手持光电直读仪

随着光电技术的发展，光电直读光谱仪成为光谱技术重要发展领域，为近现代的材料科学及其他科学领域的发展做出了重要贡献。世界上第一台商品化光电直读光谱仪于1946年问世，到目前已经70多年。如今，光电直读光谱分析已成为一项成熟的分析技术，几乎所有的钢铁企业、有色金属企业、铸造及机械加工企业，以及其他采用金属及其合金进行加工的行业都利用光电直读光谱仪进行生产过程及产品质量控制。光电直读光谱仪作为一款应用非常成熟的产品，目前发展如何，未来又“何去何从”？带着这些问题，仪器信息网邀请天瑞仪器的产品经理张明亮向读者介绍公司的光电直读光谱产品特点以及其对光电直读光谱技术未来发展趋势等的看法。天瑞仪器产品经理张明亮仪器信息网：过去10年，光电直读光谱有哪些重要的技术进展？贵公司在光电直读光谱技术方面有哪些发展？张明亮：光电直读光谱是一项比较成熟的光谱技术，过去10年，其检测器由原来的CCD镀膜技术，升级为CMOS，极大提高了全谱光电直读的检测水平。仪器检测元素由原来的常规元素，增加了N元素的检测，O、H元素也有一部分厂商在积极研究。国外一些厂商通过优化火花电源，实现元素化合形态的测试，比如酸溶铝和酸不溶铝的测试。我公司光电直读光谱技术开始于2009年，当时中国正经历产业升级，对金属产品的需求及品质要求越来越高，光电直读光谱仪在其中扮演了企业品检员的角色。光学系统技术分别经历了罗兰圆光学系统、平场光学系统，以及后期的CT光学系统及中阶梯光谱光学系统（手持光谱仪）。检测器技术经历PMT、CCD、CMOS产品的更替，检测限覆盖高端、中端和低端产品。火花电源技术由原来的模拟电源，升级为现在的数字程序控制电源。每一小步的提高都带来了应用领域的扩展，给客户提供优异的测试数据和测试体验。仪器信息网：贵公司近期主推产品有哪些？相比其他元素分析仪器，光电直读光谱仪有哪些优势/劣势？张明亮：目前我公司的主推产品为OES1000（通道型光电直读光谱仪）和OES8000S（全谱型光电光谱仪）。OES1000采用1m焦距光栅，一级线色散率达到了0.46nm/mm的高分辨率，探测器采用PMT（光电倍增管），检出限达到Xppm及0.Xppm的量级。OES8000S分辨率居中（400mm焦距），仪器小型化，为当前主流光学系统，全谱技术，可以任意添加通道，进行定量和半定量分析。丰富的光谱谱线，每种元素都有很多分析谱线，避免光谱干扰给分析带来困扰，给企业金属产品研发带来了无尽的可能。OES1000（通道型光电直读光谱仪）OES8000S（全谱型光电光谱仪）测试99.99%高纯金属，实验室常规使用ICP-OES、ICP-MS等仪器，需要溶样等前处理，测试步骤复杂。光电直读光谱仪只需要对样品表面进行抛光，就可以实现元素的快速分析。比如我公司的OES1000光电直读光谱仪可以满足部分客户的需要，行业使用替换率也越来越高。但是光电直读光谱仪属于原子发射光谱仪，只能对金属（导电）产品进行测试，影响了光谱仪在土壤、矿石、油料等非金属领域的发展。仪器信息网：光电直读光谱主要应用于金属及合金行业，未来有哪些可以拓展的领域？贵公司对于光电直读光谱业务制定了哪些计划？张明亮：作为一款应用非常成熟的光谱仪产品，各个厂商基本上已经停止了新产品的研发，主要是做产品优化以及扩展新的应用领域。根据我公司的战略要求，将在光电直读光谱仪基础上衍生相关的光谱仪产品。未来几年，我认为光电直读光谱技术（不一定是光电直读光谱仪）将应用在新能源汽车、航空航天、轨道交通（高铁）、军工等行业的上游材料供应商以及材料研发机构。这些行业是未来很长一段时间的热门产业，而且对材料的品质要求都很高。相对于ICP-OES、ICP-MS等化学方法或者XRF无损测试，光电直读光谱技术在精度、样品前处理及时间成本上要优异很多。仪器信息网：您认为目前国产光电直读光谱与进口先进水平是否有差距？光电直读光谱应该如何走出自己独树一帜的道路？张明亮：我认为现在国产光电直读光谱与进口品牌之间差距已经不大，主要体现在三个方面：一是电路可靠性，经过多年的持续改进优化，国产光谱仪的故障率已经很低；二是数据稳定性，和国外一流厂商还有一些差距，但差距已经缩小了很多。做为国产品牌，我们测试数据会在很多时间和国外光谱进行比较，重复性（短期稳定性）已经和国外厂商基本接近，稳定性（长期稳定性）和国外一流厂商相比仍有不足，比如同样的产品，同样的使用频率，一个月内，国产仪器的校正次数比国外的多几次；三是结构合理性，国外品牌一般是5年发布一个产品型号，国内5年能够发布3-5款，甚至更多，就是因为结构不合理及部分电路优化而进行的产品迭代。未来光电直读光谱仪将在很长一段时间内处于技术停滞状态，直到检测器或者等离子体电源等出现新的技术突破；或者被一种新的技术所替代，像之前的摄谱仪一样，逐渐退出历史舞台。LIBS（激光诱导击穿光谱仪）技术既可以分析金属，也可以分析非金属材料，可以做成手持便携机，可以做成在线分析仪器，原理都是基于原子发射光谱仪，没有完全替代的原因是脉冲激光器成本，稳定性等因素，导致LIBS还不是很成熟，国内外有些厂商已经将LIBS技术成熟的应用于某些细分领域，取得了不错的效果，得到了好评。光电直读光谱仪想要走出独树一帜的道路，主要从两方面来考虑：一是性价比，像XRF（X荧光光谱仪）等常用的光谱仪产品一样，技术发展到一定地步，一定走性价比路线；二是定制化，根据客户要求进行定制，可能光谱仪器只是整个系统解决方案的一部分。

