 60, 84). 2 $.7. Зарубежные приборы Всеволновый автоматический рентгеновский спектрометр «Флуропринт», выпускаемый фирмой «Хпльгер» (Англия), позволяет определять элементы от 5!а до 1/. Спектрометр имеет за«. 29 65 один сканирующий канал, работающий по методу Соллера, ко. тарый снабжен тремя кристаллами-анализаторами: 1.!Р, Е1)1зТ и АПР. Смена кристаллов осуществляется автоматически в зависимости от определяемого элемента.

В спектрометре применен сцинтнлляционный детектор для анализа в коротковолновой области спектра, проточный пропорциональный детектор — в длинноволновой. По программе автоматически измеряются интенсивности линий всех заданных элементов, при этом автоматически выбираются кристалл-анализатор, детектор и коллнматор. Спектрометр «Флуровак» этой же фирмы является полуавтоматической моделью спектрометра «Флуропринт».

Своеобразный всеволновый рентгеновский флуоресцентный спектрометр»'КА-2 выпускает предприятие «Карл Цейс» Иена в ГДР. Прибор имеет два сканирующих канала, которые позволяют определять элементы от Мд до Ц. В каждом канале спектрометра имеется рентгеновская трубка, держатель образцов, кристалл-анализатор и детектор; для обоих каналов общим является только питание рентгеновской трубки. Прибор автоматический, снабжен магазином образцов, позволяющим анализировать без нарушения вакуума 5 проб. Для разложения рентгеновского излучения в спектр используют три типа кристаллов: АВР— для определения элементов от Мц до Я, ЕРРТ от А! до Са и 1-!Р— для определения элементов с Л ) 19, Регистрация рентгеновского излучения осуществляется проточным пропорциональным счетчиком в длпнноволновой области спектра и сцинтилляцнонным счетчиком — в коротковолновой области спектра.

Серию рентгеноспектральных приборов выпускает фирма «Филипс» (США). Автоматический одноканальный спектрометр «Филипс» Р%-1212 позволяет определять концентрации элементов от Р до 13. По своим аналитическим возможностям этот спектрометр аналогичен спектрометру «Флуропринт», но обладает более высокой надежностью и чувствительностью. Спектро метр «Филипс» Р%-1220 является полуавтоматическим вариантом спектрометра «Филипс» Р%-1212 Квантометр' АЙ!. типа 72000 фирмы АК1.

имеет максимальное число каналов, равное 24, которые могут быть установлены по желанию заказчика для определения любых элементов в интервале Р— Ц. Фирма выпускает также модификации этого прибора, имеющие меньшее число каналов. На некоторых приборах часть стационарно закрепленных каналов убирается и на их место устанавливается один сканирующий канал. Прибор обладает исключительной стабильностью за шестичасовой рабочий день нестабильность измеряемой интенсивности хапактеризуется относительной ошибкой 0,37с. Это достигается использованием в электронных системах кондиционеров, поддерживающих постоянный температурный режим.

Чувствительность яь квантометра АЙЬ примерно на порядок выше, чем чувствительность других приборов такого же назначения. Рентгеновская трубка в квантометре АИ. облучает образец снизу, что удобно для анализа растворов. Прибор снабжен набором кристаллов-анализаторов Ь!Р, 3!О, Ое, ЕЭЭТ, АРР, КАР. Используют методы разложения в спектр по схеме Соллера и с помощью изогнутых кристаллов. Каналы, работающие по схеме Соллера, имеют набор коллиматоров с различным расстоянием между пластинками. В приборе предусмотрено четыре типа держателей образцов: !) контейнер для образцов изменяющегося размера, в контейнере имеются диафрагмы, позволяющие устанавливать нужный размер для образца; 2) держатель образца, обеспечивающий возможность проводить обтюрацию по образцу; 3) автоматический держатель образца с магазином на 7 проб; 4) автоматический держатель образца с конвейером для перемещения и подачи в спектрометр большого числа образцов; к конвейеру прилагается стенд для приготовления излучателей.

Кваитометр «Симултикс-1П» фирмы «Рнгаку Денки» (Япония) по своим рабочим параметрам подобен квантометрам фирмы АВЬ. На квантометре «Симултикс-П1» также может быть максимально установлено 24 канала для определения элементов Р— 1). По желанию заказчика число каналов может быть уменьшено. Кроме жестко закрепленных каналов на приборе может быть установлен сканирующий канал.

Используемые рентгеновские трубки могут быть снабжены%, В)з, Сп и Ац-анодами. Питание рентгеновской трубки осуществляется от высокостабилизированного источника: нестабильность по току и напряжению характеризуется относвтельным стандартным отклонением з, =0,03%. Максимальное напряжение 75 кВ, максимальная сила анодного тока !00 мА. На приборе устанавливают спектрометрические устройства четырех типов: !) воздушный гоннометр для определения элементов от Т! до 1); 2) вакуумный гониометр для определения элементов от Г до Ге; 3) воздушный сканирующий гониометр— для последовательного определения элементов от Т! до 4) вакуумный сканирующий гониометр для последовательного определения элементов от Г до Ре.

Во всех типах спектрометрических гониометров применяют разложение рентгеновского излучения в спектр по схеме Соллера, при этом используют кристаллы-анализаторы: Ь!Р (200), Ь!Р (220), ЕЗДИТ, РЕТ, АОР, Ое, НаС1, КАР, ВАР, ЬМР, ЬБР и др. Для регистрации рентгеновского излучения используют отпаянные пропорциональные счетчики с ксеноновым и аргоновым наполнителями, сцинтилляционные счетчики и проточные пропорциональные' счетчики. Окна последних выполнены из очень тонкого органического материала и имеют специальные электрические устройства для очистки. Квантометр имеет два типа загрузочных устройств: револьверный механизм и ременно-конвейерный механизм.

Кратковременная аппаратурная погрешность прибора характеризуется относительным стандартным отклонением 0,1 — 0,5% в зависимости от канала. Предел обнаружения концентрации элементов изменяется от 5 1О-з до 1 1О-'% в зависимости от определяемого элемента и химического состава анализируемого материала. Квантометр соединен с компьютером типа «Факом», который контролирует работу прибора и вычисляет концентрацию по измеренной интенсивности. При этом для учета влияния химического состава на интенсивность линии при расчете концентрации можно использовать уравнение регрессии.

Рентгеновский многоканальный анализатор ТЕРА 6100 фирмы «Ортек» (США) для выделения и регистрации интенсивности аналитической линии использует полупроводниковый детектор 51(1,!) в сочетании с 6200-канальным амплитудным анализатором. Прибор позволяет определять элементы Ха — 13 в твердых, порошкообразных и жидких образцах. Возбуждение флуоресценции осуществляется с помощью первичного рентгеновского излучения рентгеновской трубки, имеющей два анода — вольфрамовый и молибденовый. Спектральный состав первичного излучения выбирается с помощью переключателя, выведенного на панель прибора.