XRF測試儀原理

X射線是電磁波譜中的某特定波長范圍內(nèi)的電磁波，其特性通常用能量（單位：千電子伏特，keV）和波長（單位：nm）描述。
X射線熒光是原子內(nèi)產(chǎn)生變化所致的現(xiàn)象。一個穩(wěn)定的原子結(jié)構(gòu)由原子核及核外電子組成。其核外電子都以各自*的能量在各自的固定軌道上運(yùn)行，內(nèi)層電子（如K層）在足夠能量的X射線照射下脫離原子的束縛，釋放出的電子會導(dǎo)致該電子殼層出現(xiàn)相應(yīng)的電子空位。這時處于高能量電子殼層的電子（如：L層）會躍遷到該低能量電子殼層來相應(yīng)的電子空位。由于不同電子殼層之間存在著能量差距，這些能量上的差以二次X射線的形式釋放出來，不同的元素所釋放出來的二次X射線具有特定的能量特性。這一個過程就是我們所說的X射線熒光（XRF）。
XRF波長
元素的原子受到高能輻射激發(fā)而引起內(nèi)層電子的躍遷，同時發(fā)射出具有一定特殊性波長的X射線，根據(jù)莫斯萊定律，熒光X射線的波長λ與元素的原子序數(shù)Z有關(guān)，其數(shù)學(xué)關(guān)系如下：
λ=K(Z? s) ?2
式中K和S是常數(shù)。
XRF能量
而根據(jù)量子理論，X射線可以看成由一種量子或光子組成的粒子流，每個光具有的能量為：
E=hν=h C/λ
式中，E為X射線光子的能量，單位為keV；h為普朗克常數(shù)；ν為光波的頻率；C為光速。
因此，只要測出熒光X射線的波長或者能量，就可以知道元素的種類，這就是熒光X射線定性分析的基礎(chǔ)。此外，熒光X射線的強(qiáng)度與相應(yīng)元素的含量有一定的關(guān)系，據(jù)此，可以進(jìn)行元素定量分析。

XRF測試儀分類

不同元素發(fā)出的特征X射線能量和波長各不相同，因此通過對X射線的能量或者波長的測量即可知道它是何種元素發(fā)出的，進(jìn)行元素的定性分析。同時樣品受激發(fā)后發(fā)射某一元素的特征X射
 波長色散型（WD-XRF）和能量色散型 線強(qiáng)度跟這元素在樣品中的含量有關(guān)，因此測出它的強(qiáng)度就能進(jìn)行元素的定量分析。
因此，X射線熒光光譜儀有兩種基本類型：
波長色散型（WD-XRF）和能量色散型（ED-XRF)

a) X射線用于元素分析，是一種新的分析技術(shù)，但在經(jīng)過二十多年的探索以后，現(xiàn)在已*成熟，已成為一種廣泛應(yīng)用于冶金、地質(zhì)、有色、建材、商檢、環(huán)保、衛(wèi)生等各個領(lǐng)域。
b) 每個元素的特征X射線的強(qiáng)度除與激發(fā)源的能量和強(qiáng)度有關(guān)外，還與這種元素在樣品中的含量有關(guān)。
c) 根據(jù)各元素的特征X射線的強(qiáng)度，也可以獲得各元素的含量信息。這就是X射線熒光分析的基本原理。
XRF分析儀的主要環(huán)境應(yīng)用
過去，對環(huán)境的評估只能依賴于在實(shí)驗(yàn)室對從現(xiàn)場采集并運(yùn)送到實(shí)驗(yàn)室的樣件所做的分析，這種方法既浪費(fèi)金錢又耗用時間。如今有了便攜式XRF分析儀，檢測人員可以在現(xiàn)場直接對環(huán)境進(jìn)行評估。手持式XRF分析儀可進(jìn)行經(jīng)濟(jì)、有效、及時的實(shí)時數(shù)據(jù)分析，并快速得出全面的調(diào)查結(jié)論，從而決定所要采取的下一步措施。

