Меню

Прибор для измерения спектрального анализа



Типы спектрографов в спектрометрах

Классификация

Конструктивные особенности

В качестве диспергирующих элементов в спектральных приборах используются призменные системы, дифракционные решетки или интерференционные системы. Из спектральных призм чаще всего используются стеклянная равнобедренная призма, кварцевая призма Корню, призмы постоянного угла отклонения (призма Аббе, призма Водсворта), автоколлимационная призма Литрова, сложная призма прямого зрения Амичи.

Дифракционные решетки используются двух видов: плоские и вогнутые. Плоские решетки, используемые в видимом и ультрафиолетовом диапазонах спектра, имеют 2400, 1200, 600, 300, 200 штрихов на 1 мм. В качестве интерференционных систем используются интерферометр Майкельсона и эталон Фабри и Перо. Спектрограф в спектрометре состоит из следующих конструктивных узлов:

  1. Механизм щели
  2. Узел крепления призмы или решетки с необходимыми перемещениями и юстировочными движениями
  3. Кассетная часть

Комплекс спектрального оборудования

Для проведения любого спектроскопического исследования в распоряжении спектроскописта должен быть некоторый комплекс приборов.

Этот комплекс выглядит следующим образом:

  1. Генератор возбуждения спектра (наиболее распространенными источниками света являются дуговой разряд постоянного или переменного тока, искровой разряд, импульсный разряд)
  2. Спектральный прибор
  3. Приемник энергии излучения
  4. Глаз
  5. Фотопластинка
  6. Фотоэлектрический приемник
  7. Усилитель
  8. Микрофотометр – устройство для измерения плотности почернения
  9. Спектропроектор – устройство для рассматривания спектрограмм и идентификации спектральных линий
  10. Измерительный микроскоп или компаратор для измерения длин волн
  11. Регистрирующее записывающее устройство
  12. Автоматическое отсчетное устройство

Типы спектрографов зависят от конструкции прибора. В основном их разделяют на дифракционные и призменные в зависимости от типа диспергирующей системы. Рассмотрим основные типы.

ИСП-28 и ИСП-22

Спектрографы ИСП-28 и ИСП-22 с кварцевой оптикой предназначены для работы в ультрафиолетовой и видимой областях спектра. Основные характеристики приборов и их оптические схемы одинаковы за некоторыми небольшими исключениями. Оба спектрографа комплектуются призмой Корню с преломляющим углом 60°.

Рабочий диапазон спектра составляет 170 — 600 нм при его длине в 220 мм. Линейное увеличение спектрографов меняется от 1,2х до 1,5хИСП-28 выполнен на литом основании, где крепятся все основные узлы прибора: зеркальный объектив, объектив камеры и кассетная часть.

В отличие от ИСП-22 корпус устройства легко снимается, он состоит из отдельных секций. Кассета крепится на рамке кассетной коробки с помощью клиновых зажимов. Можно управлять движением кассеты и со стороны щелевого механизма с помощью маховчика. Время экспозии в спектрографе ИСП-28 может регулироваться затвором, находящимся за щелью.

ИСП-30

ИСП-51

Трехпризменный стеклянный спектрограф ИСП-51 работает в видимой области спектра и имеет две камеры с фокусными расстояниями 120 и 270 мм. Прибор предназначен для эмиссионного спектрального анализа, комбинационного анализа, анализа по спектрам поглощения и для других спектроскопических исследований.

Трехпризменная система обеспечивает при любом положении ее составляющих прохождение вдоль оси прибора луча любой длины волны в минимуме отклонения. Это достигается согласованным поворотом каждой из трех призм. Конструкция спектрографа разборная. Могут быть легко отделены: призменная часть, коллиматорная трубка и камерная труба.

  • Преломляющие углы призм: 60 0
  • Материал призм: ТФ-1
  • Рабочий диапазон спектра: 360 — 800 нм

ДФС-8 и ДФС-13

Другим типом спектрографов является ДФС-8 с плоской дифракционной решеткой предназначен для фотографирования спектра участками по 100 нм на пластинке 13-18 см в диапазоне спектра 200-1000 нм. Прибор выпускается в двух вариантах: с решеткой 600 и 1200 штрихов на мм. Прибор построен по автоколлимационному принципу. Для привидения разных участков спектра в центр пластинки решетка поворачивается вокруг вертикальной оси.

