CC BY
18
УДК 543.423:389.6
А.И. ОДИНЕЦ, Л.Л. КУЗНЕЦОВ, С.К. МАЛИНОВСКИЙ
Омский государственный технический университет. Омский государственный университет путей сообщения, ОАО «АК Омскагрегат»
РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ ДАЛЬНЕЙШЕГО ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА С ПОМОЩЬЮ ВИРТУАЛЬНЫХ ЭТАЛОНОВ
Рассматривается методика повышения точности спектрального анализа с помощью виртуальных эталонов. В ходе расчетов количественного содержания элементов в исследуемом материале применяется моделирование систем спектрального анализа, предусматривающего наличие только одного стандартного образца. Приводится пример расчета хрома в углеводистых сталях.
Недостатком известных традиционных способов спектрального анализа является необходимость иметь большое количество стандартных образцов, что приводит к дополнительным затратам времени на их анализ и создает определенные трудности в производственных экспресс анализах,
Известны технические решения, в которых с помощью одного комплекта стандартного образца (СО) анализируют около 50 марок алюминиевых сплавов на многоканальных спектрометрах 11 ]. Для этих целей разработан метод построения эмпирических гра-дуировочных характеристик на больших диапазонах изменения содержания таких элементов, как медь, цинк, магний.
В связи с тем что такое построение с помощью одной аналитической линии для некоторых элементов невозможно из-за реабсорбции и самопоглощения, то задача решена с помощью двух аналитических линий определяемого элемента. Нелинейность учтена с помощью полиномиальных моделей градуировочных характеристик (ГХ), коэффициенты которых рассчитывались по методу наименьших квадратов.
Для повышения точности определения примесей в алюминиевых сплавах по единому комплекту государственных стандартных образцов (ГСО) введено «инструментальное» взвешивание, сущность которого сводится к набору таких ГХ, по которым при определении состава пробы обеспечивается максимальная вероятность получения фактически наблюдаемых содержаний элементов. «Инструментальное» взвешивание позволяет сократить число используемых комплектов СО, градуировочных графиков, постоянно находящихся в памяти ЭВМ или специальных таблиц.
Описанный способ оптического спектрального анализа основан на косвенных измерениях химического состава, причем за меру процентного содержания определяемого элемента в пробе сплава принимается относительная интенсивность спектральной линии этого элемента при существовании фундаментальной связи между ними.
Связь у устанавливается по данным градуировки спектрометра с помощью комплекта ГСО известного состава.
Однако реализация данного способа требует:
— большого объема работ, связанных с занесением в память ЭВМ градуировочных характеристик;
— наличия комплекта из нескольких стандартных образцов.
Известен способ автоматизации оптического спектрального анализа сплавов алюминия для фотоэлектрического метода с применением ЭВМ, заключающийся в том, что для определения массовых долей элементов в сплавах алюминия используется построение и выбор оптимальных и адекватных регрессивных градуировочных характеристик (РГХ) с применением одного комплекта ГСО [2]. Особенностью метода является введение непрерывной функциональной зависимости между сигналом квантометра и количественным содержанием элемента ГСО в виде аппроксимации полиномом (рядом Тейлора).
Недостатком является то, что указанные зависимости отображаются в виде отдельных прямых, описываемых уравнением Аомакина-Шейбе, и в местах их стыковки возникают неопределенности. Для повышения точности необходимо дальнейшее дробление участков аппроксимации, что, в свою очередь, ведет либо к увеличению числа применяемых ГСО, либо к увеличению числа проводимых измерений для уточнения градуировочных коэффициентов РГХ.
Обе причины снижают экспрессность метода. Кроме того, способ применим только к фотоэлектрическому анализу сплавов, содержание основы в которых меняется незначительно, что на практике ограничивает область применения.
Анализ известных способов определения содержания массовых долей элементов в материалах и сплавах показывает, что использование существующей в настоящее время полуэмпирической теории расчета количественного содержания элементов не предусматривает в достаточной мере совокупность существенных объемных взаимодействий в облаке низкотемпературной плазмы, сопровождающихся энергетическим превращением атомов и ионов при их взаимодействии. Именно поэтому диапазон достоверного анализа по методу контрольного эталона ограничен, что в значитель-
ной мере снижает качество анализа при использовании стандартных образцов.
