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【转帖】企业怎样挑选X射线荧光光谱仪

X射线荧光光谱仪(XRF)

  • 企业挑选X线荧光光谱仪的基本准则应该包括满足要求、优良性能和低购入成本三个方面。
    1.满足使用要求是最基本要素
    X射线荧光光谱仪是公认的RoHS筛选检测首选仪器,由于其检测速度快、分辨率高、实施无损检测,所以被广泛采用。但是这种仪器价格不菲,都在几十万元上下,购买时应该慎重考虑。X线荧光光谱仪品牌繁多,又以进口为主。在接触到这些光谱仪的经销员时,都能获得非常美好的解说印象,以至于分不出谁好谁差了。到底如何评价?怎样才能从诸多品牌规格的光谱仪中选出最适合于自己的一款机型?
    我们多数人,不懂X线荧光光谱仪,不知道该从哪些数据指标入手来权衡。
    我以为,我们挑选X线荧光光谱仪仅仅是为了使用,太深奥的原理结构大可不必细究,最核心最本质的还是老话:价廉物美、高性价比。
    首先划出基本框框:满足使用要求。这一条是根本。在《电子信息产品有毒有害物质的检测方法》标准文本里提到:“用能量散射X射线荧光光譜法(ED-XRF)或波长散射X射线荧光光譜法(WD-XRF)对试样中目标物进行测试,可以是直接测量样品(不破坏样品),也可以是破坏样品使其达到”均匀材料”(机械破坏试样)后测试。”能真正准确无误地将试样筛选出合格、不合格、不确定三种类型,而且能最大限度地缩小“不确定”部分就是好仪器。但是筛选图的就是快,在保证既定准确度的情况下尽可能快速检测。尤其是企业选购,光谱仪是做日常RoHS监督检测用,非常看重这一点。所以,能够准确无误地将试样筛选出合格、不合格、不确定三种类型,又能最大限度地缩小“不确定”部分,而且全部过程是在极短的时间内完成的X射线荧光光谱仪是满足使用要求的光谱仪。仅这一条,就应当将一些简易的、便携式、一个试样要多次测量才能获得结果的简陋装置加以排除。
    在满足要求的情况下,再从以下原则出发,就不难挑选出称心的光谱仪。
    2性能
    (1) 性能无疑是评估光谱仪非常重要的指标
    性能优异的光谱仪做筛选检测能准确无误地排查合格和不合格,并将不确定的灰色部分压缩到最小;
    有的光谱仪铅砷不分、镉的特征譜线与X光管铑电极的特征譜线重叠等。经常误判;
    有的光谱仪检测镉的灵敏度不够高,不能准确判定镉;
    大部分光谱仪的检测稳定性受到X光管老化、环境温度、电源波动等影响,使数值不准。
    由于性能不足,可能发生错判、误判、无法判定等事件频发,不确定的灰色部分比例大增。其后果必然是成本显著提高、风险增加。
    有的光谱仪X射线漏泄严重,危及操作者安全。更不可取。
    (2) 几个关键性能
    1) X光管的电极材料
    目前X线荧光光谱仪基本上采用铑靶X光管,个别有钨靶X光管的。
    A.铑(Rh)靶:铑的特征譜线与镉的特征譜线重叠;铑电极发射强度不够高,对于镉的筛选排查不胜任。
    B.钨(W)靶:钨的特征譜线远离RoHS的5种元素特征譜线,无譜线重叠;发射强度高,能提高元素检测下限值。
    2)检测器
    A.SDD:新型的SDD检测器属高纯硅检测器,稳定性好,检测灵敏度高。
    B.SSD:老款的SSD检测器属硅锂检测器,漂移大,检测灵敏度低。
    3)检测方法和软件
    A.FP法、部分检量线法:稳定性差。
    B.带补正的相对检量线法:可以自动补偿环境条件变化、X光管老化、供电变化等对检测数据的影响。
