XRF - Phân tích huỳnh quang tia X phân tán năng lượng

Nhanh. Đơn giản. Không phá hủy.

Chùm tia X làm ion hóa các nguyên tử trong mẫu, máy dò phát hiện bức xạ huỳnh quang thu được và phần mềm do chúng tôi phát triển sẽ xử lý tín hiệu.

Cách phân tích huỳnh quang tia X hoạt động.


Khi quá trình đo bắt đầu, ống tia X phát ra tia X năng lượng cao – bức xạ sơ cấp. Những tia này tấn công các nguyên tử trong mẫu của bạn, đẩy một electron gần hạt nhân ra khỏi nguyên tử và tạo ra sự mất cân bằng. Trạng thái này không ổn định. Do đó, một electron từ lớp vỏ cao hơn nhảy vào khoảng trống, phát ra bức xạ huỳnh quang.

Mức năng lượng của bức xạ này giống như dấu vân tay – đặc tính duy nhất của nguyên tố được đề cập. Một máy dò đo bức xạ huỳnh quang và số hóa tín hiệu. Phần mềm của chúng tôi xử lý tín hiệu này và tạo ra quang phổ: năng lượng của các photon được phát hiện được vẽ trên trục x, trong khi trục y hiển thị tần số của chúng (còn được gọi là tốc độ đếm). Vị trí của các đỉnh trong quang phổ biểu thị nguyên tố và chiều cao biểu thị nồng độ của các nguyên tố trong mẫu của bạn.

Quá trình này được sử dụng ở đâu?

Độc đáo và đa năng: Phân tích XRF bao gồm tất cả các nguyên tố hóa học có liên quan về mặt kỹ thuật từ natri đến uranium.

  • Đo độ dày của lớp phủ/màng khô
  • Phân tích định lượng vật liệu: Xác định hàm lượng chất trong mẫu
    • ví dụ như hàm lượng vàng trong đồ trang sức

    • ví dụ: phát hiện các yếu tố nguy hiểm cho sức khỏe như kim loại nặng trong hàng tiêu dùng

    • ví dụ như hợp kim (thép không gỉ)

    • ví dụ như mạ điện

Những yếu tố nào có thể ảnh hưởng đến phép đo?

Thành phần nào trong thiết bị XRF của chúng tôi có ảnh hưởng lớn nhất đến việc phân tích chính xác và đáng tin cậy?
Hãy xem thiết kế cơ bản của thiết bị XRF của chúng tôi:

XRF - Phân tích huỳnh quang tia X phân tán năng lượng
XRF để phân tích bể chứa
  • Ảnh hưởng của ống tia X đến bức xạ tia X

      Phần nhỏ, tác dụng lớn! Trái tim" của thiết bị XRF, máy phát tia X, bao gồm một ống tiêu chuẩn hoặc ống tiêu điểm vi mô với cực dương vonfram, rhodium, molypden hoặc crom. Vật liệu của ống tia X xác định phổ năng lượng của bức xạ tia X sơ cấp dùng để kích thích mẫu. Đối với nhiều ứng dụng, cực dương vonfram là lý tưởng vì nó tạo ra quang phổ linh hoạt và cực kỳ hữu ích. Trong một số lĩnh vực của ngành công nghiệp điện tử và bán dẫn, cực dương làm bằng molypden, crom hoặc rhodium được sử dụng.

  • Bộ lọc để phân tích định lượng

      Chỉ những gì quan trọng mới được thông qua: Trên đường đi từ cực dương đến mẫu, bức xạ tia X sơ cấp đi qua bộ lọc. Các vật liệu lọc như lá mỏng làm bằng niken hoặc nhôm hấp thụ một phần tia X và do đó làm giảm nhiễu nền trong các dải năng lượng liên quan. Điều này dẫn đến độ nhạy cao hơn đối với các tín hiệu yếu từ các vật liệu có nồng độ thấp. Ví dụ, bộ lọc nhôm giúp phát hiện chì ở nồng độ đặc biệt thấp.