Ограниченность их применения обуславливается также внутренними энергетическими превращениями при изменении количественных соотношений компонентов проб. Это приводит к тому, что даже на ограниченном интервале изменения концентрации элемента могут возникать определенные погрешности. Использование ГСО для данных марок материалов зачастую требует определенных корректировок в конкретных практических анализах, приводит к необходимости дополнительного использования каких-либо стандартных образцов.
В силу указанных причин актуальным является решение вопросов по выбору определенных критериев соответствия количественного содержания элементов эталона в пробе и эталоне в каждом конкретном случае. Это предусматривает разработку специальных методик аналитических расчетов количественного содержания элементов в исследуемом материале относительно эталона..
Разработка таких методик осуществлена на основе физического моделирования систем спектрального анализа [3], предусматривающего наличие только одного стандартного образца (контрольного эталона) в широком диапазоне изменения массовых долей элементов в материалах и сплавах.
Исходная аналитическая система представляется в виде
\ Р., Рзср С , - контрольный эталон; [ Р, Р, С, - исследуемая проба.
Базовое уравнение модели представляется в следующем виде
Ся = 0( • Un • exp[(AX)b - С,"™], (1)
гдеЬь = 1-{(1/я) arctg[(AX)j:, • CJ, (2)
- коэффициент самопоглощения спектрального излучения;
О, = С/ехр[(АХ)и, .С,""], (3)
- яркость излучения элемента контрольного эталона;
(АХ)Ь = -0.5 + (0.25+К)"5 (4)
- обобщенный энергетический параметр излучения элемента эталона относительно элемента исследуемой пробы,
К = (1/UJ. (АХ)., • ( I + (АХ),,], (5)
где fU., = [tg(Tt/2) • (P/P„)/tg(n/2) (Р,ч/Р„)] {tg(*/ /4) ' l(P, + Р*р " AP,)/PJ/tg(*/4) • [(Р, + + р + AP,)/PJ; (6)
U,= (tg(n/2) • (Р,/Р„)/1д(я/2) (P„.„/P„)] {1д(я/ /4) • [(P, +P,,„- AP,)/PJ/tg(7T/4) • [(P., +
. +P,.„ + др,)/Р„].
- коэффициенты усиления спектральных излучений соответственно элемента пробы (i) относительно эталона (э) и наоборот.
Относительность энергетических параметров осуществляется за счет использования уравнений (6) и следующих дополнительных функциональных зависимостей
L„ = (2/я) arctg{[(P,, +Р.),.|,-ДР,)/ /(Р, + Р.„„ + ДР,)1(Р,/Р,,„)}; (7)
L,. = (2/тг) arctg{[(Р, + Pjq) - ДР.,)/ /(S, + PC|, + ДР:,)](Р/Р„:|1)}, (8)
учитывающих относительность энергетических данных пробы относительно эталона L,, и эталона относительно пробы L.„.
Как показывает анализ уравнений модели, обобщенный энергетический параметр (AX)3i с учетом (4) и (5) может быть представлен в виде
(АХ), = В, • {exp[(AX)3j • С.,"3' ]/[Св • (L/LJ05 ]} ; (9) где Ва] = 1/{(U'.„+1) [ехр(АХ)„ • С'.,] (1 + (AX)J};
U'.„ = им1 если и,, < 1 ; U'., = 1/U .„, если U .. >1 ; С'."= С.,, еслиДР,< ДР,; С'.' = (С.,)"5 , еслиДР, > ДР,,
С, - содержание элемента в стандартном образце; рр., Р.к., и Р - интенсивности спектральных излучений соответственно эталона, пробы и их линий сравнения;
Р„ - максимально допускаемая интенсивность для измерительной системы;
ДР и ДР, - разность излучений основной линии и линии сравнения для элемента эталона и пробы соответственно.
Для реализации проставленной в работе задачи предлагается проводить многоступенчатый расчет полученных результатов измерений интенсивностей излучения линии энергетически совместимого элемента пробы Рх, РХ1|, и стандартного образца P.,, PJC|, с известным содержанием элемента Сэ.
