海底原位X荧光测量影响监管方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种海底原位X荧光测量影响监管方法及装置。所述方法包括：建立蒙特卡罗模型，通过蒙特卡罗模型模拟获得目标元素特征X射线在不含杂质且不同厚度铍窗下的透过率；根据该透过率并结合铍窗安全性理论分析结果确定铍窗的优选厚度；通过蒙特卡罗模型模拟分别获得铍窗厚度为所述优选厚度且含杂质，以及铍窗厚度为所述优选厚度且不含杂质时，目标元素特征X射线强度与目标元素含量的关系，并进行对比，得到对比结果；根据该对比结果判断铍窗含杂质时对目标元素特征X射线强度是否有影响，若有，则对铍窗含杂质时目标元素特征X射线强度进行校正。本发明专利技术实施例提供的海底原位X荧光测量影响监管方法，有效地提高了测量结果的准确度。

Monitoring methods and devices for the effect of in-situ X fluorescence measurement on the seabed

The present invention relates to a monitoring method and device for the influence of the X fluorescence measurement of the seabed in situ. The method includes: a Monte Carlo model by Monte Carlo simulation model, the target element characteristic X ray obtained in free of impurities and different thickness of beryllium window under the transmittance; according to the transmittance and combining the beryllium window security theory analysis results to determine the optimal thickness of beryllium window; through Monte Carlo simulations were obtained for beryllium window thickness the thickness and impurity, and beryllium window thickness for the thickness and free of impurities, the relationship between the target element characteristic X ray intensity and target element content, and compare the obtained results; according to the comparison results to determine beryllium window impurity on the target element characteristics of X ray intensity would affect the if so, the beryllium window impurity target element characteristic X ray intensity correction. The embodiment of the present invention provides the monitoring method of the X fluorescence measurement of the seabed in situ, and effectively improves the accuracy of the measurement results.