    4)X线束光斑直径
    A.光斑直径大小在使用中会体现出一些差别。目前光斑直径从0.1mm到15mm不等。光斑小不受试样面积限制,光斑大受材料不均匀性影响小。
    B.光斑大小间接反映X光束的能效。大光斑(几mm到十几mm)通常采用准直器整理光束,被遮挡部分白白浪费掉;1mm以下小光斑采用导管整理光束,能量损失较少。
    C.光斑大小根据实际测量需要选择,光束能量损失通常制造商在软件、滤光片等方面做适当补偿。
    3.成本
    光谱仪的市场价格从30万元上下到80万元左右,往往以面谈成交。为什么要面谈?因为有太多的“八卦”。购买者需对光谱仪有细致的了解,不能光看报价,还应清楚购入后的使用成本和维护费用。使用成本可能远远超过报价。这是制造成本转移的后果。
    (1) 购买成本
    价位越低越好。但是有美元报价、RMB报价;有含增值税报价、不含税报价;有香港提货价、北京落地价、安装到位价,等等,要问清楚。
    (2) 使用成本
    使用成本是隐含成本,往往被忽略。其实好多商品用廉价的材料、简单的技术、粗糙的工艺将售价压缩很低,用户在使用中发现故障多、不准确、判断错误、效率低下等带来的浪费远较采购节省大得多。在光谱仪上体现的使用成本表现在如下方面:
    1)检测速度
    能体现工时、仪器折旧、工期进度等直接费用的经济性;
    2)灵敏度
    决定筛选范围,决定能否减少或免去理化分析,反映出是节省钱还是不停地花冤枉钱;
    3)使用寿命
    例如同样标定5000小时的设备寿命,每天工作8小时,X射线有效激发时间约2小时,折合有效工作时间为8年。由于测量机制不同而使用寿命相去甚远。一个试样在这台光谱仪上检测只需激发一次X光管,而在那台光谱仪上检测却要激发3次,激发三次的那台光谱仪使用寿命只剩不到3年了。意味着3年后还需再花同样的钱购买新的光谱仪。
    4)操作成本
    操作简单和操作复杂会带来操作成本的差异。包括操作者素质培训和工薪。
    (3) 维护成本
    1)冷却
    许多使用SDD检测器的,必须配备液氮冷却系统,而采用SSD检测器的仅需要简单的珀尔帖冷却,前者平添许多维护成本。
    2)校准
    绝大多数的荧光光谱仪在工作中经常需要校准,以保证每次检测的准确性。为此有的光谱仪干脆每测一次之前自动校准一次,这种经常性的校准不仅耗费时间,而且耗费资源。时间和资源都将进入成本。
    3) 售后服务
    售后服务的及时和完备性是保证设备高效运转,发挥最大潜能的保障。误工的损失可能意想不到的大。
    (4) 真实成本
    明面上的售价必须考虑,隐含着的使用成本和维护成本绝对不能忽视,这些隐含成本大的惊人,不消一两个月功夫,一台光谱仪的钱就搭进去了;而且这个隐含成本与时俱增。
    4.安全性
    (1)人身安全
    绿色制造、RoHS法规的最根本的出发点是环保和健康;
    有这样的光谱仪,自身是检测有毒物质的仪器却使用铅来防护X射线漏泄;
    无X射线漏泄的仪器才能有人身安全的保障。
    (2)数据安全:
    数据是检测的最终成果,数据保存、保真始终处于第一位。
    5.其他
    1)体积小重量轻好:移动便捷。
    2)软件支持:扩充用途。
    3)试料箱:大的试料箱,可以满足较大试样的测试。
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  • luowu838