  • Khẩu độ và quang học tia X

      Khẩu độ, còn được gọi là ống chuẩn trực, nằm giữa ống tia X và mẫu. Nó giới hạn mặt cắt ngang của bức xạ sơ cấp và dùng để xác định điểm đo trên mẫu trong quá trình phân tích huỳnh quang tia X (XRF). Nếu bạn sử dụng khẩu độ nhỏ, chỉ một lượng nhỏ bức xạ sơ cấp sẽ đến được mẫu, dẫn đến tín hiệu huỳnh quang yếu. Để bù đắp cho điều này, bạn phải đo trong khoảng thời gian dài hơn tương ứng.

      Focus made by Fischer. Một giải pháp cho vấn đề này là sử dụngquang học đa mao mạch thay vì khẩu độ. Các mao mạch đa bao gồm các mao mạch thủy tinh được bó lại và có thể tập trung gần như toàn bộ bức xạ sơ cấp vào một điểm nhỏ, giống như kính lúp. Chỉ có hai nhà sản xuất quang học như vậy trên thế giới – chúng tôi là một trong số họ.

  • Máy dò để xác định định lượng các nguyên tố

      Một thành phần khác của máy phân tích XRF là máy dò, phát hiện bức xạ huỳnh quang và đo nó với độ chính xác cao. Dữ liệu đo được sau đó được xử lý bằng phần mềm phân tích của chúng tôi. Tùy thuộc vào loại máy dò, có thể thực hiện các nhiệm vụ đo khác nhau.

      Duy nhất trên thị trường. Chỉ với chúng tôi, bạn mới có thể lựa chọn ba loại máy dò khác nhau để có giải pháp tối ưu cho nhiệm vụ đo của mình:

      Ống đếm tỷ lệ Proportional counter tube (PC) là một bộ phận đã được chứng minh có diện tích phát hiện hoạt động rất lớn với cửa sổ hơi cong. Điều này cho phép đạt được tốc độ đếm cao và có thể thực hiện các phép đo ở khoảng cách 0 - 80 mm. PC đặc biệt phù hợp cho phép đo độ dày lớp phủ trong phạm vi 1 - 30 µm và các điểm đo nhỏ. Ngoài ra, ống đếm tỷ lệ có khả năng bù trôi do chúng tôi phát triển, mang đến cho nó sự ổn định độc đáo.

      Proportional counter tube
      Proportional counter tube

      Đối với phép đo độ dày lớp phủ và phân tích vật liệu phức tạp hơn, việc áp dụng đầu đo điốt PIN silicon là lý tưởng. Những đầu dò bán dẫn này cung cấp độ phân giải năng lượng cao hơn và do đó là lý tưởng để phân tích các vật liệu phức tạp hơn.

      Silicon PIN diode detectors
      Silicon PIN diode detectors

      Máy quang phổ XRF hiệu suất cao hơn sử dụng đầu dò silicon drift detector (SDD), đầu dò mạnh mẽ nhất của chúng tôi. Với độ phân giải năng lượng đặc biệt tốt và độ nhạy phát hiện cao, nó cung cấp hiệu suất tốt nhất và có thể phát hiện ngay cả nồng độ rất thấp của các nguyên tố trong mẫu của bạn. Nó cũng cho phép đo chính xác lớp phủ trong phạm vi nanomet và đánh giá đáng tin cậy các nhiệm vụ đa lớp phức tạp.

      Silicon drift detector (SDD)
      Silicon drift detector (SDD)
  • Phương pháp DCM để điều chỉnh khoảng cách đo dễ dàng và nhanh chóng

      Kiểm soát khoảng cách dễ dàng chỉ với chúng tôi: Phương pháp Đo Distance Controlled Measurement (DCM) của chúng tôi cung cấp hiệu chỉnh phép đo dựa trên khoảng cách và khoảng cách đo linh hoạt có thể được điều chỉnh liên tục. Chỉ cần một lần hiệu chuẩn cho toàn bộ phạm vi đo và phương pháp của chúng tôi cho phép đo đơn giản các hình dạng hình học phức tạp và các chỗ lõm mà không có nguy cơ va chạm với đầu đo.