Энергетическая совместимость элемента пробы и контрольного эталона предусматривает равновесность их спектральных излучений. Она обуславливает одновременное выполнение двух законов:
- закона сохранения внутренних энергий спектрального излучения элементов пробы и эталона;
- закона сохранения суммарного количества вещества в виде зарегистрированных импульсов интенсивностей излучения изолированной системы из элемента эталона и пробы.
Получаемая при этом изолированная система из элемента эталона и пробы предполагает использование следующих уравнений физической модели (1-9):
Lxj + L.,x = 1 или UX1 = 1/U.,x; (10)
SP = ZP = ЕР. = IP = const, (И)
где IP, =У, + P.J(|),SPX = Р, + Р>(„ • На начальных этапах вычислений в соответствии с (7) и (8) рассчитываются L|P| и Lx) (х = i). Если при этом (Lx., + L.J < 1, то увеличивают больший из двух параметров, а, если (Lx) + L.,x) >1, уменьшают меньший из них так, чтобы каждый раз (LXJ + L.,x) = 1. Для этого, в соответствии с выражением tg(n/2)L = [Pk /(Pk - APk)] - [Pk +{(Pk-
- ДРк)-ДРш]/(Рк + (Рк-ДРк) + ДРш]}, (12) полученным при условии неизменности параметров ДР„= const и ДР, = const, определяют значения интенсивностей излучений основной линии Рк и линии сравнения Р , при условии неизменности параметров ДРх = const и АР = const:
- элемента эталона, если L.,x > L ,
- элемента пробы , если L > L ,
^ ' К) :»х'
где Рк - почернение основной линии эталона или пробы;
Рк1|, - почернение линии сравнения эталона или пробы;
ДРя = Рк-Рк„,;
ДР = Р -Р ;
in ill ни:р '
m = э, если L > L ;
■ IX X J 1
m = х - в противном случае. Определив таким образом значения Lx;, и L3X, в соответствии с (6), находятся коэффициенты спектрального излучения ихэ и 11эх, а затем по уравнению (9) путем решения тождества определяется обобщенный энергетический параметр элемента эталона (AX)Jx относительно элемента пробы.
Из решения уравнений (4) и (5) вычисляется обобщенный параметр излучения элемента пробы (АХ)х;1 относительно элемента эталона.
На конечных стадиях первого этапа обработки полученных результатов, по базовому уравнению
модели (1) рассчитывается процентное содержание элемента в исследуемой пробе Сх1.
Энергетически совместимая аналитическая система: [ Р., Р С, - контрольный эталон; | Р. Р, Сх - исследуемая проба. Полученный результат является наиболее близким, по сравнению с С,, к реальному значению искомой концентрации элемента пробы Сх. Поэтому, полученное расчетное значение содержания элемента Сх, целесообразно принять за новый эталон, являющийся внутренним стандартом Сст1 для исследуемой пробы. Параметры интенсивностей спектрального излучения такого виртуального эталона Сх) = Сю1 = С, могут быть определены из совместного решения уравнений модели (1) - (9) для элемента пробы и виртуального эталона относительно параметра нового (виртуального) эталона ДР, = Р,-Р, в виде
ДР, = (4/л) • Р„ • агс1д [-V + (V7 - 1) ° 5] , (13) где
(V = [Г + + 1 + сР]/[2с1 • - 1)] ; * = 0„/(0„ * Ь); ; с1 = 1д{(тг/2) • [(Р, + Р,ср)/Р„]}: Ь = 1д[(я/2) • (Р,/Р„)]/1д[(я/2) • (Р,с/Р„)]; О,, = С,/ехр[(АХ)„ -С,"»']; Ьэ, = \-(\/к) -агсгдИАХ),, - С,]; (АХ)„ = -0.5 + (0.25 + К,)05; / К, = (1/Ту • (АХ)„ • [1 + (АХ),,] ; (14)
Л (АХ)„ = В,, • {ехр[(АХ)1э - СЛ/С, - (Ц/Ц,)"; В1Э = П(а1а + 1)[ехр(АХ)1э • С ,] • [1 + (АХ),,]}; и;1э=ио1есАиив<1; и ,, = 1 /и>э, в противном случае ; С,' = С,, если С, <С,; С,' = (С,)05, в противном случае ; Ь„ = 1 - (1/71) - агс1д[(АХ)„ - С,] ; чО)а = С]/ехр[(АХ)ь - СЛ. Определив таким образом параметр первого виртуального эталона ДР,, вычисляются полученные данные спектрального излучения этого эталога:
Р.Ч. = Р*с„ - НАР. - ЛР„)/2] И Р, = Р„.„ + ДРХ. (15) В результате проведенных вычислений сформировалась новая аналитическая система
Г Р, Р|ср С, - виртуальный эталон на 1-м этапе; ] Рх Рхср С1 - исследуемая проба. (16)
Как показывает проведенный анализ (16), если 5Р = [|ДР, - ДР„|/(ДР, + ДРХ)] • 100% < 5, (17) погрешность определения содержания элемента 8С не превышает 5%. Если полученная точность является неудовлетворительной, то уточнение параметров виртуального эталона в (16) проводится на следующем этапе вычисления параметров виртуального эталона Свэ;! = С^ по уравнениям (13) — (17).
