Устройство для определения содержания олова

Устройство для определения содержания олова

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ИЗОБРЕТЕНИЕ ОТНОСИТСЯ К УСТРОЙСТВАМ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ С ПОМОЩЬЮ ЭФФЕКТА МЕССБАУЭРА И МОЖЕТ БЫТЬ ИСПОЛЬЗОВАНО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОЛОВА В РУДАХ. ЦЕЛЬЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЯВЛЯЕТСЯ ПОВЫШЕНИЕ ПОРОГОВОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ ЗА СЧЕТ ИСКЛЮЧЕНИЯ ВЛИЯНИЯ ВАРИАЦИЙ РЕЛЕЕВСКОГО ФОНА НА РЕЗУЛЬТАТ ИЗМЕРЕНИЯ. ИЗМЕРЕНИЕ РАССЕЯННОГО ПРОБОЙ 4 ИЗЛУЧЕНИЯ ПРОВОДИТСЯ ПРИ ДВУХ РАЗЛИЧНЫХ РАССТОЯНИЯХ МЕЖДУ ПРОБОЙ И ДЕТЕКТОРОМ 5, ЧТО СООТВЕТСТВУЕТ РАЗЛИЧНЫМ СРЕДНИМ УГЛАМ РАССЕЯНИЯ ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ В ОБЕИХ ГЕОМЕТРИЯХ ИЗМЕРЕНИЙ. В УСТРОЙСТВЕ НАКОПЛЕНИЯ 7 ПРОИЗВОДИТСЯ ВЫЧИСЛЕНИЕ ВЕЛИЧИН РЕЗОНАНСНЫХ ЭФФЕКТОВ &epsi;<SB POS="POST">2</SB> И &epsi;<SB POS="POST">2</SB> В ОБЕИХ ГЕОМЕТРИЯХ ИЗМЕРЕНИЯ. КОНЦЕНТРАЦИЯ ОЛОВА С ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ ПО ФОРМУЛЕ C=(&epsi;<SB POS="POST">1</SB>-Г&epsi;<SB POS="POST">2</SB>)/(K-ГК<SB POS="POST">1</SB>), ГДЕ Г, K И K<SB POS="POST">1</SB> -КАЛИБРОВОЧНЫЕ ПАРАМЕТРЫ. 1 ИЛ.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„) 518748 (51) 4 G 01 N 24/00 ".:1193НАЯ

Ц . 1,-... й.в4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4377025/31-25 (22) 10.02.88 (46) 30.10.89. Бюл, М 40 (7 1) Белорусский государственный университет им. В.И. Ленина (72) А.Л. Холмецкий, О.В. Иисевич, В.Н. Линев и Н.М. Абрамчук (53) 539.172 ° 3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 750366, кл . G 01 М 24/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 231031, кл. С 01 N 24/00, 1969. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ОЛОВА (57) Изобретение относится к устройствам определения содержания химических элементов с помощью эффекта

Мессбауэра и может быть использовано

2 для определения олова в рудах. Целью изобретения является повышение пороговой чувствительности измерений за счет исключения влияния вариаций релеевского фона на результат измерения. Измерение рассеянного пробой 4 излучения проводится при двух различных расстояниях между пробой и детектором 5, что соответствует различньак средним углам рассеяния гамма-излучения в обеих геометриях измерений. В устройстве накопления 7 производится вычисление величин резонансных эффектов Я, и Я в обеих геометриях измерения. Концентрация олова С оггределяется по формуле С = (t- ГE2)/

/(k — I 1, ), rpe r, k и k, — калибровочные параметры. 1 ил.

1518748

И.1обретение относится к устройствам для оггределения содержания хпм11ческих элементов с помощью эффекта

Мессбауэра и может быть использовано для определения олова в рудах.

Полью пзобретевия является повьнцение пороговой чувствительности измерений за счет исключения влияния вариаций релеевского фона на результат измерения.

