使用SDD，XPIN6和XPIN13识别非铝金属/合金中的海军黄铜

本文讨论了在非铝金属和合金中寻找最好的CD464探测器的比较研究结果。结果表明，PIN探测器和SDD探测器均适用于几种常见的非铝金属和合金的测定。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。

PIN和SDD探测器的比较

表1中概述了典型SDD和引脚检测器的比较。典型的SDD检测器的性能优于引脚检测器。除了具有更好的最终能量分辨率之外，SDD检测器还具有更多的检测区域。此外，与PIN探测器相比，SDD检测器具有更快的峰值时间，在更快的峰值时间下具有更高的FE55 FWHM分辨率，从而产生大致3倍的计数率。该分辨率对于从各种元素确定X射线事件时至关重要，同时计数在更少的时间内获得更好的统计数据至关重要。

表格1．简单比较典型的SDD和PIN探测器。

	检测区域	Fe.55.决议	检测器内部温度。	上输入计数率（ICR）限制	价格
典型的SDD.	10 - 50mm.2	120 - 160EV.	-20到-40°C	〜500kcps.	更昂贵的
典型的别针	5 - 15毫米2	150 - 220ev.	-20到-40°C	〜100kcps.	更便宜

典型的引脚检测器不太昂贵，并且通常用于价格敏感系统，例如XRF。PIN探测器适用于多种XRF应用，包括金属和合金测定，不需要SDD检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X射线源和250μm铍窗口的使用。源位于15-20μA，50kV。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。左侧是XRF设置的草图，概述最关键的部分。右侧是设置的图像的图像，可以看到包括准直器的所有组件。

Moxtek的MXDPP-50处理了检测器信号。X射线源和探测器在它们上有铝套管黄铜准直器。需要铝套以防止来自黄铜的杂散XRF信号，以确保XRF信号仅来自样品。铜滤波器消除了来自低于〜15KeV的源的大多数X射线，在该区域中提供更好的信噪比。然而，铜确实可以在〜8.3kV下允许一根钨Lα线。

通过钨Lα线改善镍和下Z元素的激发，其也产生了非XRF峰值。该峰值可能会混淆XRF算法的缺乏经验的操作员。来自清洁塑料样品的XRF光谱在图2中示出，显示康普顿散落的钨Lα线和康普顿散落来自源的Bremsstrahlung。

图2。从塑料样品中收集的光谱，其显示康普顿散落的背景从清洁的XRF样品。

实验程序

该实验涉及SDD，XPIN6和XPIN13检测器的比较它们的XRF性能，以确定非铝合金和金属。本实验中使用的每个探测器的关键技术规范总结在表2中。

表2.．SDD，XPIN6和XPIN13检测器之间的功能比较

	探测器区域	Fe.55.应用解决方案	海军黄铜光谱计数在30秒内	死的时间	DPP达到峰值时间	管电流	探测器温度
SDD.	20mm.2	150ev.	487K.	38％	8米	20μA.	-45°C.
XPIN6.	6mm.2	165EV.	148K.	21%	20μsec.	20μA.	-35°C
XPIN13	13mm.2	200ev.	205K.	42％	20μsec.	20μA.	-35°C

对于该实验，将相同的设置施加到X射线管上。这导致探测器上的不同时间。正如预期的那样，与PIN探测器相比，SDD具有更好的技术性能。

实验结果

海军黄铜由<0.1%的Fe, 59-62%的Cu, 39%的Zn, 0.5-1.0%的Sn和<0.2%的Pb组成。每个探测器记录来自海军黄铜源的XRF频谱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。5 ~ 11keV区域的光谱数据如图4所示。

图3。XRF光谱从海军黄铜样品中收集，超过30秒，所有标记的主要峰。y计数轴处于日志比例。

图4。在图3中收集的相同的XRF光谱，线性Y级和能量范围为5至11KeV。

可以看出，所有元素的Kα线的分离都很好地定义了清楚的识别。zn k之间存在区别_α和Cu K._ß.对于SDD和PIN6。在Xpin13的情况下，在Xpin13的情况下，不会在Xpin13的情况下观察到明确的区别。然而，估计的元素浓度不受该线模糊的影响，显示出Xpin13的正常功能。

从海军黄铜CD464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．由3个比较探测器的所得浓度使用30秒和10秒扫描来自海军黄铜CD464样品。

	Fe.	铜	Zn.	桑	PB.	光谱总数
列表黄铜CD464	< 0.1%	59 - 62%	B（39％）	0.5-1.0％	<0.2％
SDD-30秒	0.18	58.4	40.1	0.78	0.07	487K.
PIN6-30秒	0.20	58.8	39.6	0.99	0.05	148K.
PIN13-30秒	0.16	58.3	40.1	1.10	0.05	205K.
SDD-10秒	0.15	59.1.	39.6	0.76	0.04	162K.
PIN6-10秒	0.17	58.6	39.8.	1.08	0.05	54 k
PIN13-10交会	0.17	57.7	40.5	1.11	0.11	68 k

每个探测器用于服用30秒和10秒的XRF扫描，然后比较。结果表明，所有探测器都能够在10秒内识别。对于金属和合金的副级元素识别，实际上不需要SDD的较高计数。使用FP例程，每个检测器为每个元素提供1％或更小的元素浓度。这种精度水平足以确定海军黄铜。

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，对于这种应用，更低的成本和更完美的操作的PIN探测器使它成为一个更好的选择比SDD探测器。

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