Ниже проводится пример расчета содержания хрома в углеродистых сталях в комплекте ГСО №77. В качестве исследуемой пробы взят стандартный образец с Сх = Сгсо = 0.62%, в качестве контрольного эталона - С, = 0.23%.
Использован фотографический метод анализа со следующими данными почернений Б. = Р, спектральных линий (5П = Р„ = 250):
Б', - 96, Б'.^.,, = 112 = 0.23 — контрольный эталон; Б', = 194, Б', = 146 Сх = ? — исследуемая проба. Определяются начальные значения Ь ь и для пробы и СО:
Ц, = (2/я)агс1д[({5\ + Бк|, - ДБ,}/^, + Б,,.,, + ДБ.,}) ^УЗ'.ср)! = <2/я) • агс!д[({ 194 + 146- 16}/ {194+ 146+ 16}) • (194/146)1 = 0.618;
= (2/я) - агс1д[({Б', + Б- - ДБ,}/{Б'3 + Б',ср + ДБ,})- (Бэ/Б,ср)] = (2/я) -агс1д[({96 + 112-48}/ {96+ 112 + 48})- (96/112)] = 0.313.
Так как Ь ь + Ь',, = 0.931 < 1, то увеличиваем боль-
ший из параметров, а именно АО Ь, = Ц + (1 -0.93) = 0.618 + (1 -0.931) = 0.687. Таким образом:
Ьх, = 0.687; а Ь,х = Ь „ = 0.313-осталось без изменения. Тогда
1д(1с/2) - Ц, = [Бх/(Бх-48)]/[{Бх + (Бх - ДБХ) - ДБ,}/ {Бх + (Бх-ДБх) + ДБ,}] = 1д(я/2) -0.687 = [Бх/(Бх-48)]/[{Бх + (Бх-48)+16}/{Б„ + (Бх - 48)-) -16}].
Решая квадратное уравнение вычисляем Бх пробы, равное 128 (из двух полученных значений Бх выбираем то, которое численно ближе к Б ), тогда = 5Х - ДБХ = 128-48 = 80. В результате описанных выше преобразований получена исходная система энергетически совместимых параметров пробы и СО в виде: Б = 96 , Б ., = 112 , С = 0.23 <= 128,БХ„, = 80,СХ= ? Определим параметр
(АХ):я = В.)х • [ехр{ (АХ).1Х1 - С.,'"* ]/(С, • (Ц,х /Ьх,), где Цх =0,313, Ц, = 0,687; Ь.х = 1 - (1 /те) • агс1д[(АХ),, -С,];
B,х = 1/[(1/,х +1)-{ехр(АХ,х -С',}{1 + (АХэх}|; и= [Ьд(тт/2) • (Б1/Б„)/1д(л/2) (Би.„/Б„)] {1д(я/
4). [(Б, + Б,ср-ДБ1)/Бо]Лд(я/4)-[(Б, + Б + ДБ,)/Б()]; и = (0.6884/0.8480) • (0.5494/1.0376) = 04299. Так как и,х< 1, то и.1Х = и = 0.4299, С, = С'., = 0.23. Получим (АХ)= ехр {(АХ)м • 0.23,пх} ]/11.429{ехр (АХ),х • 0.23Ь:я} {1 + (АХ),х} • 23|их • (0.313/0.6), гдеЬ,х= -(.1/я)-агс1д[(АХ),х -0.23]. Решая это тождество, получим (АХ).1Х = 1.766. Затем рассчитываем искомое содержание элемента в пробе:
C, = 0,-и„ -ехр[(АХ)х,-С,,П гдеЬ1х = 1 - (1/я) агс1д[(АХ)х, - С,];
О., = С,/[ехр{(АХ),х - С.;"*}) = 0.1414; и», = 1/и,х = 2 3261 : (АХ)„ = -0.5 + (0.25 + К)° \ рдеК= (1/их,). (АХ),., •[! + (АХ) ,х], т.е. К = 2.1 и (АХ),х =1.0330.