Па чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник 1 резонансного излучения, механически соединенный с пьезоэлектрическим модуляторо."1 2, генератор 3 переменногo напрлже11ия, держатель 4 пробы, послегГоватезгы1о соеJIIIIIQIIIII II детектор

5, блок ус11ленггя и амплитудной селек- 2р ции БАУС 6, блок 7 накопления, таймер

8, триггер 9, узел 10 для переме 1ения держателя образца, формироь» ель

11 коротких импульсов и элемент ИЛИ

12, при lelI выход генератора 3 соединен с входом пьезоэлектрического мг— дупятора 2, выход таймера 8 соединен с вторым входом блока 7 накопления и управляющим «ходом генератора 3, в-,прой выход таймера 8 сс едипен с входом триггера 9, выход триггера 9 соединен 3 с управляю11гим входом устройства 10 перемещения, с входом формирователя

11 коротких импульсов и с третьим входом блока 7 накопле11и, держатель

4 образца механически соединен с уз- 35 лом 1О перемещения, выход формирователя коротких импульсов соединен с псрвьп1 входом элемента ИЛИ 12, выход элемента ИЛИ 12 соединен с управляющим входом триггера 8 и четвертым 40 входом узла 7 накопления, шина clll Inла Пуск соединена с вторым входом элемента ИЛИ 12 и установочным входом триггера 9 ° устройство работает следующ11м oé- 45 разом.

При малом содержании олова в пробе (именно этот случай следует рассматривать при анализе пороговой чувствительности), зависимость E (с) 5С имеет лггнейный характер гце k — коэффициент, определяю;цгш крутиэ11у зависимости, 1 - член, сываю111п1 вклад релеевског0 расс ея1 и 1 .. еоэфф11г;111 o I 11 определяется гл;1в 1111"1 образом параметрами источника и детектора и слабо зависит от вегцестrIeII1IoI о состава проб. В то же время параметр г су1цественно зависит от вещественног.о состава ггроб и эта зависимость начинает играть особенно заметную роль, когда измеряются малые концентрации С ° В частности, формальная статистическая погрешность измерения концентрации йС при использовании резонансного детектора может составлять -0,001ь, однако вариации 1 при изменении вещественного состава проб могут снижать пороговую чувствительность до величины - 0,01 .

Н общем случае, численные значения коэффициентов 1с и зависят от параметров геометрии измерения, а именно от среднего угла рассеяния О.

Можно формально записать = kC+ у (1) (при среднем угле рассеяния 0) и (2) Г,= k,Ñ +.y, (при среднем угле рассеяния В,). Введем величину Г = ) /у,. Сечение релеевского рассеяния может быть представлено в виде произведения двух сомножителей, один из которых зависит от вещественного состава рассеивающей среды, а второй множитель — от углов рассеяния ° Поэтому в отношении

) 1 — множитель зависящий от вещестЭ венного состава проб, сокращается и параметр Г не зависит от вещественного состава пробы. С учетом введенного параметра Г решение системы

I уравнений (1) и (2) имеет вид

Е -Г, С

k — Г„„ (3) Полученная формула устанавливает связь между концентрацией С и измеряемыми значениями Е, р, Поскольку она не содержит членов, зависящих от релеевского фо«а, вариации последнего не влияют на величину определяемой концентрации.

В устройстве проводится измерение величины резонансного эффекта при д11ух различных расстояниях Ь и Ь„ между детектором S и держателем 4 пробы, что обуславливает различие

15 !8748

N (о1 ь1() Ь1

N((1

Устройство для определения содержания олова, содержащее источник резонансного излучения, укрепленный на пьезоэлектрическом модуляторе, держатель пробы, генератор переменного напряжения, последовательно соединенные детектор, блок усиления и амплитудной селекции и блок накопления, причем выход генератора соединен с входом пьезоэлектрического модулятора, средних углов рассеяния в обоих геометриях измерений. Первоначально держатель пробы расположен на расстоянии h от детектора. Этой геометрии соответствует среднее значение угла

