Лазерный анализатор металлов — принцип действия прибора основан на методе лазерной-искровой эмиссионной спектрометрии (ЛИЭС, по-английски LIBS) – это метод анализа, который уже много лет используется в лабораториях. Последние технологические достижения позволили создать портативную версию лазерного анализатора, которые используются для быстрой сортировки сплавов на складах металлолома, идентификации сплавов и анализа для различных областей применения в металлургии.
Как же работает лазерный анализатор металлов?
При работе лазерного анализатора на образец попадает сфокусированный импульсный лазер, удаляя очень небольшое количество материала с поверхности.
Во время обычного измерения, занимающего одну секунду, на образец попадает тысячи импульсов. Материал нагревается до 10 000 градусов по Цельсию и выше. Температура на столько высока, что атомы распадаются и образуют плазму. Несмотря на высокую температуру, образец не нагревается во время анализа, поэтому его безопасно держать в руке во время измерения.
Что происходит внутри атомов?
Когда высокомощный импульс лазера попадает на образец, во внешних оболочках атома выбрасываются электроны. Поскольку электроны во внешних оболочках заслонены электронами внутренней оболочки, они не сильно притягиваются ядром. Это значит, что требуется меньше энергии, чтобы выбросить электроны с внешних оболочек. Выброшенные электроны создают вакантное место, что делает атом нестабильным. Когда импульс прекращается, плазма начинает остывать, и вакантное место заполняется электронами, спускающимися с внешних оболочек. Избыточная энергия, выделяемая при движении электронов между двумя энергетическими уровнями или оболочками, излучается в виде специфического для элемента света. В типичном образце металла, содержащем железо, марганец, хром, никель, ванадий и так далее, каждый элемент излучает множество длин волн, из-за чего в спектре содержится до нескольких тысяч пиков. Длины волны света собираются с помощью волокно-оптического кабеля и затем обрабатываются спектрометром. Каждый элемент связан со специфическим пиком спектра. Спектры ЛИЭС (LIBS) довольно сложны и могут иметь сотни или даже тысячи линий в каждом элементе. Концентрация элемента вычисляется по пиковой интенсивности спектра. Затем продвинутый алгоритм определяет тип образца и рассчитывает концентрации.
Почему специалисты выбирают портативный лазерные анализаторы металлов? Это один из самых быстрых видов анализа, доступных в настоящее время для идентификации и анализа металлических сплавов. Требуется всего лишь одна секунда для измерения практически любых сплавов, в том числе и алюминиевых. Это в 20 раз быстрее, чем у портативных ренгенофлуоресцентных спеткростров . Лазерный анализатор металлов отличается устойчивостью, поэтому что его детектор защищен стеклом сапфира, одного из самых твердых материалов, существующих на данный момент. Поэтому Вы можете надежно замерять заостренные предметы, в том числе и металлическую стружку. Он так же очень прост в использовании. Просто наведите, нажмите кнопку, и прочитайте результаты на экране. Метод ЛИЭС (LIBS) является практически неразрушающим.
После ЛИЭС (LIBS) анализа остается только крошечное пятно, настолько маленькое, что его трудно увидеть невооруженным глазом.
С точки зрения регулирования и лицензирования от пользователя требуется гораздо меньше, чем, скажем, для РФА. Как правило, Вам не понадобится ни дорогостоящие лицензии, ни отнимающие время учебные занятия. Однако важно уточнить особенности Вашего местного законодательства, такие как, например, использование защитных очков. Мы настоятельно рекомендуем использовать защитные очки при работе с лазерным анализатором металлов.
Лазерный анализатор металлов – это превосходный инструмент для идентификации сплава, который также может предоставить хороший химический анализ, когда это необходимо.
Читайте также: Стиральная машина это цветной металл
На данном сайте вы можете более подробно ознакомиться с популярными моделями портативных лазерных анализаторов металлов от компании HITACHI
РЕКЛАМА
forklifts.big-center.ru
Вилочные погрузчики HELI и TMG! Лизинг 8% В наличии! Жми
Лизинг и кредит • Запчасти
Узнать больше
РЕКЛАМА
webinars.bitrix24.events
«Маркетинг без бюджета» Игорь Манн. Онлайн-марафон
Опыт топовых экспертов
Узнать больше
РЕКЛАМА
pvp-snk.ru
Анализатор металлов РФА и Лазер
Узнать больше
Портативный лазерный анализатор металлов VULCAN
Портативный лазерный анализатор металлов VULCAN SMART
Источник
Портативный анализатор металлов и сплавов, что это за прибор и где применяется
Провести анализ металла — такая задача возникает у целого ряда служб контроля и приемки, правоохранительных органов, в пунктах приема металлолома, таможенного оформления и т.д.
Еще некоторое время назад для выполнения данной процедуры необходимо было обращаться в соответствующим образом оснащенные лаборатории. Однако сегодня можно решить поставленные задачи непосредственно на месте стройки или производственной площадки, используя портативный анализатор металлов и сплавов.
Принцип действия и виды
Портативный анализатор химического состава металлов может иметь самую разнообразную конструкцию. К примеру, выполняться в формате прибора, предназначенного для установки на рабочем месте и подключаемому к сети 220В, источникам инертного газа, вспомогательному оборудованию.
Анализаторы выпускаются в формате походной лаборатории, подразумевающей проведение исследования в спокойных условиях. Есть и модели, выполненные в виде компактных ручных приборов, позволяющие определить тип металла и составы сплавов буквально на ходу, за считанные секунды.