XRF測試儀分析領(lǐng)域
　　
一、發(fā)展中國家危險(xiǎn)的高含量有毒金屬
　　在發(fā)展中國家的居民區(qū)和娛樂區(qū)可能會發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)的高含量鉛、砷、汞、鉻、鎘及其它有毒金屬。在這些國家和地區(qū)，這些金屬的危險(xiǎn)性可能還不為當(dāng)?shù)厝怂?，或者還沒有施行有關(guān)限制這些金屬的法律法規(guī)。手持式X射線熒光分析儀可快速判斷是否存在這些污染物并辨別其含量，從而可使世界衛(wèi)生倡導(dǎo)組織依據(jù)檢測結(jié)果出臺糾正措施，以幫助發(fā)展中國家利用當(dāng)?shù)刭Y源，通過安全的工作實(shí)提高人們的生活水平，并使這些國家和地區(qū)得到持續(xù)的發(fā)展。
二、城市周邊地區(qū)的農(nóng)業(yè)及農(nóng)藝學(xué)
　　 隨著世界人口的增長，食物來源的安全性也變得越來越重要。隨著人們對食物安全性的要求不斷提高，城市周邊的農(nóng)業(yè)發(fā)展也越來越受到歡迎。但是，在工業(yè)區(qū)和其它城市設(shè)施附近發(fā)展農(nóng)業(yè)會增加農(nóng)作物受到有害物質(zhì)侵害的危險(xiǎn)，因?yàn)榉N植莊稼的土壤及用于灌溉的水源可能會有高含量的砷、汞、鎘、鉻、鉛等污染物質(zhì)。手持式XRF分析儀不僅可以快速探測出這些有毒金屬，還可以確定諸如鈣、鎂、磷、鉀等營養(yǎng)物質(zhì)和肥料的存在。三、危險(xiǎn)的廢料篩檢和可持續(xù)產(chǎn)業(yè)
　　目前，大多數(shù)行業(yè)都面臨著必須實(shí)施可持續(xù)發(fā)展計(jì)劃的壓力。這個計(jì)劃有助于降低各個行業(yè)在制造和包裝產(chǎn)品的過程中對周邊環(huán)境和人們的健康造成的有害影響。各種工業(yè)、工程公司及監(jiān)管機(jī)構(gòu)都可在生產(chǎn)現(xiàn)場使用手持式XRF系統(tǒng)進(jìn)行檢測，以確?？焖僮R別出任何重金屬污染物質(zhì)，并采取有效的補(bǔ)救措施。
四、社區(qū)與居住區(qū)域的發(fā)展
天瑞儀器手持式土壤重金屬分析儀可以在瞬間辨別出土壤中重金屬極低的百萬分率含量，在開發(fā)或整修學(xué)校、社區(qū)中心、住宅、游樂場及運(yùn)動場以前，這款分析儀是有助于保障環(huán)境安全的重要工具。如果要在以前是垃圾填埋場、工業(yè)場址、果園、飼養(yǎng)場、閑置的污染土地以及其它會發(fā)現(xiàn)高含量有毒金屬的地區(qū)開發(fā)房地產(chǎn)，天瑞分析儀無疑是一件*的工具。此外，在對建筑物及舊房屋進(jìn)行翻修、重建、恢復(fù)及涂漆的過程中，DELTA可以迅速探測出土壤和塵埃、建筑物表面、含鉛顏料中的鉛（Pb）元素，從而有助于減少在分析工程是否符合環(huán)境管理規(guī)定的過程中所耗用的資金和時間。

