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产品简介
美国TSI公司创新推出基于激光诱导击穿光谱（LIBS）技术的ChemLite手持式激光金属分析仪。ChemLite以其优异的分析性能、友好的用户界面、丰富的仪器功能、以及安全可靠的设计迅速赢得了全球大型铝业公司的青睐并购买使用，这些企业包括美国铝业（Alcoa）、诺贝丽斯（Novelis）、爱励铝业（Aleris）、萨帕铝业（SAPA）、海德鲁（Hydro）、凯撒铝业（Kaiser Aluminum）等。这些客户均是在对不同技术、不同品牌的仪器进行了大量对比测试后做出的最终的选择 – ChemLite手持激光金属分析仪。
ChemLite金属分析仪采用LIBS-OES原理测定金属元素成分。通过简单的“选点-击发”，即只需将分析仪接触或接近需要分析的金属表面，然后扣动扳机，此时激光发射并烧蚀材料表面，进而形成等离子体，此时瞬间温度>10,000oK。当等离子体冷却时，处于高能态的电子回到基态过程中会形成原子发射光谱。原子发射光谱可以被仪器内的光谱检测器捕获并记录为光谱，通过对光谱进行分析，即可获得样品中存在何种元素的信息，通过定标曲线及软件算法可以对光谱进行进一步的定量分析 - 样品中某种元素的含量。所有过程仅需约3秒钟。
ChemLite金属分析仪坚固耐用，可以快速准确分析金属合金中的各种元素，尤其对锂、铍、硼、铝、镁、硅等轻元素特别灵敏，特别适合对铝合金、镁合金、钛合金等轻合金进行快速牌号识别及成分分析。ChemLite是目前市面上唯一一款没有任何脆弱易损部件或活动部件的手持金属分析仪，采用人眼安全的Class 1M级别的固体激光器，可支持500万以上次的可靠测量。ChemLite的检出限最低可达0.01%，这也是目前手持激光金属分析仪中检出限最低、精度最高的仪器。
ChemLite是真正安全的手持金属分析仪，采用激光作为激发源，没有X射线辐射和电击的危险。ChemLite采用人眼安全的1574nm波长（非可见光）激光器，激光安全等级为Class 1M，操作员无需特殊防护或培训。而市面上其它品牌激光金属分析仪均采用1064nm波长的激光器，该波长激光为可见光，激光安全等级为Class 3M，使用这类仪器时需要操作员有一定防护（如护目镜），需要接受相关的激光安全培训，同时要求企业有完善的使用流程、监管、以及医疗保健措施。
ChemLite采用IP54/NEMA3全天候工业设计，防尘、防喷水，仪器内部无活动部件或易损部件，抗震防潮，特别适合在相对恶劣的工业现场使用操作，生命周期中几乎不需要任何维护费用。而传统的XRF手持仪器由于X光管以及探测器均为脆弱部件，使用时必需小心，使用4-5年后通常需要更换关键部件，企业需要为此支付较高的维护费用。ChemLite采用人体工学设计，重心平衡于把手附近，长时间使用也不会特别疲劳。把手前部有防护支撑，避免对手部可能造成的伤害。标配两块可充电锂电池，每块电池充满后可以支持1300次以上的检测，可以保证持续不断的工作。
性能优势
ChemLite主要技术指标
基体金属 | Al、Mg、Ti |
可检测的元素 | Ag, Al, Bi, Cd, Cr, Cu, Fe, Li, Mg, Mn, Mo, Nb, Ni, Pb, Pd, Si, Sn, Sr, Ta, Ti, V, W, Zn, Zr (取决于基体) |
合金数据库 | 内置约150种合金。支持自由添加用户自定义合金。 |
检出限 | ~0.01% |
分析时间 | 约3秒钟 |
精度 | 通常± 5% RSD或更好 (与含量有关) |
激光器 | Class 1M, IR-B 人眼安全激光器，波长1574nm，脉冲宽度5ns，脉冲频率20Hz，激光器能量5mJ/脉冲 |
光谱仪 | 波长范围200 - 700nm，高分辨率、高灵敏度光谱仪 |
光斑尺寸 | 200 μm |
支持语言 | 多语种。支持英文、中文、德文、法文、西班牙文 |
数据接口 | USB A/B |
报告 | 分析报告/证书 (通过ChemLite Alloy Manager软件) |
软件 | 随机附送ChemLite Alloy Manager软件，支持分析数据/历史记录的管理、分析报告的模板定义及管理、分析报告生成及打印、用户自定义合金牌号的创建、管理以及上传 |
重量 | 2.4kg (含电池) |
仪器尺寸 | 762.5px x 635px x 254.99999999999997px |
电池续航时间 | >2小时，一次充电可以支持>1300次检测 |
工作环境温度 | 5℃ - 35℃ |
防护等级 | NEMA-3/IP-54 防护等级(防尘、防喷水) |
