基于双曲面弯晶技术的X射线荧光光谱仪对塑料快递袋检验分类

目的解决部分塑料快递袋轻元素占比高、元素种类少、常规X射线荧光光谱难以有效区分的缺点。方法利用红外光谱和基于双曲面弯晶技术的X射线荧光光谱仪对7个快递公司,不同地区、不同批次共36个样品进行成分分析和元素含量分析。首先,利用红外光谱对样品基体进行区分,然后再根据元素含量进行组内细分,最后将分类结果作为定类带入梯度提升树模型中,并进行模型稳健性验证。结果样品被红外光谱分为2组,再根据钛元素与硫元素含量将2组细分为5类,梯度提升树模型经过参数优选后准确率为94.2%。结论该方法能够根据样品基体与填料的差异性快速分类并预测所属种类,填补常规X射线荧光光谱检验的空缺,为未知塑料快递袋溯源分类提供了一种新的侦查思路和技术手段。

单波长激发-能量色散X射线荧光光谱法测定含铁物料中多种微量及痕量有害元素

采用全聚焦型双曲面弯晶结构所实现的单波长激发能量色散X射线荧光光谱法,能有效解决X射线管出射谱中韧致辐射所产生的背景信号,大幅提升元素信噪比,获得较佳的元素特征X射线荧光信号峰背比,降低检出限,可定量分析含铁物料中多种微量及痕量有害元素。称取适量铁矿样品制备成粉末压片,通过对单波长激发性能进行优化,以基本参数法对基体效应进行校正,采用无标样全谱拟合算法对试样进行分析,砷、汞、铅、铬、镉元素的线性相关系数均不小于0.999,其检出限在0.0002%~0.003%,各元素精密度RSD在3.2%~9.0%。用不同方法进行正确度验证,除接近方法检测下限的As及Pb检测结果与对比数据偏差较大之外,其他元素与比对方法的测定结果均吻合。经实验表明,采用双曲面弯晶技术的单波长激发能量色散X射线荧光光谱法定量分析含铁物料中低含量有害元素,正确度高、检出限低,明显优于传统能量色散X射线荧光光谱法。

基于双曲面弯晶技术的便携式X射线荧光光谱仪快速测定土壤中(类)金属元素的含量

为解决常规便携式X射线荧光光谱仪现场检测土壤(类)金属元素时存在的检测元素种类少、部分元素检出限高等缺点,选择GB 15618-2018、GB 36600-2018、农业农村部发布的《第三次全国土壤普查工作方案》包含的重(类)金属元素、金属营养元素以及具有开采价值的(类)金属元素作目标元素,对题示方法的应用可行性(检出限、精密度、准确度)进行了全面考察。土壤样品经烘干、研磨、压实后,用配有双曲面弯晶的便携式X射线荧光重金属分析仪分析,采用快速基本参数法(Fast FP)定量。结果显示:Cd、Hg、As、Cu、Sb、Tl、Mo、Sn、Se、Cs等主要目标元素的检出限为0.2~3 mg·kg^(-1),基本低于环境背景值或上述标准要求的限值(Hg和Se除外)。按照试验方法分析3种水系沉积物成分分析标准物质和两种土壤成分分析标准物质,除测定值在测定下限以下的元素以及Tl、Mg元素外,标准物质中其余主要目标元素测定值的相对标准偏差(n=7)基本低于20%,相对误差的绝对值基本低于35%,Cu、Pb、Cr、Zn和Ni等基础项目元素测定值的相对标准偏差和相对误差符合或接近HJ/T 166-2004对室内平行双样测定精密度和准确度的允许误差要求。利用上述方法分析5种实际土壤样品,所得结果和标准分析方法的基本一致。方法具有快速、准确度高、重现性好,定性、定量元素多的特点,适用于多场合土壤中(类)金属元素的现场测定。

