РЕНТГЕНОФЛУОРЕСЦЕНТНЫЙ АНАЛИЗАТОР СОДЕРЖАНИЯ СЕРЫ В ЖИДКИХ УГЛЕВОДОРОДАХ

Полезная модель относится к области рентгенофлуоресцентного анализа и может быть использована для определения концентрации серы в нефти, нефтепродуктах и других жидких углеводородах.
Известно устройство для определения концентрации серы в жидких углеводородах, содержащее кювету, в которой размещается анализируемый жидкий углеводород; в дне кюветы выполнено окно, закрытое пленкой, прозрачной для рентгеновского излучения; под кюветой расположены рентгеновская трубка и детектор рентгенофлуоресцентного излучения, исходящего от анализируемого вещества, который соединен со спектральным анализатором, выход которого связан с процессорным устройством, см. http://www.practicingoilanalysis.com.
Известен также рентгенофлуоресцентный анализатор содержания серы в жидких углеводородах, включающий источник рентгеновского излучения, кювету для размещения анализируемого вещества, снабженную окном, выполненным в дне кюветы; окно закрыто прозрачной для рентгеновского излучения пленкой; также имеется детектор рентгенофлуоресцентного излучения, исходящего от анализируемого вещества после его облучения рентгеновскими лучами; детектор и источник рентгеновского излучения размещены под кюветой; выход
детектора соединен со входом спектрального анализатора, выход которого соединен со входом электронно-вычислительного устройства, выход которого соединен со входом блока отображения информации, JP 2000065764.
Данное техническое решение, практически, имеет такую же конструкцию, что и описанный выше аналог. В случае нарушения целостности пленки, анализируемое вещество попадает на источник рентгеновского излучения и детектор, что приводит к выходу их из строя. Поэтому их отделяют от кюветы дополнительной защитной полупрозрачной пленкой.
Это вызывает экспоненциальное увеличение поглощения рентгенофлуоресцентного излучения, что резко снижает чувствительность анализатора; кроме того, поскольку защитная пленка вносит дополнительные помехи в работу анализатора, главным образом, из-за ее загрязнения в процессе эксплуатации, а также и из-за неравномерности ее толщины и плотности, существенно снижается точность результатов анализа.
Известен рентгенофлуоресцентный анализатор содержания серы в жидких углеводородах, включающий кювету для размещения анализируемого вещества, в боковой стенке которой выполнено окно, закрытое прозрачной для рентгеновского излучения пленкой, источник рентгеновского излучения, расположенный сбоку от кюветы со стороны окна; детектор рентгенофлуоресцентного излучения, исходящего от
анализируемого вещества, расположенный оппозитно источнику излучения с другой стороны кюветы, электронно-вычислительное устройство и блок отображения информации, RU 94023383 А1.
Устройство, информация о котором приведена в описании к RU 94023383 А1, принято в качестве прототипа настоящей полезной модели.
Рентгеновское излучение резко затухает в жидкости. В то же время детектор рентгенофлуоресцентного излучения воспринимает это излучение лишь от смежного с ним тонкого слоя жидкости (<1 мм). Поэтому при оппозитном расположении источника рентгеновского излучения и детектора рентгенофлуоресцентного излучения последнее должно возбуждаться во всем объеме жидкости. Это обусловливает необходимость использования весьма мощных источников рентгеновского излучения, что требует соответствующих усиленных средств защиты от этого излучения
В основу настоящей полезной модели положено решение задачи снижения мощности источника рентгеновского излучения рентгенофлуоресцентного излучателя и, соответственно, упрощения конструкции устройства в целом.
