- Giỏ hàng chưa có sản phẩm
1. Giới thiệu
Trong những đổi mới gần đây trong quang phổ huỳnh quang tia X có liên quan đến cải tiến cả phần cứng và phần mềm, Bài báo này không nhằm mục đích mô tả những đổi mới phần cứng mà chỉ giới hạn trong phần mềm phân tích. Mục chính là lộ trình “từ độ chính xác đến độ chính xác”. Nói cách khác, có những hạn chế nào đối với độ chính xác của kết quả phân tích nếu cường độ huỳnh quang có thể được xác định với độ chính xác cao?
Câu hỏi trên, liên quan đến hiệu chuẩn từ khóa, không thể được trả lời theo một cách duy nhất. Trong bài báo này, trọng tâm chính sẽ là định lượng dựa trên thông số cơ bản và một số nhận xét sẽ được thực hiện về hiệu chuẩn và định lượng dựa trên hệ số ảnh hưởng. Cả hai phương pháp đều bắt đầu từ cùng một phương trình mô tả quá trình tạo ra tia X trong một mẫu khi được chiếu xạ bằng chùm tia X.Nói chung, các đặc tính sau của các phương pháp hệ số ảnh hưởng như vậy có vẻ phù hợp:
1. Phương pháp hệ số ảnh hưởng nhằm mục đích biến các phương trình phi tuyến tính thành một tập hợp các phương trình tuyến tính. Hệ quả là sự chuyển đổi tích hợp trên nhiều bước sóng thành đánh giá ở một bước sóng kích thích duy nhất, hiệu quả.
2. Các mô hình kết hợp hiệu ứng của các yếu tố thứ ba bằng cách đưa vào nhiều hệ số hơn hoặc bằng cách thực hiện hiệu chuẩn trong các dải nồng độ khác nhau.
3. Phương pháp hệ số ảnh hưởng chỉ hoạt động khi tất cả các phần tử trong mẫu đã được tính toán trong hiệu chuẩn.
4. Trong thực tế, cần có một loạt “tiêu chuẩn kiểu” để thực hiện hiệu chuẩn. Điều này có nghĩa là quy trình này phù hợp để kiểm soát quá trình, nhưng không phù hợp để phân tích các mẫu thực sự chưa biết.
5. Các mô hình hệ số ảnh hưởng chỉ hoạt động đối với vật liệu rời và không phù hợp với các mẫu phân lớp.
CácESIChương trình FP dựa trên phần mềm FP32.dll. Thuật toán cốt lõi của chương trình FP giống với Spectrace(Thermo) và CMI (nhạc cụ Oxford). Điểm mấu chốt của tính toán FP là thu được cường độ thực của từng phần tử trong mẫu. Miễn là cường độ thực của mỗi phần tử được nhập vào chương trình, kết quả thỏa mãn có thể được xuất ra bởi chương trình FP.
GG quot; các thông số cơ bản" Phương pháp tiếp cận hiệu chuẩn trong huỳnh quang tia X là duy nhất vì nó dựa trên mối quan hệ lý thuyết giữa cường độ tia X đo được và nồng độ của các nguyên tố trong mẫu. Mối quan hệ lý thuyết này dựa trên vật lý tia X và các giá trị đo được của các thông số nguyên tử cơ bản trong vùng tia X của phổ điện từ. Hiệu ứng ma trận hóa học có thể xảy ra như hiện tượng tăng cường và hấp thụ tia X. Sự hiện diện của một số kim loại nhất định có thể gây trở ngại cho việc phân tích một số kim loại khác. Ví dụ, sắt có xu hướng hấp thụ tia X bằng đồng, trong khi mức độ crom sẽ được tăng cường khi có sắt. Những hiệu ứng này có thể được sửa chữa bằng toán học thông qua phần mềm FP của thiết bị XRF.
§Có thể phân tích tối đa 30 phần tử cùng một lúc. Phân tích có thể được thực hiện cho tất cả các nguyên tố từ Na đến U, sử dụng K, L hoặc M. dòng.
