便携式EDXRFA的定性、定量分析技术研究与结构设计

摘要

能量色散X射线荧光分析方法具有分析速度快、准确度高、重现性好、对试样无损坏、不污染环境等优点，在地质、材料、冶金、化工、考古等诸多领域有着广泛应用。为了达到流动检测和现场分析的目的，目前能量色散X射线荧光光谱仪正向着小型化、智能化、自动化、专业化的方向发展。
　　针对能量色散X射线荧光光谱仪的发展趋势，本文研究了X射线管、样品以及探测器三者之间的几何布置，对谱仪的结构进行了设计，并进行了谱线的定性、定量算法研究，主要研究成果有：
　　利用设计的自动定性分析算法对一系列样品进行了定性分析，对于常量元素，探测器能够检测其主要特征谱线，分析结果准确；对于轻元素和微量元素，其特征射线的强度较弱，检出有困难，从而影响分析结果的准确性。总体来说定性结果基本满足分析要求，省去人工查表综合鉴别元素，代替部分脑力劳动，提高了分析效率。
　　定量分析采用基本参数法来校正样品的基体效应，探讨了标样性质对分析精度的影响：采用多标样可以获得较高的分析精度，采用单标样时，分析误差较大；当未知样成分接近选用的标样时，分析误差很小，而当未知样成分与标样相差较大时，分析误差较大；低含量段元素相对误差较大，高含量段元素相对误差较小，分析结果与实际值接近，基本能满足生产的需要。
　　通过理论分析和系统实验确定了X射线管、样品与探测器三者之间的最佳几何条件参数：入射角的范围为50°～55°；出射角的范围为50°～55°；X射线管与样品之间的距离范围为11～16mm；探测器与样品之间的距离范围为12～16mm；为准确的定性、定量分析以及谱仪的结构设计提供参数依据。所设计的谱仪结构具有体积小、携带方便等特点，完全能够满足高校、科研院所以及企事业单位从事元素的现场、快速、非破坏性分析的需要。