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    校正曲線組在X射線熒光分析中的應用

    2007-05-18 00:00
    目前通用的各種X射線熒光分析方法是以比較試樣和標樣(一個或幾個)的分析線的測量強度為基礎,把測量標樣所獲得的數據擬合成一條光滑曲線,一般最好與最小二乘法曲線相吻合。如果基體效應不嚴重,則可用簡單的校準法(也就是分析線強度隨濃度的變化)進行準確分析。如果基體效應嚴重,但分析成分的濃度范圍很小,且標樣與試樣很相似,也可采用上述方法。而這類自動化分析過程所采用的分析軟件,大多有以下3個步驟:  
      
    1)輸入每個標樣的化學分析結果,同時測量其對應組分的譜線強度。 
      
    2)利用上步數據,對所要測定的各個元素進行回歸分析,來繪制標準曲線(此時要打印或記錄所有元素的強度與濃度數值,以備后用)。 
      
    3)對制做的不同物料曲線進行生產樣對比校正。 
      
    以我公司94號生料曲線為例,經過一年多的對比試驗,效果良好,但在個別月出現(xiàn)較大的波動,如1998年10月、1999年3月,見表1、表2。  

    在X射線熒光分析儀的各種試驗條件及試樣基體并無較大波動情況下,X射線熒光分析數據在個別月份發(fā)生偏差,最終考慮是生產中物料粒度發(fā)生變化,雖然粒度與強度關系中,粒度有一臨界值,可以很好地找到粒度的控制范圍,來決定磨樣時間,如圖1。但由于生產中粒度發(fā)生階段性變化,且制備樣品所用的振動磨有時需要維修,磨樣時間如不及時改變,勢必引起強度波動,造成測量誤差。因此僅有臨界值是不夠的,但對校正曲線來講,如果再研究磨樣時間與強度的對應關系,重新找粒度臨界值,來制做一套新的工作曲線,工作量較大。由表2可看出CaO、Fe2O3、Al2O3測量誤差較小,而SiO2偏差為0.44%。為校正此種誤差,一種方法是不調整曲線直接將熒光曲線測出的SiO2數據減去0.5%。很明顯,這種方法主觀性太強,不可靠,易出錯;另一種方法就是調整曲線(僅針對SiO2進行調整),如果按正常步驟,對所有元素要再進行回歸分析,這樣做無疑增加工作量,又影響生產。為此,我們采用了校正曲線組法。 
       




      圖1 研磨時間與研磨細度的關系曲線 

    所謂校正曲線組法,是指在制備標準曲線的同時,通過升高與降低曲線斜率來制備一組曲線,也就是保持強度不變的基礎上,修改標樣的數據。一般希望曲線的斜率陡(高)一些,這樣在濃度變化很小時,分析線強度變化很大,作為一級近似,斜率與基體對分析線的質量吸收系數成反比。如果原來制作標準曲線所用的數據如表3A所示,將SiO2的數據變化-0.2、-0.4、+0.2、+0.4,制得曲線B、C、D、E,該組曲線就稱為校正曲線組。它適用于以下情況:如果物料的分析線強度不僅與分析元素P的濃度有關,且與一種基體Q有關,則可建立一組P的譜線強度與P濃度的標準曲線,每條曲線對應不同的Q參數,如圖2所示。 
       




      圖2 譜線強度與濃度的標準曲線組 

     我們以石灰石中SiO2為例,假設基體Q是樣品的粒度,而粒度是由磨樣時間決定的,也就是說控制磨樣時間(不一定達到臨界粒度)來找到最佳值。 
      
    平時當物料粒度發(fā)生變化或與生產樣進行結果對比發(fā)現(xiàn)較大偏差時,以及振動磨維修過后,均要進行曲線校正,此時,就可以利用已制作的校正曲線組,將磨樣時間分別定在30s、60s、90s、120s,壓制4個樣塊,用不同曲線(B、C、D、E)來測量,并與化學分析結果進行對比,以確定采用哪條曲線,而不用重新制作曲線。經過幾個月運作,效果良好,大大提高了工作效率,且不會因原料磨參數改變而影響熒光分析,增加了熒光分析儀的使用率。

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