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XRF便攜手持光譜儀怎樣選擇?

發(fā)布時(shí)間:2019-10-08 09:15:00         點(diǎn)擊:5498

       能測(cè)RoHS指令的儀器很多,而且這些儀器無論是國(guó)產(chǎn)的還是進(jìn)口的,都是屬貴重儀器。如何選擇不光是費(fèi)用問題,更主要的使用問題。

       對(duì)六種有害物質(zhì)總量的定量檢測(cè):

       一、 按日本商會(huì)歐盟分部的依照RoHS指令的檢測(cè)方法。 該方法建議對(duì)來料先便攜式(手持式)ROHS檢測(cè)儀檢測(cè),能通過的就算合格,遇到不合格的就算不合格品。對(duì)灰色區(qū)域的,需要最終判斷,要用臺(tái)式儀器。對(duì)于不同材料,使用的臺(tái)式儀器各不相同。 

        二、 臺(tái)式X射線熒光光譜儀的選擇。 早期的臺(tái)式熒光光譜儀使用液氮(LN)致冷探測(cè)器SiLiLN,每次使用要消耗液氮,也不方便。電致冷硅漂探測(cè)器SiPIN出現(xiàn)后,就成為側(cè)RoHS光譜儀探測(cè)器的主流。液氮致冷靈敏度較容易達(dá)到要求,成本比電致冷的稍微低點(diǎn),所以現(xiàn)在個(gè)別品牌還有液氮的。但現(xiàn)有的電致型都能達(dá)到RoHS要求,且有的品牌用SiLiPCD電致冷探測(cè)器幾乎達(dá)到的ppb級(jí)水平。實(shí)際上,在有RoHS之前早就有X射線熒光光譜儀,測(cè)RoHS的要求相對(duì)來說要求并不太高,所以就派上用場(chǎng)了。 以上兩種探測(cè)器對(duì)測(cè)輕元素的靈敏度都不理想(所以美國(guó)NITON便攜式熒光光譜儀不能測(cè)鋁等輕元素)。出現(xiàn)了SDD電致冷探測(cè)器,提高了對(duì)輕金屬元素的靈敏度,還能測(cè)硅等非金屬元素,但價(jià)格相對(duì)來說又貴了許多。

 X射線熒光光譜儀的種類。

X射線熒光光譜儀有多種,以能量色散和波長(zhǎng)色散為主。 

       1. 能量色散熒光光譜儀 

        能量色散型儀器最大的優(yōu)點(diǎn)是不破壞被測(cè)的材料或產(chǎn)品,也不需要專業(yè)人員操作,缺點(diǎn)是對(duì)鉻和溴是總量測(cè)定(一般不影響使用,因?yàn)楹芏嗲闆r可以判定,如測(cè)鉻總量超標(biāo),??芍遣皇橇鶅r(jià)鉻超標(biāo),特別是溴,如被作為阻燃劑加入,不管是那種溴,總量超標(biāo)就不合格)。 進(jìn)口或國(guó)產(chǎn)的各種能量色散熒光光譜儀技術(shù)水平雖有差別,但已夠應(yīng)對(duì)RoHS檢測(cè),用戶應(yīng)根據(jù)自己的能力來選購(gòu)國(guó)產(chǎn)或進(jìn)口的。

        2.波長(zhǎng)色散熒光光譜儀。 

         此種儀器的靈敏度比能量色散的高一個(gè)數(shù)量級(jí),也就是說,所測(cè)的數(shù)據(jù)并不存在灰色地域,不存在測(cè)定后還需拿到檢測(cè)機(jī)構(gòu)復(fù)檢。但儀器的價(jià)格比能量色散的貴很多,特別是進(jìn)口的都在百萬元以上,所以沒有外國(guó)公司建議用。儀器操作和能量色散一樣,不需要專業(yè)人員。 波長(zhǎng)型最大優(yōu)點(diǎn)是用在原材料廠上,其測(cè)定的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,給生產(chǎn)廠以確信的合格材料。 缺點(diǎn)是,波長(zhǎng)法需將被測(cè)材料粉碎壓制成樣本后測(cè)才準(zhǔn)確。所以,用在材料廠最適合。如不制成樣本(非破壞),會(huì)因材料表面形狀不同而產(chǎn)生不同誤差。

         3.能量色散和波長(zhǎng)色散原理上的區(qū)別:

         能量色散法是將X射線激發(fā)被測(cè)所有元素的熒光簡(jiǎn)單過濾后,全部進(jìn)到檢測(cè)器中,利用儀器和軟件來分出其中的光譜。如測(cè)的為元素周期表中相鄰的兩個(gè)元素,會(huì)因光譜重疊而產(chǎn)生測(cè)量誤差。硬件決定了之后,儀器水平的高低,往往就在這里。 波長(zhǎng)法是因其激發(fā)出的熒光足夠強(qiáng),進(jìn)到儀器中用來分析的光譜是單一元素(過濾了不需測(cè)的元素),不含其它元素的光譜,所以測(cè)量數(shù)據(jù)很準(zhǔn)確。