Осветительная система – трехлинзовая. Углы поворота решетки меняются от 6 до 37 0 . Дифракционный регистратор спектра ДФС-13 – прибор большой дисперсии. Он дает возможность работать со сложными спектрами. Прибор построен по автоколлимационной вертикальной-симметричной схеме: лучи, идущие от щели, проходят на зеркало над решеткой, а лучи, возвращающиеся от решетки на зеркало, идут под решеткой. Возможен спектральный анализ в области от 200 до 1000 нм.

СТЭ-1 и ДФС-29

СТЭ-1 предназначается для спектроскопических работ, требующих большой дисперсии в широком диапазоне длин волн. Он дает возможность получить широкую область спектра за одну экспозицию. В оптической схеме СТЭ-1 использованы два диспергирующих элемента – дифракционная решетка и призма, дисперсии которых взаимно перпендикулярны. Это дает возможность работать в разных порядках дифракционного спектра без переналожения порядков.

К вакуумным спектрографам относится ДФС-29, который предназначается для получения и регистрации атомных и молекулярных спектров различных элементов в области 50 — 4000 нм. Прибор построен по схеме нормального падения лучей на дифракционную решетку. Спектр фотографируется участками по 150 нм.

Источник

Спектральный анализатор металлов

Определение спектрального анализатора

Виды спектрального анализа

Принято выделять четыре основных группы спектрального анализа.

  • Эмиссионный
  • Абсорбционный
  • Люминесцентный
  • Комбинационный

Эмиссионный анализ основан на регистрации спектра испускания вещества. Он обычно используется для анализа атомного состава. Для этого пробу исследуемого вещества вводят в электрическую дугу или искру, в которой пары вещества нагреваются до температуры в несколько тысяч градусов и испускают излучение, спектр которого определяет атомарный состав. Метод широко применяется для количественного анализа многокомпонентных сплавов в металлургии.

Читайте также:  Какими способами можно измерить давление у человека

Абсорбционный анализ использует спектры поглощения (абсорбции) вещества. Через исследуемое вещество пропускается пучок света, часть энергии поглощается и в результате в спектре пропущенного излучения появляются полосы поглощения. По положению и интенсивности этих полос определяют состав и строение исследуемого вещества. Метод применяется главным образом для анализа молекулярного состава в инфракрасной области спектра, где лежат основные линии поглощения молекул.

Люминесцентный анализ основан на способности некоторых веществ светится при облучении их возбуждающим излучением, т.е. излучать поглощенный свет. В результате этого излучения происходит изменение длины волны излучения, причём испускаемое люминесцентное излучение имеет спектр, характерный для данного облучаемого вещества.

В комбинационном анализе используется явление комбинационного рассеяния света. Это явление состоит в рассеянии падающего на вещество излучения с изменением длины волны этого излучения. Такое изменение объясняется тем, что при рассеянии света происходит возбуждение колебаний молекул и, таким образом, часть энергии света расходуется на возбуждение. В результате длина волны падающего на вещество излучения с узким спектром смещается в красную сторону на величину характерную для рассеивающей свет молекулы.

По величине изменения длины волны можно судить о частотах собственных колебаний молекул. Для получения спектров комбинационного рассеяния используются высоко интенсивные источники монохроматического излучения.

Спектральный анализ металла, его особенности и применение оптико-эмиссионных спектральных приборов

Оптический эмиссионный спектральный анализ (ОЭСА) один из наиболее распространенных методов анализа элементного состава металлических сплавов и других материалов. Оптический эмиссионный спектрометр используется для измерения массовой доли химических элементов в металлах и сплавах и применяется в аналитических лабораториях промышленных предприятий, в цехах для быстрой сортировки и идентификации металлов и сплавов, а также для анализа больших конструкций без нарушения их целостности.

В качестве источника света в приборе для оптико-эмиссионного анализа используется плазма электрической искры или дуги, которую получают с помощью источника возбуждения (генератора). Принцип основан на том, что атомы каждого элемента могут испускать свет определенных длин волн — спектральные линии, причем эти длины волн разные для разных элементов.

Для того чтобы атомы начали испускать свет, их необходимо возбудить электрическим разрядом. Электрический разряд в виде искры в атмосфере аргона способен возбудить большое количество элементов. Достигается высокотемпературная (более 10000 К) плазма, способная возбудить даже такой элемент, как азот.

В искровом штативе между вольфрамовым электродом и исследуемым образцом возникают искры с частотой от 100 до 1000 Гц. Искровой стол имеет световой канал, по которому полученный световой сигнал попадает в оптическую систему. При этом световой канал и искровой штатив продуваются аргоном. Попадание воздуха из окружающей среды в искровой штатив ведет к ухудшению пятна обжига и соответственно к ухудшению качества химического анализа пробы.

