Портативный рентгенофлуоресцентный анализатор металлов

Обновлено: 17.05.2024

Анализаторы металлов — это приборы неразрушающего действия для определения марки металла и количественно-элементного состава образцов из чёрных и цветных сплавов . Данное оборудование востребовано во многих отраслях промышленности и применяются на разных этапах производства.

От показаний химических анализаторов металлов и сплавов напрямую зависят результаты заключений о соответствии качества материалов и изделий существующим стандартам. Поэтому перед покупкой подобного оборудования рекомендуем ознакомиться с его особенностями, что позволит в дальнейшем сделать оптимальный выбор для достижения конкретных целей.

Классификация анализаторов металлов и сплавов

Разделение анализаторов химического состава металлов и сплавов на группы производится главным образом по двум признакам. По принципу работы различаются оптико-эмиссионные, рентгенофлуоресцентные и лазерные приборы, а по конструкции и месту применения — стационарные и портативные. Каждая разновидность имеет свои особенности и преимущества. О них и пойдёт речь далее.

Оптико-эмиссионные спектрометры

Принцип действия.

Работа оптических анализаторов состава металлов основана на технологии получения спектра и последующими измерениями длины световых волн и их интенсивности. На практике процесс исследования с помощью этих приборов осуществляется таким образом:

1) образец нагревается концентрированным электрическим разрядом высокой тепловой мощности;

2) вследствие возбуждения ионов и атомов появляется термоэлектронная эмиссия, сопровождающаяся флуоресценцией;

3) монохроматор с дифракционной решёткой улавливает световые лучи и определяет по длине волн те или иные химические элементы , а по интенсивности свечения — их количество;

4) полученные результаты выводятся на дисплей.

Диапазон измерений.

Существуют эмиссионные оптические спектрометры с воздушной рабочей средой и с аргоновой. Соответственно, они функционируют с применением дугового и искрового разрядов. Многие модели могут работать в обоих режимах, так как снабжены разными насадками. Но, независимо от строения, оптико-эмиссионные анализаторы отлично показывают себя при исследовании:

· инструментальных и низколегированных сталей;

· нержавеющих сталей на основе никеля, цинка, меди, кобальта, титана;

· низкоуглеродистых сталей ферритного класса;

· алюминиевых и других сплавов .

Преимущества.

Оптико-эмиссионные анализаторы хорошо применимы при определении низких (примесных) концентраций легирующих элементов (на уровне 0,0001 – 0,1%), а также анализа неметаллических включений – углерода, серы, фосфора, бора. Таких образом оптико-эмиссионные анализаторы могут быть хорошо применимы при анализе углеродистых и низколегированных сталей, где анализ таких элементов особенно важен, а также для анализа чистых металлов.

Рентгенофлуоресцентные анализаторы металлов и сплавов

Строение и принцип действия.

Основу конструкции любого современного РФ-спектрометра составляют, центральный процессор, рентгеновская трубка, детектор, регистрирующее устройство, модуль управления и электронная память. Наиболее распространен в промышленном применении энергодисперсионный рентгенофлуоресцентный метод, применение которого заключается в следующем:

1) продуцированное рентгеновской трубкой излучение направляется на образец, чем вызывает ионизацию внутренних оболочек атомов;

2) при этом происходят внутренние переходы электронов с испусканием фотонов со специфичной для каждого химического элемента энергией;

3) датчик отделяет и накапливает фотоэлектроны в энергетические области, а потом по интенсивности последних определяет концентрации элементов.

Контроль за исследованием обычно осуществляется посредством программного обеспечения, которое в начале позволяет задавать параметры, а в конце — вместе с изображением спектра получать готовый перечень компонентов химического состава образца. Выводы ПО делает на основании градуировочных данных о сплавах и с учётом относящихся к определённым режимам работы оборудования коэффициентов. Эталонная информация и полученная в процессе анализа сохраняется в электронной памяти. При необходимости результаты исследований можно распечатывать на принтере.

Анализаруемые элементы .

Рентгенофлуоресцентные анализаторы металлов и сплавов в общей сложности позволяют проверять наличие и количество химических элементов по 45 позициям. К сожалению, они не видят лёгких элементов, то есть тех, у которых атомный номер ниже 11 (расположенных в двух верхних строчках таблицы Менделеева).

Рентгенофлуоресцентные анализаторы могут работать как с металлическими так и неметаллическими образцами, а также работать без разрушения металлов и сплавов . РФА анализаторы не требуют специальной подготовки поверхности (перед проведением исследований достаточно обычной очистки образцов от краски и ржавчины). Возможна работа со сложными объектами , такими как стружка, тонкая проволока, порошки, сварные швы, ферросплавы.