Подставляя полученные значения в (3.16) получим С, = 0.1414-2.3261 ехр( 1.033 - С,"1), гдеЬ, = 1 - (1/71) • агс1д (1.033- С,). Решая тождество, получим С, =0.7500. Полученное значение С, принимается за внутренний стандарт (виртуальный эталон), для которого почернения основной линии Б, и линии сравнения Б1( рассчитываются на основе следующих выражений: О, = С,/ехр[(АХ)„ - С,1"1], гдеЬ„ = 1 - (1 /я) -агс1д[(АХ)„ - С,], (АХ)„ = -0.5 + (0.25 + К,)05, где К, = (1/им). (АХ)1Э -[1 + (АХ),,]. Таким образом, задача сводится к нахождению (АХ)„. Ее значение по аналогии с предыдущим найдем из выражения:
(АХ)„ = [В,., -ехр{(АХ),, • С,Ь|:'}]/[С, - (Ц./Ц,)05], гдеЬ,, = 1 - (1 /я) • агад (1.033 - С,); В„= 1/[(и'1) + 1). ехр{(АХ),, • С,} • {1 + (АХ),.,}]. Так как и,, =2.3261 >1 ,тои'|:| = 1/и„ = 0.4299и т.к. С, > С , то
С, = С, =0.866и(Ц:/Ц,)"3= (Ц,/Ц,х)05. Тогда (АХ),., = ехр[(АХ),., • 0.75'"^]/[ 1.4299 • {ехр(АХ)„* 0.866} • {1 + (АХ),,} • 0.75 • (0.687/0.313)°\ Решая это тождество, получим (АХ),, = 0.4250. Тогда можно определить Ь, = 1 - (1/71) • агс1д[(АХ), -С,] =0.9017 и О,' = С,/{ехр[(АХ)|, - С,0'1017]} = 0.5403. Затем определяем остальные параметры: К, = 1.4087, (АХ),, = 0.7879 ,Ь,Э =0.9429и03 =0.1889. Теперь имеем все необходимые данные для определения значений Б, и Б,ср из выражений:
Таблица 1
NN п/п Расчетный Параметр Мп Мп Мп Мп Сг Сг вп Бп
0 0 1 2 3 4 5 6 7 8
1 0.280 0.280 0.280 1.390 0.230 0.230 6.300 10.50
2 ил* 2.650 0.458 0.250 3.873 2.049 0.456 0.560 1.788
3 <5*-и* 0.097 0.348 0.495 0.262 0.085 0.329 6.920 4.027
4 (АХ)Ь 1.302 0.957 0.920 0.686 1.478 1.033 0.061 0.092
5 (АХ)т 2.820 0.419 0.117 1.864 2.762 0.425 0.039 0.106
6 Сст.% 0.114 0.734 3.400 0.335 0.100 0.750 10.48 6.120
7 ДЭс -42 + 46 + 125 + 4.2 -67 + 63 + 33 -6.5
8 V 3.87 -3.48 -1.41 -37.4 2.46 -2.60 -4.91 24.3
9 ^сп/^-чст 1.150 1.160 2.384 1.172 1.070 1.217 0.972 0.978
10 Рсп-и», 0.086 0.456 0.976 0.220 0.078 0.433 7.791 4.448
11 (АХ)«, 1.474 0.497 0.276 0.815 1.563 0.518 0.041 0.069
12 0.101 0.634 1.420 0.287 0.092 0.600 10.70 6.250
13 ДБ, -47 + 38 + 84 -7 -72 + 4« + 35 -5
14 8,% 1.0 3.9 2.1 1.0 3.4 1.9 0.8 1.3
