Способ рентгенофлуоресцентного определения микроэлементов с концентрированием методом соосаждения

Использование: для определения микроэлементов рентгенофлуоресцентным методом. Сущность изобретения заключается в том, что заявленный способ включает предварительное концентрирование микроэлементов из растворов соосаждением их комплексов с органическими реагентами с индифферентными – невзаимодействующими с определяемыми элементами и применяемыми реагентами – органическими соосадителями, представленными полимерами, не растворимыми в воде, но растворимыми в смешивающихся с водой органических растворителях. При добавлении раствора индифферентного соосадителя к пробе после добавления реагента образуется золь полимера, включающий комплекс элемента. После отфильтровывания золя через полимерный волокнистый фильтр получают концентрат - излучатель в виде компактной тонкой механически прочной пленки, связанной с фильтром из рентгенопрозрачного волоконного материала. Далее регистрируют спектр рентгеновской флуоресцении концентрата и определяют искомые элементы. Технический результат: уменьшение предела обнаружения элементов. 3 з.п. ф-лы, 2 табл., 5 пр.

 

Изобретение относится к аналитической химии конкретно - к расширению возможностей рентгенофлуоресцентного метода в достижении низких пределов обнаружения за счёт использования в процессе пробоподготовки стадии аналитического концентрирования соосаждением с индифферентными органическими соосадителями. Это позволяет путем фильтрования получить концентрат в виде излучателя минимальной толщины с равномерным распределением элемента по поверхности фильтра.

Для определения микроэлементов применяют различные варианты сочетания абсолютного аналитического концентрирования с рентгенофлуоресцентным методом, в том числе включающие процедуру фильтрования.

Известен способ рентгенофлуоресцентного определения As, Bi, Co, Cu, Fe, Ni, Pb, Se, V и Zn в водах и экстрактах из почв, состоящий в концентрировании элементов в виде их комплексов с пирролидиндитиокараматом в проточном режиме с on-line отфильтровыванием соответствующих осадков на бумажном целлюлозном фильтре, используемом далее в качестве излучателя [V. P. Gordeeva, M. A. Statkus, G. I. Tsysin, Yu. A. Zolotov // X-ray fluorescence determination of As, Bi, Co, Cu, Fe, Ni, Pb, Se, V and Zn in natural water and soil extracts after preconcentration of their pyrrolidinedithiocarbamates on cellulose filters. Talanta 61 (2003) 315-329] с пределом обнаружения 0,1-40 мкг элемента на фильтре.

К недостаткам этого способа относится отсутствие данных об использовании иных реагентов, невозможность управления избирательностью концентрирования, что ведет к увеличению фона рассеянного излучения, а также различный дисперсный состав концентрируемых частиц, приводящий к неравномерности покрытия осадком поверхности фильтра, неполнота протекания реакций в on-line режиме.

В описании изобретения к патенту RU 2105291 (опубл. 20.02.1998) раскрыт способ концентрирования элементов для рентгенофлуоресцентного определения, основанный на предварительном концентрировании элементов на оптически тонкой субмикронной пленке хелатообразующего ионообменного материала, используемого для извлечения элементов из растворов с последующим определением сорбированных элементов рентгенофлуоресцентным методом полного внешнего отражения. В соответствии с известным изобретением формируют рентгеновски оптически тонкую субмикронную пленку селективного ионообменного материала (или хелата) на оптически гладкой поверхности подложки. Исследуемый раствор контактируют с тонкой субмикронной пленкой селективного ионообменного материала на оптически гладкой поверхности подложки в течение расчетного времени, пленку с концентратом подвергают воздействию первичного монохроматизированного излучения и работают на дифрактометре в режиме полного внешнего отражения.

Недостатки этого способа заключаются в применении сложной аппаратуры (дифрактометр), ограничениях сорбционного концентрирования за счет наращивания массы ионообменного материала, приводящего к значительной величине фонового излучения, обусловленного суммарной массой носителя и ионообменного материала, в неудовлетворительной аналитической избирательности, не улучшающей проблему с фоном, наличии систематических погрешностей до 30% и в трудности изготовления хелатообразующего ионообменного сорбента.