Лазерные анализаторы химического состава металлов и сплавов

Лазерные анализаторы металлов и сплавов появились на рынке промышленного оборудования сравнительно недавно. Принцип работы схож с оптико-эмиссионным спектрометром, только в качестве источника возбуждения используют лазер. Благодаря тому что лазерный спектрометр легко сделать портативным, в последнее время он набирает популярность.

В лазерных анализаторах химического состава отсутствует источник ионизирующего излучения (такой как рентгеновская трубка в рентгенофлуоресцентных спектрометрах), что освобождает от необходимости оформления лицензии и СЭЗ. Лазерные анализаторы металлов имеют самую высокую скорость анализа – результат по химическому составу возможно получить за одну секунду. Лазерные анализаторы имеют лучшую чувствительность по «легким элементам», таким как Si, Mg, Al , по сравнению с рентгенофлуоресцентными спектрометрами, а также имеют возможность анализа Li и Be .

Стационарные и портативные приборы

В категорию стационарных входят напольные и настольные модели анализаторов химического состава образцов. Оптико-эмиссионные преимущественно устанавливаются в лабораториях. В некоторых случаях — в производственных цехах. Рентгенофлуоресцентные требуют установки в специально оборудованном помещении (с наличием надёжного свинцового экрана) за исключением приборов с усиленной защитой от ренгеновского излучения.

К портативным принадлежат мобильные (передвигающиеся на колёсиках) оптико-эмиссионные спектрометры, а также РФА и лазерные анализаторы металлов ручного типа. Все они отличаются возможностями работы в цехах и на производственных площадках, удобством в эксплуатации, быстротой анализа, достаточной точностью измерений. Портативные приборы работают от аккумуляторных батарей, хорошо защищены от внешних воздействий. Незаменимы при работе в полевых условиях и при необходимости проведения исследований в труднодоступных местах.

Области применения анализаторов химического состава металлов и сплавов

Оперативное и точное определение вида металла или состава сплава требуется во многих отраслях промышленности. Тем не менее химические анализаторы наиболее востребованы в металлургии, нефтехимии и машиностроении. Они позволяют:

· выполнять на предприятиях входной контроль качества сырьевого материала (слитков), полуфабрикатов (заготовок), готовых изделий (труб, электродов, прутов, различных деталей) и отходов производства (стружки, металлической пыли);

· контролировать химический состав металлов по ходу плавки в литейном производстве;

· осуществлять контроль химического состава готовой продукции на металлургическом предприятии;

· анализировать химический состав лома на шихтовом дворе;

· сортировка и определение стоимости металлического лома;

Не менее важные задачи химические анализаторы решают и в строительной области, в частности, при обратном проектировании. Определяя количественно-элементный состав компонентов конструкций, приборы помогают устанавливать причины разрушения последних или их отказа. На основании полученных посредством анализаторов данных конструкторы и проектировщики делают выводы относительно выбора металлов и сплавов для проведения реставрационных работ либо для изготовления новых конструкций.

Рентгенофлуоресцентный анализатор X-MET 7000

Стоимость указана с учетом НДС. Оплата производится по безналичному расчету.

Внимание! Счета выставляются при сумме заказа от 3000 руб. Мы работаем как с юридическими, так и с физическими лицами.

Осуществляем доставку по России, Казахстану, Беларуси и странам таможенного союза курьерскими службами и транспортными компаниями.

Доставляем рентгено-флуоресцентные анализаторы, оптико-эмиссионные спектрометры и анализаторы химического состава металлов и сплавов по всей России курьерскими службами и транспортными компаниями.

Рентгено-флуоресцентный анализатор X-MET 7000

Тип оборудования: анализатор химического состава металлов, анализатор металлов и сплавов, рентгено-флуоресцентный анализатор химсостава металлов, экспресс-анализатор металла, спектрометр
Производитель рентгенофлуоресцентного анализатора X-MET: Was, Германия (OXFORD Instruments INDUSTRIAL ANALYSIS, Великобритания)

Серия анализаторов : X-MET (Х-МЕТ)

Модель анализатора химсостава металлов : X-MET 7000 (Х-МЕТ 7000)

Описание: Портативный рентгенофлуоресцентный прибор для определения состава металлов и сплавов

Гарантия на анализатор химсостава X-MET 7000 : 12 месяцев.