单波长激发-能量色散X射线荧光光谱法测定土壤全量硅、铝、铁、钾、钠、钙、镁、锰、磷、钛、硫

土壤质量受农作物种植、气候变化和工业发展等因素的持续影响而不断变化。及时准确评估土壤质量对于合理利用土地资源以及确保农业粮食生产的安全至关重要。土壤质量的评估涉及多种无机元素含量的分析和检测。传统的分析方法包括全量硅、磷、硫、铝等多种元素,但这些方法通常需要较长的实验周期、复杂的样品前处理以及较高的成本。为了实现土壤中多种元素的高效检测,通过对样品粒度、取样量、压片压力和保压时间对测定结果的影响,建立了单波长激发-能量色散X射线荧光光谱法测定土壤全量硅、铝、铁、钾、钠、钙、镁、锰、磷、钛、硫元素的方法。结果显示,当样品粒度为0.150 mm(100目)、取样量为4.0 g、压力20 MPa,保压时间为60 s时,可实现最优检测。在最优检测条件下,各元素的方法检出限为3 mg/kg~0.10%,定量限为12 mg/kg~0.40%,且方法的正确度和精密度可靠。方法具有各类土壤类型的适应性,同时具备检测速度快、分析成本低、前处理简单、对土壤样品无损等特点,适用于实验室及现场快速检测。方法能够提高分析效率,降低人员间误差,提高样品分析通量,为土壤分析工作者提供一种可靠快速的分析方法。

土壤重金属分析方法间检测结果一致性判断方法——数据对t值检验法的改进与完善

不同分析方法测定结果间的比较,或者说如何判断两种分析方法测定结果的一致性,是检测实验室经常遇到的实际问题。其应用场景包括方法标准验证实验、新方法与经典方法间的比对,特别是在缺少标准样品、测试数据不满足t值检验的条件下,选用合适的判据尤其重要。以采用单波长激发型能量色散X射线荧光光谱法、电感耦合等离子体质谱法、波长色散X射线荧光光谱法测定土壤和水系沉积物样品中Cd、As、Pb、Cu、Zn、Ni、Cr、Co、V、Mn、Mo、Sb等重金属含量所得数据为例,探讨了《环境监测分析方法标准制订技术导则》(HJ 168—2020)附录B中规定的“数据对t值检验法”的不足及改进办法,即用数据对相对偏差和再现性限合格率作为判据,判断分析方法测定结果的一致性。对一组验证样品分别用两种分析方法进行了测定,在数据对t值检验的基础上,取各元素测定结果的相对偏差与相关限值进行比较,或者取两者的差值与基准分析方法标准规定的再现性限进行比较,利用合格率大小协助判断了两分析方法测定结果的一致性。研究结果表明,此方法符合日常质控技术规范中关于精密度的规定,实用性强,是一条将数理统计原理与专业知识相结合的合理技术路线。

X射线荧光光谱结合快速基本参数法测定石英砂中SiO_(2)的含量

石英砂是石英石经破碎加工而成的石英颗粒,其主要成分是SiO_(2),是一种重要的工业矿物原料,广泛用于玻璃、铸造、陶瓷及防火材料、冶金、建筑、化工等工业。在有色冶炼过程中需要用到大量的石英砂作为熔剂来调节硅铁比,以便于造渣分离。所购原料因地域、工艺不同,石英砂中SiO_(2)的质量分数不同(一般为85%~95%,工厂原料中的控制范围一般为89%~97%),而SiO_(2)含量的高低会直接影响生产效率和成本,因此需要对石英砂中SiO_(2)的含量进行快速准确测定。

单波长激发-能量色散X射线荧光光谱法检测蔬菜中多种重金属元素

为实现蔬菜中多种元素的快速检测,利用单波长激发-能量色散X射线荧光光谱仪(MW-EDXRF),建立了蔬菜中As、Pb、Cd、Cr、Ni、Cu、Zn、Rb、Mn等元素的快速检测方法。对XRF的激发时间、载样量、样品压片等条件进行了优化,结果显示当累积激发时间达到600 s、载样量为2 g、样品压片15 MPa保持60 s时,可以实现XRF最优检测性能。在最优条件下,As、Pb、Cd、Cr、Ni、Cu、Zn、Rb、Mn的检出限(LOD)分别为0.07、0.07、0.07、0.32、0.32、1.2、0.4、0.08、0.3 mg/kg;对菠菜、葱、胡萝卜、豆角、番茄、姜、空心菜、莲藕、芹菜、蒜等蔬菜样品多次测定的相对标准偏差(RSD)在0.20%~10.0%,表明方法具有良好的精密度;测定5种蔬菜基体标准物质的加标回收率在80.0%~119%,与微波消解电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定结果对比的线性回归系数(R^(2))>0.99(Cu的R^(2)=0.9838),表明方法具有良好的检测准确度。同时,该仪器仅有不到10 kg,不需要样品消解处理,检测时间在10 min左右,非常适合蔬菜多种重金属的现场快速筛查。