Оптическая система по схеме Пашена-Рунге

Спектральное разрешение оптической системы зависит от фокального расстояния, количества штрихов используемой дифракционной решетки, параметра линейной дисперсии и квалифицированном выполнении юстировки всех оптических компонентов. Для хорошей видимости спектра оптическая камера должна быть заполнена инертным газом (аргоном высокой частоты) или вакуумирована.

В качестве регистрирующих элементов современные приборы анализаторы металлов, оснащаются CCD детекторами (или ФЭУ), которые преобразуют видимый свет в электрический сигнал, регистрируют его и передают на компьютер для дальнейшей обработки. В итоге на экране монитора мы наблюдаем концентрации элементов в долях процента.

Интенсивность спектральной линии анализируемого элемента, помимо концентрации анализируемого элемента, зависит от большого числа различных факторов. По этой причине рассчитать теоретически связь между интенсивностью линии и концентрацией соответствующего элемента невозможно. Вот почему для проведения анализа необходимы паспортизированный стандартные образцы, близкие по составу к анализируемой пробе. Предварительно эти стандартные образцы экспонируются (прожигаются) на приборе.

Спектральный прибор для анализа металлов

По результатам прожигов для каждого анализируемого элемента строится градуировочный график, зависимость интенсивности спектральной линии элемента от его концентрации. Впоследствии, при проведении анализа проб, по этим градуировочным графикам производится пересчет измеренных интенсивностей в концентрации.

Следует иметь виду, что реально анализу подвергается несколько миллиграммов пробы с ее поверхности. Поэтому для получения правильных результатов проба должна быть однородна по составу и структуре, при этом состав пробы должен быть идентичным составу анализируемого металла. При анализе металла в литейном производстве для отливки проб рекомендуется использовать специальные кокили. При этом форма пробы может быть произвольной. Необходимо лишь, чтобы анализируемый образец имел достаточную поверхность и мог быть установлен в/на штатив. Для анализа мелких образцов, например прутков или проволоки, используются специальные адаптеры.

Читайте также:  Что можно измерить тоннами

Источник

Атомные оптико-эмиссионные спектрометры

Заказать искровое атомно-эмиссионное оборудование от «Искролайн» можно на выставках, в которых мы регулярно участвуем, или у нас на производстве. Приезжайте, привозите свои образцы, наши специалисты проанализируют их в вашем присутствии. Если вы заинтересовались покупкой наших приборов и у вас есть вопросы, пишите, звоните, мы с радостью ответим на ваши вопросы. Также ознакомтесь с дополнительным оборудованием.

По специфике работы:

По направлению:

По типу пробы:

По виду:

  • Более 70 хим. элементов (в т.ч. серы, фосфора и углерода)
  • Входной контроль и сертификационный анализ
  • Экспресс-анализ в процессе плавки
  • Определение марки

Прибор предназначен для проведения быстрого и точного спектрального анализа металлов и сплавов с различными основами (Fe, Al, Cu, Zn, Pb, Sn, Sb, Ni, Ti, Co, Mg).

Доступны любые спектральные линии в диапазоне 167–460 нм (включая линии фосфора, серы и углерода) с разрешением 0.02–0.03 нм.

Искролайн 100 — это экономичная модель искрового спектрометра с наилучшим в своем классе соотношением «цена/аналитические возможности» при высоком качестве изготовления и надежности.

Эмиссионный спектрометр Искролайн 100 внесен в Государственный реестр средств измерений России, Казахстана, Белоруссии и др.

  • Анализ сложных многоосновных сплавов
  • Анализ чистых металлов
  • Сильные линии щелочных элементов: Li, Na, K, Rb, Cs
  • Сертификационный анализ
  • Прочие рутинные задачи

Атомно-эмиссионный спектрометр «ИСКРОЛАЙН 300» представляет собой аналитический прибор лабораторного класса для проведения экспресс анализа металлов и сплавов на любых основах.

Бескомпромиссный подход к качеству изготовления и параметрам прибора.

Доступны любые спектральные линии в диапазоне 167–930 нм (включая линии фосфора, серы, углерода, азота, водорода, кислорода, щелочных и щелочно-земельных элементов) с разрешением 0.007–0.01 нм (в диапазоне 167–330 нм ) и 0.02–0.03 нм (в диапазоне 330–930 нм ).

Эмиссионный спектрометр Искролайн 300 внесен в Государственный реестр средств измерений России, Казахстана, Белоруссии и др.