        四、 關(guān)于等離子體發(fā)射光譜儀ICP(有AES或稱OES火花型和質(zhì)譜MS型兩類,后者精度 更高)。

         現(xiàn)為什么許多外國(guó)ICP被介紹到中國(guó)來。兩個(gè)原因:一是外國(guó)的波長(zhǎng)熒光光譜儀價(jià)格高昂,二是我國(guó)許多環(huán)保部門、生物、制藥和檢測(cè)部門甚至高等院校有這方面的儀器。于是乎,外國(guó)企業(yè)宣傳有那么多的中國(guó)企業(yè)、事業(yè)單位等有這方面的設(shè)備。要說明的是,這類儀器原本就不是用來測(cè)RoHS,用它來測(cè)RoHS可以說是大材小用。ICP的靈敏度為ppb,即十億分之一,而RoHS要求為100-1000ppm(即萬分之一到千分之一)。當(dāng)X射線熒光光譜儀的精確度(ppm級(jí))和ICP相差無幾時(shí),ICP還在那兒測(cè)(顯示)ppb級(jí)數(shù)據(jù),可以說是沒意義的。日本商會(huì)歐盟分部的依照RoHS指令的檢測(cè)方法也沒提及ICP。

         如果說ICP有用的話,就是臺(tái)式光譜儀測(cè)到灰色地域,按外國(guó)的機(jī)構(gòu)或企業(yè)就要求用ICP精確測(cè)定。但要注意以下兩點(diǎn):

        首先,是原材料生產(chǎn)廠家還是使用材料廠家(制成品廠家)。若是前者,如果生產(chǎn)過程常出現(xiàn)生產(chǎn)出來的材料在灰色地域,建議買臺(tái)國(guó)產(chǎn)波長(zhǎng)法X射線熒光光譜儀,免得老要送到有認(rèn)證的第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)去用ICP檢測(cè),而要花大量檢測(cè)費(fèi)用。如原材料廠買ICP設(shè)備,不但是買設(shè)備的費(fèi)用昂貴,而且以后的補(bǔ)充和維護(hù)需要一筆可觀的開支。如果不是常發(fā)生灰色地域測(cè)量結(jié)果,應(yīng)加強(qiáng)生產(chǎn)過程管理,消除產(chǎn)生出現(xiàn)測(cè)量灰色地域的結(jié)果,就完全不必考慮買ICP。特別是小企業(yè),有時(shí)生產(chǎn)出的原材料并不多,拿去給第三方用ICP檢測(cè)的費(fèi)用還可能高于當(dāng)批材料的價(jià)值。 

        第二,如是使用原材料廠家(制成品廠家),基本不用買ICP設(shè)備(大型有研發(fā)能力的企業(yè)除外)。這里,如是收到原材料廠送來的原材料測(cè)量得出是灰色地域數(shù)據(jù),退貨處理(當(dāng)然,要先與原材料廠簽這方面的合同);如是自己生產(chǎn)過程中污染造成,就要找出原因(是工廠灰塵還是什么原因)。 

        熒光光譜儀的能量色散法使用得當(dāng),就可以完成任務(wù)。特別是波長(zhǎng)法,也就因?yàn)檫@樣,國(guó)家質(zhì)檢總局和認(rèn)監(jiān)委把波長(zhǎng)法列為測(cè)RoHS的方法之一(但還不能將此法推向我國(guó)眾多中小企業(yè),因價(jià)格比能量型貴很多,而且是破壞法測(cè)試)。至于ICP,重要的是:國(guó)家國(guó)家質(zhì)檢總局和認(rèn)監(jiān)委沒把ICP列為測(cè)RoHS的方法!ICP測(cè)試也屬破壞法,其測(cè)量時(shí)雖然很快,但其準(zhǔn)備過程很長(zhǎng),整個(gè)是在實(shí)驗(yàn)室中才能完成,需要懂化學(xué)的專業(yè)技術(shù)人員操作,另外,購(gòu)置用來作對(duì)比測(cè)試的標(biāo)樣如用不完,時(shí)間長(zhǎng)了還不能再用。所以,不要輕易購(gòu)買ICP來用到測(cè)RoHS上。對(duì)于原材生產(chǎn)廠家,要準(zhǔn)確,就用國(guó)產(chǎn)波長(zhǎng)法的就可,價(jià)格也便宜一半以上,也不需建實(shí)驗(yàn)室。 

        大型企業(yè)做研究需買ICP。大企業(yè)可能要開發(fā)新產(chǎn)品、使用新材料,需用ICP。日本索尼(SONY)公司內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)比歐盟的高很多,如是為其生產(chǎn)原材料或加工產(chǎn)品,也得用ICP。中小企業(yè)并不需ICP,特別是小企業(yè),根本無能力添置ICP。

        可以說只有有實(shí)力的企業(yè)才使用ICP,但不完全是為了測(cè)RoHS,而是相當(dāng)大的程度上是為了研發(fā)新產(chǎn)品或新材料。 

        在這里再說一下,日本商會(huì)歐盟分部的指導(dǎo)方法和我國(guó)的六項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)基本相同,而IEC(國(guó)際電工委員會(huì))在我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)后也跟著出了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),比較細(xì)分且用的儀器設(shè)備從高昂列起到一般的,并沒有指定一定是ICP測(cè)的才接受,不要誤以為儀器設(shè)備越貴越好。實(shí)際上,只要夠檢測(cè)極限、精度夠就可以了,RoHS的要求是ppm(百萬分之一)級(jí),添置可測(cè)ppb(十億分之一)級(jí),對(duì)中小企業(yè)是沒必要的。

 

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