Jump to the content of the page

Uw vraag is onze stimulans - Voordelen van Fischer XRF-meettechnologie in een oogopslag

Wij hebben wat u nodig heeft: vele jaren uitgebreide expertise op het gebied van röntgenfluorescentieanalyse (XRF-analyse)! U krijgt de optimale oplossing, speciaal voor uw meettaak - dat beloven wij!

Contacteer ons

[Translate to Dutch:] XRF Measuring Principle by Fischer – This is how it Works:

Snel, eenvoudig en niet-destructief - dat is waar XRF-analyse met Fischer XRF-meettechnologie voor staat! De röntgenstraal ioniseert de atomen in het meetmonster. De detector detecteert de optredende fluorescentiestraling, en de in eigen huis ontwikkelde software verwerkt de signalen.

Instelling van Fischer XRF meetinstrumenten - Zo worden optimale meetresultaten bereikt:

Aandacht moet worden besteed aan de details: elk afzonderlijk onderdeel heeft een aandeel in uw meetsucces!

Röntgenbuis en anodemateriaal:
Kleine onderdelen, een groot effect! Het ""hart"" van het XRF-apparaat, de röntgengenerator, bestaat uit een standaard- of microfocusbuis met een anode van wolfraam, rhodium, molybdeen of chroom. Deze componenten zijn bepalend voor welke meetprecisie en welk energiespectrum worden bereikt.

Filter:
Alleen het essentiële komt erdoor: de röntgenbundel gaat door een filter om achtergrondruis in relevante energiebereiken te verminderen en zo een hogere gevoeligheid te bereiken voor signalen van materialen die slechts in lage concentraties aanwezig zijn.

Aperturen en röntgenoptiek:
Scherpstelling gemaakt door Fischer! Als een van de slechts 2 fabrikanten van polycapillaire optieken wereldwijd, maken wij het mogelijk een groot deel van de primaire straling te focussen op een minuscuul meetpunt.

Detectoren:
Uniek op de markt! Alleen bij Fischer heeft u de keuze uit 3 verschillende detectortypes voor de optimale oplossing van uw meettaak: proportionele tellerbuis, silicium PIN diode en silicium drift detector.

De basisprincipes van röntgenfluorescentieanalyse en de belangrijkste instrumenteigenschappen

In het verleden werd de röntgenfluorescentieanalyse (XRF) vooral gebruikt in de geologie. Vandaag de dag is het stevig gevestigd als een belangrijke technologie voor gebruik in zowel de industrie als in het laboratorium. Deze methode is buitengewoon veelzijdig: het kan alle relevante chemische elementen van natrium tot uranium detecteren.

XRF wordt vaak gebruikt voor materiaalanalyse, d.w.z. om de hoeveelheid van een bepaalde stof in het monster te bepalen, zoals het meten van het goudgehalte in sieraden of het opsporen van gevaarlijke stoffen in alledaagse voorwerpen in overeenstemming met de RoHS-richtlijn (Restriction of Hazardous Substances). Bovendien kan de dikte van de coatings worden gemeten met XRF: het is snel, schoon en niet-destructief.

Zo werkt de meting

Als een röntgenapparaat een meting start, zendt de röntgenbuis hoogenergetische straling uit, die ook wel de 'primaire' straling wordt genoemd. Wanneer deze röntgenstralen een atoom in het monster raken, voegen ze energie toe - d.w.z. ze 'prikkelen' het atoom - waardoor het atoom een elektron in de buurt van zijn kern uitwerpt, een proces dat bekend staat als 'ionisatie'. Omdat deze toestand onstabiel is, beweegt een elektron uit een hoger omhulsel naar binnen om het gat op te vullen, waardoor het 'fluorescentie' straling uitstraalt.

Het energieniveau van deze secundaire straling is als een vingerafdruk: het is kenmerkend voor het betreffende element. Een detector ziet de fluorescentie en digitaliseert het signaal. Nadat het signaal is verwerkt, creëert het apparaat een spectrum: Het energieniveau van de gedetecteerde fotonen wordt uitgezet op de x-as en de frequentie ervan op de y-as (telsnelheid). De elementen in het monster kunnen worden geïdentificeerd aan de hand van de posities (langs de x-as) van de pieken in het spectrum. De niveaus (langs de y-as) van deze pieken geven informatie over de concentratie van de elementen.

De belangrijkste eigenschappen van het apparaat voor het beste meetresultaat

Vele factoren beïnvloeden hoe goed het apparaat onderscheid kan maken tussen de elementen. Componenten zoals de röntgenbuis, de optiek, de filters en de detector spelen hierbij een grote rol.

röntgenbuis

De materialen in de röntgenbuis bepalen het energiespectrum van de primaire röntgenstraling waarmee het monster wordt opgewekt. Een wolfraamanode wordt vaak gebruikt omdat deze een bijzonder intensief en breed spectrum produceert dat kan worden gebruikt voor algemene toepassingen. Voor gespecialiseerde toepassingen, bijvoorbeeld in de halfgeleider- of printplaatindustrie, worden ook molybdeen-, chroom- of rhodiumanoden gebruikt; deze anoden zijn bijzonder geschikt voor het meten van lichtelementen en materiaalanalyse.

