一种大气环境中氯离子含量检测装置及检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种大气环境中氯离子含量检测装置及检测方法，装置包括X射线发射器和探测器，X射线发射器与探测器的对称线垂直于样品的照射点，X射线发射器发射的X射线用于激发样品表面的氯离子发出特征荧光X射线，探测器用于接收样品表面反射的氯离子特征荧光X射线；检测方法步骤包括：调节旋转机构，使圆管状样品位于预设位置；调节位移机构，使探测器达到最佳信号接收效果，使X射线发射器发出的X射线对准圆管状样品起始点；启动X射线发射器进行扫描，根据扫描结果计算氯离子含量。本发明专利技术具有结构简单、易于操作，检测结果稳定可靠，使用环境友好等优点，可自动、快速、高效的检测大气环境下产品表面氯离子含量。

【技术实现步骤摘要】
一种大气环境中氯离子含量检测装置及检测方法
本专利技术属于自然环境试验与观测
，具体涉及一种大气环境中氯离子含量检测装置及检测方法。
技术介绍
大气腐蚀是指材料及其产品在大气环境中发生的腐蚀现象，是最普遍的一种环境腐蚀形式。材料及其产品在大气环境中，由于毛细管作用、吸附作用或者化学凝聚作用，环境中的氧气、水份、可溶性盐离子和各种腐蚀性介质冷凝在材料表面，形成一层很薄的液膜。液膜的存在，改变了金属表面的电化学状态，使金属表面局部区域形成腐蚀原电池，产生了腐蚀电流，从而促进腐蚀发生发展。大气环境中薄液层下的腐蚀是电化学过程中，主要受液膜厚度和形状、腐蚀介质含量和液膜pH值等多种因素影响，其中产品表面氯离子含量是影响腐蚀速率的一个重要因素。目前，大气环境下材料表面氯离子含量主要通过户外环境试验沉积氯离子到产品表面，其检测方式主要是在实验室通过冲洗方式收集氯离子，并使用分光光度法、气相色谱法、离子色谱法等化学分析方式检测氯离子含量。这类方式虽然能够使检测极限可达ppb级，但检测过程均需要人工操作，存在操作复杂、误差较大、观测效率低。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种操作简单监测效率高的大气环境中氯离子含量检测装置。一种大气环境中氯离子含量检测装置，其特征在于：所述装置包括对称设置且分别连接计算机设备的X射线发射器和探测器，X射线发射器与探测器的对称线垂直于样品的照射点，X射线发射器发射的X射线用于激发样品表面的氯离子发出特征荧光X射线，探测器用于接收样品表面反射的氯离子特征荧光X射线；计算机设备的处理器执行程序时实现以下步骤：控制X射线发射器发出特征荧光X射线，将探测器接收到的氯离子特征荧光射线转变为电流信号传输至数据处理模块，读取电流信号数据并根据预先建立的数学模型W=f(I)计算氯粒子浓度。式中，W表示氯粒子浓度/含量，I表示氯离子特征荧光X射线强度（氯离子特征荧光X射线强度根据对应的光电子数量来确定，也即是通过对应的电流信号来确定。氯离子特征荧光光电子数量越多，电流信号越强），最后通过显示终端显示采集的氯离子含量。作为优选方案，X射线发射器的靶材为Ag、Au、W或Rh，X射线发射器的发射电压为1-70kV，发射电流1-200μA。作为优选方案，探测器窗口的材料为Be或C，有效探测面积为10-70mm2，能量分辨率不高于150eV。作为优选方案，X射线发射器的发射端、探测器窗口中部距样品表面的垂直距离为0.5~1cm。进一步地，所述装置还包括：用于安装并驱动X射线发射器和探测器移动的位移机构，位移机构的移动精度不低0.1mm。进一步地，所述装置还包括：用于安装样品并驱动样品转动的旋转机构，旋转机构的转动精度不低于X射线的单次照射区域。作为优选方案，样品为圆管状样品。本专利技术另一目的在于提供一种基于前述氯离子含量检测装置的检测方法，其步骤包括：步骤1，调节旋转机构，使圆管状样品位于预设位置；步骤2，调节位移机构，使X射线发射器和探测器位于圆管状样品下方，使X射线发射器与探测器的对称线垂直相交于圆管状样品轴线，使X射线发射器的发射端、探测器窗口中部距样品表面的垂直距离均为0.5~1cm，使探测器达到最佳信号接收效果；步骤3，继续调节位移机构，使X射线发射器发出的X射线对准圆管状样品起始点；步骤4，启动X射线发射器，启动旋转机构使圆管状样品按预设速度匀速旋转，当圆管状样品转动一圈后，通过位移机构驱动X射线发射器和探测器同步前移一段标准距离，所述标准距离等于X射线的单次照射区域宽度，继续按预设速度匀速旋转一圈后再次前移一段标准距离，多次重复前述过程，直到整个圆管状样品扫描完成，此时，X射线发射器发出的X射线对准圆管状样品末端；步骤5，根据扫描结果计算氯离子含量。为进一步提高检测结果的准确性，步骤4结束后，再对圆管状样品进行逆序扫描，直到整个圆管状样品再次扫描完成，此时，X射线发射器发出的X射线再次对准圆管状样品起始点；随后，根据步骤4和步骤5的扫描结果计算氯离子含量。例如，圆管状样品上的同一区域可以通过两次结果的均值方式计算氯离子含量。本专利技术提供的检测装置具有结构简单、易于操作，检测结果稳定可靠，使用环境友好等优点，可自动、快速、高效的检测大气环境下产品表面氯离子含量，并可实时监测氯离子的含量及其变化情况，适用于工业大气和海洋大气环境等多种大气环境下的氯离子含量监测，具有广阔的应用前景。相比于在实验室内通过化学分析方式检测氯离子含量，采用本专利技术提供的检测装置，能捕捉到多个维度方向的氯离子沉积情况，不仅能够更准确地检测氯离子含量，检测结果非常接近大气环境中氯离子含量的实际值，而且能够快速检测氯离子含量，对同一样品的同一部位或不同部位都能开展高频次的监测。附图说明图1是实施例1中大气环境中氯离子含量检测装置示意图一；图2是实施例1中大气环境中氯离子含量检测装置示意图二；图3是实施例1中大气环境中氯离子含量检测装置示意图三；图4是图2中A-A向视图；图5是实施例2中大气环境中氯离子含量检测装置示意图；图6是采用本专利技术装置采集的特征X射线光谱图。具体实施方式实施例1如图1至图4所示，一种大气环境中氯离子含量检测装置，包括对称设置且分别连接计算机设备4的X射线发射器2和探测器3，X射线发射器2与探测器3的对称线垂直于样品1的照射点，X射线发射器2发射的X射线用于激发样品1表面的氯离子发出特征荧光射线11，探测器3用于接收经样品1表面反射的氯离子特征荧光射线；其中，计算机设备4包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：控制X射线发射器2发出X射线，将探测器3接收到的氯离子特征荧光X射线转变为电流信号传输至数据处理模块，读取电流信号数据并根据预先建立的数学模型W=f（I）计算氯粒子浓度，式中，W表示氯粒子浓度/含量，I表示氯离子特征荧光X射线强度（氯离子特征荧光X射线强度根据对应的光电子数量来确定，也即是通过对应的电流信号来确定。氯离子特征荧光光电子数量越多，电流信号越强），最后通过显示终端显示采集的氯离子含量。其中，X射线发射器2的靶材可以选用Ag、Au、W或Rh，X射线发射器2的发射电压可选区间为1-70kV，发射电流可选区间为1-200μA；探测器窗口的材料可以选用Be或C，有效探测面积可设定为10-70mm2，能量分辨率不高于150eV。其中，检测装置还包括用于安装并驱动X射线发射器2和探测器3移动的位移机构，位移机构的移动精度不低0.1mm；如图1所示，位移机构包括伺服电缸12或通过伺服电机驱动的推杆，伺服电缸12的输出端连接滑块7，滑块7通过滑槽8配合设置在滑轨9上，使用时通过伺服电缸12或通过伺服电机驱动的推杆驱动滑块7往复移动或者按照设定程序步进式移动，X射线发射器2和探测器3则对称的固定安装在滑块7上；其中，检本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大气环境中氯离子含量检测装置，其特征在于：/n所述装置包括对称设置且分别连接计算机设备的X射线发射器和探测器，X射线发射器与探测器的对称线垂直于样品的照射点，X射线发射器发射的X射线用于激发样品表面的氯离子发出特征荧光射线，探测器用于接收经样品表面反射的氯离子特征荧光射线；/n计算机设备的处理器执行程序时实现以下步骤：控制X射线发射器发出特征X射线，将探测器接收到的氯离子特征荧光射线转变为电流信号传输至数据处理模块，并根据预先建立的数学模型