Из описания к патенту RU 2071050 (опубл. 27.12.1996) известен способ рентгенофлуоресцентного определения тяжелых металлов в водах с их предварительным концентрированием на сорбционном материале на основе целлюлозы, импрегнированной аналитическим реагентом, чувствительным к тяжелым металлам с использованием в качестве комплексообразующего реагента-импрегната тиосемикарбазон тиофен-2-карбальдегида в присутствии 5% масс. октадециламина.

Недостатки этого способа состоят в ограниченных природой реагента аналитических возможностях, длительности процедуры импрегнирования (1 час), в неустойчивости концентратов в течение длительного времени ввиду вымывания октадециламина и вымывания импрегнированных реагентов.

В патенте RU 2435642 (опубл. 10.12.2011) раскрыт способ рентгенофлуоресцентного определения Co, Hg, Fe, Mn, Ni, Pb в водах с предварительным концентрированием с помощью комплексообразующего сорбента, содержащего тиосемикарбазон пиколинового альдегида, закрепленный импрегнированием на целлюлозном фильтре. Импрегнирование тиосемикарбазона пиколинового альдегида проводят, выдерживая целлюлозные фильтры-диски в 2,5% этанольном растворе цетилового спирта и далее высушивая их.

Недостатки этого способа состоят в небольшом нерегулируемом перечне определяемых металлов, в длительности процедуры импрегнирования, в возможности потерь при промывании концентрата на фильтре.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является способ рентгенофлуоресцентного определения Mn, Fe, Co, Cu, Zn, Pb, Ni и Hg в растворах лекарств после концентрирования ионов определяемых металлов путем фильтрования осадков их комплексов с 8-гидроксихинолином, получаемых при рН 10,5 - 11,5 (рН 10,5 для Fe, рН 11,5 для Mn, Cu, Zn, Pb, Hg), через нитроцеллюлозный фильтр с последующими промыванием осадков и подсушиванием фильтров с осадками\ Спектры рентгеновской флуоресценции подготовленных образцов регистрировали на спектрометре с радиоактивным источником рентгеновского излучения 238Pu c активностью 880 MБк и с энергией 12-22 кэВ, с периодом полураспада 86,4 лет [V. Mikušová , O. Lukačovičová , E. Havránek , P. Mikuš Radionuclide X-ray fluorescence analysis of selected elements in drug samples with 8-hydroxyquinoline preconcentration. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 2014, V. 299, Iss. 3, pp 1645-1652]. Данный способ выбран в качестве прототипа.

Недостатки этого способа состоят в использовании спектрометра с радиоактивным источником рентгеновского излучения, противоречащем принципам «зеленой» аналитической химии, в использовании небезопасного материала фильтра - нитроцеллюлозы, в отягощенности всех результатов измерений существенным фоном, поскольку 8-гидроксихинолин при высоких значениях рН осаждает из растворов ионы практически всех металлов, за исключением щелочных, в неэффективности использования реагента-осадителя вследствие сильнейшего негативного влияния побочных реакций гидролиза ионов металлов; в неравномерности распределения осадка концентрата на поверхности фильтра и его плохом механическом удерживании на поверхности нитроцеллюлозного фильтра.

Таким образом, существует потребность в расширении арсенала средств рентгенофлуоресцентного определения микроэлементов в водных средах, по существу, лишенных перечисленных выше недостатков решений, известных из уровня техники.

Техническая задача предлагаемого изобретения заключается в разработке способа концентрирования элементов перед их рентгенофлуоресцентным определением, позволяющего эффективно и с регулируемой избирательностью извлекать определяемые элементы из растворов таким образом, чтобы получать путем фильтрования через полимерный волокнистый фильтр аналитический концентрат-излучатель, характеризующийся

- равномерным распределением наночастиц концентрата, содержащего комплексы элементов, по поверхности фильтра,

- наименьшей толщиной слоя микронного диапазона с минимальным значением фона рассеянного рентгеновского излучения,

- наименьшим влиянием исходной матрицы и

- прочностью удерживания частиц концентрата на фильтре и пригодностью для непосредственного определения в нем искомых элементов используемым методом.

Поставленная техническая задача решается путем выбора наилучшего органического реагента, а также индифферентного органического соосадителя, применяемых при строго контролируемых условиях, для образования нерастворимых в воде комплексов металлов и их практически полного включения в золь соосадителя.

