Почему портативные рентгенофлуоресцентные анализаторы могут выполнять только качественное и полуколичественное определение?

В полевых условиях, таких как сортировка сплавов, сортировка руды, экологические испытания RoHS и переработка металлолома, портативные XRF-флуоресцентные анализаторы стали незаменимыми устройствами экспресс-анализа. Многие пользователи заметили проблему: хотя прибор может быстро определять типы элементов и соответствующие значения содержания в образце, в отрасли он по-прежнему в целом определяется как качественное или полуколичественное устройство и не способен предоставлять точные количественные отчёты, как оптико-эмиссионный спектрометр.

Сначала разъяснение двух ключевых понятий поможет понять основную ценность и недостатки портативного XRF:

Качественный анализ: точное определение всех типов элементов в образце, например различение нержавеющая сталь, углеродистая сталь, и легированные материалы, а также выявление вредных элементов, таких как свинец, ртуть и кадмий. Это сильная сторона портативных XRF, с стабильными результатами и чрезвычайно высокой точностью.

Полуколичественный анализ: прибор может рассчитывать приблизительное содержание элементов с достаточной точностью для определения тенденций и порядков величин, удовлетворяя потребности полевого скрининга и сортировки. Однако он имеет присущие погрешности и не может использоваться как основание для арбитража, контроля качества или расчётов в торговле.

Основная цель проектирования портативных XRF-спектрометров — это портативность, скорость и неразрушающий полевой анализ. Чтобы уменьшить размер, энергопотребление и обеспечить удобство ручного использования, было принято множество аппаратных компромиссов, что и является фундаментальной причиной недостаточной точности.

По сравнению с настольными XRF-спектрометрами в лабораториях портативные устройства имеют меньшую мощность источника возбуждения и более слабую интенсивность рентгеновского излучения, что приводит к большим статистическим ошибкам в спектральном подсчёте и изначально более низкой стабильности данных. Кроме того, используемые в них небольшие детекторы имеют значительно худшее разрешение, теплоотвод и устойчивость к помехам по сравнению с настольными устройствами, что делает невозможным точное улавливание слабых элементных спектральных сигналов.

Кроме того, портативные устройства не имеют вакуумной или гелиевой среды измерений. Воздух сильно поглощает флуоресцентные сигналы лёгких элементов, что приводит к значительным отклонениям при определении таких элементов, как магний, алюминий и кремний, дополнительно ограничивая возможность точного количественного анализа.

Достижение точной количественной оценки в спектроскопическом анализе основано на серии стандартных образцов с одинаковой матрицей и градиентным содержанием для построения специальной калибровочной кривой, позволяющей компенсировать различные интерференции измерений. Однако эта точная логика полностью неприменима для портативных XRF.

Материалы и типы образцов, анализируемых в полевых условиях, разнообразны и многочисленны, включая сплавы, руды и покрытия, что делает невозможным индивидуальную настройку стандартных градуировочных кривых для каждого материала. Поэтому портативные XRF-устройства по умолчанию используют общий алгоритм метода фундаментальных параметров (FP) вместо калибровочной кривой, построенной на стандартных образцах.

Общий алгоритм может лишь частично компенсировать матричные эффекты и межэлементные интерференции; он не способен полностью устранить ошибки измерений, вызванные плотностью образца и наложением компонентов. Он может лишь оценивать приблизительное содержание, что и является основной причиной полуколичественного подхода.

Лабораторное настольное оборудование работает в стандартизированных условиях постоянной температуры, стабильного давления и фиксированного отбора проб, с высокой однородностью условий эксплуатации. Однако условия использования XRF-спектрометра полностью неконтролируемы и содержат множество переменных.XRF-спектрометра являются полностью неконтролируемыми, с множеством переменных.

Шероховатость поверхности образца, оксидный слой, масляные загрязнения, покрытия, расстояние контакта, угол и давление при измерении, а также изменения температуры и влажности окружающей среды — всё это напрямую влияет на интенсивность флуоресцентного сигнала. Эти многочисленные и непредсказуемые факторы помех постоянно увеличивают погрешность измерений, в результате чего полученные значения могут использоваться только как ориентировочные и не подлежат точному определению.

Портативный XRF-спектрометр определяется как качественно-полуколичественное устройство не из-за недостатка оборудования, а из-за особенностей области применения. Он жертвует сверхвысокой точностью ради портативности, неразрушающего контроля и чрезвычайно быстрой скорости анализа.

Он полностью способен к сортировке материалов на месте, быстрому скринингу, и предварительной классификации. Однако если требуются точные данные о составе и официальные отчёты, то точный количественный анализ должен выполняться с использованием лабораторного настольного спектрометра.

Пожалуйста, свяжитесь с нами для дальнейших вопросов или подробной информации!

Тел.:+86-183-5283 6805

Электронная почта:sales@jinyibo.com

Веб-сайт:www.jinyibo.com