5 рассеяния 6 ° Сигнал Пуск" устанавливает триггер 9 в состояние "О" и через элемент ИЛИ 12 устанавливает готовность устройства 7 накопления и переводит таймер 8 в состояние "1", Г!од действием "1" на выходе таймера 8, генератор 3 вырабатывает переменное напряжение, поступающее на вход пьезомодулятора 2. При этом источник 1 из- 15 лучения приводится в движение и детектор 5 регистрирует нерезонансный фон от пробы. Импульсы с выхо(а петектора 5 через Г1УЛС 6, выделе,iï,ñãо линию мессбауэровского перехода из 20 спектра излучения источника 1, посту— пает в устройство 7 накопления. Б течение времени Т, определяемом таймером 8, в устройстве 7 накопления регистрируется число импульсов фола 25

N l,(! в первой ячейке памяти, адрес которой задается комбинацией логических состояний триггера 9 и таймера 8 ("О" триггера 9 и "1" таймера 8) . По завершении времени Т таймер 8 переводится в состояние "О . При этом на выходе генератора 3 устанавливается нулевое вапряжение и движение источни— ка 1 прекращается. Детектор 5 регистрирует суммарную интенсивность гаммарезонансного рассеяния с т пробы и 35 нереэонансного фона. По истечении времени Т, во второй ячейке памяти устройства 7 накопленил„ адрес котоа I> рой задается логической комбинацией (!, "О" (с выходов триггера 9 и таймера

8), будет зарегистрировано N „(О) импульсов. В этот момент ремени на служебном выходе таймера формируется импульс, переводящий триггер 9 в сосгна у ус рой 45 ство 10 геремещения образца поднимает держатель 4 до расстояния между держателем и детектором 5 hy,Одновременно формирователь 11 коротких импульсов с некоторой внутренней за50 держкой (равной вермени неремещения пробы) вырабатывает короткий сигнал, который через элемент !(ЛИ 12 снова устанавливает таймер 8 в состояние 1 . Опять начинается у(ннжение источника 1 и в третьей л азейке памяти (соответствующей ло. и « ской комбинации 1, 1 выходнкгк t ëãíëëîí триггера 9 и таймера 8), регистрируется величина N (! Через время Т тайь1 мер 8 переводится в состояние "О", движение источника 1 прекращается и в течение времени Т в четвертой ячейке памяти (соответствующей логической комбинации сигналов Триггера

9 и таймера 8 "1", "О"), регистрируется величина И1,,(0). По окончании времени Т таймер 8 по служебному выходу вырабатывает сигнал, устанавливающий триггер 9 в состояние "О" °

При этом держатель 4 опять возвращается в положение, соответствующее расстоянию до детектора ° Однако на логическом перепаде "1" — "О" срабатывания формирователя 1 не происходит н вся система остается в таком положении до прихода следующего сигнала "Пуск". В устройстве 7 накопления производится вычисление величин резонансного эффекта и определение концентрации олова С по формуле

Параметры 1, k, и г хранятся в памяти устройства накопления, а их измерение производится при калибровке устройства.

Преимуществом предлагаемого устройства по сравнению с известным следует отнести повышение пороговой чувствительности измерения концентрации олова за счет исключения зависимости результата измерения от вещественного состава проб.

Формула и з о б р е т е н и я

1518748

Составитель В. Филиппов

Редактор Ю. Середа Техред Л.Сердюкова Корректор М. Мексимишинец

Заказ 6601/49 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

11303 5, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Проиэводственд †издательск комбинат "Патент", г.ужгород, ул . Гагарина, 101 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения пороговой чувствительности измерений эа счет исключения влияния вариаций релеевского фона на результат измерения, в него дополни5 тельно введены узел для перемещения держателя образца, таймер, триггер, формирователь коротких импульсов и элемент ИЛИ причем узел для перемеУ 10 щения держателя образца механически соединен с держателем, первый выход таймера соединен с входом управления генератора переменного напряжения и вторым входом блока накопления, второй выход таймера соединен с входом триггера, выход триггера соединен с управляющим входом узла перемещения, М а также с третьим входом блока накопления и входом формирователя коротких импульсов, выход формирователя коротких импульсов соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход элемента ИЛИ соединен с шиной сигнала

"Пуск", выход элемента ИЛИ соединен с управляющим входом таймера и четвертым входом блока накопления, установочный вход триггера соединен с шиной сигнала "Пуск".