Технические результаты достигаются применением индифферентного (не взаимодействующего с ионами определяемых элементов) органического соосадителя - полимера, растворимого в органических растворителях, смешивающихся с водой, но не растворимого в воде. При добавлении органического раствора соосадителя к водному анализируемому раствору образуется агрегативно-устойчивый золь полимера, включающий (соосаждающий) комплексы металлов.

Для получения возможно более тонкого слоя концентрата полимерный волокнистый фильтр, например плотный бумажный фильтр с размером пор 1 - 2,5 мкм, предварительно кондиционируют, отфильтровывая через него золь полимера, после чего отфильтровывают золь полимера с соосаждённым комплексом через подготовленный фильтр. При небольшом разрежении на фильтре формируется плотный однородный осадок с минимальной толщиной слоя, содержащий равномерно распределенные в полимерной матрице комплексы металлов. При этом можно добиться того, что неопределяемые элементы не будут включены в золь.

При высушивании фильтра с осадком на воздухе формируется концентрат-излучатель в виде компактной плотной матовой плёнки, обладающей хорошими механическими характеристиками и прочно удерживающей сконцентрированный аналит.

Техническим результатом изобретения является существенное снижение пределов обнаружения и определения таких аналитов, как Fe3+, Mn2+, Co2+, Ni2+, Cu2+, V(V), W(VI), Mo(VI), U(VI). Другим техническим результатом является повышение воспроизводимости, точности и экспрессности определения.

Таким образом, в соответствии с изобретением предлагается способ рентгенофлуоресцентного определения элементов, выбранных из группы, состоящей из Fe, Mn, Co, Ni, Cu, V, W, Mo, U, включающий концентрирование малых количеств элементов в виде малорастворимых в воде комплексов с органическими реагентами с целью получения концентратов-излучателей для определения элементов рентгенофлуоресцентным методом, отличающийся тем, что для осуществления способа

а) полимерный волокнистый фильтр предварительно кондиционируют, отфильтровывая через него определённое количество золя полимера, полученного добавлением органического раствора полимера к дистиллированной воде,

б) после добавления к водному анализируемому раствору с соответствующим значением рН раствора комплексообразующего реагента к полученной смеси добавляют индифферентный органический соосадитель - полимер, растворимый в органических растворителях, но не растворимый в воде и обеспечивающий практически полное извлечение элементов из раствора в компактный концентрат, в виде раствора в органическом растворителе или в смеси органических растворителей, смешивающихся с водой, в результате чего образуется агрегативно устойчивый золь полимера со средним размером частиц порядка 70 мкм, включающий (соосаждающий) комплексы металлов,

в) золь полимера с соосаждённым комплексом количественно переносят на полимерный волокнистый фильтр, например бумажный, имеющий размер пор 1 - 2,5 мкм, достаточный для удерживания золя на своей фильтровальной поверхности, и отфильтровывают при разрежении, в результате чего образуется эластичная тонкая неразрывная пленка с равномерным распределением частиц осадка по поверхности,

г) фильтр высушивают на воздухе и применяют в качестве излучателя для рентгенофлуоресцентного определения каждого из элементов.

Специалисту в данной области очевидно, что для определения конкретной группы элементов (или единственного элемента) могут быть применены различные комплексообразующие или хелатирующие реагенты, связывающие определяемый элемент (или элементы), находящиеся в водном растворе, в комплексы, характеризующиеся высокой устойчивостью и/или низкой растворимостью в воде, и удовлетворяющие требованиям аналитического определения. Термин «комплексообразующий или хелатирующий реагент» относится к полидентантному органическому аналитическому реагенту. Выбор конкретного реагента и условий его применения без излишнего экспериментирования могут быть сделаны на основе справочных изданий и руководств по аналитической химии, каталогов реактивов и т.п. Например, для определения Ni2+ можно альтернативно использовать 1-нитрозо-2-нафтол при рН 8-9 или диметилглиоксим при рН 9-10.

Термин «индифферентный органический соосадитель-полимер» относится к синтетическому или натуральному полимеру или их смеси, которые удовлетворяют следующим требованиям:

- не вступают в химические реакции с аналитом и его хелатом (индифферентность),

- растворимы в органических растворителях, смешивающихся с водой, но не растворимы в воде,

- образуют в воде агрегативно устойчивый золь полимера со средним размером частиц порядка 70 мкм, включающий хелаты металлов, который после фильтрования образует эластичную тонкую неразрывную пленку с равномерным распределением частиц осадка по поверхности, сохраняющую равномерность распределения и механическую прочность после высушивания на воздухе.