NN п/п Расчетный параметр РЬ Ре Ре в! $1
0 0 9 10 11 12 13 14
1 с,.% 12.50 0.633 0.633 2.840 2.840 7.890
2 2.789 1.961 0.658 0.717 0.566 1.351
3 3.375 0.213 0.625 3.217 4.256 1.795
4 (АХ)ь 0.100 0.848 0.512 0.120 0.100 0.204
5 (АХ)т 0.165 1.498 0.349 0.117 0.085 0.238
6 Ссп% 4.940 0.275 1.080 5.100 7.420 2.970
7 ля,, -35 -69 + 21 + 50 +76 + 81
8 V 4.58 2.37 -7.53 -3.23 -2.17 -19.6
9 ^Сп/Цст 0.878 1.063 1.007 0.984 0.956 0.992
10 3.808 0.198 0.731 3.702 5.695 2.090
11 (АХ)«, 0.085 0.887 0.355 0.083 0.057 0.139
12 с„,% 5.500 0.254 1.070 5.250 8.030 2.950
13 ДБ, -29 -74 + 20 + 52 + 81 + 9
14 5,% 1.9 1.9 3.6 0.8 1.8 3.8
3,..,. = - (ДБ, - ДБх)/2 ,
ДБ, = (4Б„/я) агс1д [-V - V (V2) - 1)];
V = ^ + с1"2 -Ь Г - с!'2 + 1 )/[2с1 • ((Г + 1)] ;
{ = 0./(0, • Ь); Ь = {1д[(тг/2) (Б./Б„)]}/{1д[(тг/2) (Б.,/ /2,,)]};
с) = 1д{[(тг/2) • (Б., + Б,,.,,)]/^,,)}.
Вычисляем: с! =0.7651 , Ь = 0.8118, Г = 0.4307.
Тогда можно определить:
У= (0.4307+ 0.25+ 1 +0.5854)/[ 1.5302 (-0.5693)] = -2.6037.
Значение Б, определяем из следующим образом:
ДБ, = (1000/7С) 'агс1д(2.6037-2.4040) = 62.8-63.
Тогда получаем:
Б|ср = 80 - (63 - 48)/2 = 72.5; Б, =72.5 + 63=135.5.
Итак, в результате проведенных преобразований получена новая расчетная система энергетически совместимых параметров исследуемой пробы и внутреннего стандарта (виртуального эталона), параметры которого максимально приближены к парамет-
рам исследуемой пробы. Расчетная система имеет вид: 8„ =135.5 ; =72.5 ;С„ =0.75; Я, =вк =128; Б1ср =8кср =80; С, =С„ = ?
Повторим расчеты по изложенной выше схеме: Ц, =(2/я) .а1с1д[({Бх + Б -ДБ,}/{Бх+Б +ДБ,»(Бх/ /Бх,„)] = 0,451;
Цх = (2/тг) • агад[({Б, + Б1( - ДБх}/{Б + Б|с|, + ^})-(5,г/Б„„)] = 0.549
и = Пд[(я/2) • (Бх/Б„)] 1д[(я/4). (Б + Б -ДБ,,)/ /Б„]}/{[(т1/2) • (Бхс|/Бо)] • 1д[(я/4) • (Бх + Бад, + ДБ.,Х)// Б„]} = (1.0376/0.5494) (0.4896/1.1405) =0.8108. и1х =1/их| =1.2384;
(АХ)|х = {ехр[(АХ)ст, • 0.75]}/{ 1.8108 ехр [(АХ),х0.866][(АХ)1х + 1 ] 0.75 (0.549/0.451 )05}.
Решая тождество относительно (АХ), , получим (АХ) 1х = 0.442.
Тогда (АХ),х = -0.5 + (0,25+ Кх)05, где Кх = (1/ихгт) • (АХ),х • [1 + "(АХ) ] = 0.7861 и (АХ)1Ж = 0.518.