【技术实现步骤摘要】
海底原位X荧光测量影响监管方法及装置
本专利技术涉及海底探测
，具体而言，涉及一种海底原位X荧光测量影响监管方法及装置。
技术介绍
西方多个国家先后将X射线荧光测量技术应用于海底沉积物的成分与含量分析。美国Battle小组制造的原位海底X荧光测量装置，该装置把探测管放入海底进行原位测量，将探测所得的信号通过电缆传输到运输船上进行分析，其探测管的探测窗由厚度为0.127mm的铍窗构成。然而，该探测管仅是用在100m深度以内的测量。美国佐治亚大学的X荧光分析仪与Battle小组的探测方式不同，是从海底中获取预测样品，然后将预测样品在运输船上处理成为X荧光探测系统可分析的状态，最后进行X荧光分析，可检测海底沉积物中多种元素和含量。德国的海底X荧光分析探测系统，它能保持原有预测样品的几何状态，对海底沉积物持续采样并在运输船上进行X荧光分析。其对预测金属元素的含量，从千分之五到百分之五有较好的检测效果。如上所述，现有技术中，国外海底X荧光探测装置采用现场取样或原位测量的方式，它们的取样或在线测量的海水深度较浅，测量结果的准确度有限。我国的“向阳红16号”是用于大洋矿产资源调查，该科考船上搭载X荧光分析仪，可用于检测锰、铁、铜等元素，但是为了达到测量的准确度，需进行多次测量。20世纪90年代末成都理工大学研制成功了海底X荧光探测系统，使用同位素作为激发源，半导体探测器，二者封装在一起作为探头，并在多个科研船上配备和使用。到目前为止，海底X荧光探测装置从软件和硬件的发展上趋于完善，通过基体效应校正，减少基体对测量的影响，通过水分和水层厚度校正减少环境对测量结果的影响，在硬件上使用半导体探测器，电制冷方式使探测更加精确。在软件上，通过傅里叶变换法和多次迭代法扣除本底。这些方法都使得X荧光分析测量结果更接近于真实值。然而，海底X荧光探测装置中，探测管的铍窗对探测结果准确度依旧存在无法忽视的影响。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于，提供一种海底原位X荧光测量影响监管方法及装置，以解决上述问题。本专利技术实施例提供了一种海底原位X荧光测量影响监管方法，应用于海底原位X荧光测量设备，所述方法包括：建立蒙特卡罗模型，通过蒙特卡罗模型模拟获得目标元素特征X射线在不含杂质且不同厚度铍窗下的透过率；根据该透过率并结合铍窗安全性理论分析结果确定铍窗的优选厚度；通过蒙特卡罗模型模拟分别获得铍窗厚度为所述优选厚度且含杂质，以及铍窗厚度为所述优选厚度且不含杂质时，目标元素特征X射线强度与目标元素含量的关系，并进行对比，得到对比结果；根据该对比结果判断铍窗含杂质时对目标元素特征X射线强度是否有影响，若有，则对铍窗含杂质时目标元素特征X射线强度进行校正。进一步地，所述方法还包括：通过蒙特卡罗模型模拟分别获得铍窗厚度为0，以及铍窗厚度为所述优选厚度且不含杂质时，目标元素特征X射线强度与目标元素含量的关系，并进行对比，得到对比结果；根据该对比结果判断铍窗不含杂质时对目标元素特征X射线强度是否有影响，若有，则对铍窗不含杂质时目标元素特征X射线强度进行校正。进一步地，根据该对比结果判断铍窗不含杂质时对目标元素特征X射线强度是否有影响的步骤，包括：根据该对比结果分别获得铍窗厚度为0，以及铍窗厚度为所述优选厚度且不含杂质时，目标元素特征X射线强度与目标元素含量的线性相关系数，并进行对比，得到对比结果；根据该对比结果判断铍窗不含杂质时对目标元素特征X射线强度是否有影响。进一步地，根据该对比结果判断铍窗含杂质时对目标元素特征X射线强度是否有影响的步骤，包括：分别获得目标元素含量相同时，铍窗厚度为所述优选厚度且含杂质，以及铍窗厚度为所述优选厚度且不含杂质时目标元素特征X射线强度，并进行对比，得到对比结果；根据该对比结果判断铍窗含杂质时对目标元素特征X射线强度是否有影响。进一步地，对铍窗含杂质时目标元素特征X射线强度进行校正的步骤，包括：根据所述对比结果建立校正曲线；根据所述校正曲线对铍窗含杂质时目标元素特征X射线强度进行校正。进一步地，对铍窗含杂质时目标元素特征X射线强度进行校正的步骤，包括：根据所述对比结果分别获得目标元素含量相同时，铍窗厚度为所述优选厚度且含杂质时目标元素特征X射线强度，以及铍窗厚度为所述优选厚度且不含杂质时目标元素特征X射线强度的平均相对偏差；根据所述平均相对偏差对铍窗含杂质时目标元素特征X射线强度进行校正。进一步地，通过蒙特卡罗模型模拟获得目标元素特征X射线在不含杂质且不同厚度铍窗下的透过率的步骤，包括：通过蒙特卡罗模型模拟并记录目标元素特征X射线在不含杂质且不同厚度铍窗下的光子通量；对所述光子通量进行处理，得到目标元素特征X射线在不含杂质且不同厚度铍窗下的透过率。进一步地，所述铍窗安全性理论分析结果通过以下方式获得：建立铍窗厚度计算方程：其中：t为铍窗厚度(mm)；P为铍窗所受水的压强(MPa)；D为海底探测管内径(mm)；ns为安全系数；σs为铍窗的强度极限。本专利技术实施例还提供了一种海底原位X荧光测量影响监管装置，应用于海底原位X荧光测量设备，所述装置包括：透过率获取模块，用于建立蒙特卡罗模型，通过蒙特卡罗模型模拟获得目标元素特征X射线在不含杂质且不同厚度铍窗下的透过率；铍窗优选厚度确定模块，用于根据该透过率并结合铍窗安全性理论分析结果确定铍窗的优选厚度；第一对比模块，用于通过蒙特卡罗模型模拟分别获得铍窗厚度为所述优选厚度且含杂质，以及铍窗厚度为所述优选厚度且不含杂质时，目标元素特征X射线强度与目标元素含量的关系，并进行对比，得到对比结果；第一判断模块，用于根据该对比结果判断铍窗含杂质时对目标元素特征X射线强度是否有影响，若有，则对铍窗含杂质时目标元素特征X射线强度进行校正。进一步地，所述装置还包括：第二对比模块，用于通过蒙特卡罗模型模拟分别获得铍窗厚度为0，以及铍窗厚度为所述优选厚度且不含杂质时，目标元素特征X射线强度与目标元素含量的关系，并进行对比，得到对比结果；第二判断模块，用于根据该对比结果判断铍窗不含杂质时对目标元素特征X射线强度是否有影响，若有，则对铍窗不含杂质时目标元素特征X射线强度进行校正。本专利技术实施例提供的海底原位X荧光测量影响监管方法及装置，通过蒙特卡罗模型模拟研究探测管的铍窗含杂质时对目标元素特征X射线强度是否有影响，并在研究结果指示铍窗含杂质对目标元素特征X射线强度有影响时，对铍窗含杂质时目标元素特征X射线强度进行校正，有效地提高了测量结果的准确度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种海底原位X荧光测量设备的示意性结构框图。图2为本专利技术实施例提供的一种海底原位X荧光测量影响监管方法的流程图。图3为通过本专利技术实施例提供的海底原位X荧光测量影响监管方法建立的海底原位X荧光测量模型示意图。图4为图1中步骤S100的子步骤流程图。图5为通过本专利技术实施例提供的海底原位X荧光测量影响监管方法获得的铍窗厚度与目标元素特征X射线透过率的关系示意图。图6为通过本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海底原位X荧光测量影响监管方法，应用于海底原位X荧光测量设备，其特征在于，所述方法包括：建立蒙特卡罗模型，通过蒙特卡罗模型模拟获得目标元素特征X射线在不含杂质且不同厚度铍窗下的透过率；根据该透过率并结合铍窗安全性理论分析结果确定铍窗的优选厚度；通过蒙特卡罗模型模拟分别获得铍窗厚度为所述优选厚度且含杂质，以及铍窗厚度为所述优选厚度且不含杂质时，目标元素特征X射线强度与目标元素含量的关系，并进行对比，得到对比结果；根据该对比结果判断铍窗含杂质时对目标元素特征X射线强度是否有影响，若有，则对铍窗含杂质时目标元素特征X射线强度进行校正。