    第2楼2008/07/03

    好东东,我正需要的资料

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  • atlas

    第3楼2008/07/08

    3)使用寿命
    例如同样标定5000小时的设备寿命,每天工作8小时,X射线有效激发时间约2小时,折合有效工作时间为8年。由于测量机制不同而使用寿命相去甚远。一个试样在这台光谱仪上检测只需激发一次X光管,而在那台光谱仪上检测却要激发3次,激发三次的那台光谱仪使用寿命只剩不到3年了。意味着3年后还需再花同样的钱购买新的光谱仪。
    更换X光管或同时更换高压发生器,整台仪器并不需要更换!X光管+高压发生器一套价格约10万人民币(进口).

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  • yan3115

    第4楼2008/07/15

    专业水平啊,学习。
    谢谢!

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  • shilei810924

    第5楼2008/07/17

    很好,很强大!我怎么现在像在刷分呢!

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  • haha8421

    第6楼2008/07/17

    1) X光管的电极材料
    目前X线荧光光谱仪基本上采用铑靶X光管,个别有钨靶X光管的。
    A.铑(Rh)靶:铑的特征譜线与镉的特征譜线重叠;铑电极发射强度不够高,对于镉的筛选排查不胜任。
    B.钨(W)靶:钨的特征譜线远离RoHS的5种元素特征譜线,无譜线重叠;发射强度高,能提高元素检测下限值。

    2)检测器
    A.SDD:新型的SDD检测器属高纯硅检测器,稳定性好,检测灵敏度高。
    B.SSD:老款的SSD检测器属硅锂检测器,漂移大,检测灵敏度低。



    X光管和检测器是X光仪器最重要的2个部分,所以其他的不说,只对这两点发表一些评论:
    1.关于靶材,你说W靶比较好,可是为什么世面上大多都是Rh靶呢?因为W的能谱位置会干扰Hg,Br,Pb.因为您去看看X光的仪器,Hg,Br,Pb位置其实很近的,如果你测测W元素,你会发现W这个元素波谱位置也在这里.所以选择W靶只能让你拣了芝麻丢了西瓜.

    2.关于检测器,SDD(Si漂移半导体检测器,以下简称SDD,跟纯Si半导体检测器完全不同的检测器.)跟Si-Li检测器其实性能差不多,为什么会有SDD检测器,因为现在用的检测器中.Si-PIN检测器可以不用液氮冷却,但是灵敏度跟重复性都很差.分辨率不高,但是Si-Li检测器虽然分辨率好,可信度高,可是需要液氮冷却,所以新型的SDD既可以达到Si-Li检测器的分辨率跟灵敏度,又可以使用电子冷却.相当于电子冷却的Si-Li检测器.可是你知道一个SDD检测器有多贵吗?不说以后你更换的费用,即使你去购买新的仪器,也会比平常用的贵2-3万美金以上.费用非常高,而且不知道寿命怎么样,因为还没有谁用这个仪器超过几年的.

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  • shilei810924

    第7楼2008/07/17

    SDD

    haha8421 发表:1) X光管的电极材料
    目前X线荧光光谱仪基本上采用铑靶X光管,个别有钨靶X光管的。
    A.铑(Rh)靶:铑的特征譜线与镉的特征譜线重叠;铑电极发射强度不够高,对于镉的筛选排查不胜任。
    B.钨(W)靶:钨的特征譜线远离RoHS的5种元素特征譜线,无譜线重叠;发射强度高,能提高元素检测下限值。

    2)检测器
    A.SDD:新型的SDD检测器属高纯硅检测器,稳定性好,检测灵敏度高。
    B.SSD:老款的SSD检测器属硅锂检测器,漂移大,检测灵敏度低。



    X光管和检测器是X光仪器最重要的2个部分,所以其他的不说,只对这两点发表一些评论:
    1.关于靶材,你说W靶比较好,可是为什么世面上大多都是Rh靶呢?因为W的能谱位置会干扰Hg,Br,Pb.因为您去看看X光的仪器,Hg,Br,Pb位置其实很近的,如果你测测W元素,你会发现W这个元素波谱位置也在这里.所以选择W靶只能让你拣了芝麻丢了西瓜.

