如何选择能量色散X荧光光谱仪

上一篇 / 下一篇  2011-02-17 12:04:46

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  欧盟ROHS已经出台一年多了,世界各国纷纷效仿,根据自己国家的状况实行了本国的ROHS指令。面对整个市场形势,每个企业,不管外销还是内销的也都行动起来了。

  厂家们应对ROHS不外乎两种方法:去相关的权威部门进行认证和自己买仪器进行内控。不管那种方法,我觉得仪器的购买早晚是必须的,毕竟委外价格昂贵,环保是个长期的过程以及客户对自己供应商的严格要求都会促使我们厂家对仪器购买的考虑。所以我整理这篇文章主要是为那些想买相应仪器进行内控的厂家,提供一些仪器选型方面的第一手资料,方便大家进行筛选。

  对于我们消费者,我们挑选物品的基本准则应该包括满足要求、性能可靠性,价位和维护成本几个方面。

  一:满足自身需求-适合自己的物品才是真物品。

  X射线荧光光谱仪是公认的RoHS筛选检测首选仪器,由于其检测速度快、分辨率高、实施无损检测,所以被广泛采用。但是这种仪器价格不菲,都在几十万元上下,购买时应该慎重考虑。X线荧光光谱仪品牌繁多,又以进口为主。在接触到这些光谱仪的经销员时,都能获得非常美好的解说印象,以至于分不出谁好谁差了。到底如何评价?怎样才能从诸多品牌规格的光谱仪中选出最适合于自己的一款机型?

  我们多数人,不懂X线荧光光谱仪,不知道该从哪些数据指标入手来权衡。

  我以为,我们挑选X线荧光光谱仪仅仅是为了使用,太深奥的原理结构大可不必细究,最核心最本质:价廉物美、高性价比。

  首先划出基本框框:满足使用要求。这一条是根本。在《电子信息产品有毒有害物质的检测方法》标准文本里提到:“用能量散射X射线荧光光譜法(ED-XRF)或波长散射X射线荧光光譜法(WD-XRF)对试样中目标物进行测试,可以是直接测量样品(不破坏样品),也可以是破坏样品使其达到”均匀材料”(机械破坏试样)后测试。”能真正准确无误地将试样筛选出合格、不合格、不确定三种类型,而且能最大限度地缩小“不确定”部分就是好仪器。但是筛选图的就是快,在保证既定准确度的情况下尽可能快速检测。尤其是企业选购,光谱仪是做日常RoHS监督检测用,非常看重这一点。所以,能够准确无误地将试样筛选出合格、不合格、不确定三种类型,又能最大限度地缩小“不确定”部分,而且全部过程是在极短的时间内完成的X射线荧光光谱仪是满足使用要求的光谱仪。仅这一条,就应当将一些简易的、便携式、一个试样要多次测量才能获得结果的简陋装置加以排除。

  另外我们有些人比较崇洋媚外,认为外国的东西就是最好的东西。这些十年前说还没有问题,但是现在我国的生产技术水平已经进入了一个新的轨道,很多产品我们也做的相当好,赶上甚至超过的国外产品。

  所以说适合自己的才是正确的。

  二:性能可靠性方面

  性能无疑是评估光谱仪非常重要的指标

  性能优异的光谱仪做筛选检测能准确无误地排查合格和不合格,并将不确定的灰色部分压缩到最小;有的光谱仪不分、镉的特征譜线与X光管铑电极的特征譜线重叠等。经常误判;有的光谱仪检测镉的灵敏度不够高,不能准确判定镉;大部分光谱仪的检测稳定性受到X光管老化、环境温度、电源波动等影响,使数值不准。 由于性能不足,可能发生错判、误判、无法判定等事件频发,不确定的灰色部分比例大增。其后果必然是成本显著提高、风险增加。有的光谱仪X射线漏泄严重,危及操作者安全。更不可取。

  所以我们询问厂家时我们应该考虑到以下几个方面:

  1) X光管的电极材料

  目前X线荧光光谱仪基本上采用铑靶X光管,个别有钨靶X光管的。

  A.铑(Rh)靶:铑的特征譜线与镉的特征譜线重叠;铑电极发射强度不够高,对于镉的筛选排查不胜任。

  B.钨(W)靶:钨的特征譜线远离RoHS的5种元素特征譜线,无譜线重叠;发射强度高,能提高元素检测下限值。

  2)检测器

  A.SDD:新型的SDD检测器属高纯硅检测器,稳定性好,检测灵敏度高。

  B.SSD:老款的SSD检测器属硅锂检测器,漂移大,检测灵敏度低。

  3)检测方法和软件

  A.FP法、部分检量线法:稳定性差。

  B.带补正的相对检量线法:可以自动补偿环境条件变化、X光管老化、供电变化等对检测数据的影响。

  4)X线束光斑直径

  A.光斑直径大小在使用中会体现出一些差别。目前光斑直径从0.1mm到15mm不等。光斑小不受试样面积限制,光斑大受材料不均匀性影响小。

  B.光斑大小间接反映X光束的能效。大光斑(几mm到十几mm)通常采用准直器整理光束,被遮挡部分白白浪费掉;1mm以下小光斑采用导管整理光束,能量损失较少。

  C.光斑大小根据实际测量需要选择,光束能量损失通常制造商在软件、滤光片等方面做适当补偿。

  5) 制冷方式:

