Спектрометр для анализа металлов и сплавов

Обновлено: 16.05.2024

Искролайн 100 — это экономичная модель искрового спектрометра с наилучшим в своем классе соотношением «цена/аналитические возможности» при высоком качестве изготовления и надежности. Прибор предназначен для проведения быстрого и точного спектрального анализа металлов и сплавов с различными основами (Fe, Al, Cu, Zn, Pb, Sn, Sb, Ni, Ti, Co, Mg).

Со склада от 30 дней

Индивидуальные методики

Гарантийный срок:
3 года
Эксплуатации: 10 лет.

Центр технической поддержки

Парк подменного оборудования

Выгодная покупка

Описание

Настольный искровой спектрометр Искролайн 100 — это современный экспресс анализатор состава металлов и сплавов. В основу работы прибора положен метод эмиссионного спектрального анализа, использующий зависимость интенсивности спектральных линий от содержания элемента в пробе.

Основное назначение прибора — это точный и быстрый анализ токопроводящих проб с различными основами (Fe, Al, Cu, Zn, Pb, Sn, Ni, Ti, Co, Mg и др). Данный спектральный анализатор предназначен для количественного анализа состава как цветных металлов, так и чёрных металлов (чугунов, низколегированных, среднелегированных, многих высоколегированных сталей и др.) по большинству известных легирующих элементов и примесей, включая серу, фосфор и углерод.

Прибор способен решать большинство аналитических задач тяжелой промышленности. В связи с этим область применения Искролайна 100 весьма широка:

В черной и цветной металлургии — экспресс анализ химического состава сплавов для контроля плавки и сертификационный контроль готовой продукции.
Во вторичной металлургии — то же самое, а также сортировка и разбраковка лома черных и цветных металлов.
В литейном производстве — входной контроль (определение и подтверждение марки сплава), контроль плавки и выходной контроль готовой продукции, сертификационный контроль.
В металлообработке, машиностроении и др. — входной контроль металла на производстве, определение и подтверждение марки закупаемых материалов.

Данный искровой спектрометр может быть как единственным средством неразрушающего контроля состава металлов и сплавов на малых и средних предприятиях, так и работать в составе сложных производственно-аналитических комплексов в лабораториях и цехах крупных предприятий чёрной и цветной металлургии.

Доступны любые спектральные линии в диапазоне 167 – 460 нм (включая линии фосфора, серы и углерода) с разрешением 0.02-0.03 нм.

Искролайн 100 это экономичная модель настольного эмиссионного спектрометра с наилучшим в своем классе соотношением «цена/аналитические возможности» при высоком качестве изготовления и надежности. Если вам необходим мобильный вариант спектрометра для работы на шихтовом дворе или цехе/складе для анализа в том числе крупногабаритных деталей, то рекомендуем рассмотреть модель мобильного спектрометра Искролайн 500 с выносным зондом. Цены и особенности этих спектрометров в интересующей вас комплектации вы можете уточнить у наших специалистов.

Эмиссионный спектрометр Искролайн 100 внесен в Государственный реестр средств измерений России, Белоруссии, Казахстана и др. Прибор соответствует требованиям безопасности электрического оборудования и электромагнитной совместимости (ГОСТ Р 52319-2005, ГОСТ Р 51522.1-2011).

Искролайн 100 состоит из системы возбуждения спектров на базе генератора LCR-разряда СПАРКС, вакуумного спектрографа 1S2133, системы регистрации на 9 линейных ПЗС детекторах, систем: управления, газоподачи, вакуумирования, а также корпуса.

Основные блоки спектрометра обладают рядом оригинальных особенностей:

Система возбуждения спектров на базе генератора LCR-разряда «Спаркс»

Искровой генератор «Спаркс» (от английского слова «sparks» — искры) — это собственная разработка фирмы «Промоптоэлектроника». Генератор был разработан прицельно для использования в атомных эмиссионных спектрометрах «Искролайн». При разработке особое внимание уделялось надёжности и стабильности метрологически зависимых параметров. Все генераторы перед установкой в прибор проходят непрерывное многодневное тестирование на различных фазах изготовления.

Более подробное описание и технические характеристики вы можете посмотреть здесь: генератор «Спаркс»

Вакуумный спектрограф 1S2133

Применяется высококачественная голограммная дифракционная решетка, параметры которой специально оптимизированы для спектрометра.
Доведенная до совершенства за два десятилетия технология изготовления спектрографов позволяет достичь практически предельных для данного типа спектральных приборов значений спектрального разрешения.
Исключительно высокая температурная стабильность спектрографа: остаточный уход спектральных линий составляет не более одного пиксела (т.е. всего 10 мкм!) при изменении температуры на 10°С.
Для обеспечения максимально высокой чувствительности в спектрометре Искролайн 100 в диапазоне длин волн менее 185 нм в герметичном кожухе спектрографа поддерживается вакуум с остаточным давлением менее 0.2 мБар.