§Hỗ trợ đo thành phần khối lượng lớn, thành phần và độ dày của một lớp hoặc thành phần của tối đa 5 lớp
§Bao gồm hiệu chỉnh toàn bộ tổn thất do suy hao trong không khí, cửa sổ của máy dò Be, lớp chết của máy dò, thể tích hoạt động của máy dò và bộ lọc được chèn giữa ống và mẫu hoặc giữa mẫu và máy dò. Chúng được tính toán từ các thông số đầu vào của người dùng xác định nguồn kích thích, bộ tách sóng và hình học phổ kế.
§Các thông số xử lý phổ bao gồm các đại lượng để xác định tính liên tục của nền, các đỉnh cộng dồn và tổng, làm mịn và phổ nền được đo cho các đỉnh.
§Bao gồm các hiệu chỉnh đầy đủ cho sự hấp thụ và cả huỳnh quang thứ cấp màng dày và mỏng, tức là tất cả các hiệu ứng ma trận, tăng cường và hấp thụ. Tất cả các dòng có thể được xem xét cho cả kích thích và huỳnh quang.
§Cường độ photopeak có thể được mô hình hóa dưới dạng hàm Gaussian, bằng cách tích phân diện tích thực của đỉnh hoặc sử dụng phản ứng photopeak tham chiếu đã đo được.
§Phân tích định lượng có thể được thực hiện bằng cách sử dụng phương pháp tiếp cận các thông số cơ bản thuần túy, các thông số cơ bản với tỷ lệ phân tán (đối với các mẫu chứa một lượng lớn vật liệu Z thấp) hoặc bằng cách lắp vuông đơn giản nhất.
§Phân tích thông số cơ bản có thể dựa trên hiệu chuẩn từ một-tiêu chuẩn phần tử, nhiều tiêu chuẩn, hoặc không có tiêu chuẩn. Tiêu chuẩn-lphân tích luận yêu cầu xác định chính xác các thông số ống, máy dò, môi trường và hình học.
§Phân tích định tính tự động
1）Tổng nồng độ của các nguyên tố mục tiêu phải trên 99,5%.
2）Bề mặt mẫu phẳng, đều và đồng nhất.
3）Khối lượng mẫu phải có độ dày vô hạn (Đối với phân tích nồng độ XRF)
4）Chương trình FP phải có được cường độ thực của tất cả các phần tử.
5）Tham số phần cứng của thiết bị thực phải giống với giá trị đầu vào lý thuyết.
Có hai bước chính trong việc lấy phổ thô và thu được nồng độ của các nguyên tố: xử lý và phân tích. Trong quá trình xử lý, chương trình FP xác định cường độ của các dòng tia X đã được chọn. Nó áp dụng một số hiệu chỉnh đối với phổ (đỉnh thoát, đỉnh tổng), loại bỏ nền, sau đó khớp dữ liệu với tổng Gauss ở năng lượng của các phần tử đã chọn. Đầu ra của bước này là tập hợp các cường độ. Trong phân tích, cường độ liên quan đến nồng độ của các nguyên tố trong mẫu, có tính đến công suất dừng của máy dò đối với mỗi năng lượng, sự hấp thụ trong cửa sổ Be và trong không khí, sự hấp thụ và tăng cường trong mẫu. FP có một tập hợp các “thông số cơ bản” liên quan cường độ của các vạch với nồng độ trong mẫu. Các thông số này phụ thuộc nhiều vào các chi tiết về hình dạng và đặc tính vật liệu của thiết lập, máy dò, v.v.
Các bước cơ bản trong hiệu chuẩn nguyên tố là: (1) Đo phổ từ chất chuẩn có nồng độ nguyên tố đã biết. Bạn nên đo các phổ này trong thời gian dài hơn so với thời gian sẽ được sử dụng để thu thập dữ liệu nhằm giảm độ không đảm bảo trong các thông số hiệu chuẩn. (2) Xử lý phổ bằng cách sử dụng chính xác các bước tương tự như sẽ được sử dụng cho vật liệu được thử nghiệm. (3) Trong Bảng Thành phần Mẫu, nhập các nguyên tố và nồng độ đã biết. (4) kiểm tra đường chuẩn cho đến khi tất cả các yếu tố hiệu chuẩn là chính xác.
Biểu đồ dưới đây giải thích thuật toán về cách hoạt động của chương trình FP.
•Hiệu ứng nền mẫu bao gồm kích thước hạt, độ đồng nhất, tính đồng nhất và tình trạng của bề mặt.Cần cố gắng hết sức để đồng nhất các mẫu đất trước khi phân tích. Một cách để giảm ảnh hưởng của kích thước hạt là sàng tất cả các mẫu đất
•Vị trí không nhất quán của các mẫu trước cửa sổ thăm dò là một nguồn sai số tiềm ẩn vì tín hiệu tia X giảm khi khoảng cách từ nguồn phóng xạ tăng lên. Duy trì khoảng cách nhất quán giữa cửa sổ và mẫu sẽ giảm thiểu vấn đề này. Để có kết quả tốt nhất, cửa sổ của đầu dò phải tiếp xúc trực tiếp với mẫu.
•Tổng nồng độ của các nguyên tố mục tiêu phải là 100%. Nếu có điều gì đó bị bỏ sót, kết quả cuối cùng của bài kiểm tra sẽ bị sai.
Ví dụ:
Lấy ví dụ mẫu Titanium. 18 Chuẩn titan được sử dụng để hiệu chuẩn. Tất cả các mẫu tiêu chuẩn có chứa từ 1-7% nhôm bên trong. Trong cùng các điều kiện thử nghiệm, lần hiệu chuẩn đầu tiên không tính đến nhôm nhưng lần hiệu chuẩn thứ hai thì có.
Yếu tố tham số phần cứng：
•Các giới hạn về độ phân giải của công cụ có thể gây ra vấn đề trong việc phân tích một số yếu tố. Nếu sự chênh lệch năng lượng giữa các tia X đặc trưng của hai nguyên tố (được đo bằng eV) nhỏ hơn độ phân giải của máy dò tính bằng eV, thì máy dò sẽ không thể phân giải các cực đại. Nói cách khác, nếu hai cực đại cách nhau 240 eV, nhưng độ phân giải của bộ tách sóng là 270 eV, bộ phát hiện sẽ gặp khó khăn trong việc phân biệt các cực đại đó. Một ví dụ phổ biến là sự chồng lấn của đỉnh K của asen với đỉnh L của đạo trình. Với việc sử dụng các hiệu chỉnh toán học để trừ nhiễu đạo trình, có thể đo được chì từ đỉnh L của đạo trình và có thể đo asen từ đỉnh K của arsen. Tuy nhiên, nồng độ arsen không thể được tính toán một cách hiệu quả đối với các mẫu có tỷ lệ chì trên arsen từ 10 đến 1 trở lên, vì đỉnh chì sẽ lấn át hoàn toàn đỉnh arsen
•Thời gian chết của máy dò. CPS khác nhau khiến cường độ bị mất.
•Hiệu ứng tỷ lệ đếm. Dải CPS động của máy dò quyết định độ tuyến tính của cường độ. Độ phân giải và vị trí đỉnh cũng sẽ bị ảnh hưởng bởi thông số này.
•Tổng đỉnh và đỉnh thoát
•Nền phân tán.
Ví dụ：Sự giao thoa đỉnh cao
Lấy ví dụ về hợp kim coban. Quang phổ coban tinh khiếtgây trở ngạivới đỉnh sắt. Trong đồ thị bên dưới, đường cong đầu tiên cho thấy hiệu chuẩn Fe mà không có Co Fitting. Đường cong thứ hai cho thấy Fe với Co phù hợp.
Biểu đồ dưới đây làhiệu chỉnhđối với Fe mà không có Co phù hợp. (Trục Y làlý thuyếtcường độ và trục X là cường độ đo được)
GG gt;Hiệu chuẩn phổ
Sử dụng các đỉnh đã biết trong quang phổ, phần mềm sẽ tính toán độ lợi hiệu dụng (eV / kênh) và độ lệch (dịch chuyển không) cho máy quang phổ. Các yếu tố này được áp dụng cho các phổ tiếp theo trước khi xử lý phổ khác.