Авторы изобретения установили, что в наилучшей мере перечисленным требованиям удовлетворяет поливинилбутираль, применяемый в виде этанольного раствора. Тем не менее, могут быть использованы и другие индифферентные органические соосадители-полимеры, например, нитроцеллюлоза, выбор которых находится в пределах компетенции специалиста в данной области и может быть без затруднений осуществлён на основании общедоступных источников информации.

Возможность достижения технических результатов изобретения будет далее показана на следующих неограничивающих примерах.

Пример 1. Определение , Fe3+, Mn2+, Co2+, Mn2+, Cu2+, V(V), W(VI), Mo(VI), U(VI) в пробе океанической воды

К 100 мл пробы океанической воды с суммарной соленостью 35 ‰ приливают при перемешивании 10 мл ацетатного буферного раствора состава СН3СООН + CH3COONa с рН 4-5, 10 мл 1%-ного раствора 8-гидроксихинолина и 0,17 мл этанольного раствора поливинилбутираля с концентрацией 0,008 мг/мл и 9 мл 1%-ного раствора желатины. Применяемый для последующих операций полимерный волокнистый фильтр предварительно кондиционируют, отфильтровывая через него определённое количество золя полимера в дистиллированной воде. Через 15 минут золь полимера с соосажденным хелатом количественно переносят на бумажный фильтр «синяя лента», помещенный в воронку со стеклянным пористым фильтром, промывая стенки стаканчика 1%-ым раствором 8-гидроксихинолина и добиваясь по возможности равномерного распределения осадка по поверхности фильтра. Затем образовавшийся золь полимера с соосажденным комплексом отфильтровывают при разрежении, создаваемом водоструйным насосом. По окончании фильтрования и промывки осадка фильтр с концентратом извлекают пинцетом из стеклянной воронки с пористым фильтром и сушат на полоске бумаги в сушильном шкафу при температуре 50-80°С.

Фильтр с концентратом (излучатель) помещают на предметный столик рентгенофлуоресцентного спектрометра EDX-3600 с дисперсией по энергиям и, действуя по прилагаемой к прибору инструкции, после задания перечня определяемых элементов в программном обеспечении спектрометра регистрируют спектр концентрата. По регистрограмме находят интенсивности сигналов, отвечающие определяемым элементам и интенсивности фона, и далее, используя метод стандарта фона, по соответствующей градуировочной зависимости находят содержание каждого искомого элемента. Примеры градуировочной зависимости и получаемые результаты приведены на фиг. 1 и в табл. 2 соответственно.

Пример 2. Определение V(V), W(VI), Mo(VI), U(VI) в пробе океанической воды

К 100 мл пробы океанической воды с суммарной соленостью 35 ‰ приливают при перемешивании 10 мл ацетатного буферного раствора состава СН3СООН + CH3COONa с рН 4-5, 6 мл 0.1 М ЭДТА и нагревают почти до кипения. Затем добавляют 5 мл 5%-го раствора 8-гидроксихинолина, 0,17 мл этанольного раствора поливинилбутираля с концентрацией 0,008 мг/мл и 9 мл 1%-го раствора желатины и перемешивают. После осаждения концентрата действуют аналогично примеру 1.

Пример 3. Определение Ni2+ в сточных водах гальванических производств (вариант 1)

К 5 мл нейтрализованной пробы сточной воды приливают при перемешивании 10 мл аммиачного буферного раствора состава NH3·H2O + NH4Cl с рН 9-10 и нагревают до 70-80°С, добавляют 10 мл 1% раствора диметилглиоксима, охлаждают до комнатной температуры и добавляют 0,17 мл этанольного раствора поливинилбутираля с концентрацией 0,008 мг/мл и 9 мл 1%-ного раствора желатины. После осаждения концентрата действуют аналогично примеру 1.

