Kalbant apie atominės emisijos spektrometrus, dauguma žmonių iš karto pagalvoja apie ICP-AES arba galbūt kibirkštinio tiesioginio skaitymo spektrometrus. Nedaugelis mini lanko emisijos spektrometrus. Vis dėlto, būdama patyrusia atominės emisijos spektrometrų šeimos nare, ši technologija per pastaruosius dešimtmečius reikšmingai prisidėjo prie kokybinės ir kiekybinės neorganinių elementų analizės tokiose srityse kaip geologiniai tyrinėjimai, spalvotieji metalai ir medžiagų mokslas.
Net ir šiandien, esant plačiai prieinamiems aukštos klasės prietaisams, jo privalumai, tokie kaip tiesioginė miltelių mėginių analizė ir didelis jautrumas, išlaikė jį kaip paskirtą sidabro, boro ir alavo nustatymo metodą geologijos pramonėje. Jis išlieka nepakeičiamu įrankiu geologijos laboratorijose ir taip pat yra standartinis rekomenduojamas metodas priemaišų elementams aptikti labai grynuose metaluose, tokiuose kaip volframas, molibdenas, niobis ir tantalas, taip pat jų oksiduose.
Vis didesnis klasikinis spektrografas
Pirmiausia susipažinkime su lanko emisijos spektrometrijos „veteralais“. Ankstyvieji lanko atominiai spektrometrai emisijos spektrams užfiksuoti naudojo fotografines plokšteles ir buvo vadinami spektrografais. Istorija prasidėjo 1969 m., kai Pekino „Beifen Ruili Analytical Instruments (Group) Co., Ltd.“ pirmtakė – Pekino Nr. 2 optinių instrumentų gamykla – sėkmingai sukūrė vieno metro plokštumos gardelės spektrografą. Šis modelis ir šiandien yra įprastas vaizdas daugelyje laboratorijų.
Vieno metro spektrografas
Šis prietaisas buvo tarsi kruopštus „tamsiojo kambario meistras“. Nors valdyti buvo sudėtinga (reikalavo fotografinio apdorojimo etapų), išskirtinis jo jautrumas padėjo pamatus lanko spektrinei analizei ir tuo metu buvo nepakeičiamas. Galbūt matėte ir didesnius modelius – dviejų metrų gardelės spektrografus su didele žalia „statine“.
dviejų metrų gardelių spektrografai
Kiek įspūdingas tas dviejų metrų židinio nuotolio „didelis statinės“ vaizdas? Dabar pažiūrėkite į šį milžiną apačioje. Teigiama, kad jo židinio nuotolis yra 3,4 metro, o tai tiesiog netinka tipinei laboratorijai, be to, jis turi didelį sužadinimo šviesos šaltinį.
3,4 metro gardelės spektrografas
3,4 metro gardelės spektrografo sužadinimo šviesos šaltinis
Sudėtingas duomenų rinkimo procesas
Duomenų gavimas iš spektrografo buvo varginantis ir sudėtingas procesas: paruošus mėginį, buvo atliekamas spektrografas. Baigus, fotografinės plokštelės laikiklis turėjo būti nuimtas ir nuneštas į tamsųjį kambarį. Prie silpnos raudonos saugios šviesos plokštelė buvo ryškinama, fiksuojama ir plaunama – procesas identiškas nespalvotų nuotraukų ryškinimui.
Kruopščiai apdorota plokštė dėl per didelio ekspozicijos gali tapti visiškai juoda, todėl visas ankstesnis darbas gali tapti nenaudingas. Arba dėl problemų su ryškalu ar fiksatoriumi plokštė gali būti per tamsi arba per šviesi, kad būtų galima naudoti, todėl tektų paleisti iš naujo.
Tamsusis kambarys
Dėl emisijos spektrinių linijų gausos jas reikėjo tirti dideliu didinimu, po vieną išskiriant kiekvieno tiriamojo elemento analitines linijas. Kiekybinei analizei reikėjo išmatuoti jų tankį densitometru. Net patyrusiems analitikams tai nebuvo lengva užduotis; pradedantiesiems tai buvo košmaras. Akys pavargo žiūrėdamos į linijas, tačiau buvo identifikuotos tik kelios analitinės linijos.
Vaizdo jutikliai pakeičia fotografines plokšteles
Tobulėjant technologijoms, vaizdo jutiklių technologija subrendo ir rado pritaikymo įvairiose pramonės šakose. Kaip skaitmeniniai fotoaparatai pakeitė juostinius fotoaparatus, taip vaizdo jutikliai sukėlė revoliuciją lanko emisijos spektrometrijoje, pakeisdami tradicines fotografines plokšteles. Naudodami fotoelektrinį efektą, šie jutikliai konvertuoja optinius signalus į elektrinius signalus, galiausiai juos suskaitmenindami, kad būtų galima tiesiogiai rodyti kompiuterio programinėje įrangoje, taip pašalindami sudėtingą duomenų rinkimo procesą, būdingą tradiciniams spektrografams.