Подробное описание, характеристики и спектры смотрите тут: спектрограф 1S2133

Система регистрации на линейных ПЗС-детекторах

Система вакуумирования

Вакуумирование кожуха спектрографа осуществляется с помощью пластинчато-роторных масляных форвакуумных насосов с начальной скоростью откачки не менее 5 м 3 /час и обеспечивающих остаточное давление менее 0.1 мБар.

Применяются малогабаритные, мало шумные, высоко надежные, простые и дешевые в обслуживании современные импортные насосы, оснащенные эффективными и не дорогими фильтрами длительного пользования, исключающими попадание паров масла как в откачиваемый объем, так и в окружающую среду. Насосы снабжены клапанами, отсекающими насос от откачиваемого объема при внезапном отключении электропитания насоса, препятствуя тем самым попаданию масла в спектрограф и безнадежному выходу из строя последнего.

Система управления и программное обеспечение

Искролайн 100 управляется с помощью системы управления, включающей в себя компьютер, контроллер и специализированное программное обеспечение эмиссионных анализаторов (ПОЭМА или PPM Pro ), которое обладает следующими возможностями:

совместимо с Windows XP/7/10;
обеспечивает управление источником возбуждения спектров, системой регистрации, системами подачи аргона в штатив и вакуумирования спектрографа;

обеспечивает два режима работы оператора:

«лаборант»: с минимальным и простейшим доступом к управлению спектрометром, обеспечивающим анализ проб по выбранной методике и сохранение результатов;
«инженер»: с полным доступом ко всем функциям программного обеспечения, позволяющим самостоятельно создавать аналитические методики, не обращаясь к производителю спектрометра;

Технические характеристики

Диапазон измерения концентраций, %		от 0.0001 до десятков*
Относительная случайная погрешность (в зависимости от элемента, значения массовой доли и качества ГСО), %		менее 0.5 – 40
Источник возбуждения спектра	Тип разряда	низковольтная униполярная искра в атмосфере аргона
	Напряжение, В	200 – 500
	Частота, Гц	100; 200; 300; 400
	Емкость, мкФ	2.2; 4.4;
	Индуктивность, мкГн	40, 270, 750, 2400 (по запросу)
	Сопротивление, Ом	0.3; 0.99; 3.3
Рабочий спектральный диапазон, нм		167 – 460
Спектральное разрешение, нм		0.02 – 0.03
Средняя обратная линейная дисперсия, нм/мм		1.25
Фотоприемники (линейные ПЗС-детекторы TCD1304DG, TOSHIBA), шт		9
Длительность одного кадра, с		0.004 – 60
Число кадров		1 – 500
Интерфейс		USB2.0
Режим передачи кадров	все кадры	есть
	среднее по всем кадрам	есть
Электрическое питание		230±10% В, 50±2 Гц
Потребляемая мощность, не более, Вт	без искры	500
	при горении искры	900
Масса, не более, кг		80

* - максимальные определяемые на спектрометрах Искролайн концентрации примесных элементов практически не ограничены, т.к. содержание элементов определяется сразу на нескольких аналитических линиях определяемого элемента большой и малой интенсивности (т.е. на “сильных” и “слабых” линиях). Применение “слабых” линий как раз и расширяет динамический диапазон измерений вверх по концентрациям в сотни и тысячи раз.

Метрологические характеристики

Предел обнаружения (или предел детектирования) является одной из метрологических характеристик, которая в обязательном порядке проверяется при первичной поверке каждого спектрометра серии «Искролайн». Посмотрите несколько свидетельств о поверке спектрометров Искролайн 100

Пределы обнаружения, в % *
S	0,00006
P	0,00002
C	0,00006
Si	0,00007
Cu	0,0001
Mg	0,0001
Ti	0,00006
W	0,0001
Nb	0,00006
Ni	0,0001
Cr	0,000005
Al	0,0003
Mo	0,0002
V	0,00004
Pb	0,0007
Sb	0,000008
Ag	0,00004
As	0,00001
Mn	0,00006

* Пределы обнаружения рассчитаны по критерию «3σ» для основ Fe, Cu, Al и получены на реальных методиках в типичных условиях анализа.

Случайные погрешности определения на Искролайн 100 массовых долей элементов в комплектах ГСО сталей углеродистых и легированных УГ0д – УГ9д и УГ75 – УГ79 в сравнении с требованиями ГОСТ 18895-97 «Сталь. Метод фотоэлектрического спектрального анализа».

Атомные оптико-эмиссионные спектрометры

Заказать искровое атомно-эмиссионное оборудование от «Искролайн» можно на выставках, в которых мы регулярно участвуем, или у нас на производстве. Приезжайте, привозите свои образцы, наши специалисты проанализируют их в вашем присутствии. Если вы заинтересовались покупкой наших приборов и у вас есть вопросы, пишите, звоните, мы с радостью ответим на ваши вопросы. Также ознакомтесь с дополнительным оборудованием.

Подбор оборудования:

Прибор предназначен для проведения быстрого и точного спектрального анализа металлов и сплавов с различными основами (Fe, Al, Cu, Zn, Pb, Sn, Sb, Ni, Ti, Co, Mg).

Доступны любые спектральные линии в диапазоне 167–460 нм (включая линии фосфора, серы и углерода) с разрешением 0.02–0.03 нм.

Эмиссионный спектрометр Искролайн 100 внесен в Государственный реестр средств измерений России, Казахстана, Белоруссии и др.

Анализ сложных сплавов
Измерение S, P, C, а также сильные аналитические линии щелочных элементов: Li, Na, K
Цифровой контроль подачи аргона
Определение марки

Атомно-эмиссионный спектрометр «ИСКРОЛАЙН 250K» представляет собой аналитический прибор лабораторного класса для проведения экспресс анализа металлов и сплавов на любых основах.

Бескомпромиссный подход к качеству изготовления и параметрам прибора.

Доступны любые спектральные линии в диапазоне 167–800 нм (включая линии фосфора, серы, углерода, щелочных и щелочно-земельных элементов) с разрешением 0.015 – 0.02 нм (в диапазоне 167–350 нм ) и 0.02 – 0.03 нм (в диапазоне 350–800 нм ).

Эмиссионный спектрометр Искролайн 250K внесен в Государственный реестр средств измерений России, Казахстана, Белоруссии и др.

Анализ сложных многоосновных сплавов
Анализ чистых металлов
Сильные линии щелочных элементов: Li, Na, K, Rb, Cs
Сертификационный анализ
Прочие рутинные задачи

Атомно-эмиссионный спектрометр «ИСКРОЛАЙН 300» представляет собой аналитический прибор лабораторного класса для проведения экспресс анализа металлов и сплавов на любых основах.

Доступны любые спектральные линии в диапазоне 167–930 нм (включая линии фосфора, серы, углерода, азота, водорода, кислорода, щелочных и щелочно-земельных элементов) с разрешением 0.007–0.01 нм (в диапазоне 167–330 нм ) и 0.02–0.03 нм (в диапазоне 330–930 нм ).

Эмиссионный спектрометр Искролайн 300 внесен в Государственный реестр средств измерений России, Казахстана, Белоруссии и др.

Свободное перемещение по цеху, складу, рабочей площадке
Анализ крупных заготовок
Точность анализа сопоставима с настольными приборами
Большое время автономной работы

Мобильный искровой эмиссионный спектрометр предназначен для проведения точного анализа сплавов с различными основами (Fe, Cu, Al, и пр.).

Возможность стационарной настольной установки с подключением дополнительного монитора, клавиатуры и прочего офисного оборудования.

УФ-зонд высокого разрешения охватывающий все критические элементы в ультрафиолетовом диапазоне, такие как C, P, S, N, Sn, As, B и т.п.

Искролайн 500 - это не просто «разбраковщик», а полноценный эмиссионный спектрометр, позволяющий решать подавляющее число аналитических задач. Мы не пожертвовали аналитическими возможностями ради мобильности.

Эмиссионный мобильный спектрометр Искролайн 500 внесен в Государственный реестр средств измерений России и других стран.

Измерение порошков, стружек, твёрдых металлов и сплавов, масел, жидкостей
Высокая точность анализа
4 режима дуги: постоянного, переменного тока и прерывистая дуга с переменной полярностью

Оптический эмиссионный спектрометр Искролайн 1000 имеет источник возбуждения спектров дуговой разряд в воздухе, угольные электроды, сдвоенный воздушный спектрограф с диапазоном 185–930 нм и регистрацию на линейных ПЗС-детекторах.

Сфера его применения — это, в первую очередь, спектральный экспресс анализ порошковых материалов (почвы, породы, геологические образцы), так же анализ токонепроводящих образцов, сплавов и металлов, в том числе при производстве особо чистых материалов.

