X射线荧光光谱(XRF)技术是一项可用于确定各类材料成分构成的分析技术,已经成熟运用多年。其应用方向包括金属合金、矿物、石化产品等等。
X射线形成部分电磁波谱。其处于紫外线辐射的高能侧,使用千电子伏特表示能量高低,纳米表示波长。
XRF一般可用于分析从钠到铀的所有元素,其可识别浓度范围zui低至百万分级,高至百分比,可用于分析固体、液体和粉状物。X射线荧光光谱技术的原理
所有XRF仪器都拥有两个主要成分,一个是X射线源,一般采用X射线管,另一个则是探头。X射线源会发出初级X射线到样品表面,有时会通过滤光器对X射线束进行调整。在光束击打样品原子时,会产生次级X射线,这些次级X射线会被探头收集并处理。比较稳定的原子是由原子核及绕核旋转的电子构成,电子按照能量层级或电子壳层排列,不同的能量层级可包含不同数量的电子。
在高能初级X射线与原子发生碰撞时,会打乱原子的平衡状态。
此时,电子会从较低的能量层级射出,形成电子空位,使原子失去稳定。
为了恢复稳定性,较高能量层级的电子就会填补空位。而电子在两个能量层级间移动时释放的多余能量就会以次级X射线的形式发射出来。发射出的X射线的能量会表现出元素的特征。
这也就意味着XRF能够提供有关被测样品的定性信息。不仅如此,XRF同时也是一项定量技术。
样品原子发射出的X射线经探头收集,并由仪器处理后可形成一个光谱,显示X射线的强度峰值及能量对照。
如我们所知,通过峰值能量可以判定元素的种类。其峰值区域或强度可指示出元素在样品中的含量。
随后,分析仪就可以使用这一信息计算样品的元素构成。
XRF射线荧光光谱仪的种类
1895年,德国物理学家伦琴发现X射线;
1896年,法国物理学家GEORGES S 发现X射线荧光;
1948年,美国海军实验室弗里德曼和伯克斯应用盖克技术器开发出*1台波长色散X射线荧光光谱仪;
20世界七十年代,我国开始引入X射线荧光光谱仪。
XRF光谱仪的种类(按规模分):
便携式XRF:同位素源为激发源,体积小巧,便于携带,不能达到大型荧光能谱仪的分析精度,可同时分析24种元素,主量元素分析准确度可达1%以内。
小型管激发XRF仪:探测器采用正比技术管技术,体积较小,价格*,单元素的高含量的分析,分辨率较差,不能对相邻元素进行分析,不能进行多元素分析,一般仅对一个元素进行半定量分析。
大型XRF荧光光谱仪:采用SI(LI)探测器技术,很高的稳定性,很高的灵敏度,准确度和重现性,可同时分析Na~U的各种元素,分析的浓度从**--PPM级。
微区XRF荧光能谱仪:从事材料的平均成分分析,可对微区选择的分析,价格较高。
X射线金属成分无损快速分析仪
在生产活动中,我们经常要面对两个问题,一个是金属是什么材质,另一个是某个金属材料是否符合想要的材料要求。通过XRF分析仪对金属材料的成分进行分析,可以了解材料的成分,从而对产品质量进行监控,对于出现问题的产品进行分析,还可以分析原因,消除隐患。
XRF故障案例现象二:
光谱室和样品室的真空抽不到规定值
故障分析:
X射线荧光光谱分析通常在真空光路条件下工作,但光谱室和样品室有很多部位与外部相连,可能漏气的部位很多。检查真空故障时,将可能出问题的地方人为分隔为三部分:真空泵、样品室、光谱室,对这三部分逐一检查以缩小范围。
2.1真空泵
将真空泵与光谱室和样品室的接口拆下并用橡皮塞堵住,然后抽真空,如果能在几秒钟内抽到规定值,可以排除真空泵出现故障的可能性。如果能抽到规定值但时间较长,可能是真空泵的效率降低,这种情况一般发生在经常分析压片样品和油品的仪器上,粉末或油被吸到真空泵油中,改变了油的粘度,这时需更换真空泵油。
2.2样品室
样品室zui常见的漏气部位是样品自转装置上的密封圈,样品测量时通常以0.5转/秒的速度自转,仪器几年运行下来,样品自转处的密封圈磨损,密封效果变差。
2.3光谱室
光谱室zui常见的漏气部位是流气计数器,流气计数器安装在光谱室内,有一根入气管和一根出气管与外界相通,流气计数器的窗膜很薄,窗膜漏气,就会影响光谱室真空。检查方法:将入气管和出气管用一根软管连接,使流气计数器与外界隔绝,然后抽真空。
检查真空故障,在拆卸和安装时,要小心操作,不要让灰或头发掉到密封圈上,以避免产生新的漏气点,安装时可以在密封部位涂一点真空油脂。
使用XRF分析仪,检测人员可以在现场直接对环境进行评估
危险的高含量有毒金属
居民区和娱乐区可能会发现危险的高含量铅、砷、汞、铬、镉及其它有毒金属。这些金属的危险性可能还不为人所知,或者还没有施行有关限制这些金属的法律法规。X射线荧光分析仪可快速判断是否存在这些污染物并辨别其含量,以帮助利用当地资源,通过安全的工作实提高人们的生活水平,并使这些得到持续的发展。
城市周边地区的农业及农艺学
随着世界人口的增长,食物来源的安全性也变得越来越重要。随着人们对食物安全性的要求不断提高,城市周边的农业发展也越来越受到欢迎。但是,在工业区和其它城市设施附近发展农业会增加农作物受到有害物质侵害的危险,因为种植庄稼的土壤及用于灌溉的水源可能会有高含量的砷、汞、镉、铬、铅等污染物质。XRF分析仪不仅可以快速探测出这些有毒金属,还可以确定诸如钙、镁、磷、钾等营养物质和肥料的存在。由于XRF可以在田地里对土壤进行高密度分析,而且可以在现场得到结果并进行空间模式化,因而这款分析仪已经成为发展精耕细作式农业的理想工具。
危险的废料筛检和可持续产业
目前,大多数行业都面临着必须实施可持续发展计划的压力。各种工业、工程公司及监管机构都可在生产现场使用XRF系统进行检测,以确保快速识别出任何重金属污染物质,并采取有效的补救措施。
社区与居住区域的发展
如果要在以前是垃圾填埋场、工业场址、果园、饲养场、闲置的污染土地以及其它会发现高含量有毒金属的地区开发房地产,XRF分析仪无疑是一件必不可少的工具。此外,在对建筑物及旧房屋进行翻修、重建、恢复及涂漆的过程中,XRF分析仪可以*探测出土壤和尘埃、建筑物表面、含铅颜料中的铅(Pb)元素。
RoHS适用行业
一、大型家用电器:
大型制冷器具、冰箱、冷冻箱、其它用于食品制冷、保鲜和储存的大型器具等。
二、小型家用电器:
真空吸尘器、地毯清扫机、其它清洁器具、用于缝纫、编织及其它织物加工的器具等。
三、信息和通讯设备:
数据处理器、个人计算机、打印机、复印设备、电气电子打字机、台式和袖珍计算器等。
四、消费类产品:
收音机、电视机、录象机、录音机、高保真录音机、功放机、音乐仪器、其他记录或复制声音、图象的产品或设备。
五、照明设备:
荧光灯具(家用的照明设备除外)、直型荧光灯、紧凑型荧光灯、高亮度放电灯等。
六、电气电子工具:
电钻、电锯、缝纫机,对木材、金属或其它材料进行车削、铣、砂磨、研磨、锯削、切割、剪切、钻孔、冲孔、折叠、弯曲或
类似加工的设备等。
七、玩具、休闲和运动设备:
电动火车或赛车、手持电子游戏机、电子游戏机、用于骑自行车、潜水、跑步、划船等的测算装置;带有电子或电气元件的运动设备。
纺织品作为车用内饰材料已被广泛使用从汽车内插放地图用的一小段松紧带、车辆保险带到车顶、门板面料、窗帘、座椅面料、车内地毯等等纺织材料及纺织制品。这些物品经常会与人体发生接触,很有必要进行有害元素测试。而此类样品体积较大,无法分割,不能放入仪器测试腔中测试。仪器特别设计EDX1800B超级X荧光光谱仪,该款仪器具有*特的激光X光源、样品激发装置和探测系统,大大提高仪器元素的检测灵敏度,元素分析范围从硫到铀,能够快速测出汽车材料中铬、镉、汞、铅等有害元素。
采用*特的光路设计和双引擎设计,并结合使用多组滤片和多组光管激发靶材的切换,大大地降低了仪器的信噪比,使该仪器在X荧光设备中具有**低的元素检出限。
大器稳重、准确无损
大样品腔设计,适合于不同大小和形状的样品测试。采用了多重信号的电路处理和滤波技术,使测试更加稳定准确。
自动化程度高、高清摄像
仪器多组滤片和光路自动切换,自动升降测试盖,高清摄像头辅助。
专业软件
专业软件,特别针对玩具指令检测的应用软件,具有灵敏度高、测试时间短、操作简易、对操作人员限制小的特点。
信噪比增强器
**产品--信噪比增强器(SNE),提高信号处理能力25倍以上。
人性化设计
具有现代化的外观,结构和色彩,上盖电动控制开关,更人性化。