Tikrasis lūžio taškas įvyko tarp 2011 ir 2014 metų.BFRLpristatė AES-7000 seriją – novatorišką technologiją, kuri sujungė lanko šaltinio spektrinę analizę su fotodaugintuvu (PMT), kad būtų pasiektas „tiesioginis skaitymas“. Vartotojai pagaliau buvo išlaisvinti nuo darbo reikalaujančių veiksmų, tokių kaip plokščių apdirbimas ir tankio matavimas, o tai smarkiai padidino efektyvumą ir paspartino šios technologijos diegimą geologijoje ir metalurgijoje.
Nors AES-7000 serija buvo greita, ji turėjo apribojimų – jos spektrinės linijos buvo fiksuotos. 2017 m.BFRLžengė dar vieną žingsnį į priekį, oficialiai pristatydamas naujos kartos lanko emisijos spektrometrą – AES-8000. Šis prietaisas paveldėjo tradicinių vieno metro gardelės spektrografų privalumus – kintamosios srovės / nuolatinės srovės (AC / DC) lanko sužadinimą, trijų lęšių apšvietimo sistemą ir klasikinį Eberto-Fassie optinį kelią, – tuo pačiu pritaikydamas didelio našumo CMOS jutiklį signalo aptikimui. Visiškai perprojektuotas, jis pasiekė šuolį nuo „žinojimo, kad egzistuoja“ iki „visko matymo“. Paprastas naudoti, greitas ir patogus AES-8000 tiesiogiai sprendė spektrografų naudotojų problemas ir greitai tapo pagrindiniu naujos kartos lanko emisijos spektrometrų produktu.
✔ Našumo proveržis: pritaikytas „Ebert-Fassie optinės sistemos + CMOS detektoriaus“ derinys. CMOS jautrumas yra kelis kartus didesnis nei įprastų CCD jutiklių, o kartu su patentuota optika sumažinami foniniai trukdžiai.
✔ Pagrindinė inovacija: Tikra plataus spektro analizė. Ji ne tik išsprendė pramonės iššūkį tiksliai išmatuoti tokius elementus kaip sidabras, alavas ir boras geologiniuose mėginiuose, bet ir atitiko nacionalinių standartų tikslumo reikalavimus.
✔ Išmanioji patirtis: automatinis elektrodų lygiavimas, saugos blokavimai, automatinė programinės įrangos fono korekcija – šios išmaniosios funkcijos prietaisą daro ne tik tikslų, bet ir patogesnį naudoti bei saugesnį.
AES-8000 AC/DC lanko emisijos spektrometras
Senojo ir AES-8000 palyginimas
| Tradicinis spektrografas | AES-8000 |
| Sudėtingas darbas (reikalinga spektrografija, plokštelių apdorojimas, spektro skaitymas, tankio matavimas ir kt.) | Paprastas valdymas; tiesioginiai mėginio bandymo rezultatai |
| Reagentų sunaudojimas (ryškintojui ir fiksatoriui reikia paruošti didelį kiekį cheminių medžiagų) | Nereikia jokių cheminių reagentų |
| Fotografijos plokštelės yra eksploatacinės medžiagos – brangios ir nevienodos kokybės. | Aptikimo sistema neturi eksploatacinių medžiagų; vaizdo kokybė yra stabili |
| Įprasti elektrodų spaustukai – prastas atsparumas karščiui ir linkę į pažeidimus | Vandeniu aušinami elektrodų spaustukai – ilgas tarnavimo laikas |
| Rankinis elektrodų tarpo reguliavimas – didelis jautrumas žmogaus klaidoms | Automatinis elektrodų lygiavimas – didelis tikslumas, geras pakartojamumas, pašalina žmogiškąsias klaidas |
| Reikalingas aukštas analitiko įgūdžių lygis – reikia spektro identifikavimo, skaitymo ir fotometrijos patirties. | Valdomas programinės įrangos darbo stotyje – mažas personalo poreikis, lengva išmokti |
| Garsus mėginio sužadinimo triukšmas | Naujos kartos sužadinimo šaltinis – tylesnis veikimas |
| Supaprastinta konstrukcija – prastas saugumas | Kelios saugos priemonės: darbo kameros saugos blokatoriai, automatinis cirkuliuojančio vandens stebėjimas, profesionalus apsauginis stiklas nuo elektromagnetinės spinduliuotės ir kt. |
Nuo klasikos iki novatoriškumo ir vėl tapimo klasika. Kuriant lanko emisijos spektrometrus, „Beijing Beifen-Ruili Analytical Instruments (Group) Co., Ltd.“ pastangos aiškiai rodo „technologinės permainos“ kelią, ką rodo jos produktų iteracijos. Nuolat tobulindama savo veiklą, bendrovė atgaivino „senovinę“ analitinę techniką išmaniųjų technologijų eroje.
Įrašo laikas: 2026 m. gegužės 28 d.