Пример 4. Определение Ni2+ в сточных водах гальванических производств (вариант 2)

К 5 мл нейтрализованной пробы сточной воды приливают при перемешивании 10 мл аммиачного буферного раствора состава NH3·H2O + NH4Cl с рН 8-9, 15 мл дистиллированной воды и нагревают до 70-80°С, добавляют 1 мл 1% раствора 1-нитрозо-2-нафтола, охлаждают до комнатной температуры и добавляют 0,17 мл этанольного раствора поливинилбутираля с концентрацией 0,008 мг/мл и 9 мл 1%-ного раствора желатины. После осаждения концентрата действуют аналогично примеру 1.

Пример 5. Определение Ni2+ в сточных водах гальванических производств (вариант 3)

К 5 мл нейтрализованной пробы сточной воды приливают при перемешивании 10 мл аммиачного буферного раствора состава NH3·H2O + NH4Cl с рН 8-9, 15 мл дистиллированной воды и нагревают до 70-80°С, добавляют 1 мл 1%-го раствора 1-нитрозо-2-нафтола, охлаждают до комнатной температуры и добавляют 0,17 мл нитроцеллюлозы с концентрацией 0,008 мг/мл и 9 мл 1%-ного раствора желатины. После осаждения концентрата действуют аналогично примеру 1.

Достигаемые технические результаты иллюстрируют табл.1 и 2. Из результатов видно, что достигаемые метрологические характеристики удовлетворительны, достигаемые пределы обнаружения низки, случайные погрешности минимальны, систематические погрешности отсутствуют.

1. Способ рентгенофлуоресцентного определения малых количеств элементов в водных растворах с предварительным их концентрированием в виде малорастворимых в воде комплексов с органическими реагентами методом соосаждения с органическими индифферентными соосадителями и фильтрованием через полимерный волокнистый фильтр.

2. Способ по п.1, отличающий тем, что в качестве индифферентного органического соосадителя используют полимеры, растворимые в смешивающихся с водой органических растворителях с образованием невязких растворов, но не растворимые в воде, образующие агрегативно-устойчивый золь полимера, способный отфильтровываться совместно с осадком комплекса.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что полимерный волокнистый фильтр предварительно кондиционируют, отфильтровывая через него определенное количество золя полимера, полученного добавлением органического раствора полимера к дистиллированной воде.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед осаждением в раствор вводят водный раствор желатины.



 

Похожие патенты:

Использование: для определения содержания углерода в чугунах. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют регистрацию интенсивности отраженных от кристаллической структуры цементита дифракционных линий.

Использование: для предварительной оценки качества кварцевого сырья. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют отбор проб кварцевого сырья, прокаливание, получение спектров люминесценции приготовленных проб при рентгеновском возбуждении (спектры рентгенолюминесценции).

Использование: для рентгеноспектрального анализа. Сущность изобретения заключается в том, что многоканальный рентгеновский анализатор содержит источник рентгеновского или гамма-излучения, коллиматор и фильтр первичного пучка, держатель образца и аналитические каналы, включающие коллиматоры и фильтры вторичных пучков, устройство детектирования с расположенными в ряд детекторами и регистрирующую аппаратуру, подключенную к выходам детекторов, при этом использован источник излучения или рентгеновская трубка с выходом пучка с ее торца, источник или его фокус расположен на окружности в плоскости оси источника или пучка электронов (в аксиальной плоскости), держатель образца выполнен с возможностью установки образца с плоской или вогнутой рабочей поверхностью на упомянутой окружности канала, детекторы или выходные отверстия коллиматора вторичного пучка расположены на линии, проходящей через диаметрально противоположную источнику точку окружности перпендикулярно каналу, кроме того, аналитические каналы расположены аксиально вокруг источника излучения и содержат отдельные держатели образца, а в коллиматоре первичного пучка выполнены отверстия, направленные на держатели образцов.

Использование: для рентгеноспектрального анализа золота и тяжелых элементов. Сущность изобретения заключается в том, что рентгеновский анализатор золота и тяжелых элементов содержит рентгеновскую трубку с боковым окном в качестве источника излучения, держатель образца, устройство детектирования с расположенными в ряд детекторами, регистрирующую аппаратуру, входы которой подключены к выходам детекторов, коллиматоры и фильтры первичного и вторичного пучков, причем коллиматор вторичного пучка выполнен с множеством отверстий или каналов, при этом держатель образца выполнен с возможностью установки образца с плоской или вогнутой по цилиндру рабочей поверхностью на цилиндре, ось рентгеновской трубки расположена в перпендикулярной цилиндру плоскости, а ее фокус расположен на образующей цилиндра, детекторы или выходные отверстия коллиматора вторичного пучка расположены на образующей, проходящей через диаметрально противоположную источнику точку цилиндра, причем коллиматор вторичного пучка выполнен с разделительными пластинами в аксиальных к пучку электронов плоскостях.