Анализатор X-MET 7000

Портативные рентгено-флуоресцентные анализаторы химического состава серии X-MET хорошо зарекомендовали себя на мировом рынке, в России и странах СНГ благодаря высокой надежности и непревзойденным аналитическим характеристикам.

Представляем Вашему вниманию новейший прибор от компании Oxford Instruments - анализатор X-MET 7000 - результат 35-летнего опыта разработки и производства рентгено-флуоресцентных анализаторов.

Краткие технические характеристики анализатора X-MET 7000:

Si-PIN детектор, рентгеновская трубка: родиевый анод, напряжение 40кВ, ток 50 мкА;
Диапазон измеряемых элементов: от Ti до U;
Встроенный промышленный компьютер, операционная система на базе Linux®;
4,3" Blanview антибликовый цветной сенсорный экран;
Диапазон рабочих температур: -20°C to +50°C;
Класс пыле-влогозащиты IP54;
Возможность измерения горячих поверхностей (до 400°С);
Время работы от аккумулятор: 10-12 часов, 16 часов в режиме ожидания;
Габариты 90х280х270 мм;
Вес менее 1,5 кг

Отличительные особенности анализатора X-MET 7000.

PentaPinTM детектор высокого разрешения производства Oxford Instruments.
Рентгеновская трубка производства Oxford Instruments, родиевый анод, напряжение 40кВ, ток 50 мА.
Высокую точность анализа обеспечивают оптимизированные параметры детектора и рентгеновской трубки и набор уникальных аналитических программ для анализа спектра.
Мощность рентгеновской трубки в 2Вт дает фоновые дозы рассеянного излучения и бесопасность для оператора, малое энергопотребление и длительную работу от одного аккумулятора, длительный срок службы рентгеновской трубки.
Время измерения - 2 сек. для идентификации сплава, 5 сек. для анализа примесей
Время выхода в режим готовности от включения
Диапазон измеряемых элементов: от Ti до U.
Точное измерение концентрации основных элементов в металлах с большим содержанием невидимых для анализатора «легких элементов» (например, Al в бронзах или титановых сплавах), т.к. отсутствует нормировка результатов измерения на 100%.
Возможность анализа металлов на любой основе (например Pb, Zn, Au, W и др.), сложных высоколегированных сплавов, спецсплавов, ферросплавов.
Анализ объектов любых форм и размеров: проволока, фольга, порошок, стружка,сварные швы.
Автоматическая коррекция концентраций при измерении образцов малых размеров и сложных форм.
Возможность уменьшения зоны анализа при помощи специального адаптера.
Встроенный марочник металлов и сплавов, возможность корректировки и добавления марок.

Стандартный набор аналитических программ:

универсальная аналитическая программа по методу фундаментальных параметров - анализ 29 элементов в диапазоне от 0 до 100%;
набор специализированных эмпирических программ для анализа низколегированных, нержавеющих, инструментальных сталей, медных, никелевых, титановых, кобальтовых, алюминиевых сплавов (выбор программы осуществляется автоматически);
идентификационные программы (да/нет).
обширный набор предустановленных программ для работы с любыми материалами, отсутствует необходимость в дополнительной настройке и калибровке анализатора.

Надежность, промышленный дизайн:

Сертификат IP54 (NEMA3) пыле- и влагозащиты.
4.3" Blanview® LCD цветной сенсорный дисплей с антибликовой поверхностью и современными энергосберегающими технологиями. Отличное отображение данных даже при больших углах обзора и при ярком дневном освещении.
Хороший теплоотвод обеспечивает максимальную надежность и возможность длительной непрерывной работы. Диапазон рабочих температур от -20°C до +50°C.
Встроенный компьютер для большей надежности, лучшей защиты от пыли и влаги и более быстрой работы.
Дополнительная защита из резины вокруг экрана, у носовой части и аккумулятора защищает анализатор от ударов и предотвращает соскальзывание даже с неровных поверхностей.
Время работы от аккумулятор: 10-12 часов, 16 часов в режиме ожидания.
Возможность работы от сети.
Высокий уровень радиационной безопасности, мощность дозы излучения не более 1 мкЗв/час на любой поверхности анализатора; инфрокрасный датчик наличия образца, программная защита паролем, световая сигнализация включения рентгеновской трубки

Удобное и простое управление:

Крупные иконки для простоты управления. Возможность работы в перчатках.
Для работы с анализатором не требуется высокой квалификации оператора.
Удобная функция усреднения результатов (до 50 измерений) позволяет получать достоверные данные на неоднородных образцах.
Возможность настройки вида отображения результатов.
16 Гб встроенной памяти, возможность хранения более 100,000 результатов и спектров.
Сохранение результатов и отчетов напрямую на USB шлеш карту (в комплекте постаки) или на компьютер черех USB кабель.
Уникальная программа для создания отчетов. Возможность создания шаблонов с логотипом компаниии, именем оператора, временем измерения, номером партии и другой информацией. Отчет создается в защищенном формате без возможности корректировки и исправления данных.
Возможность управления анализатором через ПК без установки специального программного обеспечения. Управление осуществляется через интернет браузер.
Возможность создания неограниченного числа эмпирических программ по образцам заказчика; возможность калибровки анализатора пользователем для решения нестандартных задач.
Многоязычный пользовательский интерфейс, 12 языков, включая русский.

Компактность.
Габариты 90х280х270 мм, вес 1,5 кг

Вес с принадлежностями и транспортировочным чемоданом - 6,5 кг.

Спрашивает: Михаил:

Рентгенофлуоресцентный анализатор X-MET 7000 хотелось бы узнать цены, желательно прайс лист

Спрашивает: Максим:

Прошу дать коммерческое предложение на прибор X-MET 7000 в количестве 1 шт для включения в ПТР-2019 АО Красмаш

Портативный рентгенофлуоресцентный анализатор металлов

Точность измерений и сходимость результатов, компактные размеры и легкий вес, русифицированное и простое программное обеспечение являются главными техническими характеристикам анализатора TrueXR.
Прибор оперативно и надежно определяет химический состав металлов и сплавов в любом типе производства.

Портативный анализатор с функцией анализа "легких элементов" Mg, Al, Si, P, S.

Рентгенофлуоресцентный спектрометр для химического анализа руд и почв, а также определения редкоземельных элементов.

Портативный анализатор для анализа драгоценных металлов в автомобильных катализаторах.

Портативные рентгенофлуоресцентные спектрометры

Портативные рентгенофлуоресцентные анализаторы металлов начали использоваться в промышленности около 20 лет назад, когда была изобретена и применена рентгеновская трубка для подобных приборов.

Метод измерения в портативных рентегнофлуоресцентных анализаторах основан на анализе спектра характеристического излучения, полученного от исследуемого образца под воздействие рентгеновского излучения.

Портативные рентгенофлуоресцентные спектрометры в настоящее время являются самыми массовыми и популярными приборами для оперативного определения химического состава металлов в промышленных условиях.

Простота эксплуатации и автоматизация процесса анализа позволяет начать работу с прибором без специализированных знаний в спектральном анализе.

Портативные рентгенофлуоресцентные спектрометры позволяют работать с самыми разнообразными типами материалов: алюминиевые, медные, никелевые и любые сложно-легированные спец сплавы, нержавеющие стали; ферросплавы; порошки; стружка; сварные швы; тонкие прутки и проволока; рудные материалы, почвы и пластик.

Портативные рентегнофлуоресцентные спектрометры HITACHI обладают высокой степенью защищенности от пыли и влаги, имеют надежную конструкцию, высокое качество рентгеновской трубки позволяет обеспечить срок службы приборов более 10-ти лет.

Рентгенофлуоресцентный метод определения химического состава образцов нашел широкое применение в геологии, металлургической и химической промышленности, в исследовательских и прикладных лабораториях различных направлений. За счет простоты устройства, компактности и цифровой обработки данных РФА-спектрометры позволяют проводить экспресс-анализы с высокой точностью.

На каких физических принципах основан метод РФА

В основу метода рентгенофлуоресцентного анализа положен сбор и анализ излучения, которое появляется при переходе возбужденного атома в основное энергетическое состояние. Чтобы первоначально возбудить атом вещества, используют различные источники высокоэнергетического излучения. В нашем случае это рентгеновская трубка. Вторичное излучение от участка образца попадает на детектор, сигнал с которого поступает на дальнейшую обработку.

Каждый элемент таблицы Менделеева имеет свой уникальный спектр такого излучения. Именно этот факт позволяет однозначно определять наличие такого элемента в образце. Количественный же анализ проводится на основе обработки информации о мощности излучения в конкретном диапазоне спектра.

Как устроен рентгенофлуоресцентный спектрометр

Основных узлов всего три:

источник высокоэнергетического излучения (рентгеновская трубка);
детектор, на который попадает вторичное излучение от образца;
блок, собирающий и обрабатывающий данные.