全聚焦双曲面弯晶在单波长X-射线荧光光谱仪中的应用

单波长X-射线荧光光谱仪具有检测灵敏度高、检出限低、检测速度快使用方便等优点。通过晶体对X-射线的衍射可以得到单色波长。目前分光衍射晶体按几何形状分有：平晶，半聚焦弯晶，全聚焦弯晶。该文系统分析这三种晶体作为单色光器件的优缺点，对全聚焦双曲面弯晶进行理论研究、实际设计、大量试验、突破了全聚焦双曲面弯晶的研制和成型工艺。采用LiF晶体作为原级单色器。选用微焦宽X射线光管Cr靶。最终北京安科慧生生产的全聚焦双曲面弯晶LiF，衍射效率能达到5％左右。

X射线荧光光谱法快速比较黄精根茎及须根有害元素含量

目的利用X射线荧光光谱法快速检测黄精根茎及须根之间有害元素含量的差异,为黄精须根资源利用所面临的问题提供科学依据。方法选取鸡头黄精根茎、须根及其须根附着背景土壤各6批,样品干燥粉碎后压片制样,采用X射线荧光光谱仪对其样品进行检测。结果黄精根茎和须根之间多种元素含量存在显著性差异,须根Cu、As、Pb、Cd等有害元素的含量均明显超过根茎部位。结论黄精须根中有害元素含量较根茎部位高,存在潜在的质量安全风险,须根作为新资源利用应谨慎对待;该方法具有操作简单、快速便捷、多元素同时分析等优势,可用于中药质量控制过程中元素分析研究。

MERAK-CEM X射线荧光分析仪在水泥工业中的应用

0引言 传统的X荧光能谱仪（简称能谱仪），由于对轻元素的激发效率低和样品散射的连续谱背景过高等原因，对轻元素的分析灵敏度和检测精度低。因此水泥工业分析中大型X荧光波谱分析仪（简称大型波谱仪）一直占主导地位。

熔融制样-单波长激发能量色散X射线荧光光谱法测定铁矿石中主、次量成分

将经1000℃灼烧恒重后的样品0.6000 g、四硼酸锂-偏硼酸锂混合熔剂6.0000 g和碘化铵0.5000 g置于铂-金坩埚中,混匀后在1150℃的自动熔融炉中熔融30 min,待冷却后取出脱模,制备成玻璃样片,采用单波长激发能量色散X射线荧光光谱法测定其中主、次量成分,能有效解决能谱对轻元素的激发效率低和样品散射的连续谱背景过高问题,从而实现对微量轻元素的测定。以理论α影响系数法对基体效应进行校正,建立了各成分的工作曲线。利用铁矿石标准物质或有证化学分析标准样品中低含量成分的3.14倍标准偏差(s)计算检出限(3.14s),SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、P、CaO、MgO、Mn的检出限依次为0.022%,0.024%,0.0050%,0.0044%,0.0062%和0.0065%。对不同铁矿石样品测定12次,高于检出限的成分测定值的相对标准偏差均小于8.0%。采用不同方法进行比对试验,除质量分数在0.10%以下的MgO之外,本方法测定其他成分所得结果与对比方法的测定结果吻合。

单波长激发能量色散X射线荧光光谱测定水泥及其原材料全元素方法性能评估

波长色散X射线荧光光谱(WD-XRF)用于测定水泥常规元素已成行业共识。本文采用水泥、石灰石、铁矿石多个系列标准样品和企业实际样品,用基准比值法、平行分析比较法系统评估了采用双曲面弯晶(HF-DCC)全聚焦技术实现的单波长激发能量色散X射线荧光光谱仪(SW-ED-XRF)和快速基本参数法测定水泥及其原材料中全元素的实际效果。结果表明,用SW-ED-XRF测定水泥及其原材料中的Na、Mg、Al、Si、Ca、Fe、P、S、Cl、K、Ti、Cr、Mn等元素或其氧化物含量,可以在200s左右时间内,一次同时测量全部元素含量,其精密度和准确度达到了常规波长色散X射线荧光光谱仪的水平,满足GB/T 176-2017《水泥化学分析方法》有关要求。

模分复用系统中的CPR-MIMO-CMA研究

针对模分复用系统中由于模式耦合引入的信道串扰(XT)的问题,提出一种基于信号相关峰提取的XT相关比测量方法,并将XT相关系数应用于多进多出恒模盲均衡算法(CPR-MIMO-CMA)中以提升信道均衡效果。搭建了少模光纤传输的实验平台,利用CPR-MIMO-CMA对接收端数据进行处理,研究结果表明,在满足前向纠错(FEC)为3.8×10^(-3)的门限下,所提出的CPR-MIMO-CMA在LP01、LP11、LP21三模信道中比传统CMA分别具有1.3 dB、0.9 dB、1.0 dB的性能增益,并且3个模式下的平均收敛时间减少约50%。

基于单波长色散X射线荧光光谱的煤炭干基高位发热量快速测定方法的研究

本文采用单波长激发能量色散X射线荧光光谱法(Monochromatic wavelength dispersive X-ray fluorescence spectroscopy,MWD XRF)测定煤炭发热量,解决常规X射线荧光光谱对金属氧化物检出限不足的现状,同时采用多元线性回归分析建立发热量计算模型,解决煤炭的基体干扰与定量问题,并结合X射线荧光光谱对样品无损、样品处理简单等特点,完成煤炭发热量的快速定量检测。本研究满足了煤炭发热量快速检测的需求,为煤炭生产、流通、通关等各个环节提供发热量快速检测方法。

煤炭灰分含量现场快速检测技术的研究与应用

本文建立了煤炭灰分含量现场快速检测方法,采用单波长激发能量色散X射线荧光光谱法(Monochromatic wavelength dispersive X-ray fluorescence spectroscopy,MWD-XRF)对煤炭样品组成进行全组分采集,基于组分分析和样品实际灰分检测数据建立全谱拟合煤炭灰分含量预测模型和校正模型,实现了煤炭灰分含量的现场快速准确定量检测。该方法线性良好,测试结果与国家标准方法无显著性差异,方法检出限为0.11%,检测范围在0.33%~100%之间。该方法满足了煤炭灰分快速检测的需求,为进口煤炭交易、流通、通关等各个环节提供了灰分快速检测方法。

HS-XRF与基本参数法测定食品中砷、镉、铅含量

利用基于基本参数法的高灵敏度X射线荧光光谱仪(High sensitivity X-ray fluorescence spectrometer,HSXRF)测定食品中重金属砷(As)、铅(Pb)、镉(Cd)元素的含量。参考GB 5009.268—2016《食品安全国家标准食品中多元素的测定》规定的不同种类样品的前处理方法,采用压片或直接装杯的制样方式进行测试,并与电感耦合等离子体质谱法(Inductively coupled plasma mass spectrometry,ICP-MS)结果进行了比较。结果显示,食品中重金属元素As、Pb、Cd的检出限(LODs)分别为0.069 mg/kg、0.082 mg/kg、0.063 mg/kg;当待测元素含量在0.2 mg/kg以上时,相对标准偏差(RSD)不大于25%。与微波消解电感耦合等离子体质谱法测定结果进行了t检验,结果显示2种检测方法无显著性差异,表明该方法满足食品中重金属准确测定要求,同时该方法具有操作简单、绿色环保、无废液和废气二次污染产生等特点。本文为各类食品中重金属快速检测提供了新的技术手段。

X射线荧光光谱结合基本参数法快速测定食品中砷、镉、铅元素含量

目的建立一种基于X射线荧光光谱仪(XRF)结合快速基本参数法快速测定不同食品样品中砷、铅、镉元素的分析方法。方法样品粉碎过筛后,压片制备,用XRF结合基本参数法进行定量分析和快速筛查分析。结果 XRF方法的As、Cd、Pb检出限分别为:0.07、0.06、0.07 mg/kg。在国标GB 2762—2017规定的食品限量浓度水平,As、Cd、Pb的XRF检测结果和电感耦合等离子体质谱法检测结果相比相对相差值均小于25%。针对谷物、豆类、肉制品、水产品样品的XRF快速检测,除个别食品类别外,As、Cd和Pb元素的假阳性率和假阴性率均小于5%。结论该方法具有操作简单、检测快速、灵敏度高等特点,适用于食品中砷、镉和铅的现场、快速筛查分析。