Введение к работе
Актуальность, дальнейшее повіїкепив качества выпускаемой продукции, создание новых материалов н технологий требуют постоянного совершенствования и оптимизации традиционных методов анализа и контроля качества, а тамо разработки и создания более современных И прогрессивных сродстп автоматизированного контроля состаиа и свойств материалов, изделий и сред.
Существующие п настоящей время на мировом рынке высокие требования к качеству продукции будут о дальнейшем только возрастать, отсюда следует важность и значимость проблем повышения точности и достоверности определения физических свойств исследуемых объектов, которые о значительной мере зависят от их химического состаиа, определяемого с помощью атомио-эмиссиокного спектрального метода количественного анализа.
Имея высокую чувствительность и быстродействие, эти методы исследования находят широкое применение не только о промышленном производстве, но и в таких отраслях знаний,как геология, медицина, астрономия и т. д. все возрастающую значимость атомно-эмнесиошше методы анализа приобретают в решении экологических проблем, связанных с контролем окружающей среды.
одной из основных задач атоино-эмиссионного метода количественного анализа является выделение максимально полной информации о материале по получаемому сигналу со спектрограммы при фотографическом методе либо с каналов интеграторов при фотоэлектрическом методе анализа,
В процессе диагностики материалов в настоящее вреия преобладает субъективный фактор, связанный с построением грздуировочных графиков с использованием одного и более стандартных образцов-эталонов и проведением их дальнейшей корректировки по этим же эталонам. При этом диапазон количественного анализа ограничен. Это приводит к появлению дополнительных погрешностей, оценить которые не представляется возможным.
Перечисленные выше обстоятельства обусловливают актуальность и экономическую целесообразность разработки автоматизйрЬваинЫя епо
собой текуаего анализа с мишиалышм количествам стандартных образ-цов-этаяоиоа на основа рассмотрения физических процессов в источнике информации и построении соответствующей математической модели.
«ель» работы является дальнейшее совершенствование существующих к создание новых способов диагностики состава материалов с помощью атошю-эмиссиошюго метода анализа и разработка «а этой основе автоматизированных систем аналитического контроля, соответст-оуюших методик, алгоритмов и программного обеспечения с использованием персональных Э8М, позволяющих попысить быстродействие текущего экспресс-анализа при.сохранении требуемой точности.
Методы исследования - теоретико-экспериментальные, базируются на приманений математического аппарата прикладной статистики, численных методов решения и теории специальных функций, а также катодов электрических и магнитных измерений,
Научная новизна работы заключается в следующем
-
Для учета влияния потерь при излучении на выходные пара-нетрц анализируемого элементе введено понятие "эталон-проба" как некоторой изолированной систеиы. Это позволило выразить основные характеристики излучения ю относительных единицах и разработать upDtte методики определения количественного содержания элементе.*,
-
Введена понятие относительных энергетических параметров возбужденных частиц в облаке низкотемпературной плазмы, положенных В основу определения энергетической совместимости пробы и эталона. Это позволило значительно расширить область использования одного контрольного эталона в пределах допускаемых погрешностей.
-
Разрг-Зотан метод внутреннего стандарта, позволяющий получать ряд новых расчетных эталонов на промежуточных этапах вычислений. Это привело к дальнейшему уменьшению погрешностей результатов анализов при использовании одного контрольного эталона.
«. Получено вырайание для плотности энергии излучения возбув-деиных частиц элемента в плазме, позволяющее вычислить параметр суммарного энергетического состояния для проб и эталонов.
S. Предвокеи критерий оценки суммарного энергетического состояния атоиов и ионов низкотемпературной плазмы исследуемого материала,согласно которому производится отбор оптимального этало-
й
на из всего многообразия значений параметров для эталонных обргз-цов, заложенных э память персональной ЗИЛ.
6. Разработана методика безэталониого определения процентного содержания элементов в исследуемом образце при текущих экспресс-анализах с использованием базы данных персональной ЭВМ для совокупности стандартных образцов-эталонов.
?. Предложены графический и аналитический методы многопарамет-рового анализа материалов, изделий и сред,являющс-ося основой безэталонного определения процентного содержаний элементов расчетным путем.
основные положения, выносимые на зааиту
і. Разработка способов определения количественного состава компонентов на основе принципов энергетического соответствия эталона и пробы, представляющих изолированную систему, а также многоступенчатого расчета с . получением на разиих стадиях вычислений соответствующих внутренние стандартов.
-
Исследование энергетической совместимости элементов испытуемых материалов на основе сравнения их суммарной плотности энергии излучения в облаке низкотемпературной плазмы с целью разработки безэталонных способов текущих экспресс-анализов.
-
Разработка принципов кисгопараметрового анализа химсостава исследуемых объектов с целы» получения безэталонных методов определения процентного содержания элементов в материалах.
-
Разработка методики определения положения спектральных линий в спектре излучения при фотографическом методе для разработки систем автоматизированного анализа.
5. Разработка алгоритмов и программного обеспечения для созда
ния автоматизированных систем аналитического контроля на базе
персональных ЭВМ с использованием предлагаемых способов диагностики изделий, материалов и сред.
Практическая значимость, при разработке способов диагностики материалов были решены следующие практические задачи:
- разработаны алгоритмы и программное обеспечение для персональных эвк типа ІВИ PC по определению количественного солеряания компонентов в исследуемых ма-^риалах при фотографической и фото-
электрическом методах анализа с использованием одного контрольного эталона для всего диапазона анализа;
разработаны алгоритн а программное обеспечение й?ззталошюго определения процентного содержания элементов на основе многопара-метроаого анализа, а также с использованном базы данных эталонных образцов для# персональной ЭНН;
разработан измерительно-вычислительный комплекс, предназначенный для, автоматизированного экспресс-анализа материалов;
предложен способ идентификации спектральных линий на основе построения дисперсионной кривой для различных групп материалои;
~ разработано цифровое электронное устройство к промышленным микрофотометрам,позволяющее измерять Максимальные почернения спектральных линий с сохранением и памяти полученных результатов.
Апробация работы, основные результаты исследований докладывались и обсуждались нз следующих конференциях:
III Региональная конференция "Аналитика сибири-90", Иркутск, 19S0 г.;
III всесоюзная научно-техническая конференция "Автоматизированные системы испытаний объектов ж.-д. транспорта", Омск, 199t.
Публикации. По теие диссертации опубликовано 8 печатных работ, в их числе 2 патента РО на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения,четырех глас,заключения,списка литературы из J36 наименований, трех приложений и содержит 214 страниц машинописного текста.
