1、GP100真空直讀光譜儀    GP-100真空直讀光譜儀 研發(fā)與技術創(chuàng)新 (勞志衡朱鵬鳴 四川旌科儀器制造有限公司618003) 聯(lián)系人:朱鵬鳴 手機郵 編:618003 地 址:四川省德陽市東河樂安科技園 E-mail:cnsid 目 錄 一, 概述 1 二, 技術性能指標 2 1.技術指標 2 2.安全性能指標 3 3.計量性能指標 3 4.幾何尺寸,系統(tǒng)重量 5 5.01-1.2 .001-1.0 Cu .001-.5 .01-6.00 .001-20.0.003-.30 .01-4.0 Fe .005-2.0 .001

2、-3.0 .005-.10 .01-.10 Li .0001-.10 Mg .001-.1 .001-.1 .0005-10.0.0005-10.0 .01-.25 Mn .01-20.0 .01-20.0 .01-3.0 .001-2.5 .001-.05 Mo .01-2.00 .01-12.0 Na .0005-.05 Nb .01-1.0 .01-1.0 Ni .01-25.00 .01-35.0 .005-25.0.001-5.0 .0001-.50 .001-.05 P .005-1.0 .001-.5 .0005-1.0 Pb .005-.1 .005-.3 .001-12.0.

3、001-1.0 .001-.01 S .005-.3 .005-.3 .0005-.30 .005-.10 Sb .005-.1 .001-1.5 .001-15.0 Sc .005-.01 5Si 1.0-4.0 .01-5.0 .005-3.0 .001-20.0 .01-.10 Sn .005-2.0 .005-.3 .001-20.0.001-2.0 .001-20.0 .001-.01 Sr .001-.10 .001-2.0 Ta Te .001-1.0 .002-.50 Ti .01-.5 .01-3.0 .001-2.0 Th V .01-1.5 .01-3.0 .001-.1

4、0 W .05-25.0 Zn .005-41.0.001-10.0.0005-.10 Zr .01-1.0 .001-1.0 附注: (1)當下列合金中的元素分析范圍很寬時,需要設置兩個分析通道: 鋼 鐵Cr,Ni,Mo,Co,Mn 銅合金Al,Ni,Sn,Zn 鋁合金Cu,Mg,Si,Zn (2)未列元素或超出上述分析范圍的元素協(xié)商解決. 3.2分析時間 一般在20秒以內,視樣品類型而定. 3.3波長示值誤差 ±10m 3.4波長重復性 ±10m 3.5暗電流 &P&': E 9 ¨qM42f$K¨. r5à% 5&

5、#224;+& 8 í+1uF''+U(=Bü: ! & & 5 X P _& & +C6 ,X+& 8 ü+UK¨0S ¨ü+UK¨64 ,X+1uF'¨ü+1uF'¨! '> & +/ 1uF'6 ¨6 6 +C,X+ +& 8 0S ¨+_ ; L!¨+# zL!"¨$d,X BüE + +<M6AE

6、4;,X *ó1uF'¨ 5à*ó ,X& & +U ! )!+& 8 ,¨X4z0.2! 2GürL d ¨ *ó 0S¨·!80*ü,XM6/JAE 2 B,X Bü U+$d n¨.B-$d 6 ,XP z0n ¨-A 2 d4§p .B,XOj U5 ¨3,¨AB Oj U ,XGKT 5GBD 110VAC PFN IGN IGN 交流輸入 觸發(fā) 110VAC/6A PWBD DBD

