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LIBS、XRF或OES - 光谱仪选型指南光谱仪应用

无法确定最适合您金属分析需求的元素分析仪类型？

日立分析仪器的Mikko J?rvikivi提供了选型指南，推荐几款不同技术的设备用于金属分析。

近年来，材料分析领域发生了迅猛变化。例如光学发射光谱（OES）、X射线荧光（XRF）和激光诱导击穿光谱（LIBS）等技术的持续发展与应用为各行各业的公司带来便捷。

无论是质量保证/质量控制流程（QA/QC）、材料分拣、材料可靠性鉴定（PMI）还是科学分析，都有对应设备可供您在现场和移动中进行材料检测。

许多公司会问：哪种技术适合我们？

下面我们来分别描述一下日立分析仪器LIBS、XRF或OES

OES、XRF和LIBS是非常通用的三种技术，特别是在识别金属时，它们的功能较多。但这三种技术的工作方式各不相同，也有各自的优势和缺陷。此外，不存在一种仪器能满足从精确痕量元素分析到合金快速分拣的所有需求。

发射光谱技术-（OES）

使用OES时，能采用电能激发样品中的分子；它能产生两种形式的电火花：一种为电弧，它是一种类似于雷击的开/关事件；另一种为火花，它是由开关电极电压引起的一系列多放电事件。虽然OES分析只能在金属上进行，但这并不表示它不能测量非金属元素。在实际应用中，OES在测量钢铁中的碳、硼、磷和氮时有着优越性能。OES设备能为所有检测限极低的重要元素提供最高级别的精确度。但电能会在样品上留下灼烧痕迹。与LIBS或XRF相比，OES设备将使用更多的能量，并且除使用电弧探针外，它还需使用氩气罐。

OES在测量钢铁中的碳、硼、磷和氮时有着优越性能。

X射线荧光技术 - XRF

XRF使用X射线激发样品表面的分子，而非激光能量，它已在便携式和后来的手持式材料分析仪领域应用了40多年。

初级X射线由光源产生并指向样品表面。当光束撞击样品中的原子时，它们通过产生由检测器收集并处理的次级X射线的方式发生反应。使用XRF技术时，由于不会破坏材料上的原子、离子和电子，因此，样品将完好无损。这表明XRF是一种无损材料分析技术，这种特性使得它能在不损坏样品的情况下测试产品、零件和组件，这在航空航天和汽车等行业至关重要。XRF分析仪对精确分析化学成分非常重要，包括识别痕量和杂质元素。

此外，XRF也可用于分析温度很高的样品，如炼油厂或发电厂的工艺流程组件。XRF几乎可以测量任何类型的样品，包括导电和非导电物质、金属和非金属以及粒状和液体形式样品，如土壤和燃油。

激光诱导击穿光谱技术 - LIBS

LIBS是目前为止最先进的技术，近年来，它取得了最大的进展。随着激光二极管的不断发展，现在已经能成功地将小而强的激光束发射到样品表面上。物体表面上的微量物质受到激光耗散

后，形成由样品分子组成的高能等离子体。当等离子体冷却下来时，样品中的每个元素都会发出其特征波长，接着通过光缆收集光波长。

LIBS技术的关键优势是速度非常快：只需一秒钟即可完成测试。该技术特别适用于测量铝合金，因此，它也特别适用于分拣废

金属。样品可以为导电的或不导电的金属，但是在测试之前需要清除固体表面的污垢和污染物。虽然LIBS将在样品上留下少量激光灼痕，但这通常被视为表面粗糙，而非产品缺陷，这表明LIBS实际上是一种无损技术。

您需要测试什么？

粗略了解每种技术如何运作是一个有用的出发点，但选择哪一种技术将取决于其他几个因素，包括需要分析的内容、需要分析的原因、所需的准确度、需要分析的化学过程，以及即将进行测量的位置等。

测试金属

对于通用金属检测来说，这三种技术均适用且值得信赖，而且三种技术均具有便携式设备。来自日立分析仪器的Vulcan系列手持式LIBS分析仪是一种市场上非常流行的新型解决方案。Vulcan的尺寸和形状与无绳钻头相似，专为恶劣环境而设计，例如废品场和工厂，它在一般金属识别和分拣方面非常有效。Vulcan速度极快，能在一秒钟内完成检测，尤其适用于铝合金，此外，它也能为其他几种合金（如钢）提供准确的牌号鉴定。

X-MET8000是日立分析仪器生产的另一种手持式分析仪，其使用XRF技术。它与Vulcan形状相同，两者同样坚固耐用而且具有多种用途。X-MET能为各种合金（包括钢、镍合金、铜、铝合金等）提供精确的化学组成和牌号鉴定。它带有可选的保护性Hero窗口，能适用于高达400 ℃温度下的样品测量。这种特性使得它在现场测试、质量控制和控制热金属处理以及玻璃等物质的生产线方面极为便捷。在分析元素周期表中镁以下的元素时，一般需要使用OES技术，日立分析仪器的便携式OES解决方案PMI-Master-Smart能满足普遍需求。由于它具有非常低的碳氮等（用于提高钢的硬度和其他物理因素）元素检出限，因此，它非常适用于金属行业的高精度材料可靠性鉴定。这也是认证金属部件的首选工具，例如化工、石油化工和发电厂的压缩和储罐、管道和化学试管。如材料必须耐受高温和高压以及腐蚀性物质，则必须满足100％材料可靠性鉴定，直读光谱仪PMI-Master Smart就是专为此应用而设计的。（文章摘至日立分析仪器微信公众号推文，用于技术交流，版权归作者所有，如有疑问请与我司联系）

对于通用金属检测来说，这三种技术均适用且值得信赖，而且三种技术均具有便携式设备。

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