Новый эксперимент: определение кремния и серы в воздухе без гелиевой продувки

Цель исследования

Определить, можно ли достоверно измерять содержание Si и S без гелиевой продувки, сохраняя точность и стабильность показаний в промышленных условиях.

Для этого мы оценили:

• линейность зависимости сигналов от концентрации,
• коэффициенты детерминации (R²),
• среднеквадратичные ошибки (RMSE),
• пределы обнаружения (LOD).

Как проводился эксперимент

Измерения выполнялись на калибровочных смесях песка (SiO₂) и серы с варьированием массовых долей от 1% до 46% по кремнию и от 1% до 98% по сере. Все измерения проходили в стандартной воздушной среде, без коррекции на атмосферу и без вычитания фона, то есть в максимально приближенных к реальности условиях.

Результаты

Кремний (Si):

• Диапазон линейности – от 3% и выше.
• Предел обнаружения (LOD): около 2–3%.
• Средняя погрешность в рабочем диапазоне: ± 2–3% масс.
• Коэффициент детерминации R² = 0.973 – высокая линейность и повторяемость.

Сера (S):

• Достоверные результаты при содержании ≥ 4%.
• Предел обнаружения (LOD): около 4%.
• Погрешность: ± 4–5% масс.
• Коэффициент детерминации R² = 0.977 – стабильная корреляция между сигналом и концентрацией.

Таким образом, при низких концентрациях (< 3% Si и < 4% S) сигналы становятся сопоставимыми с фоновыми шумами, что ограничивает чувствительность. Однако в рабочих диапазонах прибор демонстрирует устойчивую линейную зависимость, низкий уровень ошибок и отличную воспроизводимость.

Использование сегментной калибровки (разделение диапазонов на 2–3 участка) дополнительно снижает систематическую ошибку на 25–40%, повышая точность измерений.

Выводы

Анализатор АРП-2Ц надежно определяет содержание кремния и серы в обычной воздушной среде, без использования гелия. Это позволяет использовать его для оперативного поточного анализа технологических проб пульп и концентратов, где важна скорость, стабильность и простота эксплуатации.

Гелиевая продувка остается полезной лишь при работе с низкоконцентрированными или исследовательскими пробами, где требуется снизить порог обнаружения до долей процента.

В других же случаях, работа анализатора АРП-2Ц без гелия технически оправдана и экономически выгодна. Мы получаем достоверные данные, сокращаем эксплуатационные расходы и упрощаем анализ, не жертвуя качеством.