儀器介紹

XRF測試儀屬于*的分析檢測儀器，隨著半導(dǎo)體微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的光學(xué)、熱學(xué)、電化學(xué)、色譜、波譜類分析技術(shù)都已從經(jīng)典的化學(xué)精密機(jī)械電子學(xué)結(jié)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)室內(nèi)人工操作應(yīng)用模式，轉(zhuǎn)化成光、機(jī)、電、算（計(jì)算機(jī)）一體化、自動化的結(jié)構(gòu)，并向智能化、小型化、在線式及儀器聯(lián)用方向發(fā)展。天瑞公司在以已掌握的成熟的臺式X熒光光譜儀技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合國外相關(guān)新的技術(shù)發(fā)展成果，研制出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的EDX 3600K型XRF測試儀。

EDX 3600KXRF測試儀的亮點(diǎn)在于它大鈹窗超薄口的高分辨SDD探測器和自旋式的樣品腔，產(chǎn)品通過了江蘇省計(jì)量科學(xué)研究院的檢測，并通過中國儀器儀表學(xué)會分析儀器分會組織的科技成果鑒定，技術(shù)達(dá)到*水平。

X射線熒光分析儀(X Ray Fluorescence)人們通常把X射線照射在物質(zhì)上而產(chǎn)生的次級X射線叫X射線熒光（X—Ray Fluorescence），而把用來照射的X射線叫原級X射線。所以X射線熒光仍是X射線。一臺典型的X射線熒光（XRF）儀器由激發(fā)源（X射線管）和探測系統(tǒng)構(gòu)成。X射線管產(chǎn)生入射X射線（一次X射線），激發(fā)被測樣品。受激發(fā)的樣品中的每一種元素會放射出二次X射線，并且不同的元素所放射出的二次X射線具有特定的能量特性或波長特性。探測系統(tǒng)測量這些放射出來的二次X射線的能量及數(shù)量。然后，儀器軟件將探測系統(tǒng)所收集到的信息轉(zhuǎn)換成樣品中各種元素的種類及含量。X射線照在物質(zhì)上而產(chǎn)生的次級 X射線被稱為X射線熒光。利用X射線熒光原理，理論上可以測量元素周期表中鈹以后的每一種元素。在實(shí)際應(yīng)用中，有效的元素測量范圍為9號元素 （F）到92號元素（U）。

儀器配置

鈹窗電制冷SDD探測器
自旋式樣品腔
高效超薄窗X光管
超近光路增強(qiáng)系統(tǒng)
可自動開啟的測試蓋
自動切換型準(zhǔn)直器和濾光片
真空腔體
自動穩(wěn)譜裝置
90mm×70mm的液晶屏
*的數(shù)字多道技術(shù)
多變量非線性回歸程序
相互獨(dú)立的基體效應(yīng)校正模型

性能優(yōu)勢

1.超低能量分辨率，輕元素檢測效果更佳
使用大面積鈹窗電致冷SDD探測器，探測器分辨率達(dá)到139eV，各項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)。SDD探測器具有良好的能量線
性、良好的能量分辨率，及良好的能譜特性，較高的峰背比；對Si、S、AI等輕元素的測試具有良好的分析精度。

2. 測試精度更高，檢出限更低
①專業(yè)化的樣品腔設(shè)計(jì)，帶可調(diào)速的自旋樣品腔，能有效的測定輕元素和減少樣品均一性的影響，提高樣品的測試精度。
②采用超小超真空的樣品腔設(shè)計(jì)，保證測試時達(dá)到10Pa以下，使設(shè)備的測試范圍可從F元素起測試，大大地提高測試范圍、輕元素檢出限和精度。

3. 分析速度更快，從第1秒即可得到定性定量結(jié)果
采用自主研發(fā)的數(shù)字多道技術(shù)，其線性計(jì)數(shù)率可達(dá)100kcps，可以更加快速的分析，從第1秒就可以得出定性定量結(jié)果，
設(shè)計(jì)成高計(jì)數(shù)率，大大提高了設(shè)備的穩(wěn)定性。