Таким образом,
C, = Q„> 'U„ ' ехр[(АХ)х1 -С/"]. rAebx, = 1 -(1/я) .arctg[(AX)„ • CJ, Qx = С,/{ехр[(АХ)1х • С,1"1'], а т.к. blx = 1 - (1/я) • arctg|(AX)lx • С,] =0.8981, то Q, = 0.5331
и из решения тождества Сх = 0.60. В соответствии с (17) вычисляется полученная приближенная погрешность определения содержания хрома:
5Р « [|ДР, - ДРХ!/(ДР, + APJ] • 100% = [|63 - 48|/ (208 + 208)] • 100% = 3.6%.
Видно, что в данном примере определяемое содержание хрома в образце составляет СГГО = 0.62%, т.е. полученная относительная погрешность на данном этапе вычислений составила:
Se =[(Сгсо - Сх)/Сгго] • 100% = [(0.62 - 0.6)/ 0.62] • 100% = 3.2%.
Экспериментальная проверка предложенного алгоритма повышения точности проводимых анализов на основе использования виртуальных эталонов показана на примере фотографического анализа углеродистых сталей.
Получение спектрограмм производилось на спектрографе ИСП-30 в следующем режиме: Ток возбуждения - 20 А, время обжига - ЮС, время экспозиции -45С, число параллельных измерений - 3, величина зазора между электродами - 2 мм, вспомогательный электрод - угольный.
Для ввода информации об интенсивности спектральных линий в персональный компьютер использовалась система из микрофотометра, усилителя,
аналого-цифрового преобразователя и персонального компьютера.
Полученные данные представлены в таблице 1.
В столбце 6 данной таблицы представлены описанные выше в качестве примера результаты расчетов процентного содержания хрома (Cr).
Библиографический список
1. Морозов H.A. Методы оптического спектрального анализа алюминиевых сплавов с применением ЭВМ // Заводская лаборатория. - 1986.-№ 9. - С.21-28.
2. Морозов H.A. Совершенствование методов атомно-эмис-сионного спектрального анализа металлов и сплавов с помощью ЭВМ//Заводская лаборатория. - 1991. - №8. - С. 22.
3. Кузнецов A.A., Алтынцев М П., Одинец А.И. Разработка средств повышения эффективности спектральных методов количественного анализа. — Тезисы докл. III Междун. науч.-техн. конф. «Динамика систем, механизмов и машин». - Омск, ОмГТУ, 1999. - с. 203.
ОДИНЕЦ Александр Ильич, к.т.н., доцент кафедры «Радиотехнические устройства и системы диагностики».
КУЗНЕЦОВ Андрей Альбертович, к.т.н., доцент кафедры «Теоретическая электротехника». МАЛИНОВСКИЙ Сергей Константинович, зам. директора ОАО «АК Омскагрегат».
Дата поступления статьи в редакцию: 09.09.2006 г. © Одинец А.И., Кузнецов A.A., Малиновский С.К.
УДК 621.763:669.017.113. ви. ГУРДИН
Омский государственный технический университет
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭВТЕКТИЧЕСКИХ СПЛАВОВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ ПРОПИТКИ И ЖИДКОФАЗНОГО СПЕКАНИЯ_
В статье обоснована возможность использования эвтектических сплавов для пропитки пористой железной матрицы с целью повышения ее физико-механических свойств. Показано, что использование борсодержащих сплавов более предпочтительно при выборе пропитывающих сплавов, как обладающих минимальной вязкостью и максимальной жидкотекучестью.
В однофазных сплавах плавление начинается на бодная энергия которой значительно превышает энер-границах зерен вследствие избыточной поверхност- гии обоих твердых растворов. Если растворимость ной свободной энергии этих слоев по сравнению с компонентов в кристаллическом состоянии ограни-энергией твердого раствора. В двухфазных сплавах чена и концентрация расплава превышает предел ра-процессы подготовки к плавлению наиболее интен- створимости, то его затвердевание осуществляется сивно идут на межфазной границе, избыточная сво- путем многофазной кристаллизации. Одним из рас-