p 　　& nbsp 2019年5月18日， a href=" https://www.instrument.com.cn/news/20190519/485475.shtml" target=" _blank" style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 日立分析仪器金属分析论坛· 2019广西理化检验专场在广西柳州成功举办 /span /a 。吸引150余位来自柳州及周边金属检验相关质检单位、特检、铸造、高校院所等行业专家及用户代表参会。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/acfc08e8-f698-4a68-a424-213104957cd1.jpg" title=" 1.jpg" alt=" 1.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 论坛现场 /span /p p 　　论坛间隙，仪器信息网编辑分别与日立分析仪器亚太和美洲区销售与服务负责人Adrian Smith、柳州市产品质量安全检验所高级工程师钟运技，针对光电直读、手持X射线荧光光谱仪、手持激光诱导击穿光谱仪等新技术及应用，各类仪器在中美市场发展趋势与特点等进行了交流访谈。 /p hr style=" height:1px border:none border-top:1px solid #555555 " / p 　　 strong span style=" color: rgb(255, 255, 255) background-color: rgb(112, 48, 160) " 访谈摘要 /span /strong /p p 　　◆ 金属分析论坛背景 /p p 　　◆ 加入日立高新近两年进展 /p p 　　◆ OES、手持光谱中国市场展望 /p p 　　◆ OES、手持光谱中、美市场特点 /p p 　　◆ 专家用户声音 /p hr style=" height:1px border:none border-top:1px solid #555555 " / p style=" text-align: center " strong span style=" background-color: rgb(255, 0, 0) color: rgb(255, 255, 255) " 金属分析论坛背景：6年20余场，本次三方合办 /span /strong br/ /p p 　　日立分析仪器(原牛津仪器工业分析业务)自2012年7月起，在中国各大城市开启金属分析系列论坛活动，论坛拟定活动周期为每季度一次，截至目前已举办20余次。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/95740b74-e64e-4eaf-bff7-a4a7d64bed01.jpg" title=" 2.jpg" alt=" 2.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 日立分析仪器亚太和美洲区销售与服务负责人Adrian Smith /span /p p 　　本次论坛由广西理化检验联合协会、日立分析仪器(上海)有限公司、广州明阳机电有限公司联合举办。三方除了本次合办金属论坛也，已有10年余的合作。日立分析仪器本次论坛主要负责提供技术报告及相关仪器设备的展示与观摩答疑。本次论坛首次走进柳州，并得到当地相关专家、用户等积极参与，参与者多为当地金属检测相关单位中理化实验室的一线检测专家。论坛现场气氛活跃，参加了多次金属分析论坛的日立分析仪器亚太和美洲区销售与服务负责人Adrian Smith将本次论坛称为“最成功的一次”论坛之一。 /p p style=" text-align: center " span style=" background-color: rgb(255, 0, 0) color: rgb(255, 255, 255) " strong 加入日立高新近两年：融合顺利，强强效应逐步显现 /strong /span /p p 　　2017年7月，日立高新技术集团正式完成对牛津仪器工业分析业务的收购。并且，牛津仪器工业分析部纳入日立高新技术后，成立了一家新的跨国公司——日立分析仪器，隶属于日立高新技术集团。收购完成近两年来，双方融合情况如何?有哪些新的进展? /p p 　　Adrian Smith表示，“牛津仪器与日立分析仪器做的都非常好，许多过渡融合工作都在新公司(日立分析仪器)正常运行背后完成的，这样就最大程度减弱了对客户的影响，所以这一点我认为大家做的非常好。” /p p 　　 strong 得益于并购形式 /strong ——本次并购形式是牛津仪器工业分析业务的人员团队整体转移到新公司(日立分析仪器)，这使得整个过渡阶段十分流畅，也帮助本次收购顺利完成。因为在中国市场，用户们更倾向于与相对稳定的团队打交道，不希望在服务/销售团队呈现新的面孔。而本次并购的整体转移，便避免了并购过渡阶段与客户之间沟通的断层现象，将对整个业务的影响降低到最低。 /p p 　　 strong 强强效应之市场交叉推广 /strong ——本次论坛上，Adrian Smith除了介绍了日立分析仪器的产品技术，同时也分享了日立高新旗下兄弟部门的热脱附质谱仪、热分析、锂电专用X射线颗粒污染分析装置等相关业务。如Adrian Smith所言，加入日立高新之后，与日立高新其他业务部门间有着很好的合作。一个典型的案例是日立高新中另外一个兄弟部门，相互配合，对双方的产品进行交叉培训、交叉推广、交叉销售，这样可使得双方的产品可以面对更广泛的客户，并促进大家有能力来面对中国更多潜在市场。 /p p 　　 strong 强强效应之研发合作 /strong ——据介绍，日立分析仪器的的原班研发团队，以及日立高新在日本本土的研发团队，目前正在协作研发多款新品新技术，虽然还不便透露更多信息，相信不久会有诸多惊喜呈现。另一方面，日立分析仪器的一个兄弟部门拟将日本生产的部分产品转移到中国生产，而日立分析仪器在上海的生产基地则恰能满足要求，进而达成合作。 /p p style=" text-align: center " strong span style=" background-color: rgb(255, 0, 0) color: rgb(255, 255, 255) " OES、手持光谱中国市场展望 /span /strong /p p 　　 strong 光电直读市场需求：CCD型速增、PMT型稳定、CMOS型登场 /strong /p p 　　Adrian Smith认为，“过去几年，CCD直读光谱仪(OES)增长明显快于PMT直读光谱仪，这是一个趋势。后退10年，可以看到PMT比CCD的OES要多，但如今的现实就是，CCD的市场量，特别是市场需求要远远大于PMT。CCD的整个市场划分比较明显，其中低端产品的那一部分，就我个人来看，数量占比很大。因为很多用户在第一次购买OES时，他们只需要基础款，所以倾向于便宜低端的。而这也是为什么近些年来，许多中国本土OES制造商进入到这个市场、进入到低端市场中来的原因。 /p p 　　PMT型OES市场而言，个人认为，这个量是很稳定的，增长不多也不会减少很多。因为这也是PMT的一个特性，有一批固定客户群，有一些PMT客户的PMT已经用了很长时间，甚至使用了20年，这些客户也到了更新设备的时间，而买新的设备的话也基本上还会采购PMT，所以整个这个市场很稳定。 /p p 　　你可以看到日立分析仪器的产品组合在之前是没有PMT的，我们有自己的发展计划，如你看到的，日立分析仪器在2018年发布的FOUNDRY-MASTER Pro2这款产品中，率先采用了最新的检测器技术，即CMOS技术，这项技术要比传统的CCD技术性能指标更高，更加靠近PMT的性能指标。所以客观来见，通过发布具有CMOS技术的FMP2，日立分析仪器整个产品的性能指标，越来越接近PMT的OES。” /p p 　　 strong 手持LIBS、手持XRF：手持LIBS或将占去整个手持市场的10% /strong /p p 　　激光诱导击穿光谱(LIBS)技术已有较长历史，从台式LIBS，到日立分析仪器首次将其技术实现便携商业化产品——Vulcan系列手持LIBS。Adrian Smith表示，“在发布第一代Vulcan产品时，非常挑战，我们也学到很多，归纳总结了许多经验，所以Vulcan系列产品具有很好的稳定性，性能指标很好，同时非常可靠，但是我们没有停下来，一直在探索。”