  • Свободное перемещение по цеху, складу, рабочей площадке
  • Анализ крупных заготовок
  • Точность анализа сопоставима с настольными приборами
  • Большое время автономной работы

Мобильный искровой эмиссионный спектрометр предназначен для проведения точного анализа сплавов с различными основами (Fe, Cu, Al, и пр.).

УФ-зонд высокого разрешения охватывающий все критические элементы в ультрафиолетовом диапазоне, такие как C, P, S, N, Sn, As, B и т.п.

Искролайн 500 — это не просто «разбраковщик», а полноценный эмиссионный спектрометр, позволяющий решать подавляющее число аналитических задач. Мы не пожертвовали аналитическими возможностями ради мобильности.

Эмиссионный мобильный спектрометр Искролайн 500 внесен в Государственный реестр средств измерений России и других стран.

  • Измерение порошков, стружек, твёрдых металлов и сплавов, масел, жидкостей
  • Высокая точность анализа
  • 3 режима дуги:
    дуга постоянного, переменного тока и прерывистая дуга

Оптический эмиссионный спектрометр СПАС-01 имеет источник возбуждения спектров дуговой разряд в воздухе, угольные электроды, сдвоенный воздушный спектрограф с диапазоном 200–930 нм и регистрацию на линейных ПЗС-детекторах.

Сфера его применения — это, в первую очередь, спектральный экспресс анализ порошковых материалов (почвы, породы, геологические образцы), так же анализ токонепроводящих образцов, сплавов и металлов, в том числе при производстве особо чистых материалов.

Спектрометр СПАС-01 внесен в Госреестр СИ России.

  • Исследовательские работы
  • Сертификационные, геологические и экологические экспресс-анализы
  • Определение более 70 химических элементов

Уникальность этого эмиссионного спектрометра в комбинированном источнике возбуждения спектров, который сочетает лазерную искру и электрический искровой разряд. Такой подход значительно (в 3–10 раз!) улучшает метрологические характеристики (чувствительность и воспроизводимость).

В настоящее время для спектрального анализа проб на спектрометре ЛИЭС доступны любые спектральные линии в диапазоне 185–930 нм.

Пределы обнаружения элементного спектрального анализа твердых веществ на спектрометре ЛИЭС по критерию «3σ» для большинства элементов лежат в диапазоне от менее 10 -5 % (0.1 г/т) до 10 -4 % (1 г/т).

Спектрометр ЛИЭС внесен в Госреестр СИ России.

  • Широкий диапазон мощности, до 2 кВт
  • Низкий расход аргона
  • Решает все экологические задачи по требованиям отечественных нормативных документов

Оптико-эмиссионный спектрометр ЭРИДАН 500 с источником возбуждения спектров индуктивно-связанной плазмой (ИСП) имеет сдвоенный вакуумный спектрограф c диапазоном 170–930 нм и систему регистрации на ПЗС-детекторах.

От других IСP-спектрометров его отличает:

  • богатая базовая комплектация при скромной цене;
  • оригинальная конструкция горелки с водным охлаждением. Благодаря этому прибор имеет ряд преимуществ и достигается очень низкий расход аргона (всего 5-6 л/мин — меньше всех в мире!)
  • эргономичное исполнение в виде стола, на который удобно ставить контейнеры с пробами, автосемплер, и любое другое оборудование, например, генератор гидридов, ультразвуковой распылитель, лазерный аблятор и т.д.
Читайте также:  Счетчик меркурий единицы измерения

ЭРИДАН 500 внесен в Госреестр СИ России.

  • Автоматическая оптимизация параметров
  • Инновационное аппаратное обеспечение
  • Качественный анализ любых проб
  • Библиотека-марочник > 1200 марок, расширение без ограничений.

Команда SciAps с более чем 30-ти летним опытом разработки и поддержки портативных РФА представляют свой передовой рентгенофлуоресцентный анализатор со всеми характеристиками и возможностями, востребованными во многих отраслях.

Производитель: SciAps США.

  • Полный анализ химического состава за одно измерение
  • Самый мощный лазер
  • Подготовка поверхности и шлифовка не требуется

Горные породы и руды, минералы, почвы, кварцевые пески, соду, доломиты, калийные удобрения, жильный кварц, огнеупоры и сырье для них, глины, магнезиты, цемент и шлаки, материалы цементного производства-эти и многие другие материалы мгновенно протестует ручной анализатор SciAps Lazer Z — мини лаборатория в ваших руках.

