使用SDD，XPIN6和XPIN13识别非铝金属/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。除了有更好的最终能量分辨率，SDD探测器可以在给定的时间内计数更多的x射线。分辨率对于从各种元素中确定x射线事件至关重要，而计数则是在更短时间内获得更好统计数据的关键。

表1．典型SDD和引脚检测器之间的简要比较。

	检测区域	菲55解决	探测器内部温度。	ICR (Upper Input Count Rate)限制	价钱
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

一个典型的PIN探测器比较便宜，经常用于价格敏感的系统，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设置的草图，概述了最关键的部分。在右侧是设置的图像，所有组件包括准直器都可以看到。

Moxtek的MXDPP-50处理探测器信号。经过验证的x射线源和探测器都有铝套黄铜准直器覆盖。为了保证XRF信号仅来自样品，需要铝套来防止来自黄铜的杂散XRF信号。来自~15keV以下源的大多数x射线都被铜滤波器消除了，在这个区域提供了更好的信噪比。然而，铜确实允许一条Lá钨线通过~8.3kV。

钨Lá线改善了镍和低Z元素的激发，也产生了非xrf峰。这可能会使缺乏经验的运算符或XRF算法感到困惑。图2显示了清洁塑料样品的XRF光谱，显示了康普顿散射钨Lá线和康普顿散射轫致辐射。

图2。从塑料样品收集的光谱，显示康普顿散射背景从一个干净的XRF样品。

实验的程序

实验比较了SDD、XPIN6和XPIN13探测器测定非铝合金和金属的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探测器的功能比较

	探测器区域	探测器厚度	菲55FWHM解决方案	SS316光谱计数30秒	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低于钙的元素。因此，铬及以上元素只在SS316中进行测定。每个探测器记录SS316源的XRF光谱30秒。图3描述了来自SDD、XPIN6和XPIN13的完整光谱，揭示了所有主要元素。聚焦在5-9keV区域的光谱数据如图4所示。可以看出，Ká行中所有元素的分离定义很好，便于明确标识。

图3。XRF光谱采集316不锈钢样品，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所示的XRF光谱具有线性y尺度，能量范围从5到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程序中适当配置时，每个检测器都提供了几乎相同的结果。表3列出了每个检测器产生的浓度。最后一列提供了每个光谱中确定的x射线事件的总数。

表3．三种检测器在30秒和10秒的扫描时间内对SS316样品的死区时间约为30%进行了比较

	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

每个检测器分别进行30秒和10秒的XRF扫描，然后进行比较。结果显示，所有探测器都能在10秒内识别出。SDD的较高计数率实际上并不需要用于金属和合金的低百分比水平的元素识别。每个检测器提供的每个元素的元素浓度在1%以内或更少。这种精度水平足以确定SS316。

结论

结果清楚地表明，PIN探测器和SDD探测器在测定几种常见的非铝金属和合金方面同样有效。然而，在这种应用中，PIN检测器的成本更低，操作更完美，使它比SDD检测器更可取。

这些信息来源于Moxtek, Inc.提供的材料。亚博网站下载

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