7、220VAC/3A K1 K4 K1 K4 K1 T1 T1 K3 輔助間隙 SCBD 5mm 分析間隙 4mm 定時信號 3.2真空分光系統(tǒng) 分光系統(tǒng)是直讀光譜儀的關鍵部件和關鍵技術.由光源激發(fā)樣品產生的原子光譜,通過發(fā)射進入分光系統(tǒng)進行分光(色散),然后進入檢測系統(tǒng)進行檢測. 11真空型直讀光譜儀,是將分光系統(tǒng)置于特制的真空室內,在真空條件下進行分光(色散)和檢測,從而避免了空氣中氧氣對位于紫外區(qū)元素譜線的吸收,有效擴大了直讀光譜儀的分析范圍,使周期表中90%以上的元素均可進行分析,因而可用于所有金屬材料(黑色,有色)化學成份的分析. 真空分光系統(tǒng)由真空系統(tǒng)和分光系統(tǒng)組成,分光系統(tǒng)的主體位

8、于真空系統(tǒng)內.見圖四所示. 3.2.1真空系統(tǒng) 真空系統(tǒng)由真空室,真空泵,真空計組成.真空室的極限真空<1.33Pa,真空壓力由真空計檢測顯示.真空泵的運行由控制系統(tǒng)自動控制. 真空系統(tǒng)的主體為真空室,采用高強度不銹鋼制作.真空室的極限真空需長期保持在一定的范圍內.這就要求真空室的漏率(在規(guī)定條件下處于高壓力下的氣體在單位時間內通過漏孔流向低壓力端的氣體量)或升壓率(通過被抽容器與真空泵隔離后隨時間的增加而升高的壓力)必需控制在嚴格的范圍內,否則將會增加真空泵的運行時間,甚至無法達到規(guī)定的極限真空值.據(jù)了解,國產直讀光譜儀的研制早在上世紀六十年代就已開始,至今尚未有真空型直讀光譜儀面市,

9、其主要原因就是由于真空系統(tǒng)不過關.由此可見真空系統(tǒng)的制作確實有很高的難度. 本項目真空室的極限真空 5B¨+#1 Au1k #A'EC 4 #24 K Us6 7$d ' ¨E $d 0 D× 8ü % !'% B 0× 9+AEr1uEg ,X#G ,|'D+ × : DA/D E6¨Eg D+ Au1k 3.3.1#1 #1 +P _SP _ GS2 S#G SCPUS4 P _S*ó-1000V-1008.4V-1015V / ,¨#BóP _¨4

10、 +P _ GSo4 +AEr1u*ü2 S*ü9V ,| d C¨4 +AEr1uEg ,X+ ,|ü/ + < ¨! +2 S6 ) 16 +AEr1u,XEg 24 4 4+2 S¨·!86 ) E'64 +AEr1u,XEg #G S Uy 2 S/+ ¨*ü 2 S#G SP _ GSP _Sà E E RS232y 與計算機進行串行數(shù)據(jù)傳送. 3.3.2計算機 計算機是分析員與光譜儀的信息聯(lián)系平臺.通過計算機可以實現(xiàn)光譜儀的自動操作和分析結果的直讀,打印及存儲. 計算機

11、采用國內或國外主流機型配置. 3.3.3測試軟件 本系統(tǒng)測試軟件功能完備,界面友好,能適應多種類型樣品的快捷分析.有漢,英兩種版本. 本測試軟件具有以下功能及特點: 由資深化學分析師參與設計,充分考慮化學分析的功能需求及操作習慣. 完備的日常分析功能,操作簡便,非技術人員也可應用自如. 強大的測試分析功能,一次能夠檢測多達100次的激發(fā)結果,完成統(tǒng)計,平均,標準偏差,相對標準偏差的計算,顯示絕對光強值,光強比值和對應含量,改變曲線組參數(shù)以及對質量進行控制等. 可對干擾進行自動校準,去除的干擾元素影響可達10個. 完備的曲線顯示,數(shù)據(jù)存儲,打印功能,可將新的或已存儲的同一元素的曲線在同一坐標下進