正如所言， a href=" https://www.instrument.com.cn/news/20190528/485995.shtml" target=" _blank" style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 5月23日，日立分析仪器全球推出Vulcan升级系列产品——Vulcan+系列 /span /a ，巩固其市场地位。该系列功能进一步加强，在以往稳定、可靠基础上，性能指标进一步提高。 /p p 　　据介绍，日立分析仪器Vulcan系列全球销量已超过1500台。诚然，Vulcan系列在某种意义上讲，是对其手持XRF产品销售的一个侵蚀。但Adrian Smith表示，“对于我们来说，同样庆幸，因为客户接受了我们的手持LIBS产品，同时也接受了我们的新技术。从市场情况讲，Vulcan系列在中国过去两年有长足的发展，但从中国现状来看，手持XRF市场容量要比手持LIBS的市场要大很多。近两年来，日立分析仪器在手持XRF市场份额也呈现增长，特别是在金属应用领域。个人判断，将来手持LIBS的市场量将来几年内会占到整个手持产品的10%。若日立分析仪器在未来几年能把Vulcan的技术指标提升的更高，或许手持LIBS所占比例能达到20%或更高。” /p p 　　 strong 日立分析仪器新品新技术进展：OES新品层出，手持XRF全面升级 /strong /p p 　　日立分析仪器在产品研发上，基本每年都会推出新产品。 /p p 　　 strong OES方面 /strong ，2016年下半年，推出FOUNDRY-MASTER Smart，一款紧凑型产品，至今三年，市场反应良好 2017年，推出一款高端产品FOUNDRY-MASTER Pro2，性能更佳 2019年，又推出一款中端产品FM EXPERT。可以看到，过去三年里，日立分析仪器先后推出了高、端、低端OES。同时，据透露，日立分析仪器近期也将发布另一款台式的、更加高端的台式直读光谱仪，面向更加高端的用户。整体而言，日立分析仪器在OES方面，几乎每年推出一款产品，且产品覆盖的范围越来越广。 /p p 　　测厚方面，日立分析仪器2018年推出一款X-Strata920 SDD，是原X-Strata920型的升级版，主要是采用了全SDD探测器，使得这款产品指标特别是相关测试行业的指标大幅提升。 /p p 　　 strong 手持XRF方面， /strong 过去三年主要是对已有产品的升级、改良，主要在软件方面。基本是每半年推出一款新软件，对其中的一些问题改善、同时提升性能。在此基础上，X-MET8000在硬件及软件方面获得市场越来越好的正向反馈。其中一个比较重要的软件就是ExTOPE，该软件应用在手持XRF，可以让用户的手机、仪器实现通讯，现场测试数据通过手机上传至云端。所以对于实验室管理人员，可以坐在监控室、实验室，登录云端，实时监测到现场实际采集的数据，这将是一个重大突破。 /p p 　　 strong 手持LIBS方面， /strong a href=" https://www.instrument.com.cn/news/20190528/485995.shtml" target=" _blank" style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 5月23日，日立分析仪器全球推出Vulcan升级系列产品——Vulcan+系列 /span /a ，巩固其市场地位。 /p p style=" text-align: center " strong span style=" background-color: rgb(255, 0, 0) color: rgb(255, 255, 255) " OES/手持光谱中、美市场特点：中国业绩超美国，美国钢铁值黄金期 /span /strong /p p 　　 strong 中国市场业绩超美国，将加强中国市场服务、应用及直销 /strong /p p 　　2016年，笔者曾与Adrian Smith采访交流，彼时，其全球业务业绩来看，中国市场排在美国市场之后，居于次位。此时，日立分析仪器在2018年的业绩。中国市场已超美国市场，位列首位。Adrian Smith表示，“日立分析仪器在中国的业务有了长足的进步，中国市场已成为业务拓展的重中之重。针对中国市场，日立分析仪器制定了一个五年战略计划，虽然一些细节不便公布，但有一点可以明确，计划中我们将对服务和应用做更大的投入，比如对代理商其进行更全面的服务和应用培训，让他们有能力面对客户的需求和市场竞争。