XRF – 能量色散 X 射線螢光分析
快速地. 簡單的. 非破壞性.
X 射線束電離樣品中的原子,偵測器偵測由此產生的螢光輻射,我們內部開發的軟體處理訊號.
這就是 X 光螢光分析的工作原理.
當測量開始時,X 射線管會發射高能量 X 射線—初級輻射. 這些射線撞擊樣本中的原子,從原子中噴射出近核電子並產生不平衡. 這種狀態是不穩定的. 因此,來自較高電子層的電子會跳入空出的空間,發出螢光輻射.
這種輻射的能階就像指紋一樣——所涉及元素的獨特特徵. 檢測器測量螢光輻射並將訊號數位化. 我們的軟體處理該訊號並創建頻譜: 偵測到的光子的能量繪製在 x 軸上,而 y 軸顯示它們的頻率(也稱為計數率). 光譜中峰的位置表示元素,高度表示樣品中元素的濃度.
這個方法用在哪裡?
獨特且用途廣泛: XRF 分析涵蓋從鈉到鈾的所有技術相關化學元素.
- 測量塗層/乾膜的厚度
- 定量材料分析: 樣本中物質含量的測定
例如珠寶中的黃金含量
例如消費品中重金屬等對健康有害的元素的檢測
例如合金(不銹鋼)
例如電鍍
哪些因素會影響測量?
我們的 XRF 設備中的哪些組件對準確可靠的分析影響最大?
來看看我們 XRF 儀器的基本設計:
X射線管對X射線輻射的影響
小零件,大作用! XRF 設備的「心臟」是 X 射線發生器,由具有鎢、銠、鉬或鉻陽極的標準或微焦點管組成. X 射線管的材料決定了用於激發樣品的初級 X 射線輻射的能譜. 對於廣泛的應用來說,鎢陽極是理想的選擇,因為它可以產生多功能且非常有用的光譜. 在電子和半導體工業的某些領域,使用由鉬、鉻或銠製成的陽極.
用於定量分析的過濾器
只有重要的事情才能通過: 在從陽極到樣品的途中,初級 X 射線輻射穿過過濾器. 鎳或鋁薄箔等過濾材料吸收部分 X 射線,從而降低相關能量範圍內的背景雜訊. 這導致對低濃度材料的微弱訊號具有更高的靈敏度. 例如,鋁過濾器有助於檢測濃度特別低的鉛.
孔徑和 X 射線光學元件
孔徑也稱為準直器,位於 X 射線管和樣品之間. 它限制初級輻射的橫截面,並用於在 X 射線螢光分析 (XRF) 過程中定義樣品上的測量點. 如果使用小孔徑,則只有少量初級輻射會到達樣品,導致螢光訊號微弱. 為了彌補這一點,您必須測量相應更長的時間.
Fischer 專注製造. 解決這個問題的一種方法是使用多毛細管光學器件而不是孔徑. 多毛細管由成束的玻璃毛細管組成,幾乎可以將所有初級輻射聚焦到一個小點上,就像放大鏡一樣. 世界上只有兩家此類光學的製造商——我們就是其中之一.
元素定量偵測器
XRF 分析儀的另一個組件是偵測器,它會偵測螢光輻射並對其進行高精度測量. 然後測量的數據由我們的分析軟體處理. 根據偵測器類型,可以執行各種測量任務.
市場上獨一無二. 只有與我們合作,您才能選擇三種不同的探測器類型,以獲得測量任務的最佳解決方案:
proportional counter tube (PC)是一種經過驗證的探測器,具有非常大的有效探測器區域和略微彎曲的窗口. 這樣可以實現高計數率,並且可以在 0 - 80 mm 的距離內進行測量. PC 特別適合 1 - 30 µm 範圍內的塗層厚度測量和小測量點. 另外,比例計數管具有我們開發的漂移補償功能,這使其具有獨特的穩定性.