Использование: для рентгеноспектрального анализа веществ. Сущность изобретения заключается в том, что рентгеновский спектрометр содержит рентгеновскую трубку, фильтры первичного и вторичного пучков, держатель образца, пластинчатые коллиматоры, кристаллы-анализаторы, устройство детектирования с детекторами, регистрирующую аппаратуру, подключенную к выходам детекторов, причем кристаллы и устройство детектирования выполнены с возможностью сканирования (вращения) вокруг оси, проходящей через центр отражающей поверхности кристалла, и установки кристалла под углом θ, а детекторов под углом 2θ к оси вторичного пучка, при этом использовано устройство детектирования с полупроводниковыми детекторами и соответствующей регистрирующей аппаратурой, введен дополнительный коллиматор с отверстиями в поперечных вторичному пучку перегородках и обеспечена возможность работы спектрометра в режимах с волновой и энергетической дисперсией.

Использование: для рентгеноспектрального анализа тяжелых элементов. Сущность изобретения заключается в том, что рентгеновский анализатор содержит источник рентгеновского или гамма-излучения, держатель образца, устройство детектирования с множеством детекторов, регистрирующую аппаратуру, входы которой подключены к выходам детекторов, коллиматор первичного пучка, коллиматор и фильтр вторичного пучка, при этом держатель образца выполнен с возможностью установки образца с плоской или вогнутой по сфере рабочей поверхностью на сфере, источник или его фокус расположен на упомянутой сфере, коллиматор вторичного пучка содержит поперечные пучку перегородки с отверстиями, его выходное отверстие расположено в противоположной источнику точке, а детекторы компактно расположены во вторичном пучке.

Изобретение относится к экспрессному контролю объемной концентрации цементного раствора в грунтоцементной пульпе при создании подземных строительных конструкций струйной цементацией.

Использование: для анализа пульп и растворов в потоке. Сущность изобретения заключается в том, что автоматический рентгеновский анализатор пульп и растворов в потоке включает стойку с измерительными кюветами, спектрометрический блок с источником первичного рентгеновского излучения, детектором и анализатором вторичного рентгеновского излучения, механизм перемещения спектрометрического блока и систему автоматического управления, при этом спектрометрический блок выполнен герметичным, оснащен узлом термоэлектрической стабилизации температуры всех электронных компонентов спектрометрического блока, при этом в качестве детектора вторичного рентгеновского излучения используют полупроводниковый детектор с термоэлектрическим охлаждением, в качестве анализатора вторичного рентгеновского излучения используют многоканальный амплитудный анализатор импульсов, а в качестве источника первичного рентгеновского излучения используют малогабаритную рентгеновскую трубку рабочей мощностью до 10 Вт.

Использование: для рентгенофлуоресцентного определения содержания компонентов в материалах сложного химического состава. Сущность: заключается в том, что формируют единую группу градуировочных образцов, охватывающих весь диапазон содержаний определяемых и мешающих элементов для анализируемых проб, измеряют интенсивности аналитических линий только определяемых i (Ii) элементов от анализируемых проб и градуировочных образцов, устанавливают градуировочную функцию в форме уравнения регрессии, затем, с целью компенсации неучтенного влияния неопределяемых компонентов наполнителя на Ii, зарегистрированные от пробы интенсивности сопоставляют с характеристиками одного градуировочного образца-соседа и находят содержание элемента i (Ci) по определенному выражению, выбирая состав образца-соседа наиболее близким к составу пробы.

Использование: для энергодисперсионного рентгенофлуоресцентного анализа. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для энергодисперсионного рентгенофлуоресцентного анализа на основе вторичных излучателей включает рентгеновскую трубку, вторичные излучатели, устройство подачи контролируемого материала, кювету или транспортер с образцом, устройство для регистрации рентгеновского излучения и индикатор, самописец и/или исполнительный механизм, при этом в состав устройства дополнительно введены коллиматор излучения рентгеновской трубки, четное число n чередующихся вторичных излучателей, электромотор, коллиматор излучения вторичных излучателей, коллиматор флуоресцентного излучения образца, в качестве устройства для регистрации рентгеновского излучения использован сцинтилляционный детектор, балластное сопротивление, разделительный конденсатор и узкополосный усилитель, настроенный на частоту смены излучателей.

