直读光谱仪常见的凹面光栅光谱仪有三种装置,即罗兰装置,帕邢装置和依格尔装置。
罗兰装置,光栅中心和感光板中心固定在可动的连杆两端,连杆的长度为光栅的曲率半径,其两端可沿互相垂直的导轨自由滑动,狭缝装有导轨的交点上。在连杆移动过程中,狭缝、光栅和感光板始终在一罗兰圆上。这种装置的缺点为:只能用移动连杆来读取不同波段的光谱。
帕邢装置的罗兰圆为一圆形钢轨,狭缝和光栅都固定在钢轨上,感光板环绕钢轨安装有一排底板架因而可同时拍摄几组光谱,其优点是稳定性高。
依格尔装置,其入射角等于衍射角,其中缝光源安装在底板架的正上方,要改变波段可将光栅和底板沿相反的方向转动同一角度,改变二者间的距离,使之始终位于罗兰圆上。该装置优点为体积紧凑,通常用于真空紫外光谱仪。
铝合金是现今运用广泛的金属,它拥有质量轻,耐腐蚀,无毒,可回收,可焊接,导电性好,成形好的优点,为我们提供了无限的便利与未来。本次直读光谱仪常见元素分析的主角是铝合金。
1825年人类研制出几毫克,与其他金属相比,这种金属发现得较晚,在技术上不及其他的金属,但是它却极大地推动了工业文明,尤其是航空的发展。航空铝材是一种超高强度变形铝合金,目前广泛应用于航空工业。
铝合金的纯度影响金属的性能,不同的元素含量有不同的用途,所以我们需要对铝合金进行元素分析,所以我们利用光谱学原理对元素进行分析,首屈一指的选择当然是光谱仪,光谱仪能进行全元素分析,这意味着高效率和超省时。
针对铝合金的铸造,使用光谱仪进行元素分析,大幅度提高产品的性能,产品的强度,硬度,伸长率等都与元素的配比有关。在工艺制作过程中,光谱仪的作用类似于显示器,把所有的元素都展现出来。
随着轻量化时代的到来,铝合金的应用在人工智能,电子等方面越来越广,相对地是,直读光谱仪的应用范围也越来越广,近年来,光谱仪需求在不断增长。
碳素钢是近代工业中使用早、用量的基本材料。目前碳素钢的产量在各国钢总产量中的比重,约保持在80%左右,它不仅广泛应用于建筑、桥梁、铁道、车辆、船舶和各种机械制造工业,而且在近代的石油化学工业、海洋开发等方面,也得到大量使用。世界各工业国家,在努力增加低合金高强度钢和合金钢产量的同时,也非常注意改进碳素钢质量。火花原子发射光谱分析法是一项成熟的分析技术,能够准确快速的测定材料的成分含量,从而实现材料质量的判定,能实现多元素含量的同时定量分析,操作简单快速,完全可以满足工业生产要求。本文采用钢研纳克检测技术有限公司生产的Labspark750型火花光谱仪对生产样品进行分析比对实验,得到火花直读光谱仪分析中低合金钢中各元素准确含量的方法。
所有直读光谱仪都可以达到ppm级的精度吗?
直读的检测线是小于100ppm,也就是达到小数点后三位,0.001,检测的元素0.01%或以上可以检测出元素含量,可以检测精度为万分之一。并不是所有直读光谱仪的检测限都是一样的,不同厂家不同机型所达到的精度不同。
光谱分析是根据物质的光谱来鉴别物质,确定它的化学组成和相对含量,是一种灵敏快速的分析方法。生产过程的各个环节中,为了把控质量,保证成品符合出厂和验收要求,都离不开实时的化学成分检测。
直读光谱仪原理
直读光谱仪原理是样品经过电弧或火花,每种元素发射光谱谱线强度正比于样品中该元素含量,通过检测发射光谱强度的能量大小来分析各元素的含量。
原子发射光谱分析所采用的原理是用电弧(或火花)的高温使样品中各元素从固态直接汽化放电激发成原子蒸汽,当物质受到外界能量(电能和热能)的作用时,核外电子就跃迁到高能级,处于高能态(激发态)电子是不稳定的,激发态原子可存在的时间约为10-8秒,它从高能态跃迁到基态,或较低能态时,把多余的能量以光的形式释放出来。激发而发射出各元素的特征波长,因为每一种元素的基态是不相同的,激发态也是不一样的,所以发射的光子是不一致的,也就是波长不相同的。
依据波长可以决定是哪一种元素,这就是光谱的定性分析。另一方面谱线的强度是由发射该谱线的光子数目来决定的,光子数目多则强度大,反之则弱,而光子的数目又和处于基态的。
用光栅分光后,成为按波长排列的“光谱”,这些元素的特征光谱线通过出射狭缝,射入各自的感光器件,光信号变成电信号,经仪器的控制测量系统将电信号积分并进行模数转换,然后由计算机处理,并打印各元素的百分含量。
光电直读光谱仪虽然本身测量准确度很高,但测定试样中元素含量时,所得结果与真实含量通常不一致,存在一定误差,并且受诸多因素影响,有的材料本身含量就很低。有下面几种情况,在检测时可能产生误差。
,标样对光谱仪结果精度的影响,标样和试样的含量和化学组成不完全相同时,可能引起基体线和分析线的强度改变。
第二,标样与试样的物理性能不完全相同时,激发特征谱线会有差别从而产生系统误差。
第三,浇注的钢样经过退火,淬火,回火,热轧,锻压状态的钢样金属组织结构不相同时,测出的数据会有差别。
第四,熔炼过程中加入脱氧剂,去硫磷剂,混入未知合金元素,引起未知元素谱线的重叠干扰。
第五,样品的元素分布不均匀,导致分析结果不同。
以上几点是直读光谱仪精度产生误差的原因,若能避免,光谱仪的使用会更加方便。