Оптико-эмиссионные спектрометры

Принцип работы оптико-эмиссионных спектрометров

Оптико-эмиссионный искровой спектрометр Искролайн 100 это современный надежный прибор для экспресс-анализа металлов и сплавов.

Одним из наиболее распространенных типов оптико-эмиссионных спектрометров являются спектрометры с искровым возбуждением. Это связано с несколькими преимуществами данного типа аналитического оборудования:

  • Маленький размер и большие возможности – настольный спектрометр может решить 95% задач по анализу металлов и сплавов
  • Простота эксплуатации – не требуются сложные настройки, технически сложное и дорогое обслуживание, требования к помещению минимальны
  • Широкий перечень измеряемых химических элементов – стандартным является определение до 30 элементов в пробе, включая такие важные элементы как углерод, сера и фосфор
  • Широкий диапазон измеряемых концентраций – от 0,0001% до 100,0%
  • Точность – высокая точность измерений – является достаточной для выполнения сертификационного анализа готовой продукции и контроля производства
  • Экспрессность - низкое время анализа – анализ одного образца с тремя параллельными измерениями занимает до 1,5 – 2 минут (одно измерение до 20 секунд)
  • Экономичность – низкая стоимость одного анализа – при анализе расходуются только аргон (около 5-8 литров на анализ) и электроэнергия

Все эти качества позволили искровым оптико-эмиссионным спектрометрам занять лидирующее положение среди других методов и приборов для анализа металлов. Данный тип спектрометров широко применяется

  • в черной и цветной металлургии — экспресс анализ химического состава сплавов во время плавки и сертификационный контроль готовой продукции
  • во вторичной металлургии — сортировка и разбраковка лома черных и цветных металлов, а также экспресс-контроль по ходу плавки, окончательный сертификационный анализ
  • в металлообработке, машиностроении и др. — входной контроль металла, определение и подтверждение марки


Оптико-эмиссионный анализ материалов основан на таких принципах:

  • При возбуждении атомы и ионы каждого элемента излучают индивидуальный неповторимый спектр.
  • Величина интенсивности данного спектра сильно зависит от процента наличия данного элемента в составе анализируемого вещества.

Таким образом, анализируя интенсивность и длину волн определяют элемент и его процентное содержание в анализируемом веществе.

Преимущества и особенности основных модулей спектрометров

Спектрометр ИСКРОЛАЙН 100

Аналитический столик

  • Продувается аргоном только во время анализа – экономия инертного газа
  • Электронный ротаметр – всегда точная настройка потока аргона
  • Индивидуальные настройки потока и длительности продувки для каждой программы – универсальность и узкая спецификация одновременно
  • Оптимизированная геометрия аналитической камеры – продукты горения проб удаляются потоком аргона – упрощение обслуживания, реже нужно выполнять чистку столика
  • Открытая конфигурация – возможность анализировать негабаритные пробы – от проволоки до больших проб весом до 5 кг, длинных, высоких проб
  • Оптимальное размещение входной линзы – в среднем, обслуживание необходимо выполнять раз в 6 месяцев!
  • Чистка линзы выполняется без доступа в оптическую камеру – отсутствует возможность повреждения и загрязнения оптики

Оптическая камера

  • Оптическая поликристаллическая основа – высокая стабильность при колебаниях температуры – высокая стабильность и воспроизводимость измерений
  • Голографическая дифракционная решетка и оптическая схема Пашена-Рунге позволяют добиться практически максимально возможных показателей спектрального разрешения для данного типа приборов – непревзойденная чувствительность при анализе микропримесей, уменьшение межэлементных влияний
  • Вакуумирование оптической камеры с помощью масляного форвакуумного насоса обеспечивающего остаточное давление менее 0,1 мБар – высокая чувствительность ультрафиолетовых линий фосфора, серы и углерода от 0,0001%
  • В приборах устанавливаются высококачественные современные насосы, с маслоотделительными фильтрами высокого класса очистки и повышенной емкости – экстремально низкие затраты на обслуживание – до 150 грн/год
  • Установлен обратный клапан, исключающими попадание паров масла в откачиваемый объем, а также препятствующий попаданию масла в оптику при аварийной остановке насоса (отсутствие напряжения в питающей сети) – высокая надежность вакуумной системы

Система регистрации на линейных CCD

  • Современная система регистрации на основе высокочувствительных быстрых CCD Toshiba с расширенным диапазоном для ультрафиолетовой области
  • Линейные детекторы регистрируют весь спектр анализируемого образца – возможность выбора из более 2000 аналитических линий, одновременный анализ до 31 элемента
  • Система регистрации не требовательна к качеству стабилизации подаваемого напряжения – высокая надежность и стабильность показаний
  • CCD рассчитаны на работу в жестких условиях (рядом с источниками сильных электромагнитных излучений и в вакууме) – отсутствие помех и «зависаний» электроники
  • Быстрый интерфейс USB 2.0 – скорость передачи зарегистрированного спектра в ПК менее 0,1 секунды

Система управления и программное обеспечение (ПО)

  • Электронное управление всеми системами спектрометра – генератором, системой регистрации, аргоновой и вакуумной системами – требуется минимальное вмешательство оператора, высокая стабильность работы
  • ПО обеспечивает два режима работы оператора:
    • «лаборант»: доступ обеспечивающий анализ и сохранение результатов
    • «инженер»: полный доступ ко всем функциям программного обеспечения
  • Проводит автоматическую идентификацию по маркам сплавов – крайне полезная функция при сортировке и входном контроле материалов
  • Позволяет сравнивать полученные результаты с целевой маркой – помогает при ведении плавки и расчете шихты
  • Обеспечивает ведение журнала измерений и создание отчетов о результатах измерений – нет необходимости вести «бумажный журнал» результатов анализов – вся база хранится в компьютере

Пример главного экрана программы:

Спектрометр ИСКРОЛАЙН 100

Данные результаты получены при анализе пробы углеродистой стали.

Время анализа 18 секунд (5 с продувка аргоном + 8 с предварительный обжиг + 5 с измерение).