Proportional counter tube對於更複雜的塗層厚度測量和材料分析,應用Silicon PIN diode detectors是理想的. 這些半導體探測器提供更高的能量分辨率,因此非常適合分析更複雜的材料.
Silicon PIN diode detectors更高性能的 XRF 光譜儀使用Silicon drift detector (SDD),我們最強大的偵測器. 憑藉其特別好的能量分辨率和高檢測靈敏度,它提供了最佳性能,甚至可以檢測樣品中濃度非常低的元素. 它還能夠精確測量奈米範圍內的塗層,並可靠地評估複雜的多層任務.
Silicon drift detector (SDD)DCM 方法可輕鬆快速地調整測量距離
只有我們才能輕鬆控制距離: 我們的距離控制測量 (DCM) 方法提供基於距離的測量校正和可連續調整的靈活測量距離. 整個測量範圍只需要一次校準,我們的方法可以簡單地測量複雜的幾何形狀和凹陷,而不存在與測量頭碰撞的風險.
X射線管對X射線輻射的影響
我們的線上 XRF 測量設備 FISCHERSCOPE® XAN® LIQUID ANALYZER 的「心臟」是 X 光發射器. 它由帶有鎢陽極和鈹窗的微聚焦管組成. X 射線管的材料決定了用於激發樣品的初級 X 射線輻射的能譜. 對於廣泛的應用,鎢陽極是理想的選擇,因為它可以產生多功能且高度可用的光譜.
用於定量分析的過濾器
只有重要的才能通過: 在從陽極到樣品的途中,初級 X 射線輻射穿過過濾器. 鎳或鋁薄箔等過濾材料吸收部分 X 射線,從而降低相關能量範圍內的背景雜訊. 這導致對低濃度材料的微弱訊號具有更高的靈敏度. 例如,鋁過濾器有助於檢測濃度特別低的鉛.
氣泡作為幹擾因素
如果分析區域有氣泡,測量結果可能會出現偏差. 電鍍藥液用於電化學反應,其中金屬離子從溶液中沉積出來. 如果存在氣泡,金屬離子會沉積在其表面,導致分析結果失真. 鍍液中某些金屬離子的濃度被低估.
氣泡也會干擾電鍍槽中的液體流動,特別是當它們位於管道中或靠近入口和出口時. 這可能導致化學物質在鍍液中分佈不均勻,影響溶液的均勻性並使分析值失真.
測量視窗中的沉積物
測量單元中可能會出現沉積物,因此需要定期清潔. 透過全自動、預防性校準、沖洗和監控流程,我們提供污染解決方案並確保最大的技術可用性.
用於鍍液分析的更多測量解決方案
XRF – 能量色散 X 射線螢光分析
X射線管對X射線輻射的影響
小零件,大作用! XRF 設備的「心臟」是 X 射線發生器,由具有鎢、銠、鉬或鉻陽極的標準或微焦點管組成. X 射線管的材料決定了用於激發樣品的初級 X 射線輻射的能譜. 對於廣泛的應用來說,鎢陽極是理想的選擇,因為它可以產生多功能且非常有用的光譜. 在電子和半導體工業的某些領域,使用由鉬、鉻或銠製成的陽極.
用於定量分析的過濾器
只有重要的事情才能通過: 在從陽極到樣品的途中,初級 X 射線輻射穿過過濾器. 鎳或鋁薄箔等過濾材料吸收部分 X 射線,從而降低相關能量範圍內的背景雜訊. 這導致對低濃度材料的微弱訊號具有更高的靈敏度. 例如,鋁過濾器有助於檢測濃度特別低的鉛.
孔徑和 X 射線光學元件
孔徑也稱為準直器,位於 X 射線管和樣品之間. 它限制初級輻射的橫截面,並用於在 X 射線螢光分析 (XRF) 過程中定義樣品上的測量點. 如果使用小孔徑,則只有少量初級輻射會到達樣品,導致螢光訊號微弱. 為了彌補這一點,您必須測量相應更長的時間.
