使用SDD, XPIN6和XPIN13鉴别非铝金属/合金中的SS316

本文介绍了在非铝金属和合金中找到最佳探测器来识别SS316的比较研究的结果。结果表明，PIN探测器和SDD检测器同样良好的鉴定几种常见的壬烃金属和合金。但是，对于此应用，PIN探测器的成本较低和更完美的操作使其更好地选择SDD检测器。

探测器的比较

典型的SDD和PIN探测器的比较如表1所示。典型的SDD检测器的性能优于PIN检测器。除了拥有更好的终极能量分辨率，SDD探测器可以在给定的时间内计数更多的x射线。在从各种元素中确定x射线事件时，分辨率是至关重要的，而计数对于在更短的时间内获得更好的统计是必不可少的。

表1．典型SDD和引脚检测器之间的简要比较。

	检测区域	菲55解析度	探测器内部温度。	上限输入计数率(ICR)限制	价格
典型的SDD	10 - 50毫米2	120 - 160年电动汽车	-20到-40°C	~ 500 kcps	更贵
典型的销	5 - 15毫米2	150 - 220年电动汽车	-20到-40°C	~ 100 kcps	更便宜的

典型的PIN探测器价格较低，通常用于价格敏感系统，如XRF。PIN探测器适用于多种XRF应用，包括金属和合金的测定，不需要SDD探测器提供的性能优势。

实验装置

图1显示了在本实验中使用的标准XRF设置，涉及使用Moxtek的50kV，4瓦4瓦的Ultra-Lite X射线源与钨阳极的使用。源位于50kV和15-20μA发射电流。源和样品之间的距离为25mm，将70μm铜过滤器置于源前面。对于每个检测器，样品和检测器之间的距离为25mm。

图1所示。左边是XRF装置的草图，概述了最关键的部分。在右边是一个图像的设置，包括准直器的所有组件都可以看到。

Moxtek的MXDPP-50对探测器信号进行了处理。x射线源和经过验证的探测器上面有铝套黄铜准直器。为了确保XRF信号仅来自于样品，需要使用铝套来防止杂散的XRF信号来自黄铜。铜滤光片可消除~15keV以下源的大部分x射线，使该区域具有较好的信噪比。然而，铜确实允许一个在~8.3千伏的钨Lá线路通过。

钨Lá线提高了镍和低Z元素的激发，也产生了一个非xrf峰。这可能会让没有经验的操作人员或XRF算法感到困惑。从一个干净的塑料样品的XRF光谱如图2所示，显示了来自源的康普顿散射钨Lá线和康普顿散射轫致辐射。

图2。光谱采集自塑料样本，显示康普顿散射背景从一个干净的XRF样本。

实验的程序

实验比较了SDD、XPIN6和XPIN13探测器对非铝合金和金属的XRF性能。本实验所用各探测器的关键技术指标如表2所示。

表2．SDD、XPIN6和XPIN13检测器的功能比较

	探测器面积	探测器厚度	菲55应用解决方案	SS316光谱在30秒内计数	死时间	民进党峰值时间	管电流	检测器温度
SDD	20毫米2	500µm	150年电动汽车	360K.	27％	8µ交会	20µ	-45°C
XPIN6	6毫米2	625µm	165年电动汽车	125 k	24%	20µ秒	20µ	-35°C.
XPIN13	13毫米2	625µm	200年电动汽车	139 k	27％	20µ秒	15µ	-35°C.

通过调制管道发射电流来比较Quazi标准化XRF的性能，每次检测器以30％的死区时间运行。与PIN探测器相比，SDD具有更好的技术性能。

实验结果

这种XRF装置不适用于检测元素周期表中钙以下的元素。因此，铬及以上元素只在SS316中测定。每个探测器记录来自SS316源的XRF光谱，时间为30秒。SDD、XPIN6和XPIN13的全谱图如图3所示，显示了所有的主要元素。5-9keV区域的光谱数据如图4所示。可以看出，所有元素的分隔Ká行都定义得很好，便于明确标识。

图3。XRF光谱从316不锈钢样品收集，超过30秒，所有主要峰标记。计数的Y轴是对数刻度。

图4。图3中采集的XRF光谱，线性y刻度，能量范围为5 - 9keV。

从SS316样品中获得的光谱通过XRF基本参数(FP)程序将其转换为元素浓度。当在FP程序中正确配置时，每个检测器都提供了几乎相同的结果。从每个检测器得到的浓度列于表3中。最后一列提供了在每个光谱中确定的x射线事件的总数。

表3．对SS316样品进行30秒和10秒扫描，在死区时间为30%的情况下，比较三种检测器得到的浓度

	Cr	m	菲	你	莫	有限公司	铜	光谱总计数
列表SS316	16 - 18.5%	＜2%	b	10-14％	2-3％	---	---
SDD-30交会	16．8	1.37	69.4	9.8	1.8	0.03	0.73	360K.
PIN6-30交会	16．8	1.29	69.2	9.9	2．2	0.03	0.73	125 k
PIN13-30交会	16.9	1.32	68.8	9.8	2．4	0.03	０．４９	139 k
SDD-10交会	16.9	1.27	69.3.	10．0	1.8	0.06	0．55	120 k
PIN6-10交会	16.6	1.54	69.1.	9.9	2．2	0.03	0.45	41.6 k
PIN13-10秒	16.9	1．25	68.7	9.9	2．4	0.03	0．71	46.3 k

每个探测器分别进行30秒和10秒的XRF扫描，然后进行比较。结果表明，所有探测器都能在10秒内进行识别。对于金属和合金的低于百分之一水平的元素识别，实际上并不需要更高的SDD计数率。每个探测器提供的元素浓度在1%或更少的每个元素。这种精度水平足以确定SS316。

结论

结果表明，PIN探测器和SDD探测器对几种常见的非铝金属和合金的测定是一样有效的。然而，对于这种应用，PIN检测器的成本更低，操作更完美，使其优于SDD检测器。

该信息的来源、审查和改编来自Moxtek, Inc.提供的材料。欧洲杯足球竞彩

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