Атомдық эмиссиялық спектрометрлер туралы сөз болғанда, көпшілік бірден ICP-AES немесе Spark тікелей оқитын спектрометрлерін еске алады. Доғалық эмиссиялық спектрометрлерді аз адам айтады. Дегенмен, атомдық эмиссиялық спектрометрлер отбасының тәжірибелі мүшесі ретінде бұл технология соңғы онжылдықтарда геологиялық барлау, түсті металдар және материалтану сияқты салалардағы бейорганикалық элементтердің сапалық және сандық талдауына айтарлықтай үлес қосты.
Бүгінгі күні де, жоғары сапалы құралдар кеңінен қолжетімді болғандықтан, оның артықшылықтары, мысалы, ұнтақ үлгілерін тікелей талдау және жоғары сезімталдық, оны геологиялық салада күміс, бор және қалайы анықтаудың белгіленген әдісі ретінде сақтап қалды. Ол геологиялық зертханаларда таптырмас құрал болып қала береді және вольфрам, молибден, ниобий және тантал сияқты жоғары тазалықтағы металдардағы қоспа элементтерін, сондай-ақ олардың оксидтерін анықтаудың стандартты ұсынылған әдісі болып табылады.
Классикалық спектрографтың үлкейіп келе жатқаны
Алдымен, доғалық эмиссиялық спектрометрияның «ардагерлерімен» танысайық. Алғашқы доғалық атомдық спектрометрлер эмиссиялық спектрлерді түсіру үшін фотопластиналарды пайдаланды және спектрографтар деп аталды. Бұл оқиға 1969 жылы Beijing Beifen Ruili Analytical Instruments (Group) Co., Ltd. компаниясының ізашары — Beijing No.2 оптикалық аспаптар зауыты — бір метрлік жазық торлы спектрографты сәтті жасап шығарған кезде басталды. Бұл модель бүгінгі таңда көптеген зертханаларда кең таралған көрініс болып қала береді.
Бір метрлік спектрограф
Бұл құрал мұқият «қараңғы бөлме шебері» сияқты еді. Басқару қиын болғанымен (фотографиялық өңдеу қадамдарын қажет етеді), оның ерекше сезімталдығы доғалық спектрлік талдаудың негізін қалады және сол кезде алмастырылмайтын болды. Сіз сондай-ақ үлкенірек модельдерді - үлкен жасыл «ұшқышы» бар екі метрлік торлы спектрографтарды көрген боларсыз.
екі метрлік торлы спектрографтар
Екі метрлік фокустық қашықтықтағы «үлкен ұңғы» қаншалықты әсерлі? Енді төмендегі алыпқа қараңыз. Оның фокустық қашықтық 3,4 метр деп айтылады, бұл әдеттегі зертханаға жарамайды, сонымен қатар ол үлкен қоздырғыш жарық көзімен жабдықталған.
3,4 метрлік торлы спектрограф
3,4 метрлік торлы спектрограф қоздыру жарық көзі
Күрделі деректерді жинау процесі
Спектрографтан деректер алу өте қиын және күрделі жұмыс болды: үлгіні дайындағаннан кейін спектрограф жасалды. Аяқталғаннан кейін, фотопластинка ұстағышын алып тастап, қараңғы бөлмеге апару керек болды. Күңгірт қызыл жарық астында пластинаны өңдеу, бекіту және жуу жүргізілді - бұл процесс ақ-қара фотосуреттерді өңдеумен бірдей болды.
Мұқият өңделген пластина шамадан тыс жарықтандыру салдарынан толығымен қара түске боялуы мүмкін, бұл алдыңғы жұмыстардың барлығын пайдасыз етеді. Немесе, әзірлеушімен немесе жөндеушімен байланысты мәселелерге байланысты пластина тым қараңғы немесе тым ашық болуы мүмкін, бұл қайта іске қосуға мәжбүр етеді.
Қараңғы бөлме
Эмиссиялық спектрлік сызықтардың көптігіне байланысты оларды жоғары үлкейту арқылы зерттеу, әрбір нысана элементі үшін аналитикалық сызықтарды бір-бірлеп таңдау қажет болды. Сандық талдау олардың тығыздығын денситометр көмегімен өлшеуді талап етті. Тіпті тәжірибелі аналитиктер үшін де бұл оңай міндет емес еді; жаңадан бастаушылар үшін бұл қорқынышты түс сияқты болды. Сызықтарға қараудан көздер шаршады, бірақ тек бірнеше аналитикалық сызықтар ғана анықталды.
Кескін сенсорлары фотопластиналарды ауыстырады
Технологиялық жетістіктермен кескін сенсоры технологиясы жетіліп, салаларда қолданыла бастады. Сандық камералар пленкалы камераларды ауыстырғандай, кескін сенсорлары дәстүрлі фотопластиналарды ауыстыру арқылы доғалық сәулелену спектрометриясында төңкеріс жасады. Фотоэлектрлік эффектіні қолдана отырып, бұл сенсорлар оптикалық сигналдарды электрлік сигналдарға айналдырады, сайып келгенде оларды компьютерлік бағдарламалық жасақтамада тікелей көрсету үшін сандық түрге келтіреді - дәстүрлі спектрографтардың деректерді алу процесін жеңілдетеді.