电源 | 电池：12 VDC 2.5A；充电器：100-240 VAC 1A |
标准质保期 | 1年 |
ChemLite的检测精度、准确度、含量范围
以铝合金为例，ChemLite的最低检出限可达0.01%，检测重复性<10%，准确性RSD见下表。ChemLite具有出色的检测能力，可以鉴别出成分非常接近的合金（例如5052和5054、6061和6063等）。
ChemLite 对铝/镁/钛合金中不同元素的检测范围见下表，如果样品中的合金含量超出此表范围，TSI公司可以为客户提供定制化服务，扩展检测范围或增加需要检测的元素种类。
铝基合金 | 镁基合金 | 钛基合金 | |
Al | 0.1-15% | 0.05-10% | |
Ag | 0.1-10% | ||
Bi | >0.8% | ||
Ca | >0.01% | ||
Cd | >1% | ||
Cr | 0.05-0.4% | 0.05-8% | |
Cu | 0.01-10% | 0.01-0.5% | 0.05-1% |
Fe | 0.05-5% | >0.05% | 0.05-3% |
Li | 0.1-4% | ||
Mg | 0.01-10% | ||
Mn | 0.01-3% | 0.01-5% | 0.1-15% |
Mo | 0.05-20% | ||
Nb | 0.1-7% | ||
Ni | 0.05-3% | >0.05% | |
Pb | >0.1% | ||
Pd | >0.05% | ||
Si | 0.05-20% | 0.1-3% | >0.05% |
Sn | 1-10% | 1-5% | |
Ta | >0.5% | ||
Ti | 0.01-0.5% | ||
V | 0.05-20% | ||
Zn | 0.01-10% | 0.01-10% | |
Zr | 0.05-0.4% | 0.1-1% | 0.1-10% |
ChemLite手持式激光金属分析仪的界面及操作功能
ChemLite“分析模式”用户界面简介
ChemLite对于操作员主要具有“分析模式”、“PMI牌号识别模式”、以及“筛选模式”。
1. 分析模式
3秒钟即可快速分析出合金成分，并给出最接近的合金牌号，以及匹配度。
界面中会显示该合金牌号各个元素的含量定义范围，并以棒图形式显示被分析样各个元素实际含量在牌号定义最大值/最小值之间的位置。
支持多种元素排序方式，如按含量多少、原子序数、字母顺序、或客户自定义顺序进行排序。
在“分析模式”中，还支持“多次测量取平均的功能
”，仪器会自动记录每次测量的结果，以及最终的平均值，并会自动计算出多次测量的标准偏差 (SD)。
2. PMI模式
3秒钟即可给出结果，并显示最接近的10个合金牌号，以及各自的匹配度。
点击不同的牌号名称，界面可以自动跳转到“分析模式”查看具体合金成分。
3. 筛选模式
通过选定特定的合金牌号，并定义“合格”/“不合格”的阈值范围，仪器可以快速筛选特定牌号合金。
该功能可以用于对同一牌号合金的批量产品进行快速质量检验。或者在不同牌号合金中快速找出某一特定牌号合金。
ChemLite提供ChemLite Alloy Manager软件，该软件支持以下功能：
-分析数据/历史记录的管理
-分析报告的模板定义及管理
-生成分析报告，并支持打印用户
-自定义合金牌号的创建、管理以及上传
技术参数
手持 LIBS 金属分析仪对比 | |||
厂家 | 美国TSI公司 | 牛津Oxford | 备注 |
产品系列 | ChemLite 4235 | mPulse+ | |
图片 |  |  | ChemLite采用了人体工学设计，重心基本处于仪器几何中心，长时间使用也不会使手腕过度疲劳；仪器可以直立，通过屏幕设置参数或查看历史数据时更轻松便捷；前段尺寸更小，可以直接检测部分样品不宜够到的内角或内表面；把手前部有竖梁，可以避免使用时对手部的意外伤害。 |
激光器等级 | Class 1M, IR-B ， 波长1574nm， | Class 3B， 波长1064nm， | 使用ChemLite时不需要操作员佩戴任何护具。而使用mPulse时如果不佩戴护目镜，有对人眼造成伤害的危险。 |
激光器能量/脉冲 | 5 mJ | 40 μJ | 较大的激光能量可以使光谱强度更高、信噪比更好 |
光谱仪波长范围 | 200 - 700nm | 240nm - 520nm | 波长范围越宽，可以分析的元素越多。mPulse由于波长范围较窄，检测不了Li，对不锈钢的分析也不太准确。 |