Использование: для проведения рентгенофлуоресцентного анализа. Сущность изобретения заключается в том, что от источника рентгеновского излучения на исследуемый образец направляют первичное излучение, при этом вторичное излучение, излученное исследуемым образцом, детектируют при помощи детектора и оценивают при помощи блока оценки, причем на траектории лучей вторичного излучения размещают по меньшей мере один фильтр, имеющий по меньшей мере один фильтрующий слой, образующий плоскость фильтра, и действующий в качестве полосового фильтра в зависимости от угла α фильтрующего слоя относительно вторичного излучения, при этом мешающую длину волны вторичного излучения отбирают посредством брэгговского отражения, причем устанавливают, при помощи установочного устройства, угол α фильтрующего слоя фильтра для отражения по меньшей мере одной мешающей длины волны вторичного излучения посредством брэгговского отражения, при этом детектируют отобранную длину волны вторичного излучения при помощи второго детектора, а полученные в результате сигналы передают в блок оценки. Технический результат: повышение точности измерения. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 1 ил.

Использование: для получения рентгеновского изображения. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют облучение рентгенолюминофоров рентгеновизиализирующих устройств пакетом импульсов рентгеновского излучения наносекундной длительности, при котором формирование изображения рентгеновизиализирующим устройством происходит путем регистрации как конвертированного рентгенолюминофором рентгеновского излучения непосредственно во время воздействия рентгеновского излучения, так и светосуммы конвертированного рентгенолюминофором рентгеновского излучения в паузах между импульсами рентгеновского излучения. Для генерации рентгеновского излучения используют импульсы высокого напряжения наносекундной длительности, пиковой мощностью более 30 МВт в электронном пучке, положительной полярности, с частотой следования импульсов до 15 кГц, при этом частоту следования импульсов определяют с учетом длительности затухания используемого рентгенолюминофора, причем длительность паузы между импульсами не более длительности снижения интенсивности послесвечения рентгенолюминофора до уровня не меньше 0,1 от интенсивности свечения в момент прекращения возбуждения люминесценции. Технический результат: обеспечение возможности получения качественного рентгеновского изображения при сохранении заданного отношения сигнал/шум, а также снижение дозы рентгеновского излучения. 2 н.п. ф-лы, 7 ил.

Использование: для рентгеновского флуоресцентного анализа пульп обогатительного производства. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для рентгеновского флуоресцентного анализа пульп обогатительного производства содержит пробозаборник, измерительную камеру, малогабаритный многоканальный рентгенофлюоресцентный анализатор, электронный блок обработки информации и управления устройством, при этом пробозаборник выполнен в виде аэролифта, а измерительная камера выполнена в виде проточной емкости с переливом, при этом устройство дополнительно содержит динамический сократитель пробы, перекачивающий насос, вакуум-линию, вакуумный насос, датчик вакуума, держатель пробы, состоящий из корпуса фильтр-патрона, закрепленного на подвижной тяге, содержащей на противоположном от корпуса фильтр-патрона конце зубчатую рейку, находящуюся в зацеплении с ведущей шестерней, насаженной на ротор шагового электродвигателя, управляемого контроллером, обжимной механизм, устройство также дополнительно содержит автоматические переключающие клапаны подачи воздуха в аэролифт, сброса пробы пульпы в дренаж из накопительной емкости, сброса пульпы в дренаж из циркуляционного контура подачи пробы пульпы в измерительную камеру, подачи воды на промывку накопительной емкости, подачи воды на обмыв валиков, автоматический трехходовой клапан переключения присоединения вакуум-линии к магистрали поддачи воды на промывку или к всасывающему входу вакуумного насоса. Технический результат: обеспечение возможности повышения точности выполнения анализов и надежности работы устройства. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способам экспрессного контроля объемной концентрации цементного раствора в грунтоцементной пульпе при создании подземных строительных конструкций струйной цементацией. При осуществлении способа отбирают пробу исследуемого материала, перед струйной цементацией выбирают химические элементы для закачки их в грунт совместно с цементным раствором при струйной цементации из условия непревышения весового содержания каждого из них 0,1% в грунте и возможности его количественного определения рентгенофлуоресцентным методом, приготавливают цементный раствор замешиванием цемента в воде и при приготовлении цементного раствора вводят два или более химических элемента, рентгенофлуоресцентным методом производят измерение весовой концентрации каждого химического элемента в пробах и плотности материалов проб, по каждому химическому элементу определяют объемную концентрацию цементного раствора в грунтоцементной пульпе, и за результат принимают среднеарифметическое значение определенных по каждому элементу объемных концентраций. При этом по крайней мере один химический элемент или вещество, содержащее этот элемент, находится в другом агрегатном состоянии, чем остальные. Достигается повышение точности определения. 1 з.п. ф-лы, 1 пр.

