Портативний автономний пристрій для експресного визначення мікродомішок в речовині

Изобретение относится к области рентгено-флуоресцентного анализа и может быть использовано для определения содержания серы в нефтепродуктах, не фти, резинах и т.п. Известны приборы, обеспечивающие рентгено-флуоресцентный анализ содержания различных химических элементов [1], Недостатком известного прибора является недостаточная чувстви тельность и точность измерений. Известно портативное автономное устройство для экспрессного определения содержания серы в нефтепродуктах, выбранное в качестве прототипа [2], содержащее рентгеновскую трубк у, расположенную нормально к держателю пробы; и спектрометрические каналы, включающие в себя; селективные фильтры, пропорциональные счетчики, расположенные под углом к держателю пробы, усилители импульсных сигналов и электронное вычислительное устройство. Недостатком конструкции прототипа является невысокая чувствительность, а следовательно, низкая точность измерения как результат недостаточной пространственной селекции импульсов, поступающих от исследуемого вещества, находящегося в держателе пробы. Недостаточная пространственная селекция, в свою очередь, является результатом вертикального расположения рентгеновской трубки к центру держателя пробы. Рассмотрим конструкцию прототипа. Рентгеновская трубка с направляющим излучение устройством располагается нормально к поверхности держателя пробы и, следовательно, нормально к поверхности исследуемого вещества. Рентгеновское излучение трубки возбуждает вторичное излучение пробы, которое распределяется над поверхностью вещества по законам отражения электромагнитной энергии. Селективные фильтры с пропорциональными счетчиками располагаются по периметру держателя пробы и наклонены окном к исследуемому веществу так, чтобы собрать максимум вторичного излучения. Такая конструкция принципиально не позволяет осуществить качественно пространственную селекцию вторичного излучения. Если диаграмму направленности излучения трубки сделать очень широкой (в пределе полусферической), то в счетчики, кроме вторичного, будет попадать и первичное рентгеновское излучение. Если же диаграмму направленности, с помощью направляющего устройства, сделать узкой, то максимум излучения трубки будет направлен по нормали к исследуемому веществу и соотве тственно максимум вторичного также придется на направление нормали, но в противоположную сторону, т.е. обратно трубке. В счетчики же будет попадать только часть импульсов, определяемая шириной диаграммы направленности излучения. · В основу изобретения поставлена задача усовершенствования портативного автономного устройства для экспрессного определения микропримесей в нефтепродуктах путем взаимозеркального расположения рентгеновской трубки и пропорциональных счетчиков под углом к поверхности исследуемой пробы, за счет чего обеспечивается улучшение пространственной селекции вторично излучаемых импульсов, т.е. чувствительности, точности и качества проводимого анализа. Поставленная задача решается тем, что в портативном автономном устройстве для экспрессного определения микропримесей в веществе, содержащем рентгеновскую трубку, держатель пробы и спектрометрический канал, включающий в себя селективный фильтр и пропорциональный счетчик, согласно изобретению рентгеновская трубка и пропорциональный счетчик расположены взаимозеркально и под углом 15-75° к поверхности исследуемого вещества. Сущность изобретения поясняется чертежами где, на фиг.1 и 2 схематически изображено взаиморасположение рентгеновской трубки и пропорциональных счетчиков. Устройство содержит рентгеновскую гр убку 1 с устройством 2, направляющим излучение, держатель пробы 3, исследуемое вещество 4, селективный фильтр 5 и пропорциональный счетчик 6. Устройство работает следующим образом. Рентгеновская трубка 1 и пропорциональный счетчик 6 с селективным фильтром 5 располагаются взаимно зеркально и под углом 15-75° над поверхностью пробы 4, находящейся в держателе 3. При этом рентгеновское излучение трубки, направляемое устройством 2, попадает максимально на поверхность исследуемого вещества. При угле наклона менее 15° возможно попадание первичного излучения трубки непосредственно в пропорциональный счетчик, а при угле более 75° сказывается взаимное мешание трубки и счетчика, и излучение энергии рентгеновской трубки не ч оптимальном направлении. При этом добиться практически полного исключения попадания прямого излучения в пропорциональный счетчик (см. луч х) можно путем изменения угла наклона трубки и максимального улавливания возбужденного в веществе излучения, путем изменения расстояния между трубкой и веществом и счетчиком. В случае необходимости, количество счетчиков может быть увеличено, но располагаться они должны по дуге, описываемой радиусом с центром в точке излучения трубки (фиг.2). Однако, как показали проведенные эксперименты, один счетчик, поставленный зеркально с трубкой под углом 45° к плоскости исследуемого вещества, как показано на фиг.1, позволяет получить количество импульсов, такое же, какое дают четыре счетчика, расположенные по окружности, описанной вокруг трубки, расположенной вдоль нормали к центру исследуемой пробы, как это сделано в прототипе и аналогах. Таким образом сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое портативное устройство для экспрессного определения микропримесей в веществе отличается взаимным расположением узлов, позволяющим осуществить лучшую селекцию вторичного рентгеновского излучения исследуемого вещества , что обеспечивает достижение технического результата. Предлагаемое устройство позволяет наиболее эффективно использовать рентгеновскую трубку, направляя максимум ее излучения в нужном направлении, уменьшить количество используемых счетчиков, что в свою очередь позволяет упростить устройство обработки сигнала, в частности, исключить сумматоры импульсов и т.п. Все это позволяет повысить чувствительность и точность измерений с помощью заявляемого устройства.