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.