SU795168A1 - Method for measuring tin content - Google Patents

Description

Изобретение относится к области элементного* анализа вещества гамма-резонансным методом и может быть использовано для определения содержания олова в образцах больших объемов и площадей (например, руда в вагонетках, на транспорте и т. п.).The invention relates to the field of elemental analysis * of a substance by the gamma-resonance method and can be used to determine the tin content in samples of large volumes and areas (for example, ore in trolleys, vehicles, etc.).

Известен способ анализа состава вещества, основанный на использовании метода гамма-резонансной спектроскопии, заключающийся в регистрации рассеянных гамма-квантов от образца и определения величины эффекта резонансного рассеяния {1]_:.A known method of analyzing the composition of a substance based on the use of gamma resonance spectroscopy, which consists in recording scattered gamma quanta from a sample and determining the magnitude of the resonance scattering effect [1] _:.

Однако при изменении геометрических условий измерения, например при появлении неровностей на поверхности исследуемых образцов, погрешность определения содержания олова возрастает.However, when the geometric measurement conditions change, for example, when irregularities appear on the surface of the samples under study, the error in determining the tin content increases.

Наиболее близким техническим решением является способ определения содержания олова, заключающийся в облучении исследуемого образца источником резонансных гамма-квантов, в измерении числа импульсов, полученных при регистрации рассеянных от образца гамма-квантов при движущемся и покоящемся источнике и измерении числа фоновых импульсов с по следующим определением величины эффекта резонансного рассеяния по формуле где ε — величина эффекта; N_o — число импульсов, измеренных при покоящемся ис10 точнике; N_x —число импульсов, измеренных при движущемся источнике, когда резонанс полностью нарушается; (Уф — число фоновых импульсов [2].The closest technical solution is a method for determining the tin content, which consists in irradiating the test sample with a source of resonant gamma quanta, in measuring the number of pulses received when registering gamma quanta scattered from the sample with a moving and stationary source, and measuring the number of background pulses with the following definition resonance scattering effect according to the formula where ε is the magnitude of the effect; N _o is the number of pulses measured with the source at rest 10; N _{x — the} number of pulses measured with a moving source, when the resonance is completely violated; (UV - the number of background pulses [2].

Однако изменение геометрических усло15 вий измерения при неизменности градуировочной характеристики прибора приводит к недопустимо большой погрешности анализа. Это связано с тем, что участки образца, находящиеся на разных расстояниях от 20 источника гамма-квантов и от детектора, в геометрии рассеяния дают разный вклад в величину определяемого эффекта и при значительных локальных колебаниях поверхности образца по высоте результат 25 анализа может совершенно не соответствовать истинному содержанию элемента вследствие различного относительного вклада излучения источника, рассеянного на воздухе, в интенсивность регистрируе30 мого излучения.However, a change in the geometric conditions of measurement with the invariance of the calibration characteristics of the device leads to an unacceptably large error of analysis. This is due to the fact that parts of the sample located at different distances from the gamma-ray source 20 and from the detector, in the scattering geometry, make different contributions to the magnitude of the determined effect and, with significant local variations in the surface of the sample in height, the result of analysis 25 may completely not correspond to the true element content due to the different relative contribution of radiation from a source scattered in air to the intensity of the recorded radiation.

Целью изобретения является повышение точности определения содержания олова в образцах с произвольной формой поверхности.The aim of the invention is to improve the accuracy of determining the tin content in samples with an arbitrary surface shape.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе определения содержания олова, заключающемся в облучении исследуемого образца источником резонансных гамма-квантов, в измерении числа импульсов, полученных при регистрации рассеянных от образца гамма-квантов при движущемся и покоящемся источнике и измерении числа фоновых импульсов с последующим определением величины эффекта резонансного рассеяния, измерение числа фоновых гамма-квантов производят на расстоянии от поверхности образца, исключающем попадание на детектор рассеянных от образца гамма-квантов.This goal is achieved by the fact that in the known method for determining the tin content, which consists in irradiating the test sample with a source of resonant gamma quanta, in measuring the number of pulses obtained when registering gamma quanta scattered from the sample with a moving and stationary source and measuring the number of background pulses with subsequent by determining the magnitude of the resonance scattering effect, the number of background gamma rays is measured at a distance from the surface of the sample, which excludes the scattering of the detector data from a gamma ray sample.

Измерение числа фоновых импульсов указанным образом устраняет влияние геометрических факторов на величину эффекта, что позволяет получать однозначные градуированные зависимости и, следовательно, проводить количественный анализ больших образцов с неровной поверхностью в геометрии рассеяния. Это связано с тем, что при экспрессном анализе количества олова, например, в руде, находящейся в вагонетках, используются практически не коллимированные источники большой площади (диаметром не менее 50 мм), причем наиболее оптимальные результаты получаются при расположении их примерно в одной плоскости с гамма-чувствительным слоем детектора. При таких условиях дополнительное резонансное рассеяние в энергетической области самой «резонансной» линии в основном определяется рассеянием на воздухе гамма-квантов от источников в небольшом объеме воздуха непосредственно перед детектором, поэтому даже при небольших расстояниях между детектором и образцом он не зависит от колебания уровня поверхности образца. Резонансная же и нерезонансная составляющие рассеянного от образца излучения изменяются пропорционально друг другу при изменении расстояния от детектора до каждого участка образца, поэтому вычитание дополнительной постоянной составляющей от рассеянного на воздухе первичного излучения приводит к независимости величины эффекта от локальных неровностей поверхности образца.Measuring the number of background pulses in this way eliminates the influence of geometric factors on the magnitude of the effect, which allows one to obtain unambiguous graded dependences and, therefore, to conduct a quantitative analysis of large samples with an uneven surface in the scattering geometry. This is due to the fact that in an express analysis of the amount of tin, for example, in ore located in trolleys, practically non-collimated sources of a large area (with a diameter of at least 50 mm) are used, and the most optimal results are obtained when they are located approximately on the same plane with gamma - sensitive detector layer. Under such conditions, additional resonant scattering in the energy region of the “resonant” line itself is mainly determined by scattering of gamma rays from air in the air from sources in a small volume of air directly in front of the detector, therefore, even at small distances between the detector and the sample, it does not depend on fluctuations in the level of the sample surface . The resonance and nonresonance components of the radiation scattered from the sample change proportionally to each other with a change in the distance from the detector to each part of the sample; therefore, subtracting the additional constant component from the primary radiation scattered in air leads to the independence of the magnitude of the effect from local irregularities of the sample surface.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

Четыре источника располагались вокруг датчика со сцинтилляционным резонансным детектором на расстоянии 15 см от него и на одном уровне с ним. Расстояние от детектора, закрепленного совместно с источниками до образца, меняется от 14 до 40 см. Первоначально измеряется число импульсов при неподвижном и колеблю5 щемся источнике на требуемых высотах, а затем измеряется число фоновых импульсов при удалении детектора совместно с источником от поверхности образца на 100 см, по формуле рассчитывается вели0 чина эффекта, а далее по калибровочным кривым или расчетным путем определяется содержание олова.Four sources were located around the sensor with a scintillation resonance detector at a distance of 15 cm from it and at the same level with it. The distance from the detector, fixed together with the sources to the sample, varies from 14 to 40 cm. Initially, the number of pulses is measured with a fixed and oscillating source at the required heights, and then the number of background pulses is measured when the detector and the source are removed from the sample surface by 100 cm , the value of the effect is calculated by the formula, and then the tin content is determined by calibration curves or by calculation.

Таким образом, использование предлагаемого способа получения однозначных гра5 дуировочных зависимостей позволяет проводить экспрессный анализ в таких производственных условиях, когда невозможно получение ровных поверхностей образцов и когда обычный гамма-резонансный метод О анализа дает недопустимо большие отклонения от истинного содержания олова. Кроме того, использование предложенного способа дает возможность осуществлять контроль за составом руды и производить 5 ее предварительное обогащение уже на ранних стадиях технологической цепочки: путем сортировки вагонеток с рудой по содержанию олова, сортировки руды на транспортерах и т. д. Это существенно об0 легчает процесс обогащения руды и повышает его эффективность.Thus, the use of the proposed method for obtaining unambiguous calibration dependences makes it possible to carry out rapid analysis in such production conditions when it is impossible to obtain smooth sample surfaces and when the usual gamma-resonance method of analysis gives unacceptably large deviations from the true tin content. In addition, the use of the proposed method makes it possible to control the composition of the ore and pre-enrich it 5 already at the early stages of the technological chain: by sorting trolleys with ore by the content of tin, sorting ore by conveyors, etc. This substantially facilitates the enrichment process ore and increases its effectiveness.

Claims (1)

Формула, изобретенияClaim 5 Способ определения содержания олова, заключающийся в облучении исследуемого образца источником резонансных гаммаквантов, в измерении числа импульсов, полученных при регистрации рассеянных от j образца гамма-квантов при движущемся и покоящемся источнике и измерении числа фоновых импульсов с последующим определением величины эффекта резонансного рассеяния, отличающийся тем, что, с5 The method for determining the tin content, which consists in irradiating the test sample with a source of resonant gamma quanta, in measuring the number of pulses received when registering gamma rays scattered from the j sample with a moving and stationary source and measuring the number of background pulses with subsequent determination of the magnitude of the resonance scattering effect, characterized in that, with 5 целью повышения точности определения содержания олова в образцах с произвольной формой поверхности, измерение числа фоновых гамма-квантов производят на расстоянии от поверхности образца, исклю) чающем возможность попадания на детектор рассеянных от образца гамма-квантов.5 in order to increase the accuracy of determining the tin content in samples with an arbitrary surface shape, the number of background gamma rays is measured at a distance from the surface of the sample, eliminating the possibility of gamma rays scattered from the sample entering the detector.