12、行比較,并計算顯示它們的差值. 配有系統(tǒng)測試功能,可以對測控部分,光學系統(tǒng)部件功能和操作進行多項測試檢查,檢測功能可細分到每一通道的元件級. 四,主要技術性能與國內外先進水平比較 直讀光譜儀由于性能的優(yōu)越性,高效性,國外儀器廠商早在上世紀六十年代即有商品化儀器問世.近年來,發(fā)展速度很快,大量進入中國市場.其中以德國OBLF公司,SPECTRO公司,美國Thcrmo(ARL)公司的產品最具代表性,技術先進,制造工藝精良.國內北京瑞利公司(原北京第二光學儀器廠)雖然上世紀即著手研制,但始終未能突破"真空"技術瓶頸,目前僅推出非真空充氣型產品,技術水平與國外存在明顯差距. 本廠研

13、制的 GP-100 真空直讀光譜儀,在吸收國外先進技術的基礎上,在激發(fā)光源,真空分光(光譜室),自動測控三大系統(tǒng)中,均取得技術上的突破,確保了主要技術性能的先進性.具體性能指標與國內外先進水平比較見表二所示. 14表二 GP-100真空直讀光譜儀 主要技術性能與國內外先進水平比較 生產廠商 德國OBLF分析 儀器公司 美國Thermo(ARL)公司 德國SPECTRO分析儀器公司 北京瑞利分析 儀器公司 四川省旌科儀器 制造有限公司 光柵焦距 750mm 1000mm,譜線分辨率高,背景及第三元素干擾小 750mm 750mm 1000mm,譜線分辨率高,背景及第三元素干擾小 光柵刻 線數(shù) 2

14、400-4500條/mm 1080-2160條/mm1800,2400,3600條/mm 2400條/mm 1440條/mm 入射光 方式 透鏡直接進光 透鏡直接進光 光導纖維導入 光導纖維易老化,導致光強值,分析靈敏度下降 透鏡直接進光 透鏡直接進光 光譜室 方式 真空型,普碳鋼真空室 真空泵由計算機自動控制,運轉時間小于儀器全部工作時間的5%,油污染幾率極低,可保持儀器長期工作的穩(wěn)定性 真空型,普碳鋼真空室 真空泵連續(xù)運轉,耗能高,發(fā)熱量大,易污染光學器件,導致儀器靈敏度及檢出限下降 非真空充氣型(氮氣) 需安裝專用循環(huán)凈化裝置,并需每二年進行更換,且價格較貴 非真空充氣型(氮氣) 需每月

15、更換所充氮氣,不能保持儀器長期工作的穩(wěn)定性,給用戶帶來不便 真空型,全不銹鋼真空室 真空泵由計算機自動控制,運轉時間小于儀器全部工作時間的5%,油污染幾率極低,可保持儀器長期工作的穩(wěn)定性 光譜室 恒溫 38±0.1 38±0.1 無 30±0.1 38±0.1 光路校準 自動 半自動 半自動 半自動 半自動 測量方式 分段積分,脈沖分布 分段積分 分段積分 分段積分 分段積分 15火花架 開放式,適宜各種形狀的樣品 封閉水冷式,抗干擾性能強 開放式,適宜各種形狀的樣品 封閉水冷式,抗干擾性能強 封閉式,抗干擾性能強 通道數(shù) 48個 64個 128個 36個 64個 分析時間 15秒鐘 20-50秒鐘 30-50秒鐘 50秒鐘 15秒鐘 激發(fā)光源 高能預燃光源 高能預燃光源 高能預燃光源 高能預燃光源 高能預燃光源 光源頻率 最高1000Hz 400Hz 200,400 Hz可選200 Hz 400 Hz 環(huán)境溫度 10-40±5/h 16-30±5/h 16-30±5/h 15-25 10-40±5/h 穩(wěn)定性 8h 內各分析通道的強度率變化不大于自身結果的2% 未見具體指標 未見介紹 24h 光學系統(tǒng)漂移量小于10m 8h 內各分析通道的強度率變化不大于自身結果的2% 通過表二可知,GP-100真空