Несмотря на разнообразие форм и предлагаемого функционала, каждый прибор для исследования работает на одном из ряда принципов, которые показали свою результативность и точность.
Оптико-эмиссионные
Анализатор металлов и сплавов оптико-эмиссионного класса работает на механике исследования излучения из области, заполненной частицами испаренного образца.
Кратко схему работы можно описать так:
на исследуемый объект или его часть производится высокотемпературное воздействие;
небольшая масса металла испаряется;
излучение, испускаемое разнообразными компонентами сплава, регистрируется чувствительным сенсором прибора;
данные обрабатываются, химический состав образца по стандартизированным полосам излучения — выводится на дисплей.
Работать с прибором достаточно просто, в розничной продаже есть модели крайне малого размера для проведения анализа в походных условиях. Чтобы минимизировать влияние окружающей среды на результаты исследования — воздействие на образец производится в камере, заполненной аргоном.
По механике воздействия оптико-эмиссионные анализаторы металлов делятся на искровые и дуговые. В первых — не требуется мощного источника питания, воздействие на образец резкое и быстрое. В свою очередь, воздействие электрической дуги позволяет работать с тугоплавкими сплавами для точного определения их состава.
Для увеличения точности исследования, анализатор состава металла оптико-эмиссионного класса может комплектоваться различными насадками. Также предусматриваются стандартные параметры для ферритовых, инструментальных, титановых, содержащих никель, кобальт сплавов и многих других соединений.
Рентгенофлуоресцентные
Рентгенофлуоресцентный класс приборов — это хорошо знакомые всем портативные установки, которые называют спектральный анализатор металлов. В данных устройствах не используются радиоактивные изотопы. Излучение образуется при электроразряде в заполненной специальной смесью газов трубке.
Спектральный анализ на современных приборах отличается большой точностью. Портативные устройства способны практически мгновенно определить до 45 разных химических элементов.
Схема работы при этом проста:
на образец воздействуют излучением определенной частоты;
различные химические элементы при совпадении резонансных характеристик излучают высокоактивные фотоны;
ответное излучение фиксируется, что позволяет вынести вердикт о наличии того или иного металла в сплаве.
Прибор в ходе теста меняет излучение, одновременно фиксируя результаты. Таким образом, можно получить данные о содержании в тестовом объекте до 45 элементов. Металл для исследования может быть любой, включая порошки, пыль, шлаки, крупные фракции, стружку и так далее.
Использование четко управляемого процесса получения рентгеновского излучения позволяет полностью обезопасить оператора, а также проводить оперативные анализы в фиксированных режимах.
Читайте также: Как уменьшается радиус атомов металлов
сравнением с нормализованной таблицей значений при определении результатов производства (марки стали);
определении соответствия исследуемого образца тестовому;
тестирования по принципу да-нет для поиска конкретного химического элемента.
Несмотря на то, что у походных рентгенофлуоресцентных приборов есть некоторые недостатки, они завоевали большую популярность вследствие простоты работы и точности получаемых результатов.
Лазерный
Лазерный анализатор состава сплава металлов очень удобен из-за скорости проведения исследования. Однако для его применения необходимо соблюсти ряд условий. В частности, очистить поверхность или образец для тестирования.
Механика исследования выглядит так:
поверхность образца нагревается инфракрасным лазером;
химические элементы начинают излучать волны с разной длиной;
чувствительный сенсор определяет характер ответного излучения и на его основе делается вывод о химическом составе сплава.
Данный метод исследования не отличается максимальной точностью. Однако скорость, с которой может проводиться тестирование, позволяет проверить несколько точек крупного образца.
Это может быть металлоконструкция или заготовка. Лазерный анализатор металлов позволит достаточно точно судить о химическом составе материала по результатам теста в нескольких ключевых местах.
Рентгеновские
Хим анализатор металлов, использующий рентгеновское излучение — обладает высокой точностью, но требует определенного оснащения рабочего места. В установке всегда используется колба с радиоизотопным материалом. Поэтому для безопасности персонала наличие свинцовых листов защиты, выделение отдельного помещения — крайне необходимо, что всегда фиксируется в инструкциях по технике безопасности предприятий.
Схема работы рентгеновского анализатора проста. Объект подвергается массированному облучению в широкой полосе частот рентгеновского спектра. В ответ химические элементы излучают фотоны. После улавливания такого вторичного фона проводится анализ и на основании интенсивности потока в тех или других длинах волн — делается вывод о составе образца.
Рентгеновские анализаторы удобны при использовании в стационарных условиях. В частности, установленные в пунктах приемки металлолома — позволяют исследовать весьма крупные образцы материала для четкого определения класса стали.
Области применения портативного анализатора металловлазерный анализатор
Из описанного выше можно сделать выводы о том, где могут применяться портативные анализаторы разных типов.
Краткий список можно сформулировать так:
ювелирные мастерские, лаборатории заводов, применяющих драгметаллы в производственном цикле;
металлургические комбинаты, для контроля марок выпускаемой стали и сертификации продукции;
в горнодобывающей промышленности для анализа породы, почвы и руд;
при создании металлоконструкций, в том числе — при контроле сварных швов;
в учреждениях и компаниях, занятых приемом вторичного сырья, в том числе — скупкой изделий из драгметаллов;
в пунктах приема и сортировки металлического лома.
Пригодится портативный прибор и работникам правоохранительных органов, в частности, при определении контрафакта, подделок, ценности изъятых вещей.