Минатото и сегашноста на лачните емисиони спектрометри

Кога станува збор за атомски емисиони спектрометри, повеќето луѓе веднаш помислуваат на ICP-AES или можеби на спектрометри со директно отчитување со искри. Малкумина ги споменуваат лачните емисиони спектрометри. Сепак, како ветеран член на семејството на атомски емисиони спектрометри, оваа технологија даде значаен придонес во изминатите децении во квалитативната и квантитативната анализа на неоргански елементи во области како што се геолошко истражување, обоени метали и наука за материјали.

Дури и денес, со широко достапни висококвалитетни инструменти, неговите предности - како што се директната анализа на примероци од прав и високата чувствителност - го одржаа назначениот метод за одредување на сребро, бор и калај во геолошката индустрија. Тој останува неопходен инструмент во геолошките лаборатории и е исто така стандарден препорачан метод за откривање на елементи на нечистотија во метали со висока чистота како волфрам, молибден, ниобиум и тантал, како и нивните оксиди.

Сè поголемиот класичен спектрограф

Прво, да се запознаеме со „ветераните“ на лачната емисиона спектрометрија. Раните лачни атомски спектрометри користеле фотографски плочи за снимање на емисионите спектри и биле наречени спектрографи. Приказната започнала во 1969 година кога претходникот на Beijing Beifen Ruili Analytical Instruments (Group) Co., Ltd. - Beijing No. 2 Optical Instrument Factory - успешно развил еден метарски рамнински решеткаст спектрограф. Овој модел останува вообичаена глетка во многу лаборатории денес.

Спектрограф од еден метар

Овој инструмент беше како педантен „мајстор за темна комора“. Иако беше тежок за ракување (што бараше чекори за фотографска обработка), неговата исклучителна чувствителност ги постави темелите за лачна спектрална анализа и беше незаменлива во тоа време. Можеби сте виделе и поголеми модели - двометарски решеткасти спектрографи со големо зелено „цевче“.

двометарски решеткасти спектрографи

Колку импресивен е тој „голем цилиндар“ со фокусна должина од два метра? Сега, погледнете го овој гигант подолу. Се вели дека има фокусна должина од 3,4 метри, што едноставно не е погодно за типична лабораторија, а е опремен и со голем извор на светлина за возбудување.

Решеткаст спектрограф од 3,4 метри

3,4-метарски решеткаст спектрографски извор на светлина за побудување

Комплексниот процес на собирање податоци

Добивањето податоци од спектрограф беше макотрпна и комплицирана работа: по подготовката на примерокот, се правеше спектрографирање. Откако ќе беше завршено, држачот на фотографската плоча мораше да се отстрани и да се однесе во темна соба. Под слабо црвена безбедна светлина, плочата беше подложена на развивање, фиксирање и миење - процес идентичен со развивањето црно-бели фотографии.

Внимателно обработената плоча може да стане целосно црна поради прекумерна експозиција, со што целата претходна работа ќе стане бескорисна. Алтернативно, поради проблеми со развивачот или поправачот, плочата може да биде премногу темна или премногу светла за да може да се користи, што ќе предизвика рестартирање.

Темна соба

Поради изобилството на емисиони спектрални линии, потребно беше да се испитаат под големо зголемување, избирајќи ги аналитичките линии за секој целен елемент една по една. Квантитативната анализа бараше мерење на нивната густина со дензитометар. Дури и за искусни аналитичари, ова не беше лесна задача; за почетници, тоа беше кошмар. Очите се напрегаа од гледање во линиите, но сепак беа идентификувани само неколку аналитички линии.

Сензорите за слика ги заменуваат фотографските плочи

Со технолошкиот напредок, технологијата на сензорите за слика созреа и најде примена во низа индустрии. Исто како што дигиталните фотоапарати ги заменија филмските фотоапарати, сензорите за слика ја револуционизираа спектрометријата со лачна емисија со замена на традиционалните фотографски плочи. Користејќи го фотоелектричниот ефект, овие сензори ги претвораат оптичките сигнали во електрични сигнали, на крајот дигитализирајќи ги за директно прикажување на компјутерски софтвер - елиминирајќи го гломазниот процес на собирање податоци на традиционалните спектрографи.

Вистинската пресвртница се случи помеѓу 2011 и 2014 година.БФРЛја лансираше серијата AES-7000 - револуционерна иновација што комбинираше спектрална анализа на извор на лак со фотомултипликаторски цевки (PMT) за да се постигне „директно отчитување“. Корисниците конечно беа ослободени од трудоинтензивни чекори како што се обработка на плочи и мерење на густината, драматично подобрувајќи ја ефикасноста и забрзувајќи го усвојувањето на оваа технологија во геологијата и металургијата.

Иако серијата AES-7000 беше брза, таа имаше ограничувања - нејзините спектрални линии беа поправени. Во 2017 година,БФРЛнаправи уште еден скок напред со официјалното лансирање на спектрометарот за лачна емисија од следната генерација, AES-8000. Овој инструмент ги наследи предностите на традиционалните спектрографи со решетка од еден метар - лачно возбудување со наизменична струја/еднонасочна струја (AC/DC), систем за осветлување со три леќи и класичната оптичка патека Еберт-Фасие - додека усвои високо-перформансен CMOS сензор за детекција на сигнал. Целосно редизајниран, тој постигна скок од „знаење дека постои“ до „гледање сè“. Едноставен за ракување, брз и практичен, AES-8000 директно се справи со проблемите на корисниците на спектрографи и брзо стана мејнстрим производ во новата генерација на спектрометри за лачна емисија.

✔ Пробив во перформансите: Воведување на комбинацијата „оптички систем Еберт-Фасие + CMOS детектор“. Чувствителноста на CMOS е неколку пати поголема од онаа на обичните CCD, а заедно со патентирана оптика, пречките во позадина се минимизирани.

✔ Основна иновација: Вистинска анализа со целосен спектар. Не само што го реши индустрискиот предизвик за прецизно мерење на елементи како сребро, калај и бор во геолошки примероци, туку ги исполни и прецизните барања на националните стандарди.

✔ Паметно искуство: Автоматско порамнување на електродите, безбедносни блокади, автоматска корекција на софтверската позадина - овие интелигентни функции го прават инструментот не само прецизен, туку и „пријателски за користење“ и побезбеден.

AES-8000 AC/DC емисионен спектрометар за лачно зрачење

Споредба помеѓу стариот и AES-8000

Од класично до иновативно, а потоа повторно станувајќи класика. Во развојот на спектрометри со лачна емисија, напорите на Beijing Beifen-Ruili Analytical Instruments (Group) Co., Ltd. одразуваат јасен пат на „технолошко реле“, како што е демонстрирано со итерациите на нејзините производи. Преку континуирано самоподобрување, компанијата ревитализираше „древна“ аналитичка техника во ерата на интелигентната технологија.