Оптический эмиссионный спектрометр
Что такое оптический эмиссионный спектрометр?
Оптический эмиссионный спектрометртакже известный как искровое излучение спектрометр, представляет собой прибор для эмиссионной спектроскопии, в котором применяется метод приема с фотоэлектрическим преобразованием для одновременного анализа нескольких элементов. Благодаря широкому использованию индуктивно-связанных высокочастотных плазменных источников света, ОЭС-спектрометр занимает важное место в спектрометре. Он широко используется для анализа материалов во многих отраслях промышленности, таких как сталелитейная, цветная металлургия, металлургия, машиностроение, химическое оборудование и системы контроля качества, а также для предпечного анализа и анализа заводской идентификации в металлургической промышленности.
Принцип работы оптико-эмиссионного спектрометра
Характерная длина волны каждого элемента излучается путем прямого испарения каждого элемента в образце из твердого состояния под воздействием высокой температуры электрической дуги (или искры) и возбуждения. После спектроскопии с использованием дифракционной решетки спектр упорядочивается по длинам волн. Характерные спектральные линии этих элементов проходят через выходную щель и поступают в соответствующий фотоумножитель (ФУ) или ПЗС-матрицу, где оптический сигнал преобразуется в электрический. Электрический сигнал принимается и преобразуется в модуль системой управления измерениями прибора, затем обрабатывается компьютером и выводится в виде процентного содержания каждого элемента.
Разработка оптико-эмиссионного спектрометра
Спектроскопия возникла в 17 веке, когда физик Ньютон провел первый эксперимент по рассеиванию света в 1666 году. Он ввел луч солнечного света в темную комнату, пропустил его через призму и увидел семь цветов красного, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго и фиолетовый, рассеянные в разных местах на белом экране за призмой. Это явление было названо спектроскопией.
В 1802 году английский химик Волластон обнаружил, что солнечный спектр не представляет собой идеальную радугу, а состоит из множества черных линий.
В 1814 году Фраунгофер, немецкий эксперт по оптическим приборам, изучил относительное положение черных точек в солнечном спектре и использовал щелевое устройство для улучшения качества изображения спектра, чтобы нанести эти основные черные линии на спектральную карту.
В 1825 г. Тальбот, изучая спектры солей натрия и калия на спиртовке, указал, что красный спектр солей калия и желтый спектр солей натрия являются свойствами этого элемента.
В 1859 году Кирхгоф и Бунзен спроектировали и построили идеальный спектроскопическое устройство Для изучения спектров металлов. Это устройство стало первым в мире практическим спектроскопическим прибором для изучения спектральных линий различных металлов в пламени и электрических искрах, заложив тем самым основы спектрального анализа. Переход от определения абсолютной интенсивности спектральных линий к измерению относительной интенсивности спектральных линий заложил основу для развития методов спектрального анализа от качественного к количественному анализу, что позволило методам спектрального анализа постепенно выйти за пределы лаборатории и применяться в промышленном секторе.
После 1928 года, когда спектральный анализ стал методом промышленного анализа, спектральные приборы быстро развивались, и был достигнут прогресс в улучшении стабильности источника возбуждения и характеристик самих спектральных приборов.
Первым источником возбуждающего света было пламя, а позже в качестве источников возбуждающего света стали применяться простая электрическая дуга и электрическая искра. В 1930-х и 1940-х годах стабильность спектроскопического анализа была улучшена за счет использования усовершенствованных контролируемых дуг и искр в качестве источников возбуждения. Развитие промышленного производства и прогресс в спектроскопии способствовали дальнейшему совершенствованию. оптические приборыА последние, в свою очередь, отреагировали на первые, способствуя развитию спектроскопии и развитию промышленного производства.
В 1960-е годы, с развитием компьютерной и электронной техники, оптический эмиссионный спектрометр начал быстро развиваться. В 1970-е почти 100% спектроскопические приборы были компьютеризированы, что не только повысило точность и скорость анализа, но и реализовало обработку данных результатов анализа и автоматическое управление процессом анализа.
Состав оптического эмиссионного спектрометра
оптический эмиссионный спектрометр состоит из части источника света, части сбора света, части разделения света и части измерения света. Часть источника света должна возбуждать образец, чтобы он излучал свет; светособирающая часть предназначена для сбора излучаемого света в спектральную часть; спектральная часть – рассеивание света на спектральные линии каждого элемента; фотометрическая часть заключается в измерении интенсивности спектральных линий каждого элемента фотоэлектрическим методом, ее индикации и регистрации или преобразовании фотометрических показаний в массовую долю элемента для ее выражения.
Оптическая эмиссионная спектроскопия
А. Генератор источника света
Генераторы источников света, используемые для оптической спектроскопии, искровые генераторы, дуговые генераторы, низковольтные генераторы емкостного разряда и др.