另一方面，在整个业务中，无论是应用还是服务方面，日立分析仪器将越来越多的推动直销，推动更多直销活动，以推进我们与本土的客户有更加密切的联系。” /p p 　　 strong 两应用实验室建成，研发中国市场针对性产品 /strong /p p 　　利用2017年加入日立高新的契机，目前，日立分析仪器已经在上海和广州建立两处应用实验室，并投入使用。上海方面，实验室由原来的牛津仪器搬移至闵行制造基地，这样，其实验室便与生产制造部门设置在同一个厂区内，应用工程师可以将更多的应用工作与生产制造部门分享。这就客观的促进了非常有效的沟通。因为我们在生产过程中，有很多的质量检测、质量管理层，他们可以很清楚知道我们工程师在做什么、需要什么、如何来改善生产，同时我们的服务部门也在一个厂区，所以，我们的服务、应用、制造在一起，通过这样一个实验室，可以把我们的产品质量、研发进一步提高。 /p p 　　另外，日立分析仪器曾经开展了针对中国市场长期战略的讨论，讨论中提到，结合中国市场变化快、市场大、竞争激烈等特点，利用日立分析仪器的核心技术，来研发一些符合中国市场特征的针对性产品。 /p p 　　 strong 美国市场：金属行业正值黄金期，雇佣难促进仪器自动化发展 /strong /p p 　　作为日立分析仪器亚太和美洲区销售与服务负责人，Adrian Smith也谈到了对美国市场的看法。“美国市场竞争也十分激烈，另外就日立分析仪器业务相关领域来讲，比如美国的钢铁市场，近两年来是美国的黄金期，也是近20年中最好的时期，所以对于日立分析仪器相关仪器的需求呈增长趋势。从客户的角度看，近两年仪器的变化就是自动化程度越来越大，在仪器的分析测试过程中，融入越来越多自动化的元素或概念。其中一个原因是美国人工成本很高，但更主要的原因是这几年很难雇到合适的人在钢铁行业工作。另外需要指出的是，通过近来拜访的许多中国客户来看，中国市场对分析仪器自动化的需求也越来越大。” /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(255, 255, 255) background-color: rgb(255, 0, 0) " strong 专家用户声音：好数据一看设备，二看标样 /strong /span /p p 　　柳州市产品质量安全检验所高级工程师钟运技从事分析相关工作已有20余年，加入柳州市产品质量安全检验所也已经有15年。柳州市产品质量安全检验所是广西质监系统内成立最早的综合性法定产品质量检验机构，下设国家茧丝绸产品质量监督检验中心(柳州)、广西汽车零部件产品质量监督检验中心、广西壮族自治区预应力机具产品质量监督检验中心等12个质检中心和质检站。钟运技就职于广西汽车零部件产品质量监督检验中心，负责机械、金属、汽车零部件、电工等相关产品质量监督检验工作。相关检测工作过程中，便使用到了日立分析仪器的直读光谱仪FOUNDRY-MASTER Pro和台式X射线荧光光谱仪X-Strata980。据介绍这台FOUNDRY-MASTER Pro采购于2009年，出厂编号为44L0026，是这个系列产品在中国市场落地的第一批产品，如今十年过去，依旧在一线正常工作。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 400px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/e8518dc3-db0f-412c-b07f-abca34876579.jpg" title=" 3.jpg" alt=" 3.jpg" width=" 300" height=" 400" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 钟运技正在进行汽车内饰RoHS检测 /span /p p 　　多年广泛样品检测下来，钟运技不断对ICP、原子荧光、原子吸收、光谱、碳硫仪等积累了丰富的操作经验，也成为实验中心操作过大型分析仪器设备最多的人员之一。关于直读光谱的测试数据，钟运技认为，起到关键影响因素的主要一是仪器设备是否靠得住，二是标样是否靠得住。其他比如人为操作，由于现在仪器设备都比较容易上手，区别可能是在对磨样的熟练程度、砂轮的新旧等，但这些不是决定因素。仪器设备方面，要求重复性、精度要高，经验来看，FOUNDRY-MASTER Pro经得住了近10年使用的考验，且每年做国际能力比对试验，用这台设备做每年也都是通过的。