GG gt;Xóa nền và trừ trống
Mô-đun loại bỏ nền sử dụng lọc lặp đi lặp lại để phân biệt các đỉnh, để lại nền quang phổ thay đổi mượt mà. Nền này sau đó được loại bỏ khỏi quang phổ ban đầu, để lại các đỉnh.
Mô-đun trừ mẫu trắng được sử dụng để loại bỏ các pic do môi trường gây nhiễu hoặc nhiễm bẩn. Các cực đại này không phải do vật liệu trong mẫu mà do máy đo phổ, ví dụ Ar trong không khí hoặc Al trong bộ lọc hoặc Pb trong tấm chắn của người dùng. Mô-đun này trừ đi một phổ thu được từ vật liệu tham chiếu "trống", tức là vật liệu không có các nguyên tố cần phân tích.
GG gt;Thoát Đỉnh và Loại bỏ Đỉnh Sum
Loại bỏ, theo tùy chọn của người dùng, cả hai đầu dò thoát và tổng (chồng chất) đỉnh. Mô-đun đỉnh thoát sử dụng một hàm bên trong để ước tính phần nhỏ các sự kiện tia x (phía trên cạnh K) sẽ tạo ra K tia x sẽ thoát ra từ mặt trước hoặc mặt sau của máy dò
GG gt;Giải mã: Khai thác cường độ
Mô-đun này hoạt động trên phổ đã xử lý để trích xuất cường độ đỉnh thực cho các phần tử đã chọn. Nó bao gồm một số tùy chọn. Đầu tiên, diện tích đỉnh được tính bằng một trong ba phương pháp: (1) tích hợp đỉnh đơn giản trên một Vùng ưa thích cố định, (2) điều chỉnh Gaussian với các đỉnh, sử dụng cơ sở dữ liệu đã biết về tỷ lệ dòng và năng lượng đỉnh, v.v. , và (3) giải mã tham chiếu, sử dụng các cấu hình được lưu trữ cho từng phần tử để phù hợp với các đỉnh. Thứ hai, việc lắp phổ có thể được thực hiện. Tất cả năng lượng và độ phân giải dòng yêu cầu được tính toán tự động từ dòng chất phân tích được chỉ định.
Cácthông sốcái đóảnh hưởngcáclý thuyếtcường độ bao gồm: Vật liệu mục tiêu ống tia X, thiên thần cất cánh mục tiêu, cửa sổ ốngvật chất, vật liệu cửa sổ ống, góc tới ống, điện áp ống, đỉnh năng lượng nguyên tố,và lọcvật chất
For ví dụ, vật liệu cửa sổ ống tia x
Trục Y làlý thuyếtcường độ và trục X là cường độ đo được. Đồ thị bên dưới là vật liệu cửa sổ ống Be.
Nhiều yếu tố cần được xem xét để đạt được cường độ thực của mỗithành phần. Các yếu tố dưới đây cần được cầm tay cẩn thận khi thiết lập hiệu chuẩn mới.
1.Điều chỉnh cơn thịnh nộ đếm trong quá trình đo.
Điều chỉnh tốc độ đếm trong quá trình kiểm tra làthiết kếđể loại bỏ ảnh hưởng của hình dạng mẫu và sự khác biệt phần cứng của thiết bị. Khi áp dụng chức năng này để hiệu chuẩn FP, dòng điện ống phải được chuẩn hóa để loại bỏ ảnh hưởng của các điều kiện thử nghiệm khác nhau.
2.Mẫu phải bao phủ hoàn toàn chùm chuẩn trực.
Nếu mẫu không bao phủ hoàn toàn chùm chuẩn trực, FP không thể đạt được kết quả thử nghiệm chính xác.
Bài viết liên quan
Tin mới nhất
Tiếng Việt
Tiếng Anh
Tiếng Hàn
Tiếng Trung