Fischer 專注製造. 解決這個問題的一種方法是使用多毛細管光學器件而不是孔徑. 多毛細管由成束的玻璃毛細管組成,幾乎可以將所有初級輻射聚焦到一個小點上,就像放大鏡一樣. 世界上只有兩家此類光學的製造商——我們就是其中之一.
元素定量偵測器
XRF 分析儀的另一個組件是偵測器,它會偵測螢光輻射並對其進行高精度測量. 然後測量的數據由我們的分析軟體處理. 根據偵測器類型,可以執行各種測量任務.
市場上獨一無二. 只有與我們合作,您才能選擇三種不同的探測器類型,以獲得測量任務的最佳解決方案:
proportional counter tube (PC)是一種經過驗證的探測器,具有非常大的有效探測器區域和略微彎曲的窗口. 這樣可以實現高計數率,並且可以在 0 - 80 mm 的距離內進行測量. PC 特別適合 1 - 30 µm 範圍內的塗層厚度測量和小測量點. 另外,比例計數管具有我們開發的漂移補償功能,這使其具有獨特的穩定性.
Proportional counter tube對於更複雜的塗層厚度測量和材料分析,應用Silicon PIN diode detectors是理想的. 這些半導體探測器提供更高的能量分辨率,因此非常適合分析更複雜的材料.
Silicon PIN diode detectors更高性能的 XRF 光譜儀使用Silicon drift detector (SDD),我們最強大的偵測器. 憑藉其特別好的能量分辨率和高檢測靈敏度,它提供了最佳性能,甚至可以檢測樣品中濃度非常低的元素. 它還能夠精確測量奈米範圍內的塗層,並可靠地評估複雜的多層任務.
Silicon drift detector (SDD)DCM 方法可輕鬆快速地調整測量距離
只有我們才能輕鬆控制距離: 我們的距離控制測量 (DCM) 方法提供基於距離的測量校正和可連續調整的靈活測量距離. 整個測量範圍只需要一次校準,我們的方法可以簡單地測量複雜的幾何形狀和凹陷,而不存在與測量頭碰撞的風險.
用於鍍液分析的 XRF
X射線管對X射線輻射的影響
我們的線上 XRF 測量設備 FISCHERSCOPE® XAN® LIQUID ANALYZER 的「心臟」是 X 光發射器. 它由帶有鎢陽極和鈹窗的微聚焦管組成. X 射線管的材料決定了用於激發樣品的初級 X 射線輻射的能譜. 對於廣泛的應用,鎢陽極是理想的選擇,因為它可以產生多功能且高度可用的光譜.
用於定量分析的過濾器
只有重要的才能通過: 在從陽極到樣品的途中,初級 X 射線輻射穿過過濾器. 鎳或鋁薄箔等過濾材料吸收部分 X 射線,從而降低相關能量範圍內的背景雜訊. 這導致對低濃度材料的微弱訊號具有更高的靈敏度. 例如,鋁過濾器有助於檢測濃度特別低的鉛.
氣泡作為幹擾因素
如果分析區域有氣泡,測量結果可能會出現偏差. 電鍍藥液用於電化學反應,其中金屬離子從溶液中沉積出來. 如果存在氣泡,金屬離子會沉積在其表面,導致分析結果失真. 鍍液中某些金屬離子的濃度被低估.
氣泡也會干擾電鍍槽中的液體流動,特別是當它們位於管道中或靠近入口和出口時. 這可能導致化學物質在鍍液中分佈不均勻,影響溶液的均勻性並使分析值失真.
測量視窗中的沉積物
測量單元中可能會出現沉積物,因此需要定期清潔. 透過全自動、預防性校準、沖洗和監控流程,我們提供污染解決方案並確保最大的技術可用性.
用於鍍液分析的更多測量解決方案
這裡應用哪個標準?
XRF – 根據 IPC-4552-A/B 和 IPC-4556 的能量色散 X 射線螢光分析