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 350px height: 262px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/ce0375e1-248d-4b7e-a524-a0b4e8a03873.jpg" title=" 4.jpg" alt=" 4.jpg" width=" 350" height=" 262" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 工作运行中的FOUNDRY-MASTER PRO /span /p p 　　标准样品方面，由于标样的定制过程是由几十甚至百余个不同单位的定的数据最后取方差得来的，且这些数据可能采取的方法包括ICP、滴定法、碳硫法等，不同方法间也可能有误差 另外由于标样铁元素含量在99%以上，主要是测试的是碳、硅、锰、磷、硫、镍、铬、铜等微量元素，测量的基体效应也会带来误差，这也就可能造成某些标准样品本身的真值是偏大或偏小的(虽然相对的概率不高)。如果在测试过程中恰好使用了真值有偏差的标准样，那测试样品的数据就会始终偏高或偏低。当然这是不可避免的，可以通过长期测试，根据积累经验，有意避开那些有偏差的标准样品。 /p

火花源光电直读原子发射光谱仪，通常简称为光电直读光谱仪，主要由激发光源、分光系统、信号测量转换系统等三大部分组成。世界上第一台商品化光电直读光谱仪于1946年问世，我国于1965年引进第一台光电直读光谱仪用于钢铁分析。如今，光电直读光谱分析已成为一项成熟的分析技术，具有样品处理简单、分析速度快、分析精度高、多元素同时分析等特点，几乎所有的钢铁企业、有色金属企业、铸造及机械加工企业，以及其他采用金属及其合金进行加工的行业都利用光电直读光谱仪进行生产过程及产品质量控制。据介绍，当前中国有数以万计的光电直读光谱仪应用于金属行业及上下游产业，预计从事光电直读光谱分析的人员达数万人之多。 　　为了让广大仪器用户深入了解光电直读光谱仪的技术现状及市场发展趋势，2011年4-7月间，仪器信息网编辑对纳克、斯派克、岛津、赛默飞世尔科技、烟台东方、超谱(代理德国OBLF产品)、布鲁克、牛津仪器、北分瑞利、无锡金义博、盈安科技等国内外光电直读光谱仪主流厂商的产品负责人或技术专家进行了联合采访。 光电直读光谱仪技术发展趋势 　　经过六十多年的发展，光电直读光谱分析在新仪器开发、分析方法研究及标准样品研制等方面都有了长足的进步。将来，会有哪些新的技术应用于光电直读光谱仪，从而进一步发挥其在金属材料质量控制中的优势作用。采访中，各位产品负责人及专家分别就光电直读光谱仪的检测器、光源、光学系统以及自动化系统的技术发展等谈了自己的看法。 　　(1)检测器：PMT是一种经典成熟的技术，而CCD正处于飞速的发展变化之中 　　检测器作为光谱仪的核心部件，其技术的发展进步往往引领着光谱仪的发展。采访中多家厂商认为电荷耦合元件(CCD)技术的应用是光电直读光谱仪的一个技术发展方向，采用CCD将会降低光电直读光谱仪的生产成本及减小仪器体积。其次CCD最大的优点是全谱，可以很方便地增加检测元素的种类。此外，斯派克王彦彪先生认为CCD具有良好稳定性和较长的使用寿命。牛津仪器的诸炜先生表示CCD型光电直读光谱仪可以实现激发样品时自动完成波长校准，不再需要定期进行校准。金义博叶反修先生认为采用CCD技术可实现模块化、易于校准、抗振动。 北京纳克副总经理高宏斌、斯派克直读光谱仪产品部门经理王彦彪、岛津PDA专家于晓林 　　和传统的光电倍增管(PMT)技术相比，CCD发展较晚，作为新型检测器件，还存在一定的局限性。“首先CCD没法如PMT那样每个通道都做优化。其次，CCD在应用中为了降低暗电流需要降温，这与光学系统需要恒温相矛盾”，岛津公司于晓林先生指出。斯派克王彦彪先生和布鲁克Andreas Kunz先生表示：“CCD目前还无法应用一些高速采样技术，因而在痕量元素分析方面性能不及PMT。”超谱公司李丹戈先生表示：“CCD的信噪比不如PMT，其次如何保证多块CCD的一致性，以及处理多块CCD之间的接收空白区，也是一个问题。”此外，“当前CCD技术已经可以满足中端分析应用水平，但在短波元素分析、低含量元素分析、短期分析精度和长期精度方面和PMT还是有差距”，纳克高宏斌先生介绍道。 赛默飞世尔中国区销售经理裴雷、超谱公司(代理OBLF产品)副总经理李丹戈、烟台东方总经理赵珍阳 　　虽然目前CCD还有一些不足之处，但是大家认为CCD在光电直读光谱仪中的应用是值得期待的。布鲁克Andreas Kunz先生表示：“PMT到现在已经发展60多年了，是一种经典成熟的技术。而CCD技术正处于飞速的发展变化之中，可以预期CMOS(互补金属氧化物半导体)技术很快会应用于CCD当中，这些技术的不断发展会促使CCD发展到更高的水平。” 盈安科技王德春先生表示：“近些年CCD器件发展已经相当成熟，能够满足一般的分析要求，针对细分市场，各种特殊用途的CCD不断产生。”