Изобретение относится к оперативному определению количества содержания цемента в грунтоцементной конструкции, созданной струйной цементацией. При проведении струйной цементации из количества цемента, необходимого для создания подземной строительной конструкции, замешивают цементный раствор с добавлением в него химического элемента, содержание которого в грунте не превышает 0,1% и в количестве, определяемом рентгенофлуоресцентным анализом, производят бурение лидерной скважины до проектной отметки и в процессе обратного хода в буровую колонну под высоким давлением подают цементный раствор для образования в грунте строительной конструкции, при этом из грунта выделяется грунтоцементная пульпа, отбирают пробу цементного раствора и грунтоцементной пульпы, рентгенофлуоресцентным методом производят измерение весовой концентрации химического элемента в пробах и плотности материалов проб, производят замер верхней части возведенной конструкции, вычисляют ее площадь, а затем количество цемента (в сухом состоянии), содержащееся в 1 м3 подземной конструкции, рассчитывают из заданного соотношения. Достигается возможность оперативно определять количества содержания цемента в грунтоцементной конструкции, созданной струйной цементацией.

Изобретение относится к способам определения технического состояния двигателей, машин и механизмов по характеристикам металлических частиц износа, обнаруженных в смазочных маслах, топливах и специальных жидкостях. Заявленный способ оценки технического состояния машин и механизмов по параметрам частиц изнашивания включает отбор пробы, предварительную ее подготовку путем того, что отобранный смыв с основного фильтра тщательно перемешивают и разделяют на две части. Первую часть анализируют на сцинтилляционном анализаторе, а вторую часть пробы дополнительно анализируют рентгенофлуоресцентным анализатором с поликапиллярной оптикой, поступившую информацию с обоих приборов записывают в базу данных, которая сравнивает уровень измеренных параметров с параметрами статистической эталонной модели исправного двигателя, выделяет диагностические признаки дефекта и выдает информацию для принятия диагностического решения о дальнейшей эксплуатации двигателя. Дополнительно оценивают долю крупных частиц в пробе смыва, для чего подготовленную пробу смыва делят на две части, первую часть пробы анализируют на сцинтилляционном спектрометре, а вторую, для выяснения вклада крупных частиц, просеивают через сетчатое сито, получая две фракции пробы +S и -S, где S - размер ячеек сита, фракцию +S и фракцию -S высаживают на мембранные фильтры «Владипор» и производят рентгенофлуоресцентные измерения интегральных интенсивностей линий элементов основы в обеих фракциях. Далее берут отношение интенсивности элементов фракции +S к интенсивности соответствующих элементов фракции -S, оценивая массовый вклад фракции с крупными частицами по формуле k=I+S/LS, и в зависимости от коэффициента отношения интенсивностей проводят дополнительный анализ. Размер ячеек сита берут в пределах 60-80 мкм. При коэффициенте отношения интенсивности решение о техническом состоянии двигателя принимают только по результатам сцинтилляционных измерений, если же коэффициент отношения интенсивности , проводят рентгенофлуоресцентные измерения элементного состава крупных частиц (фракция +80 мкм) Решение о техническом состоянии двигателя принимают с учетом этих дополнительных измерений. Технический результат - увеличение достоверности диагностирования путем измерения параметров частиц изнашивания, накопленных на фильтроэлементах основного маслофильтра, и оценки вклада крупных частиц в пробе смыва. 2 з.п. ф-лы, 3 табл.
Наверх