Прибор для определения хим состава металла

Обновлено: 19.05.2024

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

Анализатор драгоценных металлов — принцип действия детектора для определения пробы золота и других драгметаллов

Драгоценные металлы подделывали всегда.

Портили пробу, добавляя в золотой сплав лишнее количество неблагородных металлов, создавали внешне похожие на благородный аурум желтые сплавы, в которых не было ни грамма золота.

Спрос рождает предложение, при этом спрос на дешевую имитацию золота был велик всегда.

В течение XIX и особенно XX века «промышленность имитаций» развивалась особенно быстро.

Другой пример: существует и так называемой «белое золото» — золотой сплав, который ценится так же высоко, как и классический желтый, а в некоторых случаях и выше. Но при визуальном осмотре отличить белое золото от серебра или платины затруднительно.

Для того чтобы точно определять, из какого металла либо сплава металлов создано ювелирное украшение, отлит слиток или отчеканена монета, и предназначены анализаторы драгоценных металлов.

Суть и назначение анализатора

Анализатор драгоценных металлов — это прибор, предназначенный для того, чтобы определять, из какого металла сделано то или иное изделие — кольцо, монета, слиток и т. д.

Прибор определяет точный количественный состав разных химических элементов в изделии, показывает процентное соотношение благородных металлов к неблагородным.

Упрощенно говоря, современный анализатор драгметаллов определяет, сколько в данном изделии содержится чистого:

золота;
серебра;
палладия;
родия;
других благородных металлов, а сколько — примесей (никеля, меди, цинка, хрома и т. п.).

По соотношению золота или серебра к количеству примесей определяется проба изделия.

Так, например самая распространенная в России 585-я проба золота содержит 58,5% чистого металла, а все остальное составляют примеси, введенные для придания сплаву большей прочности, т. к. чистое золото слишком мягкое.

Некоторые приборы сразу показывают пробу, другие выдают на экран числовой код либо содержание различных металлов в процентах, и пробу определяет оценщик по специальной таблице.

Разумеется, если драгоценных металлов в изделии нет, прибор тоже это покажет.

Принципы работы прибора

Анализатор драгметаллов с конструктивной точки зрения — это узкоспециализированный детектор металлов, подобный тем, что применяются в других областях, например в металлопрокате.

Только он сертифицирован и заточен под обнаружение и распознавание не железа и углерода в стальном сплаве, и не меди и олова в бронзовом, а именно драгоценных металлов: золота, серебра, платины в сочетании с различными возможными присадками.

Для проверки качества ювелирных изделий может использоваться только неразрушающий контроль. Это налагает ограничения на физико-химические методы, которые можно применять для исследования.

Это вполне логично — нельзя же портить изделие, отделяя от него фрагменты для химических проверок.

На данный момент для создания анализаторов драгоценных металлов применяются два принципа действия: рентгенофлуоресцентный и электрохимический.

Рентгенофлуоресценция

Этот метод основан на воздействии на объект маломощным рентгеновским излучением при помощи искусственного или природного источника.

В ранних устройствах использовались природные — плутоний-238, железо-55 и т. д. Сейчас чаще применяются искусственные.

Мощность излучения настолько мала, что не может повредить человеку даже при длительном использовании прибора.

Поток рентгеновского излучения «ударяет» в объект, вызывая его ответное свечение в невидимом для человеческого глаза рентгеновском спектре. Индуцированное ответное изучение, представляющее собой поток электронов, улавливается высокочувствительным датчиком. Это и есть флуоресценция.

Каждый химический элемент дает свое характерное «свечение» в соответствующем спектре. Чем больше содержание того или иного вещества, тем мощнее оно будет флуоресцировать.

Специальная программа анализирует суммарный спектр излучений и определяет процентное содержание разных металлов с высокой степенью точности — до 0,1%. Для каждого металла необходима индивидуальная программа.

Другое название этого прибора — энергодисперсионный детектор, или спектрометр.

Электрохимический анализ

Этот метод использует электрохимическую реакцию, которая происходит при контакте металла с электролитом — серной или соляной кислотой, разведенной в воде.

Идея этого метода заключается в том, что у каждого металла собственные, уникальные параметры электропроводности.

При проверке этим прибором на ювелирном изделии закрепляют проводящий контакт от анализатора.

Второй контакт совмещен с датчиком, который, в свою очередь, объединен с емкостью, в которой содержится электролит.

На поверхность изделия выдавливается капля электролита.

Сразу же после этого начинается электрохимическая реакция — часть электронов переходит в электролит. При этом становится возможно определить металл, из которого создано изделие — по его электропроводимости.

Электропроводимость определяется по напряжению, которое возникает в точке контакта электролитного пятна и металлической поверхности изделия.

