Рентгеновские спектрометры АО Спектральная Лаборатория

Рентгеновские спектрометры

Быстрота анализа
Анализ элементов от углерода до урана
Пределы обнаружения до долей 1 ppm
Возможность неразрушающего анализа
Автоматизация анализа

Заказать звонок Получить коммерческое предложение

Описание
Характеристики
Программное обеспечение

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ

Назначение

Спектрометры предназначены для быстрого неразрушающего рентгенофлуоресцентного элементного анализа твёрдых, жидких и порошковых веществ. Возможно измерение как подготовленных монолитных, порошковых и прессованных в таблетки проб, так и образцов без предварительной пробоподготовки любых форм и размеров. Одновременно определяемые элементы: от углерода (при концентрациях от 10 процентов углерода) до урана.

Особенности

Одновременно определяемые элементы: от углерода до урана
Количественный анализ: от фтора до урана
Диапазон определения содержаний химических элементов: от 1 ppm до 100%
Жидкие и твердые образцы различных форм и размеров
Измерения на воздухе, в вакууме и гелиевой среде
Осветитель и видеокамера для визуального контроля области измерения
Автоматическая смена фильтров первичного излучения
Автоматический качественный и количественный анализ
Анализ методом фундаментальных параметров без стандартных образцов

Принцип действия

Принцип действия спектрометров основан на возбуждении рентгеновской флуоресценции атомов пробы и её регистрации. Линии спектра характеризуют химический элемент, содержащийся в образце, а их интенсивность пропорциональна концентрации соответствующих элементов.

В качестве источника возбуждающего спектр излучения используется рентгеновская. При необходимости между пробой и рентгеновской трубкой устанавливается один из фильтров первичного излучения. Фильтры позволяют повысить чувствительность спектрометра для определенных элементов. В зависимости от задачи возможна смена коллиматоров первичного излучения, позволяющих формировать пятно облучения нужного размера. Характеристическое излучение регистрируется полупроводниковым детектором, сигнал с которого обрабатывается электронной схемой.

Для определения «легких» элементов (от углерода до кальция) из объема измерительной камеры форвакуумным насосом откачивают воздух. При невозможности проведения измерений в вакууме, например, как в случае анализа жидких и крупногабаритных образцов (со снятой верхней частью измерительной камеры), измерения проводят в гелиевой среде.

Управление и контроль за состоянием спектрометра происходит с помощью специального программного обеспечения. Различные режимы работы программного обеспечения позволяют проводить измерения и обрабатывать спектральную информацию как для рутинных анализов, так и для научных исследований.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СПЕКТРОМЕТРА

Тип рентгеновской трубки	С боковым окном
Максимальный режим источника питания рентгеновской трубки	Ua до 50 кВ; Ia до 1 мА; P до 50 В·А
Материал анода рентгеновской трубки	Rh (Мо, W, Ag – опционально, согласуется с заказчиком)
Коллимация рентгеновского пучка	От 1 мм до 8 мм
Детектор	Кремниевый дрейфовый с электроохлаждением
Энергетический диапазон	1 — 40 кэВ
Энергетическое разрешение	< 130 эВ (по линии MnKα)
Атмосфера камеры образцов	Воздух Вакуум^* (P < 0,9 мм рт. ст.) Гелий^*
Радиационная безопасность	Освобожден от контроля в соответствии с экспертным заключением
Потребляемая мощность от сети 220 В	Без форвакуумного насоса: не более 500 Вт С насосом^*: не более 1000 Вт
Габаритные размеры аналитического блока	555 × 565 × 265 мм
Масса аналитического блока	46 кг
Интерфейс с персональным компьютером	USB
Поддержка операционных систем	Windows

* - опционально.

МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ СПЕКТРОМЕТРА

Диапазон определяемых элементов	¹¹Na (Kα) — ⁹²U (Lα) (опционально от ⁶С (Kα), по согласованию с заказчиком)
‎Спектральный диапазон	1 — 40 кэВ
Энергетическое разрешение на линии MnKα	< 130 эВ
Максимальная концентрация определяемых элементов	100%
Минимальная концентрация определяемых элементов	Зависит от матрицы и лежит в диапазоне от 0,0001% до 0,03%
Долговременная стабильность анализатора (относительное среднеквадратическое отклонение выходного сигнала)	Не более 0,3%
Собственная аппаратурная погрешность	Не более 0,3%
Время анализа пробы	От 5 с

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Программное обеспечение позволяет управлять прибором, контролировать процесс измерения и обрабатывать полученную информацию. Различные режимы программного обеспечения делают его удобным как для проведения обычных анализов лаборантами, так и для проведения исследований специалистами высокого уровня.
Программный интерфейс разделен на две пользовательские части: режим измерения и режим эксперта.