【技术特征摘要】
1.一种海底原位X荧光测量影响监管方法，应用于海底原位X荧光测量设备，其特征在于，所述方法包括：建立蒙特卡罗模型，通过蒙特卡罗模型模拟获得目标元素特征X射线在不含杂质且不同厚度铍窗下的透过率；根据该透过率并结合铍窗安全性理论分析结果确定铍窗的优选厚度；通过蒙特卡罗模型模拟分别获得铍窗厚度为所述优选厚度且含杂质，以及铍窗厚度为所述优选厚度且不含杂质时，目标元素特征X射线强度与目标元素含量的关系，并进行对比，得到对比结果；根据该对比结果判断铍窗含杂质时对目标元素特征X射线强度是否有影响，若有，则对铍窗含杂质时目标元素特征X射线强度进行校正。2.根据权利要求1所述的海底原位X荧光测量影响监管方法，其特征在于，所述方法还包括：通过蒙特卡罗模型模拟分别获得铍窗厚度为0，以及铍窗厚度为所述优选厚度且不含杂质时，目标元素特征X射线强度与目标元素含量的关系，并进行对比，得到对比结果；根据该对比结果判断铍窗不含杂质时对目标元素特征X射线强度是否有影响，若有，则对铍窗不含杂质时目标元素特征X射线强度进行校正。3.根据权利要求2所述的海底原位X荧光测量影响监管方法，其特征在于，根据该对比结果判断铍窗不含杂质时对目标元素特征X射线强度是否有影响的步骤，包括：根据该对比结果分别获得铍窗厚度为0，以及铍窗厚度为所述优选厚度且不含杂质时，目标元素特征X射线强度与目标元素含量的线性相关系数，并进行对比，得到对比结果；根据该对比结果判断铍窗不含杂质时对目标元素特征X射线强度是否有影响。4.根据权利要求1所述的海底原位X荧光测量影响监管方法，其特征在于，根据该对比结果判断铍窗含杂质时对目标元素特征X射线强度是否有影响的步骤，包括：分别获得目标元素含量相同时，铍窗厚度为所述优选厚度且含杂质，以及铍窗厚度为所述优选厚度且不含杂质时目标元素特征X射线强度，并进行对比，得到对比结果；根据该对比结果判断铍窗含杂质时对目标元素特征X射线强度是否有影响。5.根据权利要求1所述的海底原位X荧光测量影响监管方法，其特征在于，对铍窗含杂质时目标元素特征X射线强度进行校正的步骤，包括：根据所述对比结果建立校正曲线；根据所述校正曲线对铍窗含杂质时目标元素特征X射线强度进行校正。6.根据权利要求1所述的海底原位X荧光测量影响监管方法，其特征在于，对铍窗含杂质时目标元素特...

【专利技术属性】
技术研发人员：王广西，葛良全，李丹，赖万昌，胡燕，翟娟，杨强，张庆贤，谷懿，郭成，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：四川,51