【技术特征摘要】
1.一种大气环境中氯离子含量检测装置，其特征在于：
所述装置包括对称设置且分别连接计算机设备的X射线发射器和探测器，X射线发射器与探测器的对称线垂直于样品的照射点，X射线发射器发射的X射线用于激发样品表面的氯离子发出特征荧光射线，探测器用于接收经样品表面反射的氯离子特征荧光射线；
计算机设备的处理器执行程序时实现以下步骤：控制X射线发射器发出特征X射线，将探测器接收到的氯离子特征荧光射线转变为电流信号传输至数据处理模块，并根据预先建立的数学模型W=f(I)）计算氯粒子浓度，式中，W表示氯粒子浓度/含量，I表示氯离子特征荧光X射线强度，并通过显示终端显示采集的氯离子含量。


2.根据权利要求1所述的氯离子含量检测装置，其特征在于：X射线发射器的靶材为Ag、Au、W或Rh，X射线发射器的发射电压为1-70kV，发射电流1-200μA。


3.根据权利要求2所述的氯离子含量检测装置，其特征在于：探测器窗口的材料为Be或C，有效探测面积为10-70mm2，能量分辨率不高于150eV。


4.根据权利要求3所述的氯离子含量检测装置，其特征在于：X射线发射器的发射端、探测器窗口中部距样品表面的垂直距离均为0.5~1cm。


5.根据权利要求1-4任一项所述的氯离子含量检测装置，其特征在于，所述装置还包括：用于安装并驱动X射线发射器和探测器移动的位移机构，位移机构的移动精度不低0.1mm。


6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺琼瑶，张伦武，刘聪，郭赞洪，李旭，杨小奎，周堃，项运良，
申请(专利权)人：中国兵器工业第五九研究所，
类型：发明
国别省市：重庆;50