Нағыз бетбұрыс 2011 және 2014 жылдар аралығында болды.BFRLAES-7000 сериясын іске қосты — бұл доғалық көздің спектрлік талдауын фотокөбейткіш түтіктермен (PMT) біріктіріп, «тікелей оқуға» қол жеткізген түбегейлі инновация. Пайдаланушылар ақыры пластиналарды өңдеу және тығыздықты өлшеу сияқты еңбекті көп қажет ететін қадамдардан босатылды, бұл тиімділікті айтарлықтай арттырды және бұл технологияны геология мен металлургияда енгізуді жеделдетті.
AES-7000 сериясы жылдам болғанымен, оның шектеулері болды — оның спектрлік сызықтары бекітілген. 2017 жылыBFRLКелесі буын доғалық эмиссиялық спектрометрі AES-8000 ресми түрде іске қосылуымен тағы бір секіріс жасады. Бұл құрал сигналды анықтау үшін жоғары өнімді CMOS сенсорын қолдана отырып, дәстүрлі бір метрлік торлы спектрографтардың – айнымалы ток/тұрақты ток (AC/DC) доғалық қоздыруының, үш линзалы жарықтандыру жүйесінің және классикалық Эберт-Фасси оптикалық жолының – күшті жақтарын мұра етті. Толығымен қайта жасалған, ол «бар екенін білуден» «бәрін көруге» секіріс жасады. Басқаруы қарапайым, жылдам және ыңғайлы AES-8000 спектрограф пайдаланушыларының қиындықтарын тікелей шешті және доғалық эмиссиялық спектрометрлердің жаңа буынындағы негізгі өнімге тез айналды.
✔ Өнімділіктегі жетістік: «Эберт-Фасси оптикалық жүйесі + CMOS детекторы» тіркесімін енгізу. CMOS сезімталдығы кәдімгі CCD-лерге қарағанда бірнеше есе жоғары және патенттелген оптикамен бірге фондық кедергілер азайтылған.
✔ Негізгі инновация: Шынайы толық спектрлі талдау. Ол геологиялық үлгілердегі күміс, қалайы және бор сияқты элементтерді дәл өлшеу салалық міндетін шешіп қана қоймай, сонымен қатар ұлттық стандарттардың дәлдік талаптарына сай келді.
✔ Ақылды тәжірибе: Электродтарды автоматты түрде туралау, қауіпсіздік құлыптары, бағдарламалық жасақтаманың фондық түзетуі — бұл ақылды мүмкіндіктер құралды тек дәл ғана емес, сонымен қатар «пайдаланушыға ыңғайлы» және қауіпсіз етеді.
AES-8000 айнымалы/тұрақты ток доғалық эмиссиялық спектрометрі
Ескі және AES-8000 арасындағы салыстыру
| Дәстүрлі спектрограф | AES-8000 |
| Ауыр операция (спектрографияны, пластиналарды өңдеуді, спектрді оқуды, тығыздықты өлшеуді және т.б. қажет етеді) | Қарапайым жұмыс; тікелей үлгі сынақ нәтижелері |
| Реагент шығыны (әзірлеуші мен бекітуші көп мөлшерде химиялық заттармен дайындауды қажет етеді) | Химиялық реагенттер қажет емес |
| Фотопластинкалар шығын материалдары болып табылады – қымбат және сапасы жағынан сәйкес келмейді | Анықтау жүйесінде шығын материалдары жоқ; бейнелеу сапасы тұрақты |
| Кәдімгі электрод қысқыштары — ыстыққа төзімділігі төмен және зақымдалуға бейім | Сумен салқындатылатын электрод қысқыштары - ұзақ қызмет ету мерзімі |
| Электрод саңылауын қолмен реттеу — адам қателігіне жоғары сезімталдық | Электродты автоматты түрде туралау - жоғары дәлдік, жақсы қайталанымдылық, адами қателіктерді болдырмайды |
| Аналитиктік дағдыларға жоғары талаптар - спектрді анықтау, оқу және фотометрия саласында тәжірибе қажет | Бағдарламалық қамтамасыз ету жұмыс орны басқарылады - қызметкерлерге қойылатын талаптар аз, үйрену оңай |
| Қатты үлгі қоздыру шуы | Жаңа буын қоздыру көзі - тыныш жұмыс |
| Қарапайым құрылым — қауіпсіздігі нашар | Бірнеше қауіпсіздік шаралары: жұмыс камерасының қауіпсіздік құлыптары, айналымдағы суды автоматты түрде бақылау, электромагниттік сәулеленуден кәсіби қорғаныс әйнегі және т.б. |
Классикалықтан инновациялыққа, содан кейін тағы да классикаға айналу. Доғалық эмиссиялық спектрометрлерді әзірлеуде Beijing Beifen-Ruili Analytical Instruments (Group) Co., Ltd. компаниясының күш-жігері өнім итерацияларымен көрсетілгендей, «технологиялық реленің» айқын жолын көрсетеді. Үздіксіз өзін-өзі жетілдіру арқылы компания интеллектуалды технология дәуіріндегі «ежелгі» аналитикалық техниканы жандандырды.
Жарияланған уақыты: 2026 жылғы 28 мамыр