Согласно полезной модели эта задача решается за счет того, что в рентгенофлуоресцентном анализаторе содержания серы в жидких углеводородах, включающем кювету для размещения анализируемого вещества, в боковой стенке которой выполнено окно, закрытое прозрачной для рентгеновского излучения пленкой, источник рентгеновского
излучения, расположенный сбоку от кюветы со стороны окна, детектор рентгенофлуоресцентного излучения, исходящего от анализируемого вещества, спектральный анализатор выходного сигнала детектора, электронно-вычислительное устройство и блок отображения информации, источник рентгеновского излучения и детектор рентгенофлуоресцентного излучения, исходящего от анализируемого вещества, расположены с одной стороны относительно кюветы.
Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящей полезной модели, что позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «новизна».
Благодаря реализации отличительных признаков полезной модели существенно снижается потребная мощность источника рентгеновского излучения, поскольку рентгенофлуоресцентное излучение возбуждается не во всем объеме жидкого углеводорода, а только в тонком слое жидкости, прилежащем к источнику рентгеновского излучения и детектору рентгенофлуоресцентного излучения.
На фиг.1 приведена схема устройства.
Рентгенофлуоресцентный анализатор содержания серы в жидких углеводородах включает источник 1 рентгеновского излучения, в конкретном примере рентгеновскую трубку прострельного типа БХ-7. В кювете 2 находится анализируемое вещество 3, в частности, бензин. Кювета 2 имеет окно, закрытое пленкой 4, прозрачной для рентгеновского излучения. Детектор 5 представляет собой в данном примере газовый
пропорциональный счетчик типа СИ-12. Спектральный анализатор 6 представляет собой дифференциальный амплитудный дискриминатор. Электронно-вычислительное устройство 7 представляет собой процессорное устройство СРИ 188-5, выход которого соединен со входом блока 8 отображения информации. Блок 8 в данном примере представляет собой знакоинтегрирующий жидкокристаллический модуль WMC1604M с термопринтером «Меркурий КТМ-01». Выход детектора 5 соединен со входом спектрального анализатора 6, выход которого соединен со входом электронно-вычислительного устройства 7, выход которого соединен со входом блока 8 отображения информации. Окно кюветы 2, закрытое пленкой 4, выполнено в боковой стенке кюветы. Источник 1 рентгеновского излучения и детектор 5 рентгенофлуоресцентного излучения, исходящего от анализируемого вещества 3, расположены сбоку от кюветы 2 со стороны окна, закрытого пленкой 4. Под кюветой 2 расположен поддон 9.
Устройство работает следующим образом.
Рентгеновское излучение, исходящее из источника 1, проникает через пленку 4, закрывающую окно в боковой стенке кюветы 2, в которой содержится анализируемая жидкость. При взаимодействии рентгеновского излучения с атомами жидкости возникает вторичное, так называемое, рентгенофлуоресцентное излучение, спектральный состав которого определяется химическим составом анализируемой жидкости. Рентгенофлуоресцентное излучение от слоя жидкости 3, прилегающего к
пленке 4, проходит сквозь пленку 4 и попадает в детектор 5 рентгеновского излучения. Детектор фиксирует попадающие в него рентгеновские кванты в виде импульсов электрического сигнала, амплитуда которых пропорциональна энергии квантов. Сигнал с детектора поступает в спектральный анализатор 6, который «вырезает» из амплитудного спектра интервал, соответствующий энергии линии серы. Цифровой сигнал со спектрального анализатора попадает в электронно-вычислительное устройство 7, которое управляет работой установки и определяет массовую долю серы в анализируемой жидкости. Результаты анализа поступают в блок 8 отображения информации. В случае нарушения целостности пленки 4 анализируемая жидкость попадет в поддон 9. При этом не требуется дополнительная защитная полупрозрачная пленка.
Поскольку в заявленном устройстве рентгенофлуоресцентное излучение возбуждается лишь в тонком слое прилегающем к пленке 4, значительно уменьшается требуемая мощность источника рентгеновского излучения и, соответственно, габариты, материалоемкость и стоимость устройства в целом.
Для реализации полезной модели использовано известное оборудование и материалы, что позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «промышленная применимость».