Портативный рентгенофлуоресцентный анализатор также имеет встроенный элемент питания, USB-порт для коммутации с компьютером, небольшой дисплей для вывода результатов. Для расчета химического состава и концентраций по спектру используют современные компьютерные программы, в основе которых лежат проверенные методы математического моделирования.

Преимущества метода и аналитических приборов на его основе

РФА спектрометр (в отличие от других аналитических измерительных приборов для спектрального анализа) имеет достаточно простую конструкцию. Здесь отсутствуют движущиеся узлы, подверженные износу и нуждающиеся в точном позиционировании. Для проведения анализа в современных приборах такого типа не требуется создавать вакуум.

Технология позволяет получать точные данные при анализе любых форм – стружки, сварных швов, фольги, деталей и т. п. Сами анализы стали намного точнее, при этом занимают всего несколько секунд. А компьютерная обработка данных позволяет автоматизировать процессы получения и интерпретации результатов.

Стационарные и носимые приборы

Для работы в лабораторных условиях производятся РФ-анализаторы, обладающие высокой точностью и минимальной погрешностью при определении содержания элементов. Для их стабильной работы требуются механическая устойчивость прибора и наличие стационарной электросети. Они могут быть как универсальными, так и ориентированными на анализ определенного спектра атомных масс.

Портативные приборы нашли наиболее широкое применение в качестве анализаторов металлов и сплавов. Они позволяют за 2–5 секунд выявить качественный состав образца и с очень высокой точностью определить количество каждого элемента. Такие приборы просты в эксплуатации, компактны и надежны. Например, современный спектрометр марки X-MET имеет вес 1,5 кг; данные в наглядной форме выводятся на 4,3-дюймовый встроенный дисплей, могут сохраняться и обрабатываться на компьютере.

Рентгенофлуоресцентный анализатор МетЭксперт

Менеджер по направлению Южполиметалл-Холдинг
Здравствуйте! Меня зовут Калинчев Олег.
Я готов ответить на Ваши вопросы по данным товарам. Если Вы хотите оформить заказ или задать вопрос, то можете связаться со мной по телефону или электронной почте.

Анализатор представляет собой рентгенофлуоресцентный спектрометр, основанный на принципе измерения спектра вторичного рентгеновского излучения. Первичные рентгеновские лучи, создаваемые рентгеновской трубкой, облучают анализируемую пробу и вызывают вторичное рентгеновское излучение, спектр которого зависит от элементного состава пробы. В качестве источника возбуждения используется рентгеновская трубка. Расчет массовой доли анализируемых элементов основан на зависимости интенсивности излучения от его массовой доли в пробе. При расчете используется безэталонный вариант метода фундаментальных параметров. Анализатор выполнен в виде моноблока и предназначен для работы в полевых и цеховых условиях, а также стационарно в лаборатории.

Перед измерением анализируемая поверхность должна быть очищена от загрязнения и освобождена от лакокрасочных покрытий.

Анализатор имеет специализированное программное обеспечение, позволяющее управлять рентгеновским излучателем и спектрометром, накапливать и сохранять информацию, проводить калибровку прибора, создавать библиотеки образцовых сплавов, производить расчет результатов измерения и выводить их на монитор компьютера.

Назначение анализатора:

Анализатор рентгенофлуоресцентный портативный «МетЭксперт» (далее – анализатор) предназначен для измерения массовой доли химических элементов в металлах и сплавах, в том числе алюминиевых, магниевых, нержавеющих, конструкционных, специальных и изделий на их основе, в соответствии с аттестованными МВИ, а также для идентификации химических элементов от натрия до америция в веществах, находящихся в твердом, порошкообразном и жидком (неагрессивные жидкости) состоянии и применяется при таможенном контроле, пробирном надзоре, в аналитических лабораториях промышленных предприятий и научно - исследовательских учреждений. Кроме того, анализатор предназначен для использования при таможенном оформлении и таможенном контроле отходов, перемещаемых через таможенную границу Российской Федерации, реализуя требования Постановления Правительства РФ от 17.07.2003 №442 «О трансграничном перемещении отходов» и других нормативных актов Российского законодательства в части, касающейся трансграничного перемещения отходов (в т.ч. опасных).