  • Ảnh hưởng của ống tia X đến bức xạ tia X

      "Trái tim" của thiết bị đo XRF trên dây chuyền sản xuất FISCHERSCOPE® XAN® LIQUID ANALYYZER là máy phát tia X. Nó bao gồm một ống microfocus với anode tugnsten và cửa sổ berylium. Vật liệu của ống tia X xác định phổ năng lượng của bức xạ tia X sơ cấp được sử dụng để kích thích mẫu. Đối với nhiều ứng dụng, anode tungsten là lý tưởng vì nó tạo ra phổ linh hoạt và có thể sử dụng cường độ cao.

  • Bộ lọc để phân tích định lượng

      Chỉ những gì quan trọng mới được thông qua: Trên đường đi từ anode đến mẫu, bức xạ tia X sơ cấp đi qua bộ lọc. Các vật liệu lọc như lá mỏng làm bằng niken hoặc nhôm hấp thụ một phần tia X và do đó làm giảm nhiễu nền trong các dải năng lượng liên quan. Điều này dẫn đến độ nhạy cao hơn đối với các tín hiệu yếu từ các vật liệu có nồng độ thấp. Ví dụ, bộ lọc nhôm giúp phát hiện chì ở nồng độ đặc biệt thấp.

  • Bọt khí là yếu tố gây xáo trộn

      Nếu bọt khí xuất hiện trong khu vực phân tích thì có thể xảy ra sai lệch trong kết quả đo. Bể mạ điện được sử dụng cho các phản ứng điện hóa trong đó các ion kim loại được lắng đọng khỏi dung dịch. Nếu có bọt khí, các ion kim loại có thể lắng đọng trên bề mặt của chúng, điều này có thể dẫn đến sai lệch kết quả phân tích. Nồng độ của một số ion kim loại trong bồn tắm bị đánh giá thấp.

      Bọt khí cũng có thể cản trở dòng chảy của chất lỏng trong bồn tắm, đặc biệt nếu chúng nằm trong đường ống hoặc gần cổng vào và ra. Điều này có thể dẫn đến sự phân bố không đồng đều của hóa chất trong bể và ảnh hưởng đến tính đồng nhất của dung dịch và làm sai lệch các giá trị phân tích.

  • Kết tủa trong cửa sổ đo

      Kết tủa có thể xuất hiện trong buồng đo, đó là lý do tại sao cần phải vệ sinh thường xuyên. Thông qua quá trình hiệu chuẩn, vệ sinh và giám sát hoàn toàn tự động, chúng tôi cung cấp giải pháp cho vấn đề ô nhiễm và đảm bảo khả dụng kỹ thuật tối đa.

  • Các giải pháp đo lường khác để phân tích bể

      Với các phụ kiện phù hợp, nồng độ của dung dịch bể chứa có thể được đo bằng nhiều thiết bị XRF của chúng tôi. Để biết thêm thông tin, vui lòng liên hệ chúng tôi!

  • XRF - Phân tích huỳnh quang tia X phân tán năng lượng

      • Ảnh hưởng của ống tia X đến bức xạ tia X

          Phần nhỏ, tác dụng lớn! Trái tim" của thiết bị XRF, máy phát tia X, bao gồm một ống tiêu chuẩn hoặc ống tiêu điểm vi mô với cực dương vonfram, rhodium, molypden hoặc crom. Vật liệu của ống tia X xác định phổ năng lượng của bức xạ tia X sơ cấp dùng để kích thích mẫu. Đối với nhiều ứng dụng, cực dương vonfram là lý tưởng vì nó tạo ra quang phổ linh hoạt và cực kỳ hữu ích. Trong một số lĩnh vực của ngành công nghiệp điện tử và bán dẫn, cực dương làm bằng molypden, crom hoặc rhodium được sử dụng.