B. Держатель электрода источника света
Держатель электрода источника света используется для загрузки блочных образцов, стержневых образцов и счетчика. электродыДержатель электрода в виде блока обычно используется для загрузки плоских образцов диаметром 20 мм и более, а некоторые из них могут использоваться для загрузки стержневых образцов, небольших образцов и тонких пластинчатых образцов с помощью различных зажимов для образцов. В вакуумном фотоэлектрическом спектрометре держатель электрода источника света имеет конструкцию, использующую атмосферу аргона, а поток аргона может регулироваться и контролироваться с помощью расходомер и автоматический клапан.
C. Светосборное устройство
Устройство сбора света состоит из системы концентрирующих зеркал, роль которой состоит в том, чтобы собирать свет от источника света и направлять его в спектроскопическую систему. Эта система обычно требуется для полного использования светового излучения от источника света, чтобы получить большую интенсивность света. В то же время он должен в полной мере использовать функцию инструмента для достижения надлежащего разрешения. Обычно используется метод формирования изображения с одной линзой, метод промежуточного изображения с тремя линзами и метод формирования изображения с круглой цилиндрической линзой, чтобы свет, излучаемый источником света, отображался в коллиматоре.
D. Спектрометр
Светоделитель состоит из падающей щели, светоделительного элемента и системы выходных щелей. Свет, попадающий в падающую систему, разделяется светоделительным элементом, а спектральные линии каждого элемента выбираются системой выходной щели. Так как спектральных линий железа много, лучше использовать спектроскопический элемент с большой дисперсией. Спектрометры можно разделить на две категории: вакуумного типа и невакуумного типа в зависимости от того, используется ли он в вакууме или без вакуума внутри.
Е. Прибор для измерения освещенности
Фотометрическое устройство состоит из фотоумножителя, интегрирующего блока, самописца или индикатора и т. д. ФЭУ линии внутреннего стандарта и линии анализа преобразуют свет, полученный от выходящей щели, в ток, а затем соответственно заряжают интегрирующий конденсатор.
F. Вакуумная система вакуумного оптического эмиссионного спектрометра
Поскольку чувствительные линии таких элементов, как сера, фосфор, углерод и азот, расположены в диапазоне длин волн менее 200 нм, а излучение в этих длинах волн поглощается воздухом, оптическую систему фотоэлектрического спектрометра необходимо поместить в вакуум провести анализ этих элементов. По этой причине вакуумный оптико-эмиссионный спектрометр необходимо использовать для определения таких элементов, как сера, фосфор и углерод. В дополнение к общему устройству фотоэлектрического спектрометра к системе добавляются вакуумная система и контролируемая атмосфера. вакуумный фотоэлектрический спектрометр.
Особенность оптического эмиссионного спектрометра
Преимущество оптического эмиссионного спектрометра
а. Диапазон длин волн спектральных линий, которые можно использовать для анализа с помощью фотоэлектронного спектрометра прямого считывания, широк. Этот диапазон определяется характеристиками фотоумножителя. Например, при использовании ФУ с кварцевым окном, соединенного с оптической системой спектрометра, помещенной в вакуум, доступная длина волны может составлять всего 150 нм. Это позволяет использовать для анализа спектральные линии, расположенные в этом диапазоне.
b. Широкий диапазон калибровочных кривых. Поскольку фотоумножитель обладает большой способностью усиления сигнала, для спектральных линий различной интенсивности и слабости доступны различные коэффициенты усиления. Разница может достигать 10 000 раз. Поэтому фотоэлектрический метод может использоваться для анализа многих элементов в образце при одинаковых условиях анализа. Хотя диапазон содержания сильно варьируется, можно одновременно анализировать множество элементов с высоким и низким содержанием.
c. Фотопластинка и фотометрические аспекты спектроскопического метода вносят погрешность более 1%. Фотометрическая погрешность оптический эмиссионный спектрометр может быть снижена до менее 0.2%. Обладает высокой степенью точности. Благоприятный для анализа элементов с высоким содержанием в образце и точный.
d. Скорость анализа оптического спектрометра прямого считывания высока, обычно в течение 2-3 минут после получения образца, при этом можно одновременно измерить более 20 легирующих элементов в стали. Это позволяет контролировать процесс плавки и ускорять процесс производства стали, что является эффективным средством экономии энергии и сокращения выбросов.
Недостатки оптического эмиссионного спектрометра
а. Поскольку используется выходная щель, спектральные линии с аналогичной длиной волны использовать нельзя.
b. Благодаря использованию выходной щели, фотоумножитель принимает спектральные линии, а также фоновый сигнал (используя фоновый канал BKG 175.7 нм, влияние фона можно вычесть).
c. Положение выходной щели фиксировано, анализируемые элементы ограничены, а изменения в задаче анализа требуют смены канала и выбора другой выходной щели.
d. Наличие фонового излучения несколько затрудняет анализ микроэлементов.
е. Это не самостоятельный метод, и он требует использования химического анализа. Химический анализ необходим для определения точного состава стандартного образца спектра и для калибровки результатов анализа спектра.
Как купить оптический эмиссионный спектрометр?
Если вы заинтересованы в нашем Оптический эмиссионный спектрометр или есть какие-либо вопросы, пожалуйста, напишите по электронной почте info@antiteck.com, мы ответим вам как можно скорее.