Рентгенофлуоресцентный анализатор МетЭксперт имеет следующие преимущества:

80 определяемых «легких» и «тяжелых» химических элементов от Na до Am в базовой версии прибора
Простота и удобство в работе
Техническая и метрологическая поддержка во время всего срока эксплуатации
Время непрерывной работы со штатным комплектом аккумуляторных батарей не менее 8 часов
Рабочий диапазон температур от -35 до 45°С
Планшетный компьютер ОС Windows с большим экраном
Беспроводная связь прибора с ПК
В комплект поставки входят методики количественного химического анализа
18 месяцев гарантии

В соответствии с п.п. 1.7-1.8 ОСПОРБ-99/10 и на основании выданного Экспертного заключения № 140-13 от 10.07.2013 г. анализатор освобождается от радиационного контроля и учета и от необходимости оформления специального разрешения (лицензии) для работы с ним . Специальных требований к месту проведения работ не предъявляется. Хранение и транспортировка (любым видом транспорта, в том числе в салоне самолета) осуществляется без ограничений по радиационному фактору.

Разработка Портативного рентгенофлуоресцентного анализатора МетЭксперт удостоена Золотой медали IX Международного Салона «Инновации и инвестиции», ВВЦ, Москва, 2009 г.

Технические характеристики анализатора МетЭксперт:

Диапазон атомных номеров определяемых
химических элементов

Количество химических элементов
(поиск и идентификация),
в том числе одновременно

Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni,
Cu, Zn, Ga, Ge, As, Se, Br, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh,
Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Te, I, Cs, Ba, La, Ce, Pr, Nd, Sm,
Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir,
Pt, Au, Hg, Tl, Pb, Bi, Po, At, Ac, Fr, Ra, Ac, Th, Pa, U, Np,
Pu, Am.
Итого 80

Портативные анализаторы металлов

Получить бесплатную консультацию специалиста
Оставьте свои контактные данные и мы перезвоним Вамв ближайшее время!

Портативные рентгенофлуоресцентные анализаторы химического состава металлов и сплавов

Анализаторы применяются при осуществлении контроля химического состава неразрушающим способом и определения марки металла. Подобная процедура осуществима для входного и выходного контроля, при оперативной типовой сортировке материалов, металлов и сплавов.

Мы предоставляем оборудование высокого качества от проверенных лидеров рынка. Спектрометры неразрушающего контроля хим состава гарантированно дают точные результаты при проведении работ.

Поскольку портативные спектрометры часто используются непосредственно в условиях производства, цехов и складов, мы предлагаем только надежное оборудование с ударопрочной конструкцией и защищенным корпусом от пыли, влажности и грязи.

В ассортименте имеются как стационарные приборы, так и портативные рентгенофлуоресцентный анализаторы. Спектрометры используются для химического контроля элементов в атомной и перерабатывающей промышленности, авиа- и машиностроении, в сфере газо- и нефтедобычи, горной металлургии, а также при проведении экологического и производственного мониторинга.

Предлагаемые спектрометры проводят быстрый неразрушающий анализ хим состава, демонстрируя прекрасные результаты в короткие сроки. При этом практически не требуется сложная подготовка проб и образцов, используется неразрушающий метод исследования. Исключено образование ядовитых отходов. Анализаторы способны выявлять элементы от бора до урана.

Использование рентгенофлуоресцентных спектрометров весомо сокращает конечную стоимость анализа образца, относительно других технологий элементного анализа. Анализаторы технологичны и безопасны для оператора, имеют удобный продуманный функционал.

Информация по основным вопросам:

Как работает РФА анализатор: принцип, устройство, особенности

Аннотация: Чем отличается волнодисперсионный рентгенофлуоресцентный анализатор от энергодисперсионного, как работает рентгеновская трубка и что такое флуоресценция ― всё это мы доступно объясняем в статье!

Современные рентгенофлуоресцентные анализаторы способны за пару секунд показать элементный состав минерала, сплава или металла в любом агрегатном состоянии. Не нужно обладать особой подготовкой, чтобы применять большую часть таких приборов на практике. Но полезно знать, как устроены РФА анализаторы, чтобы понимать, чем они различаются между собой и что влияет на особенности применения и цену каждого из них.

Что такое рентгенофлуоресцентный анализ (XRF аnalysis)

РФА относится к одному из методов спектроскопии ― раздела физики, где разные вещества подвергают электромагнитному излучению и смотрят, как они себя ведут.

Существует несколько видов излучения: от гамма-лучей с самыми короткими волнами до радиоволн с самыми длинными. Где-то посредине находится крошечный отрезок ― видимые нашему глазу лучи, или попросту свет. Свет раскладывается на спектр: график всех волн по длине, где каждой соответствует определённый цвет, и иногда это можно наблюдать наглядно (радуга, преломление через стеклянную призму). Но и другие лучи имеют свой спектр, просто его не видно без специализированных приборов. Дальше в сторону уменьшения идёт ультрафиолет, рентген и гамма-лучи.