      • Bộ lọc để phân tích định lượng

          Chỉ những gì quan trọng mới được thông qua: Trên đường đi từ cực dương đến mẫu, bức xạ tia X sơ cấp đi qua bộ lọc. Các vật liệu lọc như lá mỏng làm bằng niken hoặc nhôm hấp thụ một phần tia X và do đó làm giảm nhiễu nền trong các dải năng lượng liên quan. Điều này dẫn đến độ nhạy cao hơn đối với các tín hiệu yếu từ các vật liệu có nồng độ thấp. Ví dụ, bộ lọc nhôm giúp phát hiện chì ở nồng độ đặc biệt thấp.

      • Khẩu độ và quang học tia X

          Khẩu độ, còn được gọi là ống chuẩn trực, nằm giữa ống tia X và mẫu. Nó giới hạn mặt cắt ngang của bức xạ sơ cấp và dùng để xác định điểm đo trên mẫu trong quá trình phân tích huỳnh quang tia X (XRF). Nếu bạn sử dụng khẩu độ nhỏ, chỉ một lượng nhỏ bức xạ sơ cấp sẽ đến được mẫu, dẫn đến tín hiệu huỳnh quang yếu. Để bù đắp cho điều này, bạn phải đo trong khoảng thời gian dài hơn tương ứng.

          Focus made by Fischer. Một giải pháp cho vấn đề này là sử dụngquang học đa mao mạch thay vì khẩu độ. Các mao mạch đa bao gồm các mao mạch thủy tinh được bó lại và có thể tập trung gần như toàn bộ bức xạ sơ cấp vào một điểm nhỏ, giống như kính lúp. Chỉ có hai nhà sản xuất quang học như vậy trên thế giới – chúng tôi là một trong số họ.

      • Máy dò để xác định định lượng các nguyên tố

          Một thành phần khác của máy phân tích XRF là máy dò, phát hiện bức xạ huỳnh quang và đo nó với độ chính xác cao. Dữ liệu đo được sau đó được xử lý bằng phần mềm phân tích của chúng tôi. Tùy thuộc vào loại máy dò, có thể thực hiện các nhiệm vụ đo khác nhau.

          Duy nhất trên thị trường. Chỉ với chúng tôi, bạn mới có thể lựa chọn ba loại máy dò khác nhau để có giải pháp tối ưu cho nhiệm vụ đo của mình:

          Ống đếm tỷ lệ Proportional counter tube (PC) là một bộ phận đã được chứng minh có diện tích phát hiện hoạt động rất lớn với cửa sổ hơi cong. Điều này cho phép đạt được tốc độ đếm cao và có thể thực hiện các phép đo ở khoảng cách 0 - 80 mm. PC đặc biệt phù hợp cho phép đo độ dày lớp phủ trong phạm vi 1 - 30 µm và các điểm đo nhỏ. Ngoài ra, ống đếm tỷ lệ có khả năng bù trôi do chúng tôi phát triển, mang đến cho nó sự ổn định độc đáo.

          Proportional counter tube
          Proportional counter tube

          Đối với phép đo độ dày lớp phủ và phân tích vật liệu phức tạp hơn, việc áp dụng đầu đo điốt PIN silicon là lý tưởng. Những đầu dò bán dẫn này cung cấp độ phân giải năng lượng cao hơn và do đó là lý tưởng để phân tích các vật liệu phức tạp hơn.

          Silicon PIN diode detectors
          Silicon PIN diode detectors

          Máy quang phổ XRF hiệu suất cao hơn sử dụng đầu dò silicon drift detector (SDD), đầu dò mạnh mẽ nhất của chúng tôi. Với độ phân giải năng lượng đặc biệt tốt và độ nhạy phát hiện cao, nó cung cấp hiệu suất tốt nhất và có thể phát hiện ngay cả nồng độ rất thấp của các nguyên tố trong mẫu của bạn. Nó cũng cho phép đo chính xác lớp phủ trong phạm vi nanomet và đánh giá đáng tin cậy các nhiệm vụ đa lớp phức tạp.