Прибор стандартно откалиброван на 37 элементов, включая все возможные элементы-спутники, кроме редкоземельных (REE). Серия X имеет один из 3 анодов на трубке: Au, Ag или Rh, в зависимости от применения.

Производитель: SciAps США.

  • Удаляемые примеси:
    O2, N2, CxHy, CO2, CO, H2O
  • Чистота на выходе до 99.99%
  • Удаляет частицы вплоть до 1 мкм
  • Возможно исполнение для очистки азота

Малогабаритное устройство для доочистки инертных газов ИНЕРТА 50. Такой прибор сможет помочь вам в следующих случаях:

  • когда приобретаемый газ надлежащей чистоты (по документам), оказывается не очень хорошим, либо периодически проскакивают эксцессы с качеством. В этом случае установка произведёт доочистку газа до уровня спектрально чистого.
  • когда газ нужен ещё более высокой чистоты, чем возможно приобрести в регионе. (например, наиболее распространённый аргон особой чистоты для спектрального анализа по паспорту содержит 0,002% — или 20 ppm – примесей; устройство очистки дочистит его на порядок, снизив количество примесей до 1 ppm и выдав на выходе аргон 99,9999% чистоты).
  • 3 стандартные шкалы измерений
  • 10 дополнительных шкал
  • Двухпороговая трехцветная световая сигнализация для удобства контроля больших партий продукции

Назначение прибора — измерение твердости изделий из металлов по наиболее распространенным в металлообработке, и в частности в машиностроении, шкалам твердости:

Данные шкалы предназначены для измерения твердости изделий из конструкционных сталей, алюминиевых и медных сплавов.

  • Дополнительные шкалы (например для Виккерса (HV), Шора (HSD), пользовательских и т.п.)
  • Высокая светосила
  • Широкий спектральный диапазон
  • Температурная стабильность
  • Качественное изготовление

Спектрограф — это прибор для получения и одновременной регистрации широкой области спектра. В нашем случае речь идёт про оптический спектрограф, который на входе получает свет от плазмы, раскладывает его в спектр и передает его (этот спектр) программному обеспечению в электронном виде для последующей обработки и анализа.

Прибор обладает высокой светосилой, широким спектральным диапазоном и высокой температурной стабильностью.

  • Рутинные и исследовательские задачи
  • Надежная конструкция
  • Широкий диапазон настроек

Генератор LCR-разряда «Спаркс» разработан для применения в искровых эмиссионных спектрометрах.

Во время разработки конструкции генератора особое внимание уделялось обеспечению многолетней надежной работы и стабильности параметров.

Широкий диапазон настроек позволяет изменять характер разряда от искрового до дугового (импульсно-дугового) и подобрать оптимальный режим плазмы для самых разных сплавов, от легкоплавких свинцов до жаропрочных сталей.

  • Масляный пластинчато-роторный
  • Высокая надежность работы
  • Повышенный ресурс
  • Снабжен фильтрами
  • Система защиты от масляных паров

Канадская компании ADVAVAC выпускает свои насосы в Корее. Эти пластинчато-роторные форвакуумные насосы отличает высокая надежность работы при превосходных рабочих характеристиках. Пластинчато-роторный масляный форвакуумный насос «ADVAVAC» снабжен фильтрами, исключающими попадание паров масла как в откачиваемый объем, так и в окружающую среду

Высокое качество изготовления и надежность заложенных конструкторских решений обеспечивают минимальное техническое обслуживание этих насосов, что значительно удешевляет их использование в долгосрочном периоде.

  • Массивное медное основание
  • Верхняя часть разрезная
  • Образец в виде «грибка»
  • Отливка образцов из:
    чугуна, алюминия, бронз, латуней и т.п.

Для элементного анализа состава чугуна методом атомно-эмиссионной спектроскопии необходимо изготовить пробу, в которой нет частичек «свободного» углерода в форме графита.

Массивное медное основание кокиля обеспечивает высокую скорость охлаждения пробы и, как следствие, получение пробы в которой весь углерод находится в виде цементита Fe3C (белый чугун).

Верхняя часть кокиля разрезная. Для закрепления частей формы можно использовать стягивающий обруч (хомут) или струбцину. Фото и чертеж кокиля

Образец в виде «грибка» наиболее удобен для анализа чугуна спектральным методом. За «ножку» удобно держать пробу при заточке на электроточиле и она не мешает при фиксации пробы на приборе, а неотбеленный материал ножки удобно брать для сравнительного анализа другими методами.

Кокиль «Грибок» может быть включен в комплект поставки вместе с прибором, или его можно приобрести отдельно.

Источник