光斑尺寸 | 200 μm - 固定大小 | 10 μm Raster （扫描） | ChemLite的光斑尺寸更大，样品的代表性更好，而且硬件结构中没有运动部件。mPulse因为光斑尺寸小，为解决代表性的问题采用了Raster（小范围扫描或“弹跳”）的方法，但硬件中存在运动部件，增加了故障的可能性。 |
检出限（LOD） | ~0.01% | ~0.1% | ChemLite的检出限比mPulse低一个量级。更低的检出限意味着定量分析的准确性更高、对低含量成分的分析能力更强、相近牌号的识别率更高 |
基体金属 | Al、Mg、Ti | Al、Mg、Ti、Fe、Cu、Ni、Co | ChemLite可以检测Al、Mg、Ti、Fe、Cu、Ni、Co以及更多的合金，目前版本专门为Al/Mg/Ti等轻合金的应用进行了优化。 |
可检测的元素 | Ag, Al, Bi, Cd, Cr, Cu, Fe, Li, Mg, Mn, Mo, Nb, Ni, Pb, Pd, Si, Sn, Sr, Ta, Ti, V, W, Zn, Zr（取决于基体） | ||
精度 | 与含量有关。通常± 5% RSD或更好 | 与含量有关。通常± 5% RSD或更好 | |
分析时间 | 3秒 | 1秒 | 对于PMI应用而言，此差别可以忽略不记 |
支持语言 | 多语种。支持英文、中文、德文、法文、西班牙文 | ||
电池 | 标配两块可充电锂电池 | 标配两块可充电锂电池 | |
一次充电测量次数 | >1300次测量 | >250次测量 | |
IP防护等级 | NEMA-3/IP-54 防护等级 | 低于IP54防护等级 | ChemLite具有更好的防护等级，更适合在户外苛刻环境中使用 |
显示屏 | 5英寸彩色触摸屏 | 4.3英寸彩色触摸屏 | ChemLite拥有更大的显示屏，以及类似智能手机的人机界面。用户的易用性更佳。 |
重量（含电池） | 2.4 kg | 1.8 kg | ChemLite侧重于仪器定量分析的性能，因此设备中选择了一些性能更好但稍重一点的器件（例如能量更大的激光器、波长范围更宽的光谱仪、容量更大的电池等）。mPulse侧重于分析速度和轻量化，因此选择了一些较轻的器件，但牺牲了一些定量分析能力。 |
软件 | ChemLite Alloy Manager软件，可用于自定义合金牌号、用户数据库管理、生成分析报告 | ||
自检标样 | 提供 | 无 | 用户可以通过标配的自检标样随时确认仪器是否处于正常的工作状态，或标定有无偏移。 |
应用领域
1．铝合金熔炼前的原料分类
-通常较大的铝合金生产及加工企业都有熔炼设备，他们会按照客户或生产的要求，将原铝以及回收的铝合金再加上其它元素熔炼成所需的合金。采用的原料成分越接近要生产的合金牌号，熔炼成本越低。这时所需投料的较贵的纯铜、纯铝、或纯镁使用量会降低，熔炼时间、保温时间也可以较短（节约能量）。这就需要有一个可以在现场快速进行成分分析以及牌号识别的工具帮助进行原料的分类。
美国铝业购买ChemLite分析仪的主要用途即是熔炼前的回收铝合金料的分类。美国铝业为福特汽车厂生产的F-150猛禽皮卡主要供应4种铝合金：6022, 6111, 5182, 5754。福特工厂冲压后的铝合金边角料会被美国铝业回收，并作为原料进行再熔炼。美国铝业在生产6000系列铝合金时会尽量使用6000系列铝合金的边角料，同样在生产5000系列铝合金时会尽量使5000系列铝合金的边角料，以减少纯镁及其它纯元素的投料量。美国铝业一个工厂每天收到来自福特及其它车厂的铝合金边角料约20卡车，这就需要一款手持金属分析仪，速度既快，又能准确区分这4种铝合金。经过对多个品牌、不同技术原理的手持仪器的综合对比，美国铝业最终选择了ChemLite激光金属分析仪，这款仪器完全满足客户的要求，同时性价比极高。
2．铝合金加工企业的原料（例如铝锭）入厂快速质检/确认（质量检验）
-铝合金加工企业通常会买铝锭作为原料，目前只能依赖卖方提供的检验报告以及抽样在实验室通过火花直读光谱仪进行检验。如果有ChemLite这样快速方便的工具，即可以对原料铝锭进行100%的检验。
3．铝合金加工企业生产过程中以及成品的牌号确认或成分分析（质量控制）
-一些铝合金加工企业可能会用到不同牌号的铝合金加工零件，有时会无意中出现混料的情况，这时可以用ChemLite进行快速的牌号识别进行确认。
-也可以用ChemLite对出厂前的铝合金产品进行100%全检，检测是无损的。而火花直读光谱仪因为是有损的、需要制样，通常不能用于成品的直接检测
-有些合金生产企业要求整个生产过程中不能含有“锂”或其它有害元素，这时可以通过ChemLite随时对原料、半成品、及成品进行确认是否含有污染元素。
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