          Silicon drift detector (SDD)
          Silicon drift detector (SDD)
      • Phương pháp DCM để điều chỉnh khoảng cách đo dễ dàng và nhanh chóng

          Kiểm soát khoảng cách dễ dàng chỉ với chúng tôi: Phương pháp Đo Distance Controlled Measurement (DCM) của chúng tôi cung cấp hiệu chỉnh phép đo dựa trên khoảng cách và khoảng cách đo linh hoạt có thể được điều chỉnh liên tục. Chỉ cần một lần hiệu chuẩn cho toàn bộ phạm vi đo và phương pháp của chúng tôi cho phép đo đơn giản các hình dạng hình học phức tạp và các chỗ lõm mà không có nguy cơ va chạm với đầu đo.

  • XRF để phân tích bể chứa

      • Ảnh hưởng của ống tia X đến bức xạ tia X

          "Trái tim" của thiết bị đo XRF trên dây chuyền sản xuất FISCHERSCOPE® XAN® LIQUID ANALYYZER là máy phát tia X. Nó bao gồm một ống microfocus với anode tugnsten và cửa sổ berylium. Vật liệu của ống tia X xác định phổ năng lượng của bức xạ tia X sơ cấp được sử dụng để kích thích mẫu. Đối với nhiều ứng dụng, anode tungsten là lý tưởng vì nó tạo ra phổ linh hoạt và có thể sử dụng cường độ cao.

      • Bộ lọc để phân tích định lượng

          Chỉ những gì quan trọng mới được thông qua: Trên đường đi từ anode đến mẫu, bức xạ tia X sơ cấp đi qua bộ lọc. Các vật liệu lọc như lá mỏng làm bằng niken hoặc nhôm hấp thụ một phần tia X và do đó làm giảm nhiễu nền trong các dải năng lượng liên quan. Điều này dẫn đến độ nhạy cao hơn đối với các tín hiệu yếu từ các vật liệu có nồng độ thấp. Ví dụ, bộ lọc nhôm giúp phát hiện chì ở nồng độ đặc biệt thấp.

      • Bọt khí là yếu tố gây xáo trộn

          Nếu bọt khí xuất hiện trong khu vực phân tích thì có thể xảy ra sai lệch trong kết quả đo. Bể mạ điện được sử dụng cho các phản ứng điện hóa trong đó các ion kim loại được lắng đọng khỏi dung dịch. Nếu có bọt khí, các ion kim loại có thể lắng đọng trên bề mặt của chúng, điều này có thể dẫn đến sai lệch kết quả phân tích. Nồng độ của một số ion kim loại trong bồn tắm bị đánh giá thấp.

          Bọt khí cũng có thể cản trở dòng chảy của chất lỏng trong bồn tắm, đặc biệt nếu chúng nằm trong đường ống hoặc gần cổng vào và ra. Điều này có thể dẫn đến sự phân bố không đồng đều của hóa chất trong bể và ảnh hưởng đến tính đồng nhất của dung dịch và làm sai lệch các giá trị phân tích.

      • Kết tủa trong cửa sổ đo

          Kết tủa có thể xuất hiện trong buồng đo, đó là lý do tại sao cần phải vệ sinh thường xuyên. Thông qua quá trình hiệu chuẩn, vệ sinh và giám sát hoàn toàn tự động, chúng tôi cung cấp giải pháp cho vấn đề ô nhiễm và đảm bảo khả dụng kỹ thuật tối đa.

      • Các giải pháp đo lường khác để phân tích bể

          Với các phụ kiện phù hợp, nồng độ của dung dịch bể chứa có thể được đo bằng nhiều thiết bị XRF của chúng tôi. Để biết thêm thông tin, vui lòng liên hệ chúng tôi!

Tiêu chuẩn nào được áp dụng ở đây?

XRF – Phân tích huỳnh quang tia X phân tán năng lượng theo IPC-4552-A/B và IPC-4556

Khám phá các thiết bị đo lường của chúng tôi.