Filters

Op de weg van de anode naar het monster gaan de primaire röntgenstralen door een filter. Fischer gebruikt over het algemeen filters die gemaakt zijn van dunne metaalfolies, bijvoorbeeld van aluminium of nikkel. Deze filters wijzigen de eigenschappen van de primaire straling door een deel van het spectrum te absorberen. Op deze manier kan het achtergrondgeluid aanzienlijk worden verminderd. Zo kan een hogere gevoeligheid voor zwakke signalen worden bereikt. Aluminiumfilters helpen bijvoorbeeld bij het detecteren van lood in bijzonder lage concentraties

.

Collimatoren en röntgenoptiek

De opening (collimator) ligt tussen de röntgenbuis en het monster. Het controleert de grootte van de primaire straal en zorgt ervoor dat alleen een specifieke, gerichte plek op het monster wordt opgewekt.

Wanneer de meetspot noodzakelijkerwijs klein is, is de straling die het monster bereikt minimaal en is het resulterende fluorescentiesignaal navenant zwak. Om hoog genoeg te kunnen tellen voor een betrouwbare evaluatie moeten de metingen langer duren.

De oplossing voor dit probleem is polycapillaire optiek. Polycapillairen zijn bundels van glasvezels die de bijna volledige primaire straling als een vergrootglas op een kleine plek richten. Er zijn slechts twee fabrikanten van dergelijke optica wereldwijd - en Fischer is één van hen!  

Detector voor Kwantitatieve Bepaling van de Elementen

Het laatste cruciale onderdeel voor de methode van XRF-analyse is de detector, die de fluorescentiestraling detecteert en deze met de grootste nauwkeurigheid meet. De informatie van de detector wordt doorgegeven aan de analysesoftware en dienovereenkomstig verwerkt. Het type detector bepaalt welke meettaken u met de XRF spectrometer kunt oplossen.
Wij bieden het meest uitgebreide detectorportfolio op de markt. Dit betekent dat u alleen bij Fischer de detector vindt die is afgestemd op uw meettaak en deze optimaal kunt oplossen. Er zijn 3 soorten detectoren die specifieke voordelen bieden.

De beproefde proportionele tellerbuis (PC) is onmisbaar in het portfolio van een specialist in meettechniek. Hij biedt een groot actief detectorgebied met een licht gebogen venster. Dit kenmerk maakt het mogelijk hoge telsnelheden te bereiken omdat een grote hoeveelheid fluorescentiestraling de detector bereikt. Dit maakt metingen op 20 - 80 mm afstand van een monster mogelijk. De PC-buis is voorbestemd voor coatingdiktemetingen in het bereik van 1 - 30 µm en kleine meetpunten. Een ander voordeel is dat de PC buis aanzienlijk minder gevoelig is voor de nauwkeurigheid van de uitlijning van het monster op de detector en de meetafstand instelling. De PC-buis is standaard voorzien van de door Fischer ontwikkelde driftcompensatie, die een uitzonderlijke stabiliteit geeft.

Voor veeleisender coatingdiktemetingen is een hogere energieresolutie vereist. In dit geval is de toepassing van XRF analyzers met silicium PIN diode een goede keuze. Deze halfgeleiderdetector kan ook met succes worden gebruikt voor eenvoudige materiaalanalyse. De silicium PIN-detector is dus de perfecte middenschakel in onze detectorportfolio.

Kwaliteits XRF spectrometers maken gebruik van de silicium drift detector (SDD). Deze detector is de krachtigste. Hij heeft een bijzonder goede energieresolutie en een bijzonder hoge detectiegevoeligheid. Bij het onderzoek naar de elementaire samenstelling van materialen levert de SDD dan ook de beste prestaties van alle detectoren. De fluorescentiestraling van elementen in het monster die slechts in zeer lage concentraties aanwezig zijn, wordt gemakkelijk gedetecteerd. Bovendien bepalen instrumenten die zijn uitgerust met een SDD nauwkeurig de dikte van coatings in het nanometerbereik en maken ze de betrouwbare evaluatie van complexe meerlaagse taken mogelijk.

De Proportionele Tellerbuis heeft nog steeds zijn bestaansrecht. Hier kunt u lezen waarom.

Gepatenteerd door Fischer: de DCM-methode voor eenvoudige en snelle instelling van de meetafstand

  • Afstandsafhankelijke meetwaardecorrectie 
  • Snelle en comfortabele instelling van verschillende meetafstanden
  • De meetafstand kan soepel worden ingesteld - voor metingen met de kleinst mogelijke afstand en dus geoptimaliseerde telsnelheid   
  • Eenvoudige meting van complexe geometrische vormen en in uitsparingen 
  • Alleen met Fischer DCM: geen botsingsgevaar voor de meetkop

De door Fischer gepatenteerde methode Distance Controlled Measurement (DCM) zorgt voor maximale flexibiliteit bij uw metingen. Dankzij DCM kan de juiste meetafstand voor uw monster via de videofocus worden ingesteld en tijdens de evaluatie in aanmerking worden genomen. Dit zorgt voor een eenvoudige en snelle meting zonder voorafgaande kalibratie. Gecompliceerde geometrievormen en uitsparingen zijn niet langer een probleem.

Jump to the top of the page