直讀光譜儀較早起源于上世紀(jì)40年代,起初被應(yīng)用于軍事裝備制造領(lǐng)域。第二次大戰(zhàn)后,隨著世界各國基礎(chǔ)設(shè)施的重建,經(jīng)濟(jì)開始復(fù)蘇,光譜儀也逐步被應(yīng)用于民用領(lǐng)域。上世紀(jì)60年代,直讀光譜儀被引入到國內(nèi),作為其一批應(yīng)用者,鋼研納克的母體原鋼鐵研究總院(現(xiàn)為中國鋼研科技集團(tuán)),見證了直讀光譜儀產(chǎn)業(yè)在我國的發(fā)展,這也為鋼研納克后期涉足該領(lǐng)域打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2005年,鋼研納克推出一代直讀光譜儀——Labspark750,至今,鋼研納克的直讀光譜儀產(chǎn)品已歷經(jīng)了三次較大規(guī)模的升級迭代,產(chǎn)品性能持續(xù)得到改進(jìn)。本次鋼研納克在BCEI1A2019上推出的SparkCCD7000直讀光譜儀在檢測靈敏度、光學(xué)系統(tǒng)、智控、痕量元素識別等方面都有大幅提高,據(jù)了解,此儀器在發(fā)布會前已經(jīng)過多次試驗(yàn)比對,其各項(xiàng)數(shù)據(jù)均已處于國際1先進(jìn)水平。
直讀光譜儀保養(yǎng)要素
透鏡
聚光透鏡是樣品被激發(fā)而發(fā)出的光進(jìn)入分光儀的通道,必須保持鏡面清潔干凈。但長期使用聚光鏡會受到污染,其外表面附著一層茶褐色物質(zhì),時間越長,沉積
越厚。激發(fā)產(chǎn)生的金屬粉末也會粘附在透鏡的外表面上,降低光的透過率,可使全部元素的光強(qiáng)降低,特別是遠(yuǎn)紫外元素C,P,S更是明顯。
聚光透鏡的表面用脫脂棉,蘸上乙醇的混合液少許,從聚光鏡中心向外逐圈擦拭。如污染嚴(yán)重可用力多擦幾遍,直到擦去污物再用干棉花球擦去水印即可。
特別應(yīng)該注意的,聚光鏡是石英材質(zhì)的,不能用硬的物體(能用金屬鑷夾棉花),以免劃傷透鏡面。
多品種、小批量特點(diǎn),如何控制質(zhì)量?鋼研納克:部件模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化
從新產(chǎn)品的研發(fā)開始,設(shè)計(jì)方案就要經(jīng)過公司的可靠性的論證和評審。如,設(shè)計(jì)上是怎樣去避免局部過熱、振動等。可靠性是兩年前成立,鋼研納克近推出的CCD6000、全譜ICP-OES、鎘大米檢測儀器都是從設(shè)計(jì)開始就經(jīng)過該的評審。而對于750和1000型火花直讀光譜則是重新經(jīng)過評估、并改進(jìn)。
中試階段則需要對外通過電子部5所的可靠性試驗(yàn)。鋼研納克與電子部5所達(dá)成了戰(zhàn)略合作協(xié)議參照國軍標(biāo)的方法驗(yàn)證儀器的可靠性和故障情況。如,模擬極端環(huán)境條件進(jìn)行電磁干擾、高低溫循環(huán)、濕度、振動等試驗(yàn),進(jìn)而指導(dǎo)改進(jìn)提高產(chǎn)品的可靠性。“由于實(shí)行了可靠性試驗(yàn),電路板等器件經(jīng)過了改進(jìn),儀器的故障率有所下降,”鋼研納克北京儀器分公司總經(jīng)理袁良經(jīng)說到,“經(jīng)過了發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的中試階段,之后才有可能投入生產(chǎn)。”
由于光電直讀光譜儀器多品種、小批量的特點(diǎn),不適合流水線、大批量生產(chǎn),鋼研納克采取的措施是部件盡可能模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化,一些模塊可以在750型、1000型上通用。其次,在內(nèi)部過程工藝上嚴(yán)格要求,下道工序要對上道工序進(jìn)行檢查,通過了才能轉(zhuǎn)到下一道工序。另外,對于光電直讀光譜儀器來說,一般出廠前成品檢驗(yàn)組測試1-2個月的時間,在這個環(huán)節(jié)大部分隱患都可能暴露出來,相應(yīng)的也給了工廠時間和機(jī)會去解決問題。
使用直讀光譜儀時,需要注意以下事項(xiàng):
環(huán)境溫度和濕度:直讀光譜儀對環(huán)境溫度和濕度有一定的要求,一般要求溫度在15℃-30℃之間,濕度在20%-80%之間。如果環(huán)境溫度和濕度不符合要求,可能會影響儀器的正常工作。
激發(fā)光源:直讀光譜儀通常使用電弧、火花或激光等光源來激發(fā)樣品,不同的激發(fā)光源對樣品的要求不同。在使用激發(fā)光源時,需要根據(jù)樣品的特點(diǎn)選擇合適的激發(fā)光源,并注意光源的穩(wěn)定性和安全性。
樣品制備:直讀光譜儀需要將樣品表面打磨光滑,以保證激發(fā)光源能夠均勻地激發(fā)樣品。同時,需要注意樣品表面的清潔度,避免污染樣品。
儀器校準(zhǔn):直讀光譜儀需要定期進(jìn)行儀器校準(zhǔn),以保證分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。在校準(zhǔn)過程中,需要使用標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行校準(zhǔn),并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)樣品的元素含量進(jìn)行調(diào)整。
數(shù)據(jù)處理:直讀光譜儀的分析結(jié)果需要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,以得到終的元素含量。在數(shù)據(jù)處理過程中,需要注意數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性,并根據(jù)不同的分析要求選擇合適的數(shù)據(jù)處理方法。
日常維護(hù):直讀光譜儀需要定期進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng),以保證儀器的正常工作。維護(hù)和保養(yǎng)的內(nèi)容包括清潔儀器表面、更換激發(fā)光源、檢查儀器的連接和密封性等。