Для определения точного химического состава вещества используется сравнение с эталоном, изготовленным из платины. Платиновым обычно выполняют один из электродов.

Этот метод также требует наличия специальной программной прошивки в памяти прибора. На данный момент он считается устаревающим, хотя большое количество электрохимических детекторов по-прежнему применяются в разных отделениях Пробирной палаты, на таможенных спецпостах, в ломбардах и т. п.

Как провести анализ золота и других драгметаллов детектором?

Все зависит от принципа, на котором построен анализатор, и его конструкции. Проще всего обращаться с портативным спектрометром, который похож на ручной сканер, используемый в магазинах.

Нужно установить в настройках предполагаемый металл (т. е. выбрать, на что будем проверять), ввести дополнительные параметры (в некоторых моделях) — это может быть, например, уставка «белое золото», чтобы прибор изначально отсек некоторые невозможные в нем примеси.

После этого на экране появится информация о химическом составе исследуемого объекта.

Сложнее работать со стационарными приборами, особенно с теми, что работают по электрохимическому принципу.

Для этого требуются определенные знания.

Перед началом работы прибор необходимо:

откалибровать;
установить правильный режим;
корректно подключить контакты к исследуемому образцу.

Обзор детекторов для проверки драгметаллов и их цена

Для сравнения мы возьмем три модели — две отечественного и одну — иностранного производства.

«Призма-М» производства ГК «Гранат».
Детектор золота «ДеМон-Ю» производства «Ультрамаг».
«GoldXpert» производства японской компании

Анализатор «Призма-М» от петербуржской группы компаний «Гранат» является профессиональным устройством, рекомендованным для государственных пробирных палат, таможенных постов, ломбардов и т. д.

Принцип действия — рентгенофлуоресцентный.

Тип — стационарный, переносного типа.

Чтобы просканировать изделие, необходимо положить его в специальную камеру прибора.

Детектор золота «Призма-М» определяет также серебро, палладий, родий, платину и содержание в них различных примесей в концентрации до 0,1%.

Полная масса — 11 кг. Время работы от аккумулятора — до 2 ч. Большое количество режимов обеспечивает гибкость настройки изделия.

Стоимость предоставляется по запросу. Ориентировочно – в пределах 100 000 рублей.

Детектор «ДеМон-Ю» — это портативный прибор для определения пробы золота и других драгметаллов, работающий по электрохимическому принципу.

Комплектуется электродами, щупом-датчиком и емкостью с электролитом.

Прибор способен распознать золото, серебро, палладий и платину самых распространенных проб. Имеет 2 основных рабочих программы — для металлов белого и желтого цвета.

По характеристикам это — тестер, который предназначен только для определения подлинности пробы ювелирного изделия. Его точный химический состав не показывается.

Стоимость — 21 000 рублей.

Прибор для проверки золота и не только «GoldXpert» — профессиональное оборудование японского производства, использующий метод спектроскопии.

С базовой прошивкой способен определить и идентифицировать 25 различных благородных и неблагородных металлов, включая все металлы, причисляемые к драгоценным.

Определяет элементы от серебра до иридия и осмия, и большое количество других, в том числе:

медь;
железо;
цинк; ;
марганец;
никель;
кобальт и другие.

Конструктивно и по габаритам и массе схож с прибором «Призма-М». Стоимость также предоставляется по запросу и примерно сопоставима с ценой отечественного аналога.

Интересное видео

На видео показан процесс работы прибора для определения пробы золота «GoldXpert»:

Заключение

Анализатор драгоценных металлов — необходимый прибор для того, кто по роду занятий часто сталкивается с необходимостью проверить ту или иную драгоценность на подлинность. Пригодится он даже если вы попросту нашли золото — возможно, находка не так уж и ценна, или наоборот.

Современные детекторы профессионального уровня обеспечивают высокую точность проверки. Более простые портативные модели целесообразно использовать, если необходимо провести упрощенную проверку изделия на выезде.

Анализаторы для металлов и сплавов

Анализаторы металлов и сплавов Vanta

Основные преимущества сотрудничества с нами:

Приборы могут быть откалиброваны под ваши нужды.
Оборудование есть в наличии, для узких задач — поставка до 2 месяцев.
Эксперты могут провести узкоспециализированные консультации именно по вашему вопросу.
Предлагаем геологический консалтинг с выездом специалиста на месторождение.
Можем оборудовать приборами исследовательскую лабораторию под ключ.
У нас наиболее выгодные условия покупки, так как ООО "ПВП "СНК" — официальный дилер большинства брендов в РФ.

Качество и эффективность анализаторов Vanta

Представленное в каталоге оборудование для разрушающего и неразрушающего контроля полностью соответствует предъявляемым к нему требованиям и нормативам. Это подтверждено документами на каждую единицу (сертификат прилагается при покупке). Большинство приборов также поставляется с паспортом и свидетельством о поверке. Больше узнать и посмотреть на разрешительные документы вы можете в разделе Сертификаты

Специалисты ПВП «СНК» регулярно снимают видео о работе приборов разрушающего и неразрушающего контроля, их возможностях и преимуществах.

Посмотреть, как работают анализаторы металлов можно в разделе Видеоматериалы

Купить анализаторы металлов и сплавов из наличия

Портативные Анализаторы металлов (Рентгенофлуоресцентные спектрометры металлов)

Первые портативные анализаторы более 20 лет назад были изобретены компанией Innov-X Systems в настоящий момент завод принадлежит компании Olympus (США), их приборы представлены выше в нашем каталоге. Анализаторы металлов Olympus – лидер по продажам в России и странах СНГ, отличаются надежностью и непревзойдённой точностью. В настоящий момент компания Olympus владеет компанией Innov-X Systems – родоначальник первых портативный XRF анализаторов металла на базе портативный рентгено-флуоресцентных на базе рентгеновской трубки! Создав портативный прибор для работы в цехах и полевых условиях, заменяющий целую лабораторию! Все остальные производители лишь копируют их наработки за 20 лет.

На данный момент действует 5-я линейка анализаторов:

Omega (2001-2008) – первый портативный анализатор на базе рентгеновской трубки, до этого были попытки работы с портативными приборами на изотопах.
Alpha (2007-2013) – запуск серийного производства, первые в мире приборе с возможностью анализа легких элементов (Al, Mg, P, Si, S – алюминий, магний, кремний, фосфор и сера)
Delta (2012-2018) – прорыв в точности и уменьшение погрешности за счет новых детекторов и технологий Olympus.
Vanta (2017-по настоящее время) – самый передовой и самый продаваемый портативный XRF рентгенофлуоресцентный анализатор металла в мире! Модель Vanta способна за 3 секунды определить марку и отличить даже алюминиевые сплавы АМГ2 от АМГ3, точность определения до 0.001%.
В настоящее время активно идёт работа над новой линейкой анализаторов.

За годы работ мы учли все моменты и рекомендации наших клиентов, доведя приборы до совершенства! По состоянию на 2021 год в России и СНГ успешно функционируют более 4000 анализаторов разных линеек Olympus.

Наши анализаторы Olympus Vanta идеально подходят для всех типов материала:

Металл и сплав, порошок, стружка, сварной шов, пруток, проволока, рудные материалы, ферросплавов, биметаллического материала

Работа без дополнительной калибровки с авто выбором на любой основе:

алюминиевая, никелевая, титановая, кобальтовая, медная, свинцовая, оловянная, молибденовая, цинковая
углеродистая, легированная, инструментальная, пищевая нержавеющая, кованая, хромомолибденовая сталь
драгоценные металлы и сплавы включая основы

Метод XRF (Рентгенофлуоресцентный)

Современные рентгеновские спектрометры состоят из детектора, плат, процессора, системы охлаждения и обработки данных и конечно же из миниатюрной рентген трубки, а метод основан на этапах:

Ионизация оболочек атома с помощью ионизирующего (рентгеновского) воздействия.
После воздействия на атом происходит переход электронов на другие орбиты с сопутствующем испусканием фотонов (энергии), которая уникальна для каждого химического элемента.
Детектор по интенсивности определяет концентрацию всех элементов от Mg и до Pu.

Программное обеспечение анализирует массив накопленных данных (анализ спектра).
Ниже приведена наглядная схема работы спектрометра Olympus Vanta

Анализаторы металлов и сплавов: виды и принцип работы

Технологии позволяют уменьшить количество чистого металла в современных конструкциях. Но организациям, которые занимаются сбором и переработкой нужно точно учитывать не только количество, но и качество поступающего сырья, его химический состав. Получить эти данные можно с помощью анализатора химического состава металла.

Сразу нужно оговориться, что рассматриваемое устройство более доступно организациям из-за высокой стоимости. Частным лицам даже портативный анализатор металлов не по карману. Цены на эти устройства колеблются от 15-20 до 35 тысяч долларов и более.

Какие бывают анализаторы химического состава металла?

Принимаемый в пункт приема или на производство металл может включать загрязняющие вещества или опасные элементы. Соответственно, качество, безопасность и соответствие нормативным требованиям как конечной продукции, так и производства находятся под угрозой.

Чтобы не допустить нежелательные последствия, обеспечить целостность продукции, соответствие ее заявленным характеристикам, операции с металлоломом проводятся с использованием:

Рентгеновских флуоресцентных анализаторах (РФА);
Лазерных аналогичных приборов (лазерный анализатор металлов – ЛАМ).

Они представлены как ручными устройствами, так и мобильными, а также стационарными установками. Анализаторы могут проверять элементы, представляющие интерес практически во всех типах металлических сплавов, вплоть до коммерчески чистых металлов, и способны различать марки сплавов, которые по составу практически идентичны друг другу. Кроме того, эти устройства:

Положительно идентифицирует многочисленные сплавы в пунктах приема и передачи материала, гарантируют качество продукции;
Определяют состав металла для точной сортировки;
Выдают анализ за считанные секунды, практически без необходимости подготовки и разрушения образца;
Увеличивают скорость обработки металла.

Проверка или идентификация металлов на основе определенного химического состава (марки) в настоящее время является стандартом в процессе контроля качества для производства и переработки металлолома. Использование анализатора металла «в полевых условиях» является надежным способом предотвращения любого смешивания поступающих материалов для производства, отгрузки или сортировки металлов в процессе переработки. Они необходимы, если требуется высокая производительность, особенно когда требуется тщательный анализ, когда материалы трудно идентифицировать или когда тестируется большое количество образцов.

Промышленные анализаторы для быстрой идентификации и точного анализа металла устанавливаются на производственной линии. Надежен при контроле качества поставок и готовой продукции. Анализы, сделанные с помощью этого спектрометра, имеют высочайшее качество.

Принцип работы анализатора состава металла

Первым появился анализатор металлов и сплавов, который действовал на основе рентгеновской флуоресцентной спектрометрии. В дальнейшем появились устройства, которые использовали лазерно-индуцированную спектрометрию.

Несмотря на это до сих ежегодно по всему миру продается более 5000 рентгеновских анализаторов для сортировки металлолома и положительной идентификации материалов. Лазерные устройства могут применяться как отдельно, так и дополнять приборы РФА при анализе сплавов. Особенно эти анализаторы нужны при работе со сплавами с низким атомным номером или легкими элементами, такими как бериллий, литий, магний, алюминий и кремний.

Рентгенофлуоресцентный анализатор металлов

Принцип действия этих устройств основан на энергодисперсионном методе, при котором излучение, создаваемое миниатюрной рентгеновской трубкой, попадает на поверхность образца и вызывает ионизацию внутренней оболочки атомов, составляющих образец. Получающиеся пустоты во внутренней оболочке атома заполнены электронами из более высоких оболочек, и, таким образом, фотоны, специфичные для элемента, испускаются и обнаруживаются с помощью кремниевого детектора.

РФА может работать одновременно для определения элементов от титана до свинца в течение нескольких секунд. Когда необходимо, второе условие луча используется для определения легких элементов, что приводит к более длительным измерениям, обычно от 10 до 60 секунд.

Лазерные анализаторы металлов

ЛАМ используют метод оптической эмиссионной спектрометрии, но, в отличие от искровой оптической эмиссионной спектрометрии, это излучение следует за генерацией плазмы, индуцированной лазером. Лазерный импульс попадает на поверхность образца и удаляет количество материала в диапазоне 1 нанограмм, генерирует плазменный шлейф (частично ионизированный газ) в диапазоне температур от 5 до 20 тысяч Кельвин (К). Энергия лазера мала, но она фокусируется на микроскопической точке в образце для генерации плазмы.

В типичных портативных системах лазерных анализаторах дисперсионная мощность спектрометра часто ограничена его размером, поэтому их возможности требуется дополнить другими устройствами. Для охвата всего спектрального диапазона от 180 до 800 нанометров (нм) может потребоваться несколько спектрометров. Кроме того, длины волн менее 200 нм (например, углерод, 193,09 нм или сера, 180,73 нм) сильно поглощаются воздухом и требуют продувки аргоном оптического пути.

С помощью ЛАМ можно обнаружить практически любой элемент, обычно содержащийся в металлах. Особенности этих анализаторов:

Очень высокая чувствительность к щелочным (литий, натрий и т. Д.) и щелочноземельным металлам (бериллий, магний и т. д.);
Хорошая чувствительность к переходным металлам, за исключением огнеупорных элементов (таких как ниобий, молибден, вольфрам или тантал), их трудно определить;
Чувствительность к углероду, фосфору и сере обычно недостаточна для анализа этих элементов в сплавах.

Несмотря на внедрение передовых лазерных технологий, для более тяжелых сплавов, таких как супер сплавы, медные сплавы (кроме алюминия и бериллиевой бронзы), припои, свинцовые сплавы или сплавы драгоценных металлов, РФА обеспечивает лучшую чувствительность и точность анализа, чем лазерные устройства. Поэтому, как анализатор драгоценных металлов он подходит лучше.

Кроме того, измерение элементов в отходах может быть затруднено для ЛАМ. Например, обнаружение свинца и олова в сплавах из нержавеющей стали при невысокой концентрации будет затруднено при использовании лазерных анализаторов.

Портативные анализаторы металлов

Читайте также: