Разработка и исследование количественного и структурного контроля материалов методами спектрального анализа

• Автор: Шишкин, Дмитрий Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Владимир
• Количество страниц: 223 с. : ил.

Глава 1. Методы и средства атомно-эмиссионного спектрального анализа

1.1 Сущность метода, его назначение, основные цели и задачи

1.1.1 Основные принципы определения интенсивности излучения

1.1.2 Фотографический метод регистрации излучения

а. Метод «трех» эталонов

б. Метод контрольного эталона

1.1.3 Фотоэлектрический метод регистрации излучения

1.2 Принципы построения автоматизированных систем

1.3 Автоматизированные системы фотографического анализа

1.4 Автоматизированные системы фотоэлектрического анализа

1.5 Совершенствование фотоэлектрических систем 29 '

1.5.1 Внедрение многоканальных приемников излучения
1.5.2 Многоканальный анализатор атомно-эмиссионных спектров МАЭС
1.5.3 Переносной оптический эмиссионный спектрометр
1.5.4 Цифровой тандем У8-Ьс1-751 с камерой на линейном датчике
БОЫУ 1ЕХ-751А
1.5.5 Видео матрицы на основе диодных линеек
1.6 Выводы
Глава 2. Разработка и исследование аналитических методов
структурного анализа
2.1 Особенности изолированных систем обработки данных
2.2 Принцип преобразования реальных систем в изолированные
2.2.1 Общие уравнения для фазового смещения
2.2.2 Принцип построения неравновесных систем
2.3 Преобразование параметров в системах обработки данных при изменении условий теплообмена с внешней средой
2.4 Разработка методики разделения количественного состава и структурных свойств материалов
2.4.1 Экспериментальное подтверждение

2.4.2 Структурная схема контроля механических свойств
2.5 Оценки степени гомологичности аналитических систем
2.5.1 Метод оценки гомологичности по фазовым соотношениям
2.6 Разработка методики определения погрешностей при количественном и структурном анализе
2.7 Выводы
Глава 3. Разработка аналитических методов количественного анализа на основе использования контрольных эталонов
3.1 Цель исследований
3.2 Разработка методов многопараметрового анализа для оптимизации моделей анализа в широком диапазоне изменения содержания элементов
3.3 Способы создания измерительно-вычислительных систем обработки данных
3.4 Сущность метода последовательных приближений
3.5 Алгоритм метода последовательных приближений
3.6 Экспериментальная проверка метода вычислений
3.6.1 Пример расчета при фотографическом анализе
3.6.2 Пример расчета при фотоэлектрическом анализе (для
диодных линеек)
3.6.3 Экспериментальные данные фотоэлектрического анализа комплекта ГСО №11 для сплава алюминия АК5М
3.7. Исследования многопараметровых моделей обработки информации
3.7.1 Сущность многопараметровых методов и их значение
3.7.2 Разработка способов количественных оценок достоверности получаемых результатов
3.8 Разработка и исследование входного экспресс контроля материалов
3.8.1 Постановка задачи
3.8.2 Основные принципы входного контроля
3.8.3 Разработка способа расчета энергетических характеристик
3.9 Структурная схема входного контроля материалов
3.10 Выводы

Глава 4. Исследование, разработка и внедрение специализированных устройств спектрального анализа
4.1 Основные требования к разрабатываемым устройствам
4.1.1 Общие характеристики разрабатываемых устройств
4.2 Устройство и принцип работы фотоэлектрического анализатора
для контроля структурных особенностей
4.3 Устройство и принцип работы фотоэлектрического анализатора
для входного контроля материалов
4.3.1 Назначение системы SKCCD
4.3.2 Технические характеристики и условия эксплуатации
4.4 Описание работы компонентов системы SKCCD
4.4.1 Фоторегистрирующий блок
4.4.2 Особенности конструкции узлов приемников излучения
4.4.3 Структурная схема измерительного комплекса
4.4.4 Разработка метода распознавания образов спектральных линий
4.5 Рабочая программа для системы SKCCD
4.5.1 Интерфейс рабочей программы
4.5.2 Описание режимов работы программного обеспечения
4.5.3 Управление прожитом
4.6 Расчёт концентраций в системе SKCCD
4.7 Разработка базового анализатора фотографического типа
4.7.1 Структура базового анализатора
4.7.2 Принцип работы анализатора
4.7.3 Методика определения концентрации элементов
4.8 Разработка модифицированного анализатора фотографического
типа с умножением частоты
4.8.1 Структура модифицированного анализатора
4.8.2 Принцип работы анализатора
4.9 Разработка модифицированного анализатора фотографического
типа с визуальной коррекцией
4.9.1 Структура анализатора
4.9.2 Состав модифицированного анализатора

ственного состава вещества. При этом сосуществующие фазы отделены друг от друга поверхностями раздела (электроды - плазма) с избыточной поверхностной энергией. При этом в неоднородном поле неоднородностью фаз пренебрегают при условии, что ее размеры невелики и допускаемые при этом ошибки находятся в пределах точности измерений.
Для изолированных систем из уравнения (2.8) следует, что сумма углов между направлениями и Ьэх составляет 90° (см. рис. 2.1).
Реальное состояние термодинамической системы в виде низкотемпературной плазмы характеризуется наличием дополнительной составляющей в (2.2) значения ДЬ так, что
Ь0= Ъ = ЬХЭ+ЬЭХ= 1±ДЬ. (2.9)
Тогда в зависимости от знака при ЛЬ равнодействующая изолированного состояния Ь0 (см. рис. 2.1) смещается на угол фН|=(45° -Ч^) либо фН2=(45° +*Р2) и перемещается в положение Ь!н либо Ь2„, характеризующие неравновесное состояние систем обработки данных. В первом случае происходит приток тепла извне, во втором - отдача тепла во внешнюю среду.
Здесь углы 4*1 и Ч;2 характеризуют структурные особенности“ исследуемых материалов относительно контрольного эталона. При этом, как следует из рис. 2.1, имеем:
Фо=ф’о +Ф”о=90°, ф,=ф’, +ф”1=90°-'Р|, Ф2=Ф,2+Ф”2=90°+'Р2. (2.10)
Из рис. 2.1 видно, что фазовые смещения '1'^ пропорциональны значениям ±ЛЬ, так как величины этих углов пропорциональны разности параметров равнодействующих для замкнутых Ь0 и разомкнутых систем Ь„| и Ьн2. Тогда из (2.9) и (2.10) можно записать, что дополнительный фазовый сдвиг (фазовое смещение) ’И, обусловленный структурными особенностями материала пробы относительно используемого эталона, определяется по формуле
Ч‘=90°±(ф’хэ+ф’эх) = ±90°-ДЬн, (2.11)
где ДЬ„ = 1 - (Ь’хэ+Ь’эх) - характеристика неизолированных систем.