Флуоресцентный рентгеновский спектрометр

Флуоресцентный рентгеновский спектрометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е < >873074

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 26.12.79 (21) 2859395/18-25 с присоединением заявки М (23) П риоритет (5! )М. К.я.

G 01 N 23/223 Ьеударетеаииый кеиитвт

СССР ю делам изебретеиий и атиритий

Опубликовано 15 1081 Бюллетень № 38

Дата опубликования описания 15.10.81 (53) УДК 621.386 (088.8) "й» М»

Б. С. Верман, И. П. Жижин, Г. М. Николаенко и P. $ Плотников . (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ФЛУОРЕСЦЕНТНЫЙ РЕНТГЕНОВСКИЙ CIIEKTFOMETP

Изобретение относится к рентгеноспектраль- ным приборам.

Известен флуоресцентный рентгеновский спектрометр, содержащий блок возбуждения, включающий высоковольтный источник пить ния и источник ренттеновского излучений, и блок регистрации. Оптимизация условий возбуждения достигается использованием в спектрометре

О источника юлучення с дискретным сйектром генерируемых частот, например, рентгеновской трубки со сменными анодами, и системы мо1О нохроматическнх фильтров (11.

Недостатком устройства является невысокая эффективность анализа элементов с атомными номерами менее 20.

Известен также флуоресцентный рентгеновский спектрометр, содержащий высоковольтный источник питания с регулируемым напряжением, рентгеновскую трубку "прострельного" типа, снабженную средствами перемещения электронного пучка относительно поверхности анодного покрытия, средства вьщеления аналитической линии, датчик длины волны выделяемой линии и устройства регистрации выделенно2

ro флуоресцентного излучения. Для возбуждения флуоресценции средних и тяжелых элемейтов используется рентгеновская трубка с лятыо сменными анодами, для возбуждения легких элементов — трубка с одним анодом (21.

Недостатками устройства являются громоздкость конструкции, так как снектрометр состоит фактически ю двух устройств для анализа, соответственно, легких, средних, тяжелых элементов, и трудность перехода or анализа одного элемента к анализу другого элемента с сохранением оптимальных условий возбуждения, таккак оператор должен при этом поменять анод трубки, монохроматиэирующий фильтр и юменить высокое напряжение.

Цель изобретении — упрощение конструкции спектрометра и обеспечение воэможности проведения измерений в автоматическом режиме при оптимальных условиях возбуждения флуоресценцин.

Поставленная цель достигается тем,что в флуоресцентном рентгеновском снектрометре, содержащем высоковольтный источник питания с регулируемым напряжением, подсоединенный

3 87307

1 к рентгеновской трубке с анодом "прострельного" типа, снабженной .средствами перемещения электронного пучка, расположенные по ходу рентгеновского луча, держатель образца, дис пергирующий элемент, датчик длины волны выделяемой линии и устройство регистрации выделенного флуоресцентного излучения, анодное покрытие трубки выполнено переменным по, толщине, а к датчику длины волны подсоединены функциональные регуляторы напряжения высоковольтного источника питания и перемещения электронного пучка, выходы которых соединены, соответственно, с источником: питания и средствами перемещения электронного пучка, имеющие передаточные характеристи ки: !

Ь

X=V () Д

"=х

20 где U — ускоряющее напряжение íà рентгеновской трубке;

)(— величина перемещения электронного пучка относительно анодного покры 4

g — длина волны выделяемой аналитической линии; — функция, обратная закону измене-4 пня 1(Х) толщины анодного покрытия вдоль направления перемещения электронного пучка;

Д и 6"- постоянные.

Анодное покрытие может быть выполнено в виде клина. В этом случаей(Х) =с@,аа функциональные регуляторы йанряжения высо-; ковольтного источника питания и перемеще. ния электронного пучка относительно анодного покрытия имеют, соответственно, передаточные характеристики:

А

Зо

4 4 ройство 8 регистрации вторичного рентгеновского излучения, функциональный регулятор 9 напряжения высоковольтного источника питания и функциональный регулятор 10 перемещения электронного пучка относительно анодного покрытия.

Спектрометр работает следующим образом.

Датчик 7 исследуемой длины волны по положению диспергирующего элемента 6 дает информацию о длине волньг выделяемой флуоресцентной линии. Функциональные регулятовы 9 и 10 напояжения высоковольтного источника питания и смещения электронного пучка относительно анодного покрытия управляют, соответственно, высоковольтным источником 1 питания и средствами 3 перемещения электронного пучка относительно анодного покрытия таким "образом, что ускоряющее напряжение и перемещение электронного пучка отвечают соотношениям:

При этом обеспечивается оптимальное соотношение между ускоряющим напряжением и потенциалом возбуждения Чр серии, к которой относится исследуемая линия(Ч +) и электронный пучок перемещается в такой участок анода, где происходит полное поглощение энергии электронов (толщина анодного покрытия равна поперечному пробегу электронов в материале анода нри установленномускоряющем напряжении), а фильтрация излучения ренпеновской трубки получается минимальной, что особенно важно при возбуждении легких элементов (2 (20).

Использование анода переменной толщины иэ одного материала, например золота или платины,и толщины бериллиевого окна рентгеновской трубки 0,05-0,25 мм в худшем случае сниэзет. эффективность возбуждения не

Анодное покрытие может быть выполнено ступенчатым, причем величина 1 -той ступень» ки определяется соотношением (х„)=, а функциональные регуляторы напряженйя выс ковольтного источника питания и перемещения электронного пучка относительно анодного покрытия имеют, соответственно, передаточныЕ характеристики:

U. " 1 Х=Х1

1 l

На чертеже представлена структурная. схема флуоресцентного рентгеновского спектрометра.

Спектрометр содержит высоковольтный источник 1 питания с регулируемым напряжением, рентгеновскую трубку 2 "прострельного" типа, средства 3 перемещения электронного пучка относительно анодного покрытия, держатель 4 образца 5, диспергирующий элемент 6, датчик 7 длины волны выделяемой линии, устболее чем в два раза по сравнению с анодом иэ наиболее подходящего материала для некоторых рентгеновских линий, но при этом значительно упрощает конструкцию спектрометра.

4 Таким образом, предлагаемое изобретенйе позволяет создать автоматические ренттеновакие сканирующие и многоканальные спектро- метры с условиями возбуждения флуоресценции, близкими к Ьптимальным в широком диапазоне анализируемых элементов.. В част50 ности изобретение включено в документацию опытных образцов многоканального рентгеновского спектрометра APK — 2. По сравнению с базовым объектом — спектрометром APK — 1 ожидается повышение эффективности анализа за

55 счет сокращения времени анализа на 17% при сохранении диапазона анализируемых элементов и погрешности анализа. Дополнительный годовой экономический эффект от ис873074

ВНИИПИ Заказ 9020/67

Тираж 910 Подписное.Филиал ППП "Патент",, г.ужгород, улЛроектная,4

5 пользования изобретения в спектрометре

АРК вЂ” 2 составит не менее 30 тыс.- р.

Формула изобретения

1. Флуоресцентный рентгеновский спектро метр, содержащий высоковольтный источник питания с регулируемым напряжением, подсо едииенный к ренттеновской трубке с анодом прострельного"типа с покрытием, снабженной

/ средствами перемещения электронного пучка, расположенные по ходу рентгеновского луча, держатель образца, диспергирующий элемент, датчик длины волны выделяемой линии и устройство регистрации выделенного флуоресцентного излучения, о т л н ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции спектро- . метра и обеспечения возможности проведения измерений в автоматическом режиме при оптимальных условиях возбуждещщ флуоресценции, анодное покрытие въшолнеио переменным йо толщине, а к датчику длины волны подсоединены функциональные регуляторы напряжения высоковольтного источника питания и перемещения электронного пучка, выходы которых соединены, соответственно, с источником питания и средствами перемещения электронного пучка, при этом функциональные регуляторы напряжения н перемещения электронного пучка имеют, соответственно, передаточные характеристики:

u= „, х= - (,7

А и где, 1, — длина волны выделяемой аналитической линии;

V — ускоряющее напряжение На рентгеновской трубке; ч — величина перемещения электронного пучка относительно анодного покрытия;

g " — функция, обратная закону изменения

5 толщины анодного покрытия $ (X) вдоль направления перемещения электронного пучка;

4 и 8 — постоянные.

2. Спектрометр по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что анодное покрытие выполнено в виде клина, а функциональные регуляторы напряжения высоковольтного источника питания и перемещения электронного пучка имеют, соответственно, передаточные характе. ристики.

0=- — "=« г

Х

3. Спектрометр по п. 1, отлича ющий-.с я тем, что анодное покрытие выполнено стуI пенчатым, величина i -той ст)деньки олределяется соотношением а(X ) с - -, а функциональные регуляторы напряжения высоковольтного источника питании и перемещения электронного пучка относительно покрытия имеют соответственно, передягочные характеристики:

А

V,= е X=X(Л ч

Источники информации, зо принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР У 262280, кл. G 01 N 23/223, 1962.

2., Аб Э. А. и др. Транспортабельный повар для скоростного рентгеноснектрального анализа.

35 "Аппаратура и методы рентгеновского анализа", ll. CK5PA, 1971, вып. 9, с. 97 — 10S (прототип).