SciAps 是一家总部位于波士顿的仪器公司,专注于开发便携式分析仪器,能够测量地球上任何地方的任何矿物、任何元素。其行业领先的 X 射线荧光(XRF)和激光诱导击穿光谱(LIBS)分析仪被广泛应用于石油 / 天然气、金属和矿业、航空航天、电池和战略金属(如锂、稀土元素)、废金属回收、化工和石化、军事、法医和执法等多个主要行业。此外,SciAps 的仪器还被用于空间研究、抗病毒涂层、农业和环境污染物等新兴领域。
SciAps 始终致力于为客户提供卓越的客户体验,承诺在客户需要的时间和地点提供所需的产品和服务。当客户联系公司时,他们将直接与专业人员沟通,而不是机器。无论是关于新仪器、租赁、应用还是服务问题,客户都会被快速引导至能够提供帮助的专家。公司通过多年积累的专业知识和精心培育的合作关系,建立了全球销售团队、应用专家和分销商网络,能够解答客户问题,理解客户的分析挑战,并提供最佳解决方案以满足客户需求。
X 射线荧光光谱(XRF)是一种非破坏性的分析方法,用于测定各种材料中的元素浓度。XRF 通过将样品暴露在 X 射线管发出的 X 射线束中,激发样品中的元素发射特征 X 射线。探测器测量每个 X 射线的能量和强度(每秒特定能量的 X 射线数量),并将其转换为元素浓度,通常使用基本参数法或用户生成的校准曲线来实现。
在原子水平上,所有原子都有固定数量的电子,这些电子围绕原子核分布在不同的轨道上。能量色散 X 射线荧光(EDXRF)通常检测 K、L 和 M 三条电子轨道的活动。XRF 仪器通过高能初级 X 射线光子照射样品,激发样品中的原子发射荧光能量,荧光能量被探测器吸收并转换为电信号,最终以百分比或光谱的形式显示结果。XRF 每秒可以处理约 20 万条或更多的 X 射线,形成光谱。光谱中的每个峰值对应于特定元素(如铬、镍等)发射的特征 X 射线,峰值高度与元素浓度成正比。
在定量元素分析中,XRF 光谱仪使用经验方法(通过与未知样品性质相似的标准校准曲线)或基本参数法(FP)来进行定量分析。FP 法更受青睐,因为它无需标准或校准曲线即可进行元素分析,使分析人员能够立即使用系统,无需额外花费时间设置各种元素和材料的校准曲线。FP 法结合已知材料的存储库,不仅能够快速、轻松地确定未知材料的元素组成,还可以识别未知材料。
SciAps 使用能量色散 X 射线荧光(EDXRF)光谱仪技术,因为它结构简单且非常适合便携式现场使用。EDXRF 系统通常由三个主要部件组成:X 射线管、光谱仪 / 探测器和数据采集 / 处理单元。手持式 EDXRF 设备将所有三个部件集成在一个坚固、易于使用的外壳中。这些手持式、便携式现场设备可以直接带到样品所在位置,无论样品位于洞穴、山顶、实验室、墙壁还是制造 / 加工工厂。这些设备具有易于使用、分析速度快、初始购买价格低以及长期维护成本低等优点。
X 射线管照射固体或液体样品,样品中的原子被能量足够的 X 射线击中,导致原子的 K 或 L 壳层电子被击出。高能级的电子填补 K 或 L 层的空位,通过发射能量并“跳到”较低能级。当电子跳到较低的 K 或 L 壳层时,会发射一个特定波长的光子(特征 X 射线)。XRF 分析仪的能量色散探测器测量发射的光子(X 射线)。探测器及其相关电子设备测量每个 X 射线的能量,并计算每秒该能量的 X 射线数量。X 射线光谱的水平轴表示能量,垂直轴表示强度(每秒数量)。机载处理器使用基本参数法或用户生成的经验校准曲线,将 X 射线光谱与元素浓度相关联。
激光诱导击穿光谱(LIBS)是一种用于测量材料中元素浓度的光学发射光谱技术。LIBS 通过使用脉冲聚焦激光照射样品,激光脉冲能量足以在被照射区域产生等离子体。样品中的原子电子被剥离,当等离子体冷却时,原子与电子重新结合,过程中会发射紫外、可见光和红外光。
LIBS 技术已有超过 30 年的历史,最初主要用于实验室分析,能够分析周期表中的任何元素。近年来,该技术被微型化为手持式设备(HH LIBS),能够根据设备所选的光谱仪范围分析任何元素。
在操作过程中,脉冲激光通常具有 5 到 6 毫焦耳 / 脉冲的能量,每秒脉冲 50 次(50 赫兹)。激光通过聚焦透镜,将光束聚焦到大约 50 微米的直径。脉冲持续时间为 1 到 2 纳秒(十亿分之一秒),从而产生足够高的功率密度(能量 / 面积 / 时间),使材料汽化并产生等离子体。
当等离子体在几百微秒内冷却时,被剥离的电子与原子重新结合,发射紫外、可见光和红外光谱范围内的光。设备内置的光谱仪通过测量特定波长的光的波长和强度(光的量)来分析发射光 —— 即光学光谱。
设备的内置软件将光谱线与已知波长进行比较,以识别存在的元素,并利用这些光谱线的强度和内置校准,来定量分析元素的浓度。