Спектрометр Искролайн 1000 внесен в Госреестр СИ России.

Измерение порошков, стружек, твёрдых металлов и сплавов, масел, жидкостей
Высокая точность анализа
3 режима дуги:
дуга постоянного, переменного тока и прерывистая дуга

Оптический эмиссионный спектрометр СПАС-01 имеет источник возбуждения спектров дуговой разряд в воздухе, угольные электроды, сдвоенный воздушный спектрограф с диапазоном 200–930 нм и регистрацию на линейных ПЗС-детекторах.

Спектрометр СПАС-01 внесен в Госреестр СИ России.

Исследовательские работы
Сертификационные, геологические и экологические экспресс-анализы
Определение более 70 химических элементов

Уникальность этого эмиссионного спектрометра в комбинированном источнике возбуждения спектров, который сочетает лазерную искру и электрический искровой разряд. Такой подход значительно (в 3–10 раз!) улучшает метрологические характеристики (чувствительность и воспроизводимость).

В настоящее время для спектрального анализа проб на спектрометре ЛИЭС доступны любые спектральные линии в диапазоне 185–930 нм.

Пределы обнаружения элементного спектрального анализа твердых веществ на спектрометре ЛИЭС по критерию «3σ» для большинства элементов лежат в диапазоне от менее 10 -5 % (0.1 г/т) до 10 -4 % (1 г/т).

Спектрометр ЛИЭС внесен в Госреестр СИ России.

Широкий диапазон мощности, до 2 кВт
Низкий расход аргона
Решает все экологические задачи по требованиям отечественных нормативных документов

Оптико-эмиссионный спектрометр ЭРИДАН 500 с источником возбуждения спектров индуктивно-связанной плазмой (ИСП) имеет сдвоенный вакуумный спектрограф c диапазоном 170–930 нм и систему регистрации на ПЗС-детекторах.

От других IСP-спектрометров его отличает:

богатая базовая комплектация при скромной цене;
оригинальная конструкция горелки с водным охлаждением. Благодаря этому прибор имеет ряд преимуществ и достигается очень низкий расход аргона (всего 5-6 л/мин — меньше всех в мире!)
эргономичное исполнение в виде стола, на который удобно ставить контейнеры с пробами, автосемплер, и любое другое оборудование, например, генератор гидридов, ультразвуковой распылитель, лазерный аблятор и т.д.

ЭРИДАН 500 внесен в Госреестр СИ России.

Автоматическая оптимизация параметров
Инновационное аппаратное обеспечение
Качественный анализ любых проб
Библиотека-марочник > 1200 марок, расширение без ограничений.

Команда SciAps с более чем 30-ти летним опытом разработки и поддержки портативных РФА представляют свой передовой рентгенофлуоресцентный анализатор со всеми характеристиками и возможностями, востребованными во многих отраслях.

Производитель: SciAps США.

Полный анализ химического состава за одно измерение
Самый мощный лазер
Подготовка поверхности и шлифовка не требуется

Горные породы и руды, минералы, почвы, кварцевые пески, соду, доломиты, калийные удобрения, жильный кварц, огнеупоры и сырье для них, глины, магнезиты, цемент и шлаки, материалы цементного производства-эти и многие другие материалы мгновенно протестует ручной анализатор SciAps Lazer Z - мини лаборатория в ваших руках.

Прибор стандартно откалиброван на 37 элементов, включая все возможные элементы-спутники, кроме редкоземельных (REE). Серия X имеет один из 3 анодов на трубке: Au, Ag или Rh, в зависимости от применения.

Удаляемые примеси:
O₂, N₂, C_xH_y, CO₂, CO, H₂O
Чистота на выходе до 99.99%
Удаляет частицы вплоть до 1 мкм
Возможно исполнение для очистки азота

Малогабаритное устройство для доочистки инертных газов ИНЕРТА 50. Такой прибор сможет помочь вам в следующих случаях:

когда приобретаемый газ надлежащей чистоты (по документам), оказывается не очень хорошим, либо периодически проскакивают эксцессы с качеством. В этом случае установка произведёт доочистку газа до уровня спектрально чистого.
когда газ нужен ещё более высокой чистоты, чем возможно приобрести в регионе. (например, наиболее распространённый аргон особой чистоты для спектрального анализа по паспорту содержит 0,002% - или 20 ppm – примесей; устройство очистки дочистит его на порядок, снизив количество примесей до 1 ppm и выдав на выходе аргон 99,9999% чистоты).

Комплектуется колесами для удобства перемещения и ножками для стационарной установки.

3 стандартные шкалы измерений
10 дополнительных шкал
Двухпороговая трехцветная световая сигнализация для удобства контроля больших партий продукции

Назначение прибора - измерение твердости изделий из металлов по наиболее распространенным в металлообработке, и в частности в машиностроении, шкалам твердости:

Бринелля (HB)
Роквелла (HRC)
Лейба (HL)

Данные шкалы предназначены для измерения твердости изделий из конструкционных сталей, алюминиевых и медных сплавов.

Дополнительные шкалы (например для Виккерса (HV), Шора (HSD), пользовательских и т.п.)

4 режима дуги: постоянного, переменного тока и прерывистая дуга с переменной полярностью
Решает все классические задачи
Высокий КПД

Генератор дугового разряда «СТАРК-5» предназначен формирования и стабилизации тока дугового разряда при проведении спектрального анализа на дуговых спектрометрах.

Генератор дугового разряда СТАРК-5 обеспечивает все известные типы дугового разряда: дуга постоянного тока, дуга переменного тока, прерывистая дуга в диапазонах от 1А до 25 А.

Низкое помехообразование. Простота и надежность в эксплуатации. Возможность дистанционного управления.

Широкий диапазон настроек
Управление всеми параметрами генератора через программное обеспечение
Адаптация под задачи заказчика

Генератор LCR-разряда «Спаркс» разработан для применения в искровых эмиссионных спектрометрах.

Во время разработки конструкции генератора особое внимание уделялось обеспечению многолетней надежной работы и стабильности параметров.

Широкий диапазон настроек позволяет изменять характер разряда от искрового до дугового (импульсно-дугового) и подобрать оптимальный режим плазмы для самых разных сплавов, от легкоплавких свинцов до жаропрочных сталей.

Высокая светосила
Широкий спектральный диапазон
Температурная стабильность
Качественное изготовление

Спектрограф — это прибор для получения и одновременной регистрации широкой области спектра. В нашем случае речь идёт про оптический спектрограф, который на входе получает свет от плазмы, раскладывает его в спектр и передает его (этот спектр) программному обеспечению в электронном виде для последующей обработки и анализа.

Прибор обладает высокой светосилой, широким спектральным диапазоном и высокой температурной стабильностью.

Масляный пластинчато-роторный
Высокая надежность работы
Повышенный ресурс
Снабжен фильтрами
Система защиты от масляных паров

Канадская компании ADVAVAC выпускает свои насосы в Корее. Эти пластинчато-роторные форвакуумные насосы отличает высокая надежность работы при превосходных рабочих характеристиках. Пластинчато-роторный масляный форвакуумный насос "ADVAVAC" снабжен фильтрами, исключающими попадание паров масла как в откачиваемый объем, так и в окружающую среду

Высокое качество изготовления и надежность заложенных конструкторских решений обеспечивают минимальное техническое обслуживание этих насосов, что значительно удешевляет их использование в долгосрочном периоде.

Государственные стандартные образцы
Отраслевые стандартные образцы
Стандартные образцы предприятия

Стандартный образец (СО) — это образец с известным элементным составом и аттестованный в установленном порядке.

Для калибровки спектрометров под анализ:

Сплавов на основе железа
Медных сплавы
Алюминиевых сплавы
Сплавов на свинцовой основе (Pb)
Сплавов на основе олова (Sn)
Титановые сплавов(Ti)
Цинковых сплавы (Zn)
Сплавов на основе магния (Mg)
Прочих (Co, W, Sb, Mo)

Массивное медное основание
Верхняя часть разрезная
Образец в виде «грибка»
Отливка образцов из:
чугуна, алюминия, бронз, латуней и т.п.

Для элементного анализа состава чугуна методом атомно-эмиссионной спектроскопии необходимо изготовить пробу, в которой нет частичек «свободного» углерода в форме графита.

Массивное медное основание кокиля обеспечивает высокую скорость охлаждения пробы и, как следствие, получение пробы в которой весь углерод находится в виде цементита Fe₃C (белый чугун).

Верхняя часть кокиля разрезная. Для закрепления частей формы можно использовать стягивающий обруч (хомут) или струбцину. Фото и чертеж кокиля

Образец в виде «грибка» наиболее удобен для анализа чугуна спектральным методом. За «ножку» удобно держать пробу при заточке на электроточиле и она не мешает при фиксации пробы на приборе, а неотбеленный материал ножки удобно брать для сравнительного анализа другими методами.

Кокиль «Грибок» может быть включен в комплект поставки вместе с прибором, или его можно приобрести отдельно.

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

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

Читайте также: