Анализатор для автомобильных катализаторов X-MET 8000 SMART

Рентгенофлуоресцентный анализатор X-MET 8000 SMART — это высокопроизводительный портативный прибор, определяющий наличие и массовую долю в образце, изделии или материале большого спектра химических элементов. Главным достоинством является то, что он позволяет выявлять платину (Pt), палладий (Pd) и родий (Rh), содержащиеся в автомобильных катализаторах на керамической основе. Именно из-за этого набора драгоценных металлов вышедшие из строя катализаторы не утилизируются обычным образом. Они подвергаются переработке, которая заключается в извлечении ячеистого сердечника, его перемалывании до состояния мелкодисперсного порошка и дальнейшем рафинирующем переплаве.

Сырьевые и полученные путём переработки керамических катализаторов продукты подлежат реализации, а потому требуют оценки. Оценка базируется на концентрации в них драгоценных металлов, для определения которой как раз и применяется анализатор X-MET 8000 SMART. Прибор выдаёт результаты быстро и точно, поэтому востребован прежде всего организациями, принимающими и первично перерабатывающими металлолом, для выполнения экспресс-тестов, а также аффинажными предприятиями, которым не обойтись без контроля качества поставляемого и производимого материала.

Принцип действия анализатора

Работа анализатора X-MET 8000 SMART строится на измерении спектра вторичного рентгеновского излучения. В общих чертах её можно описать как цепочку из следующих процессов:

1)    генерация рентгеновской трубкой первичного излучения, направленного на образец

2)    взаимодействие первичного излучения с микрочастицами анализируемого материала, провоцирующего их возбуждение

3)    рождение вторичного излучения со спектром, состоящим из спектров присутствующих в пробе частиц

4)    измерение силы свечения спектра, характеризующего изучаемый химический элемент

Завершающим действием прибора является расчёт массовой доли анализируемого элемента, который производится с опорой на значение интенсивности его спектра. Чем оно больше, тем больше концентрация этого компонента в составе образца.

Основные составляющие конструкции

X-MET 8000 SMART — это один из вариантов модели X-MET 8000, которая является усовершенствованным продолжением РФА-анализатора Х-MET 7500. Основу конструкции данного прибора составляют:

·        обновлённая маломощная (40 кВ) рентгеновская трубка с одиночным фильтром, играющая роль источника первичного излучения

·        большой кремниевый дрейфовый детектор (ДКД) полупроводникового типа с повышенной чувствительностью и высоким разрешением SDD, предназначенный для регистрации рентгеновского излучения. От повреждений мелкими и острыми частицами его защищает входное армированное окно.

·        электроника, обеспечивающая функциональность прибора и позволяющая им управлять. Её базовым компонентом является встроенный компьютер с операционной системой Linux® и памятью объёмом 16 Гб для хранения до 100 000 результатов измерений включая снимки спектров и параметры градуировочных зависимостей. Он оснащён сенсорным цветным 4,3-дюймовым дисплеем Blanview® LCD, обеспечивающим хорошую видимость изображений даже при прямом солнечном свете. Интуитивно понятный графический интерфейс избавляет от необходимости в специальном обучении персонала. Встроенный USB-разъем позволяет через USB-кабель подсоединять внешние компьютерные устройства, а адаптеры Wi-Fi и Bluetooth — осуществлять перенос данных;

·        встроенная библиотека марок, состоящая из AISI, DIN, JIS, GB, и включающая свыше 1600 сплавов. Её можно редактировать согласно потребностям и дополнять. Можно также создавать собственные библиотеки;

·        блок питания, обеспечивающий работу рентгеновской трубки, электроники и прибора в целом. Он оснащён функцией, которая при отсутствии образца перед измерительным окном отключает питание трубки, а при срабатывании инфракрасного датчика наличия объекта — блокирует работу;

·        пластиковый корпус с резиновыми амортизаторами, снижающими негативное влияние ударов. По прочности он соответствует военному стандарту MIL-STD-810G, по пыле- и водонепроницаемости — IP 54 (NEMA 3). Благодаря эргономичному дизайну прибор отличается удобством в использовании.

Отдельного внимания заслуживает ПО спектрометра X-MET 8000 SMART — Car Catalyst. Эта программа позволяет с помощью универсального метода фундаментальных параметров (МФП) и эмпирической калибровки анализировать большой круг материалов, отображать и обрабатывать информацию, фиксировать её с использованием формата CSV и файлов PDF, создавать и экспортировать отчёты, а также автоматически сохранять данные в системе ExTOPE и осуществлять Update. От несанкционированного доступа она защищена специальными средствами, соответствующими изложенным в Р 50.2.077–2014 нормам.

Особенности комплектации X-MET 8000 SMART

Анализатор X-MET 8000 конфигурации SMART обычно поставляется вместе с аккумулятором Li-Ion, зарядным устройством, USB-кабелем, флеш-картой USB и транспортировочным кейсом из пластика. При необходимости его можно дооснащать:

·        интегрированной видеокамерой для визуализации места измерения;

·        коллиматором рентгеновского пучка для изучения небольших объектов и сварных швов;

·        специализированным эмпирическим и/или аналитическим ПО для расширения спектра подходящих для исследования материалов;

·        Bluetooth-сканером штрих-кодов для предотвращения ошибок при вводе в пользовательском интерфейсе анализатора наименований образцов и других касающихся исследований данных;

·        беспроводным Bluetooth-принтером для печати результатов на наклейках для проанализированных образцов с целью упрощения и ускорения процесса систематизации;

·        защитным экраном для минимизации рассеивания радиационного излучения при анализе лёгких сплавов и повышения тем самым безопасности оператора.

По желанию заказчика модель X-MET 8000 SMART может быть доукомплектована армированными, каптоновыми и/или высокотемпературными (HERO™) окнами, переносным стендом с подставкой и защитной крышкой, поясом, чехлом. Все эти принадлежности значительно повышают эффективность работы прибора и позволяют использовать его в разных условиях окружающей среды.

Функциональные возможности анализатора автомобильных катализаторов

Ручной РФ-анализатор X-MET 8000 SMART от HITACHI поставляется с предустановленной аналитической программой Car Catalyst, разработанной той же компанией специально для измерения массовых долей драгоценных металлов в отработанных автомобильных катализаторах на керамической основе. Уникальность этой программы заключается, во-первых, в том, что она позволяет определять точные значения концентраций в большом диапазоне:

Во-вторых, программа Car Catalyst не требует дополнительной калибровки. Она разработана с учётом различий в составе каталитических нейтрализаторов, изготовленных разными производителями автокомпонентов, а потому автоматически вносит поправки относительно:

·        Al, Si, Zr, Sr, Ba, La и Ce, входящих в состав керамической основы преобразователя;

·        Fe, присутствующего в сердечнике из нержавеющей стали;

·        Pb, содержащегося в продуктах сгорания этилированного бензина;

·        W, добавляемого с целью искусственного увеличения отображаемого количества платины.

В модели X-MET 8000 SMART по умолчанию встроен режим анализа сплавов, благодаря которому прибор может контролировать и определять марочный состав стали в бачках нейтрализаторов, а также распознавать повреждения покрытий. Этот же режим позволяет применять РФ-спектрометр для выявления в извлекаемых хвостовых материалах токсичных элементов (Cd, Hg) и тем самым помогает обеспечить экологичность производственных отходов.

Преимущества X-MET 8000 SMART и требования к пробоподготовке

Анализатор химического состава X-MET 8000 SMART стоит сравнительно недорого, но при этом обладает множеством технических, метрологических и других достоинств. Среди них наиболее ценными считаются:

·        широкий диапазон работы. Прибор способен определять химический состав в пределах от Na до Am.

·        минимальные значения допускаемых погрешностей.

·        большое количество одновременно определяемых элементов. За один приём анализатор устанавливает наличие в образце не менее 49 элементов;

·        высокая скорость работы. На установление рабочего режима требуется не более 20 с, а на реализацию измерений — в среднем 1–3 с;

·        большая ёмкость аккумулятора. Его заряда хватает на 12 ч непрерывной автономной работы;

·        утончённая конструкция: зауженная носовая часть позволяет использовать прибор в труднодоступных местах, например, в углах;

·        лёгкость устройства. Само оно весит 1,5 кг, а вместе с необходимыми аксессуарами — до 5 кг. Благодаря этому снижается уровень усталости оператора;

·        продолжительный срок службы. Достигает 10 лет.

Особо важным преимуществом анализатора X-MET 8000 SMART считается возможность корректировки и дополнения его калибровки. Подобные изменения позволяют наряду с выявлением драгметаллов исследовать легированные стали, припои и различные сплавы. Таким образом область применения модели X-MET 8000 SMART расширяется от анализа автомобильных каталитических нейтрализаторов, выхлопных банок, труб и выпускных коллекторов на переработочных предприятиях до контроля прутьев, сварных швов, крепежей и прочего в других отраслях промышленности.

Пробоподготовка не требует специального оборудования и заключается в обычном измельчении материала, который в виде порошка или прессованного гранулята помещается  на подложку, в мешочек или в покрытую плёнкой Mylar^® чашку. В случае с откорректированной калибровкой прибор способен настолько же эффективно анализировать стружку, фольгу, обрезки, тонкую проволоку, а также более крупные объекты.