Когда для спектроскопии используется рентген, такой способ и называется рентгенофлуоресцентным анализом (XRF analysis). Его проводят с помощью рентгенофлуоресцентного анализатора. Заглянем внутрь него, чтобы понять, что такое флуоресценция и как она поможет узнать концентрацию элементов.

Составные части рентгенофлуоресцентных анализаторов

Оговоримся: не стоит путать XRF analysis и XRD analysis ― это принципиально разные методы. Последний выполняется с помощью дифрактометра, но сегодня речь не о нём.

У любого рентгеновского анализатора есть три обязательные основные части:

Источник первичного излучения ― рентгеновская трубка.
Детектор вторичного флуоресцентного излучения.
Непосредственно блок получения и обработки сигналов. В крупных аппаратах его иногда называют спектрометром, но это же может относиться и ко всему прибору целиком, либо к портативному устройству.

Это не считая вспомогательных узлов: блока питания или аккумулятора, дисплея, USB-портов для переноса информации. Рентгеновская трубка устроена сходным образом у разных типов рентгенофлуоресцентных спектрометров, так что начнём с неё.

Принцип работы рентгеновской трубки

С чего вдруг какая-то частица начинает испускать рентгеновское излучение? Если просто, оно возникает там, где есть потеря энергии, или фотона (элементарной частицы без массы).

Но это тот случай, когда, чтобы потерять, нужно сначала найти. Атом должен получить лишнюю энергию ― а так как это состояние неустойчивое, ненормальное для него, он мгновенно возвращается на исходную позицию. И выпускает фотон.

Эти скачки связаны с перемещениями электронов внутри атома по энергетическим уровням. Уровни можно представить в виде орбиталей, где ближние к ядру имеют больше энергии, а дальние ― меньше. По ним вращаются электроны. При «заряде бодрости» извне они могут перепрыгнуть на уровень выше (а если полученная энергия слишком велика, электрон и вовсе улетает за пределы атома, но это не имеет отношения к радиации).

Для такого перемещения нужно создать условия. В рентгеновской трубке есть катод и анод (от их состава зависит определяемый элементный диапазон). В катоде как раз создаётся избыточная энергия нагреванием до высокой температуры с помощью напряжения. Из-за этого электроны катода отрываются от него и на большой скорости летят к аноду.

Другое дело, что электроны тормозятся о материал анода и резко теряют энергию. Это вносит небольшой вклад в излучение, выходящее из рентгеновской трубки во время РФА: в основном, энергия преобразуется в тепловую. А вот электроны атомов анода под их действием переходят в возбужденное состояние, а возвращаясь в нормальное, испускают фотоны ― это характеристическое излучение. Оно и составляет большую часть излучения трубки, которое называется первичным.

Что такое флуоресценция

Далее фотон попадает на образец, и схема повторяется. Есть два варианта развития событий: электрон покидает атом под действием рентгена, либо атом поглощает энергию. Тогда электрон перескакивает выше, затем обратно на свой уровень и отдаёт энергию. В последнем случае испускается вторичное излучение. Это и называется рентгеновская флуоресценция.

Что важно для спектрометрии: атомы разных элементов излучают фотоны со своей энергией (длиной волны). Все значения известны, по ним флуоресцентный анализатор определяет качественный элементный состав. Количественное соотношение вычисляется по числу этих фотонов (интенсивности).

Какой вариант реализуется чаще, зависит от массы атома. Все атомы одного химического элемента имеют одну и ту же массу (с незначительными отклонениями у разных изотопов), и по ней устанавливается его номер в Периодической системе химических элементов. Более тяжёлые элементы чаще идут путём флуоресценции, чем выброса электрона. Поэтому методом РФА лёгкие вещества (кремний, алюминий) выявить сложнее. Чтобы воздух не поглощал низкоэнергетические фотоны от лёгких элементов, камера заполняется гелием или из неё высасывается воздух. Чтобы обеспечить это, нужны более громоздкие аппараты для спектрометрии.

У тяжёлых химических элементов (начиная с бария) очень небольшой разброс по значениям энергии. Поэтому, чтобы различать их фотоны между собой, нужны приборы с детекторами более высокой разрешающей способности. Такими рентгенофлуоресцентными анализаторами металлов пользуются для определения токсичных веществ в продуктах, в детских товарах и почве. Далее речь пойдёт как раз о детекторах.

Получить подробную консультацию нашего специалиста!
Оставьте заявку и мы перезвоним Вам в ближайшее время!

Виды и различия рентгенофлуоресцентных анализаторов

В зависимости от того, куда лучи от образца отправляются после этого, рентгеновские анализаторы принципиально отличаются по внутреннему устройству. От этого меняется и способ химического анализа, и величина, через которую спектрометр рассчитывает элементный состав соединения.

Приборы для рентгенофлуоресцентного анализа делят:

на энергодисперсионные,
волнодисперсионные.

В энергодисперсионных рентгенофлуоресцентных спектрометрах лучи проделывают следующий путь:

Трубка.
Образец.
Детектор.
Процессор.

В волнодисперсионных спектроскопия осуществляется немного сложнее:

Трубка.
Образец
Монохроматор.
Детектор.
Процессор.

Если у первой разновидности лучи с образца сразу попадают на детектор, то здесь между ними добавляется звено в виде кристалла-монохроматора. Его функция в том, чтобы сразу выделять во флуоресцентном излучении пучок с конкретной длиной волны и направлять его на детектор. То есть, он используется в качестве аналога той самой стеклянной призмы для светового луча. Обычно монохроматоры находятся в подставке по типу барабана в револьвере, нужный кристалл выбирается, исходя из элемента, концентрацию которого требуется установить.

Такие рентгенофлуоресцентные анализаторы занимают больше места, дороже, зато используются для измерения содержания всех элементов, в том числе лёгких. Здесь простой детектор, который служит только для определения интенсивности волны.

проточный пропорциональный ― для х/э с небольшой атомной массой, камера в нём заполняется газом;
сцинтилляционный ― для х/э с высокой атомной массой.

Энергодисперсионные рентгеновские анализаторы обычно компактны, потому что монохроматор в их конструкции не нужен. Хотя есть и крупногабаритные устройства. Разница в том, что детектор сам снимает с образца и длину волны флуоресцентного излучения, и её интенсивность. Это удобно, поскольку он ловит сигналы всех фотонов, и можно увидеть спектр сразу всех волн. Но такие спектрометры охватывают меньший диапазон.

У этих анализаторов тоже два вида детекторов:

кремниевый (SDD) ― считает фотоны гораздо быстрее, точнее (за счёт сниженного количества шумов), считает лёгкие х/э, но он дороже;
полупроводниковый (PIN) ― меньше по цене.

Излучателем у некоторых из энергодисперсионных анализаторов служит не трубка, а радиоактивный изотоп. У него сравнительно невысокая стоимость, он работает без перебоев.

В любом типе флуоресцентное излучение преобразуется в электрический сигнал, который обрабатывается центральным блоком. Затем результат выдаётся на дисплей.

В стационарном приборе по полученным данным можно сразу понять только наличие тех или иных элементов. Перевод в точные цифры производится с помощью алгоритма для калибрования. А она создаётся на основе эталонов ― тех проб, состав которых уже определён.

Другие характеристики анализаторов

При выборе устройства важно смотреть не только на основные параметры, как тип прибора, диапазон веществ, доступных для анализа или вид анода. Есть дополнительные вещи, на которые стоит обратить внимание:

Время определения. Важно при поточной работе.
Предел обнаружения. От этого зависит чувствительность к низким концентрациям.
Мощность прибора.
Температурный интервал, в котором он способен работать.

Контроль за соблюдением санитарных норм, выявление химических загрязнений в окружающей среде, переработка отработанных автомобильных катализаторов, разведка горных пород, криминалистика, производство и сбор металла ― лишь некоторые из областей, где рентгенофлуоресцентный анализатор стал незаменимым помощником. Как портативные спектрометры, так и более развёрнутое оборудование для рентгеновской спектрометрии можно без труда заказать с доставкой по Москве в течение одного рабочего дня.

Как купить необходимое оборудование

Любой по размерам бизнес или предприятие могут себе позволить купить нужный прибор или оборудование для неразрушающего или разрушающего контроля благодаря кредитованию и лизингу. Для того чтобы узнать условия покупки и лично посмотреть как работает тот или иной прибор, предлагаем вам принять участие в тест-драйве выбранного устройства. Задать свои вопросы о стоимости, скидках, дополнительных возможностях вы можете любым способом, указанным на странице.

Офис в Москве:

Наш адрес:
РФ, г. Москва, Нижняя Сыромятническая дом 10, стр.12

Время работы офиса:
Пн-Пт: с 9.00 до 18.00
Сб-Вс: выходной

Промышленное оборудование и приборы для разрушающего и неразрушающего контроля в России и странах СНГ

Читайте также: