Рентгенографи я
жүктеу/скачать 4,56 Mb.
|
treatise34952 3
Бір стандартты карточкадағы ақпараттың көлемі бір килобайтқа жетеді, олай болса, ІСDD-ның әмбебап мәліметтер қоры 100 мегабайттан артатын ақпарат болады. Оны сақтау үшін CD-ROM типті ақпаратты программасын сиғызатын шағын жинағыш (накопитель) керек. Мысалы CD-ROM-compact disk read only memory типті жинағыш 680 мегабайт ақпаратты сақтай алады. Машиналық картотеканы қолданып автоматты анықтау машиналық карточкадан (МНД немесе МНЛ) ақпаратты үздіксіз және бірнеше рет оқуына келіп тіреледі. Жинағыш пен ЭЭМ-ның оперативті жадына сақтау қондырғысымен ақпарат алмасуы созылмалы процесс болғандықтан, ол ақырында автоматты анықтаудың тез орындалатын программасын анықтайды. Осы мәселе стандарттардың мәліметтерін жазатын машиналық форматты көп ықшамдауға әсерін тигізеді. Осыған орай, ықтималды стандарттарды таңдап алу және іздестіру жұмысын тездететін, нақтырақ айтқанда, тездету үшін автоматты анықтау жүйесі арнайы форматтағы және құрылымдағы ақпараттық базаны қолданады. Мәліметтер қорын қарауды тездету мүмкіншілігі, стандарттың спектрімен зерттелінетін спектрдің сәйкес келуінің сандық мәнін алу – автоматтық анықтаудың басты моменті болып табылады. Осындай сипаттың нақтылығы анықтау жүргізгендегі қабылданған модельдің спектрі салыстырмалы спектрмен сәйкес келу критериін есептеудің күрделі болуына байланысты болады. Сонымен, қолмен анықтау болсын, автоматты анықтау болсын олардың негізгі мақсаты-көптеген стандарттар ішінен сарапталатын материалдың спектріне жақын келетін спектрді анықтау. Қазіргі кездегі автоматты анықтау жүйелелерінің (САИ-система автоматичемкой идентификации) көпшілігі спектрлердің детерменистік моделі бойынша құрылған. Сарапталатын материалдың және стандарттың спектрлерінің статистикалық моделі ХХ-ғасырдың 70-жылдары ғана ұсынылды және сол жылдары рентгенофазалық сараптаманың «машиналық» жүйесі қолданыла бастады. Атап айтқанда, қоспалардың модельді стандартын құру үшін мына функцияны қолдану ұсынылады: Мұндағы І0(d)- і-нөмерлі стандарттың спектрлік функциясы, I(d)mod – модельдің спектрлік функциясы, с -көбейткіш сарапталатын нұсқадағы і-стандартының пропорционалдық коэффициенті, М-мәліметтер қорындағы стандарттар саны. Сонымен анықтаудың мәселелері-шартты таралымы нөльден үлкен, яғни сі0, мұндағы і=1,2,3..., n және nM стандарттарды іздеп табу. Бірақ М теңдеулер санынан (Р) көп болғандықтан осы жүйе үшін n-теңдеу (і=1,2,..., n) жалғыз емес. Біртекті еместікті жою үшін, алдын ала жүргізілген сараптамаға сүйеніп элементтер (фазалар) санын М-ді М Р шамаға дейін азайту керек. Бұл жағдайда спектрлерді анықтауда ықтимал стандарттарды іздестіру-таңдап амалы екі сатыдан тұрады: а) сарапталатын нұсқадағы ықтимал стандарттарды алдын ала қысқарту; б) іріктелініп алынған стандарттарға көз жеткізу. Бірінші сатыда түрліше критерилердің көмегімен мәліметтер қорынан М ықтимал стандарт таңдап алынады. Ол үшін критерилердің сандық мәні есептеліп, нәтижелері сол мәндердің азаю бағытында бір жолда жазылады да, ықтимал стандарттардың бірінші тізімі құралады. Ол аса үлкен болуы мүмкін (Мі50). Одан кейін шек (порог) қойылады, соны негізге ала отырып ықтимал стандарттардың жаңа тізіміне критеридің осы шектен міндетті түрде үлкен болатын мәндері ғана кіргізіледі. Критерилерді есептеу ықтималдық стандарттардың ақпараттың кешенінің үш-бес сызығы үшін жүргізіледі. Осы әдіс ықтимал стандарттарды іздестіру-таңдау барлық автоматтандырылған жүйеде қолданылады. Оның тиімді жағы спектралдық ақпараттың үлкен көлемін тез қарап шығуға болады, ал критерий мәнінің тиімді шегін дұрыс таңдап алу қиынға соғатын болғандықтан бұл оның басты кемшілігі болып табылады. Екінші сатыда сарапталатын материалдың фазалық құрамын анықтайды, ол үшін тізімге кірген стандарттардың ғана спектрлері қолданылады. Осының үш варианты бар. 1. Критерилердің мәнін есептеу және сарапталатын спектрдің стандарттар спектрінің сызығымен сәйкес келуі кестесін жинақтау және оған талдау жасау. Бұл алынған мәліметтерді ЭЭМде өңдеу, іс жүзінде, барлық РФА автоматтандырылған жүйелерде қолданылады. Сарапталатын нұсқалардың, ықтимал стандарттардың шрих диаграммаларын дисплейге шығару осы сатының вариантарының бірі болады. Экранда шығатын спектрдің саны аз болғандықтан осындай көрнекті әдісті қолдану аясы шектеледі. 2. Стандарттардың таңдап алған спектрлерінің шартты таралымын бағалау және қажеттіліктің берілген деңгейінен (уравень значимости ) жоғары мәндерді таңдап алу.Бұл вариант сарапталатын нұсқаны құрайтын ықтимал фазалардың сандық мәнін анықтауға мұмкіндік жасайды. Сызықтардың өзара сәйкес келуіне арнап (Р) теңдеуден тұратын жұйе құрайды (74 формуласын қараңыз) Мұндағы і=1,2,3, …, Р, МР. Фазалық құрамын анықтау с бойынша теңдеуді минимизациялау Мұндағы және мен шектелген нұсқаның К сызығына сәйкес келетін стандарттық і сызығының интинсивтілігі. Егер С қажеттіліктің берілген деңгейінен кіші болса, онда ондай стандарттар тізімнен шығарылады да сарапталатын нұсқаның соңғы құралы М2 фазасын құрайды, сонымен қатар М2М1 болады. Осы автоматтандырылған рентгенографиялық фазалық сараптаманың кемшілігі ретінде стандарттық мәліметтер қорында басқадай «жақын» спектрлер болуы мүмкін (мысалы, изоқұрылымдық қосылыстар, изоморфты қоспалар, политиптер және т.б.). Сондықтан осы теңдеулер жүйесі қате нәтижелер алуға соқтыруы мүмкін. Қорыта айтқанда, фазалық құрамды анықтау мәселелері қосымша әрекеттер жасауды талап етеді. Сонымен, сарапталатын минералдың фазалық құрамын анықтаудың соңғы сатысында осы вариантты сақтықпен қолдануға болады. 3. Фазалық құрамы өзгермелі ықтимал стандарттардың спектрлерінің түрліше құрамын және таралымын анықтау үшін олардың ішінен бір немесе бірнеше «теориялық» қоспаның ықтимал варианттарын қарастырады. Бұл әдісте бірінші сатыда таңдап алынған ықтималдық стандартынан құрылған мүмкін болатын қоспалардың спектрлері салыстырылады. Олардың саны: мұндағы - і-бойынша Мі-ден құралған сандар. Осы теориялық қоспалардың біреуі өзінің құрамы және мазмұны бойынша сарапталатын нұсқаға сәйкес келеді деп жорамалдайық. РФА-ның бұл вариантында, есептелген шартты таралымынан басқа түрліше модельдердің және сарапталатын спектрлердің сәйкестіктері зерттелінеді. Математикалық модельдер спектрлерінің шамадан тыс (оның статистикалық мәндерінің және ескерілмеген басқадай факторлардың ғана әсері жеткіліксіз) нақты емес, сарапталатын нұсқаның спектріне жуық спектр алудың ықтималдығы аса көп. Сондықтан сараптаманың соңғы нәтижесі ретінде мұмкін болатын бірнеше теориялық қоспалардың спектрін алған дұрыс болады. Салыстырмалы спектрлердің жақын болуын бағалау оларға сәйкес келетін, соның ішінде жоғарыда қарастырылған критерилердің көмегімен жүргізу керек. Критерий нақты мәнінен қашық болса, онда қолданылған мәліметтер қорына қажетті стандарт туралы мәлімет болуы мүмкін. Мәселені шешудің критериін дұрыс таңдап алу үшін рентгендік фазалық сараптамада арнайы есептеу қолданылады. Мынадай (di,k; Ii,k,T) жиынтығы бар мәліметтер қорының (і-рефлекстің фазасы, к-фазаның индексі) құрамы және қасиеттері зертелетін кристалға сәйкес келетін топ бөлініп алынады. Одан кейін рентгенограммадан бірінші рефлекстің кесте үлгімен (таблица эталон) сәйкес келетін фазалары есептелінеді. Мұнда К=1 деп алынады. Мұндағы dі,к,т және І і,к,т – жазықтықаралықтың арақашықтығы және бірінші үлгіге сәйкес алынған үлгілік фазаның і рефлексінің интенсивтілігі; d/d, I/I - тәжірбие жүзінде d-ны және І – ді анықтаудың салыстырмалы қателіктері, І , К және K - экспереметтің нәтижесімен анықталады. Барлық рефлекстің ішінде i- дің ең үлкен мәні бар рефлексті кестелік мәнімен салыстырады, осылай жалғаса береді. Сәйкес келудің интегралдық мәні s=i,э формуласымен анықталады. Одан кейін келесі кестемен салыстырады (ақпараттық базадағы келесі жазумен) және т с .с. Үлгінің фазасын түбегейлі таңдап алу үшін х -тің мәнінің ең үлкен варианттарын алу керек. Егер кесте –үлгіде «артық» рефлекстер болса, онда -ны есептеуде «артық» рефлекстреге сәйкес келетін 1/(d/d, I/I) шаманы ескеру керек. РФА автоматтық жүйеде мәселені шешу үшін интерактивті (диалогты) режим қолданылады.. Бұл режим ақпаратты кіргізуде, сараптаманың параметрлерін анықтауды және аралық нәтижеге сәйкес есептеу процесін басқаруды қаматамасыз етеді. Сараптаманың қорытынды нәтижесі дисплейдің экранына немесе принтерге беріледі. Кристалдық қоспалардың фазалық құрамының басты сатысы ретінде Россия ғалымдарының ашқан ФАЗАН (фазавый анализ), АРФА (автоматический рентгеновскии фазовый анализ) және АРИС (автоматическое рентгеновское исследование состав) жүйелері басты бағыт болуда. АРИС-ті материалдар туралы мәліметтердің автоматтандырылдған ақпараттың жүйесі деп те қарастыруға болады. Қазіргі уақытта қолданыстағы барлық программалық жүйелердің теориялық негіздері, кейбір ерекшеліктеріне қарамастан, бірдей. Олардың басты элементтері мыналар: 1) машиналық мәліметтер қоры; 2) мәліметтер қорын түзететін толтыратын және құрайтын программалық орта; 3) анықтау (иденфикация) программасы – ол қолданушының басты жұмыс құралы; 4) анықтау программасының дұрыстығын тексеретін тестілер жиынтығы бақылау есептері; 5) автоматты анықтау жүргізудің әдістемесі. Поликристалдардың рентгендік фазалық сараптамасының автоматтандырылған жүйесін қарастыра келіп, олардың сарапталынатын материалдар мен моделдердің (ықтимал стандарттардың спектрлерінің жиыны) ұнтақтың спектрлеріне сәйкес келетін критерилердің құрылғанын айта кету қажет. Бірақ бұл әдістің мынадай үш кемшілігі бар: 1. Критерилердің сәйкес келуі әлсірегенде «шулық» стандартардың саны тез артады; 2. Мәліметтер қорында қалыпты стандартар болмаса, онда автоматты анықтау мүмкін болмайды; 3. ЭЭМ диалог процесінде орындаушының қолында нұсқалардың химиялық құрамы туралы қосымша ақпаратты қолдану мүмкіншілігінің аздығы. Осы кемшіліктерді жою үшін көптеген әдістер қолданылады, солардың ішіндегі басты бағыттар мыналар: а) сарапталатын нұсқалардың элементтік құрамы туралы орындаушының қолындағы ақпараттың негізінде, стандарталған материалдардың спектрімен салыстырудың «ауырлық центрін» мәліметтер қорынан алдын ала алынған іріктеуге (выборка) қарай ауыстыру; б) жалпытекті нұсқалардың ұнтақтық спектрлер тобын ақпараттық базада анықтау және оларды таза фазалар спектрі сияқты, сәйкестік таралымын (классификациясын) және айырмасын анықтау үшін қолдану; с) алынған нәтижелерге байланысты түрліше стратегияларды айқындауға мүмкіншілік жасайтын материалдардың құрылымдық ерекшелітерін анықтау процесін аранайы тілмен жазу. Рентгендік фазалық анализді әрі қолмен, әрі машинамен жүргізу, ақпараттық базаның түрлері, ұнтақтық дифракциялық мәліметтердің біртұтас стандартты форматтарын ақпараттық базада көрсету және беріктілік критериін (немесе сапа критериі) көрсетуге бағытталған. Сонымен қатар стандартар ретінде қолданылатын кристалдардың ұнтақтық спектрлерінің ерекшеліктерін анықтайды. Рентгендік фазалық анализді қолмен жүргізгенде қолданылатын мәліметтер қорындағы іздестіруші – анықтама және стандарттар саны өскендегі болатын өзгерістер сипатталған. Қазіргі уақытта рентгенограммалар бойынша фазаларды анықтаудың ондаған жүйелері қолданылады. Стандарттық фазалар саны көп болғандықтан сараптаманың мәселелерін тікелей шешу мүмкін емес. Автоматты анықтау жүйелерінің жұмыстарының ұтымдылығы ақпаратты өңдеудің алгоритмі мен әдістерін қолдануға көп байланысты болады. Автоматты анықтау жүйесіне шолу мынаны көрсетеді: сараптаманың уақытын қысқарту мақсатында автоматты анықтау жүйелерінің көпшілігінде түрліше критериді қолданып анықтаудың көпсатылы стратегиясы іске қосылады; ұжымдық қолданылатын үлкен ЭЭМ-нан тезәсерлі программамен жабдықталған анықтау әдісі үлкен жылдамдықпен жүргізетін дербес компьютерлерді қолданумен толығымен аусыты; автоматты анықтау жүйесінің көпшілігі эмпирикалық (тәжірибе) жолымен анықталғандықтан негізінен қолмен анықтау әдісінің көшірмесі сияқты болады; стандарттар мен сарапталатын нұсқалардың спектрлерінің арасын жақындату шарасы ретінде түрліше сәйкестік критерилер қолданылады., кейде ол критерилер жалпы мойындалмаған болуы да мүмкін. Сонымен, тағы да айта кетейік, поликристалдық минералдың құрамын анықтау мәселесі, есептеу жолымен өңдеу арқылы жүргізу математикалық тұрғыдан қарағанда қолайлы деуге болмайды, ол мәселені реттеу әдісі арқылы және қосымша ақпаратты орнымен кіргізу арқылы шешуге болады. Сапалық рентгендік фазалық сараптаманы автоматтандыру жүйесінің дамуы сарапталатын және модельді спектрлерді «салыстыру» (подгонка) әдісін қолданумен тығыз байланысты. жүктеу/скачать 4,56 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|