  A.液氮制冷。液氮制冷是比较原始的制冷方式,其后续成本很高,危险,操作麻烦,必须专业人士才能操作

  B.电制冷方式,比较新的一种技术,现在大多数厂家都是利用电制冷方式。

  6)干扰

  由于检测仪器除了自身的检测精度外,我们应该尽量的排除外界干扰。所以我们必须考虑的输入电源的稳定性,环境温度湿度的稳定性以及仪器自身是否采取的降低信噪比的措施。

  三:维护成本

  光谱仪的市场价格从30万元上下到80万元左右,往往以面谈成交。为什么要面谈?因为有太多的“八卦”。购买者需对光谱仪有细致的了解,不能光看报价,还应清楚购入后的使用成本和维护费用。使用成本可能远远超过报价。这是制造成本转移的后果。

  (1) 购买成本

  价位越低越好。但是有美元报价、RMB报价;有含增值税报价、不含税报价;有香港提货价、北京落地价、安装到位价,等等,要问清楚。

  (2) 使用成本

  使用成本是隐含成本,往往被忽略。其实好多商品用廉价的材料、简单的技术、粗糙的工艺将售价压缩很低,用户在使用中发现故障多、不准确、判断错误、效率低下等带来的浪费远较采购节省大得多。在光谱仪上体现的使用成本表现在如下方面:

  1)检测速度

  能体现工时、仪器折旧、工期进度等直接费用的经济性;

  2)灵敏度

  决定筛选范围,决定能否减少或免去理化分析,反映出是节省钱还是不停地花冤枉钱;

  3)使用寿命

  例如同样标定5000小时的设备寿命,每天工作8小时,X射线有效激发时间约2小时,折合有效工作时间为8 年。由于测量机制不同而使用寿命相去甚远。一个试样在这台光谱仪上检测只需激发一次X光管,而在那台光谱仪上检测却要激发3次,激发三次的那台光谱仪使用寿命只剩不到3年了。意味着3年后还需再花同样的钱购买新的光谱仪。

  4)操作成本

  操作简单和操作复杂会带来操作成本的差异。包括操作者素质培训和工薪。

  5)冷却

  许多使用SDD检测器的,必须配备液氮冷却系统,而采用SSD检测器的仅需要简单的珀尔帖冷却,前者平添许多维护成本。

  6)校准

  绝大多数的荧光光谱仪在工作中经常需要校准,以保证每次检测的准确性。为此有的光谱仪干脆每测一次之前自动校准一次,这种经常性的校准不仅耗费时间,而且耗费资源。时间和资源都将进入成本。

  7) 售后服务

  售后服务的及时和完备性是保证设备高效运转,发挥最大潜能的保障。误工的损失可能意想不到的大。很多进口产品,由于国内没有工厂,所以都是靠代理商来进行间接销售,由于代理商不可能把仪器押在自己公司,所以假如需要,到货时间会很长很长。另外,更换一个部件的时间也是相对长的多。

  8) 真实成本

  明面上的售价必须考虑,隐含着的使用成本和维护成本绝对不能忽视,这些隐含成本大的惊人,不消一两个月功夫,一台光谱仪的钱就搭进去了;而且这个隐含成本与时俱增。比如一些进口产品,我们必须要跟代理商讲好如下细节:

  9)整机保修时间:我们应该尽量让厂家增加保修时间,或者一些重要,价格贵的部件另外谈及保修时间。比如我们熟知的光管。进口的价格一根光管需要10万RMB,但是一些代理商是不会提及这部分保修时间的,所以到时候损坏的话,我们会额外增加很大部分成本。

  10)维修费用:维修费用可能是被大家最忽略的。维修费用应该包括:硬件费用,运输费,工程师差旅费和服务费用。比如进口仪器厂商工程师服务费用是1200块一天,确实也是一笔较大的费用。

  四:安全性

  (1)人身安全

  绿色制造、RoHS法规的最根本的出发点是环保和健康;有这样的光谱仪,自身是检测有毒物质的仪器却使用铅来防护X射线漏泄;无X射线漏泄的仪器才能有人身安全的保障。所以我们必须厂家提供每台仪器的辐射报告

  (2)数据安全:

  数据是检测的最终成果,数据保存、保真始终处于第一位。

  五:其他

  1)体积小,重量轻好:移动便捷。

  2)软件支持:可扩充用途。 虽然现在ROHS检测只有六项,但是我们不能保证欧盟或者其他国家不再添加有害物质的数量。比如说砷元素,虽然现在没有加进去,但是,其毒害性不可说不大。

  3)试料箱:大的试料箱,可以满足较大试样的测试。

  4)样品腔:样品腔的大小决定了你可以放入多大的物件,我们是希望越打越好。

  5)外观:外观也是我们比较重要的一项指标。我们仪器不止是为了检测,有很多时候还是让客户参观的。

  6)报表导出:报表导出形式我们也应该考虑。我们报表是不是可以生成WORD EXCEL等形式,方便我们编辑。


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