    2.关于检测器,SDD(Si漂移半导体检测器,以下简称SDD,跟纯Si半导体检测器完全不同的检测器.)跟Si-Li检测器其实性能差不多,为什么会有SDD检测器,因为现在用的检测器中.Si-PIN检测器可以不用液氮冷却,但是灵敏度跟重复性都很差.分辨率不高,但是Si-Li检测器虽然分辨率好,可信度高,可是需要液氮冷却,所以新型的SDD既可以达到Si-Li检测器的分辨率跟灵敏度,又可以使用电子冷却.相当于电子冷却的Si-Li检测器.可是你知道一个SDD检测器有多贵吗?不说以后你更换的费用,即使你去购买新的仪器,也会比平常用的贵2-3万美金以上.费用非常高,而且不知道寿命怎么样,因为还没有谁用这个仪器超过几年的.

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  • shilei810924

    第8楼2008/07/17

    刚才切换输入法,错了点。
    SDD探测器其实不是很贵的(应该不到2W美金),计数率一般都可以在100K,计数率大统计涨落带来的误差就小,可以缩短测量时间,据我所知有的厂家用斯派克的偏振能量色散有几年了,效果还是可以的。
    Rh靶多,W靶不常见,Ag靶也比较常见,主要看测量什么元素了,离靶材的特征射线越近,激发的效率就高,测S仪中用Ag靶的就很多。

    haha8421 发表:1) X光管的电极材料
    目前X线荧光光谱仪基本上采用铑靶X光管,个别有钨靶X光管的。
    A.铑(Rh)靶:铑的特征譜线与镉的特征譜线重叠;铑电极发射强度不够高,对于镉的筛选排查不胜任。
    B.钨(W)靶:钨的特征譜线远离RoHS的5种元素特征譜线,无譜线重叠;发射强度高,能提高元素检测下限值。

    2)检测器
    A.SDD:新型的SDD检测器属高纯硅检测器,稳定性好,检测灵敏度高。
    B.SSD:老款的SSD检测器属硅锂检测器,漂移大,检测灵敏度低。



    X光管和检测器是X光仪器最重要的2个部分,所以其他的不说,只对这两点发表一些评论:
    1.关于靶材,你说W靶比较好,可是为什么世面上大多都是Rh靶呢?因为W的能谱位置会干扰Hg,Br,Pb.因为您去看看X光的仪器,Hg,Br,Pb位置其实很近的,如果你测测W元素,你会发现W这个元素波谱位置也在这里.所以选择W靶只能让你拣了芝麻丢了西瓜.

    2.关于检测器,SDD(Si漂移半导体检测器,以下简称SDD,跟纯Si半导体检测器完全不同的检测器.)跟Si-Li检测器其实性能差不多,为什么会有SDD检测器,因为现在用的检测器中.Si-PIN检测器可以不用液氮冷却,但是灵敏度跟重复性都很差.分辨率不高,但是Si-Li检测器虽然分辨率好,可信度高,可是需要液氮冷却,所以新型的SDD既可以达到Si-Li检测器的分辨率跟灵敏度,又可以使用电子冷却.相当于电子冷却的Si-Li检测器.可是你知道一个SDD检测器有多贵吗?不说以后你更换的费用,即使你去购买新的仪器,也会比平常用的贵2-3万美金以上.费用非常高,而且不知道寿命怎么样,因为还没有谁用这个仪器超过几年的.

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  • haha8421

    第9楼2008/07/18

    这里讲的一般都是测ROHS用的仪器,用的靶材,当然测试不用的元素可以选择适合它的靶材.
    至于检测器的价格,看是什么品牌的,有些便宜,有些贵,就连天瑞的,如果要做到SDD检测器的仪器,也便宜不到那里去.进口品牌同一品牌相比要高2万美金.而且现在X光仪器本身售价5万美金上下,如果一个检测器就要2万多美金,谁去换?谁买?

    shilei810924 发表:刚才切换输入法,错了点。
    SDD探测器其实不是很贵的(应该不到2W美金),计数率一般都可以在100K,计数率大统计涨落带来的误差就小,可以缩短测量时间,据我所知有的厂家用斯派克的偏振能量色散有几年了,效果还是可以的。
    Rh靶多,W靶不常见,Ag靶也比较常见,主要看测量什么元素了,离靶材的特征射线越近,激发的效率就高,测S仪中用Ag靶的就很多。

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  • 苏州3VROHS仪器

    第10楼2010/05/20

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