Режим измерения

В этом режиме задаются программы для проведения серии измерений и устанавливаются основные параметры: ток и напряжение рентгеновской трубки, время экспозиции, необходимый фильтр первичного излучения, вращение образца и включение откачки измерительной камеры или ее продувки гелием. Параметры могут быть автоматически загружены и проведен количественный анализ по ранее сохраненным методикам измерений.
Видеокамера позволяет выбрать область исследования.
В режиме измерения оператор редактирует и заполняет базы стандартных образцов, которые используются для построения градуировочных зависимостей при проведении количественного анализа.
Также в режиме измерения проводят калибровку энергетической шкалы и метрологическую поверку прибора.
Отдельно реализован режим быстрого анализа. С его помощью пользователь может измерять любые образцы «по одной кнопке», не задумываясь о выборе параметров измерения и обработки спектров. В процессе измерения по уникальному алгоритму в режиме реального времени производится автоматический расчёт концентраций найденных элементов, а также поиск ближайшей марки материала.

Режим эксперта

Этот режим предназначен для обработки полученной спектральной информации, а также для разработки методик проведения экспрессного анализа образцов.
Полученные с помощью режима измерения спектры могут быть подвергнуты математической обработке различными способами. При качественном анализе (возможен в автоматическом режиме) обозначаются линии элементов с учетом пиков вылета (escape peaks) и двойных пиков (double peaks). Спектры можно сравнивать между собой, вычитать, складывать и усреднять, а также искать наиболее похожие из ранее измеренных. Фон моделируется различными способами для повышения точности анализа.
Для проведения количественного анализа предусмотрено несколько методов расчёта. В случае отсутствия стандартных образцов может быть использован безэталонный метод фундаментальных параметров.
Разработанные методики сохраняются для проведения серийных измерений. В них включаются все параметры измерений, выбранные стандартные образцы, формулы для расчёта концентраций, в том числе с учетом ошибок в стандартных образцах по отдельным элементам и прочие параметры, заданные при создании методики.
С помощью пакетной обработки спектров возможна быстрая обработка однотипных спектров одинаковым способом.
В режим эксперта также включены функции по пересчету результатов измерений на соединения, расчету пределов обнаружения, редактированию базы стандартных образцов и другие вспомогательные функции.
Предусмотрена возможность вывода результатов обработки измерений и расчета концентраций в виде настраиваемых отчетов.

ОСОБЕННОСТИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

Режим измерения позволяет осуществлять:
• управление и контроль за основными узлами прибора
• поверку прибора
• калибровку энергетической шкалы
• установку параметров измерений: ток и напряжение рентгеновской трубки, время экспозиции, установка первичных фильтров, вращение образца и использование вакуума при необходимости
• составление программ серий измерений
• редактирование базы данных стандартных образцов
• автоматическое измерение и расчёт концентраций по методике
• безэталонный экспресс-анализ
Алгоритмы и программы математической обработки и моделирования спектров и фона для повышения точности анализа включают:
• качественный (возможен автоматический) анализ
• сравнение, вычитание, усреднение спектров
• различные способы моделирования спектров и фона
• учет пиков вылета (escape peaks) и двойных пиков (double peaks)
• полуколичественный анализ методом фундаментальных параметров (безэталонный)
• количественные методы расчета концентраций: линейная регрессия, метод Лукаса-Туса, в том числе с альфа-коррекцией, способ стандарта-фона с использованием некогерентно рассеянного излучения
• редактор методик с возможностью создания пользовательских формул и учета ошибок в стандартных образцах по отдельным элементам
• создание методик автоматических измерений с полным описанием параметров измерения, математической обработки спектров и вариантов расчета
• возможность дополнения программными модулями для решения конкретных задач (специализированные методики анализа, идентификация, сортировка, разбраковка и т. п.)