Как работает портативный рентгенофлуоресцентный анализатор: разбор принципа действия
В современных промышленных и исследовательских задачах всё чаще используют компактные приборы для быстрого анализа состава материалов. Один из таких инструментов — анализатор металла, позволяющий без разрушения образца определить его химический состав. Особенно востребованы портативные устройства, работающие на основе рентгенофлуоресцентного метода.
Содержание статьи:
Физическая основа метода
Принцип работы прибора базируется на явлении рентгенофлуоресценции. Когда материал облучают рентгеновскими лучами, атомы элементов, входящих в его состав, переходят в возбуждённое состояние. При возвращении в исходное состояние они испускают вторичное рентгеновское излучение — флуоресценцию. Каждый химический элемент излучает фотоны с характерной энергией, что позволяет точно идентифицировать его присутствие в образце.
Прибор генерирует первичный рентгеновский пучок с помощью миниатюрной рентгеновской трубки. Излучение направляется на исследуемый объект. Атомы образца поглощают энергию и начинают испускать вторичные фотоны. Детектор прибора фиксирует спектр этих фотонов, а встроенный процессор анализирует полученные данные.
Ключевой момент — энергия испускаемых фотонов строго соответствует конкретному элементу. Например, железо даёт излучение с энергией около 6,4 кэВ, медь — около 8,0 кэВ. Прибор сравнивает измеренные значения с эталонными спектрами и определяет, какие элементы присутствуют в образце и в каком количестве.
Устройство портативного анализатора
Современный анализатор рентгенофлуоресцентный портативный состоит из нескольких основных компонентов:
- Рентгеновская трубка — источник первичного излучения;
- Детектор — улавливает вторичное флуоресцентное излучение;
- Процессор — обрабатывает спектральные данные;
- Экран — отображает результаты анализа;
- Аккумулятор — обеспечивает автономную работу.
Корпус прибора выполнен из ударопрочных материалов, что важно при эксплуатации в полевых условиях. Для удобства работы предусмотрены эргономичные рукоятки и защитные экраны, снижающие воздействие рассеянного излучения.