烟台东方赵珍阳先生则表示：“CCD与PMT结合是目前解决全谱检测并满足微量和痕量分析的最优选择，但同时满足两种类型检测器的采样控制和系统的完美结合目前仍然是该类仪器的制造难点。” 　　(2)激发光源：从源头上提高光电直读光谱仪的性能 Bruker Elemental GmbH总经理Andreas Kunz、利曼中国(代理布鲁克产品)总经理黄林玉，牛津仪器直读光谱部中国区销售经理诸炜 　　目前大多数光电直读光谱仪器都采用了“数字化光源”，超谱公司李丹戈先生介绍说：“这里的‘数字’并不是真正意义上的‘将模拟信号转换为表示同样信息的数字信号’，它只是相对于模拟电路光源激发能量不可控制而言。数字化光源，其触发电压、关断时间都是可控的，因此激发能量稳定，并且呈周期性的变化，因而从源头上提高了光电直读光谱仪的精度。”斯派克王彦彪先生表示：“数字化光源是一个发展趋势，其最大的优势是免维护，另外信号输出的稳定性和之前的模拟光源相比有了很大的提高。” 　　对数字化光源的应用，赛默飞世尔裴雷先生认为：“目前光电直读光谱仪中耗时最长、最不稳定的是激发光源，虽然现在采用数字化光源，但并未实现完全可控。已有一些厂商在尝试利用激光光源做激发源，虽然稳定性可控，但要求激光的能量非常高，满足条件的激光器存在着体积大、造价高的问题，需要进一步的研发。” 　　(3)光学系统：保证分辨率和灵敏度的同时，实现光学系统设计越来越小型化 北分瑞利发射事业部技术经理王彦东、无锡金义博董事长叶反修、盈安科技AES产品销售经理王德春 　　北分瑞利王彦东先生和应用工程师张军峰先生谈到，“传统的光谱仪光学系统采用帕型-龙格结构，体积比较大 而且光学系统对环境要求比较严格，粉尘、温度等对其都有影响”。斯派克王彦彪先生和烟台东方赵珍阳先生均表示：“光电直读光谱仪体积减小，环境适应性的增强，将会促进光电直读光谱仪在线控制生产过程，以及进行现场作业。” 　　布鲁克Andreas Kunz先生认为：“随着光学技术不断发展，将会实现光学系统设计越来越小型化，但灵敏度和分辨率依然很好。”牛津仪器诸炜先生表示：“光学系统的分辨率首先取决于光栅的分辨率，而光栅的分辨率只是与光栅的刻线总数及光谱级次成正比，所以采用大刻线数的光栅，即使焦距较短，依然能很好的满足光电直读光谱仪分辨率的要求。” 　　(4)自动化系统：实现全分析过程的标准化，缩短分析周期 　　岛津公司于晓林先生介绍说：“随着钢铁冶金企业管理现代化、装备大型化、生产高速化的不断发展，全自动分析设备逐渐成为冶炼过程品质管理和控制的主要手段。自动化系统在国外发展比较早，一是人工成本高 二是人员管理困难。在我国随着国家钢铁行业的发展，劳动力成本的提升，自动化系统也逐渐被大家接受。这个市场很大而且发展很快，我认为‘十二五’期间将会有飞速的发展。” 　　布鲁克Andreas Kunz先生指出：“自动化技术可以实现全分析过程的标准化，确保快速、可靠、稳定的分析结果。此外，光电直读光谱仪使用中面临的一个问题是操作人员流动性比较大，自动化系统化将可以很好地解决这个问题。”赛默飞世尔裴雷先生介绍说：“利用自动化技术，可进行送样、制样以及样品分析时间的优化组合，缩短分析周期。当然，采用自动化系统将会对光电直读光谱仪的可靠性提出更高的要求。” 　　牛津仪器的诸炜先生谈到：“我认为真正的自动化必须要在线进行，并能彻底将人工解放出来，这就需要改变样品的激发模式，比如采用移动式探头在线激发的模式。”纳克高宏斌先生认为：“虽然自动化系统已经推出很多年，但由于其投资过大，使用复杂，故障率较高，在国内的应用还不是很多，但该技术值得关注。” 　　此外，在采访中，布鲁克Andreas Kunz先生与北分瑞利王彦东先生、张军峰先生均认为利用软件提升光电直读光谱仪的性能也是一个重要的发展方向。尤其是采用CCD作为检测器的仪器和软件有着很大的关系。 光电直读光谱仪应用前景 　　光电直读光谱仪主要适用于金属中少量及微量金属元素分析，随着现代材料科学的发展，在提高金属材料质量的同时，对分析的要求也相应提高。光电直读光谱仪在应用方面有哪些新的突破，各位产品负责人及专家分别谈了自己的看法。 　　由于用户出于对生产成本的考虑，往往希望一台仪器能解决的问题越多越好，为了迎合用户的需求，各个仪器厂商也投入了充分的研发力量，不断开发光电直读光谱仪的‘潜能’。 　　为了提高光电直读光谱仪在痕量元素分析方面的性能，斯派克王彦彪先生表示：“多家厂商都推出相应的技术实现了痕量元素的光谱检测，如痕量元素火花分析技术(SAFT)、时间分辨光谱技术(TRS)、单火花时间分解技术(GISS)、脉冲分布测定法(PDA)等。” 　　利用光电直读光谱仪进行非金属元素/夹杂物的测定，目前还不是很理想，需要进一步研究。纳克高宏斌先生、斯派克王彦彪先生、烟台东方赵珍阳先生均认为目前光电直读光谱仪测定氮尤其是高含量氮已经比较常规，但测定氧、碳、氢元素还比较困难。赛默飞世尔裴雷先生认为：“要测定C,S,O,N,H等元素，不只对仪器有要求，还要求相关配套的标准样品，检测方法标准也要向前发展。”牛津仪器的诸炜先生也表示：“根据研究显示：利用光电直读光谱仪进行酸溶铝测定的结果与湿法分析结果之间时常出现偏差，所以进行夹杂物的分析还不是很成熟。” 　　另外，超谱公司李丹戈先生谈到：“光电直读光谱仪的原理是相对已知的标准试样作对比，得出未知样品的成分，如果没有标准样品，就没法进行相应的样品分析。”岛津公司于晓林先生对此也表示：“目前在一些特殊有色金属行业，比如钛、金等，由于标准样品制备难或消耗成本高等原因，光电直读还未在这些行业得以很好的应用。” 　　对于光电直读光谱仪应用潜能的挖掘，纳克高宏斌先生认为：“光电直读光谱仪技术要回归到解决如何测定更快速、更准确，以及操作更简便，这才是光电直读光谱仪的用户核心需求所在，不需要更多花哨的研究。因为其应用的优势在于生产过程控制，失去了准确性或稳定性将毫无价值。” 光电直读光谱仪市场发展趋势 　　光电直读光谱仪主要应用于金属行业的上下游产业，其市场发展变化也和这些行业的发展密切相关。采访中，各个厂商负责人谈到了国家政策调整、企业生产管理观念的变化对光电直读光谱仪的市场发展的影响，以及未来光电直读光谱仪市场需求可能的一些增长点。 　　布鲁克Andreas Kunz先生表示：“全球的光电直读光谱仪市场需求目前略有下降，但一些新兴市场，如中国、巴西、印度等地的光电直读光谱仪市场在不断扩大。另外，移动式光电直读光谱仪现在越来越被市场需求。” 盈安科技王德春先生表示：“光电直读光谱仪作为传统分析仪器，分析技术及应用领域已相对成熟，市场需求量在相当长的一段时间内将维持一个相对平稳的水平。” 　　超谱公司李丹戈先生表示：“国家政策形势、行业标准、及一些突发事件等都会对光电直读光谱仪的需求产生影响。” 　　对于高端光电直读光谱仪的需求，岛津于晓林先生认为：“‘十二五’期间，国家提高了精制钢的产量比例，这将会对钢中各种元素含量的控制提出更高的要求，从而促进高端光电直读光谱仪的市场需求。” 　　光电直读光谱仪的中端市场需求很大，纳克高宏斌先生指出：“目前，还有很大一部分中小企业认为花钱买光电直读光谱仪不划算，但这部分市场迟早是要开发的。” 赛默飞世尔裴雷先生表示：“目前民营企业逐渐认识到利用光电直读光谱仪进行质量控制的重要性。”烟台东方赵珍阳先生谈到：“中小企业对于仪器的需求弹性非常大，价格降低一点就会有很多厂商选择购买光电直读光谱仪。” 　　对于光电直读光谱仪新的应用增长领域，斯派克王彦彪先生表示：“近年来发展比较快的一个行业是汽车行业。另外还有检测机构对光电直读光谱仪的需求也在提升，各地质检所、质检机构以及第三方检测机构对此也有需求。”诸炜先生谈到：“未来牛津仪器会更加关注来料检测市场及高纯金属分析等领域。” 　　采访编辑：秦丽娟 　　附录1：光电直读光谱仪最新产品集锦 　　在采访中，我们了解到在2010-2011年多家仪器厂商推出了光电直读光谱仪新产品，或有新的仪器引入中国市场。仪器信息网编辑对这些仪器进行了搜集整理，供网友参考。 　　岛津PDA-8000光电发射光谱分析装置：主要用于超低碳、氮、磷、硫、硼等元素的分析。采用焦距为1000mm的光栅，重新设计数字化的激发光源，激发光源及测光系统采用简便牢固的全密封系统。 　　OBLF VeOS型光电直读光谱仪：使用自己设计、专业厂商生产的CCD，波长范围在130-800nm，焦距可达500mm。 　　布鲁克：最新的Q4移动式光谱仪，以及和X射线荧光光谱仪相配合的全自动Q8 MAGELLAN高端立式真空型直读光谱仪。 　　斯派克SPECTROLAB系列光电直读光谱仪新产品：双光学室，同时结合PMT及CCD检测器，两个光学系统的焦距都达到750mm。 　　烟台东方DF-300光电直读光谱仪：采用等离子体光源，国内首次采用CCD和PMT放在同一光室，统一罗兰圆构架，实现了CCD和PMT对同源数据的采集。 　　纳克1000型火花直读光谱仪：延长了PMT的使用寿命、减少了氩气的消耗量，可供用户选择的单火花数据采集技术以及炉料自动配比软件。 　　牛津新型台式全谱直读光谱仪Foundry-Master Xpert：波长范围130-800nm，检测范围基本涵盖了所有金属元素，并包括钢中的氮。 　　盈安科技M5000直读光谱仪：国内首创CCD全谱接收技术，双光室设计，波长范围140-680nm。 　　附录2：光电直读光谱仪专场 　　http://www.instrument.com.cn/zc/oes.asp