4. 一鍵式智能化操作
專業(yè)軟件，*的FP法和EC法等多種方法嵌入的人性化的應(yīng)用軟件，具有高靈敏度、測試時間短、一鍵智能化操作，使操作簡易，對操作人員限制小的特點(diǎn)。

5. 強(qiáng)大的自動化功能
①自動化程度高，具有自動開蓋、自動切換準(zhǔn)直器與濾光片等功能。
②采用自動穩(wěn)譜裝置，保證了儀器工作的*性：利用解譜技術(shù)使譜峰分解，采用多參數(shù)的線性回歸方法，使元素間的吸收、排斥效應(yīng)得到明顯的降低。

6. 強(qiáng)度校正法
具有多種測試模式設(shè)置和無限數(shù)目模式的自由添加，內(nèi)置強(qiáng)度校正方法，可校正幾何狀態(tài)不同和結(jié)構(gòu)密度不均勻的樣品造成的偏差。

7. 完善的光路系統(tǒng)
自主研發(fā)的光路系統(tǒng)，光程更短，光路損失更少，激發(fā)效果更佳。

8. 三重安全防護(hù)功能
三重安全防護(hù)功能，自動感應(yīng)，沒有樣品時儀器不工作，無射線泄漏；加厚防護(hù)測試壁；配送測試防護(hù)安全罩。

9. 安全警示系統(tǒng)
警告指示系統(tǒng)，通電時綠色指示燈亮，測試時黃色輻射指示燈閃爍，防止誤操作。

技術(shù)參數(shù)

型號：EDX3600K
X射線源：50KV、1mA
樣品腔體積：Φ40.5mm×39.5mm
分析方法：能量色散X熒光分析方法
測量元素范圍：原子序數(shù)為9～92[氟（F）到鈾（U）]之間的元素均可測量
檢測元素：同時分析元素達(dá)三十多種，可根據(jù)客戶需要增加元素
含量范圍：ppm～99.99%
檢測時間：10秒以上
檢測對象：標(biāo)準(zhǔn)粉未壓片及可以放入標(biāo)準(zhǔn)樣品杯的固體、液體及粉末
探測器及分辨率：超大超薄的SDD探測器，分辨率 為144±5eV,可選配極速探測器至125eV
激發(fā)源：銠靶或鎢靶光管根據(jù)客戶需求可供選擇
攝像頭：高清攝像頭
測井環(huán)境：超真空系統(tǒng)，10秒可抽到10Pa以下，大氣、氦氣均可以
準(zhǔn)直器和濾光片：四組準(zhǔn)直器（7、5、3、1mm），6種濾光片組合自動切換
自旋裝置：可調(diào)速的自旋裝置
檢出限：對樣品中的大多數(shù)元素來說，檢出限達(dá)5～500ppm
真空系統(tǒng)：超真空系統(tǒng)，10秒可到10Pa
數(shù)據(jù)傳輸：數(shù)字多道技術(shù)，快速分析，高計(jì)數(shù)率
測試臺：360°電動旋轉(zhuǎn)式
保護(hù)系統(tǒng)：樣品腔為電動控制，上蓋打開時測試已完成
樣品放置：*的樣品杯設(shè)計(jì)，自帶壓環(huán)，可防止樣品晃動
數(shù)字多道技術(shù)：計(jì)數(shù)率>50kcps，有效計(jì)數(shù)率高至500kcps
外形尺寸及重量：669mm×540mm×874mm，90KG
操作環(huán)境濕度：≤90%
操作環(huán)境溫度：15℃～30℃

軟件優(yōu)勢

采用公司新的能譜EDXRF軟件，*的FP法和EC法等多種方法嵌入的人性化的應(yīng)用軟件，具有高靈敏度、測試時間短、一鍵智能化操作，操作簡易，對操作人員限制小的特點(diǎn)。
具有多種測試模式設(shè)置和無限數(shù)目模式自由添加，內(nèi)置強(qiáng)度校正方法，可校正幾何狀態(tài)不同和結(jié)構(gòu)密度不均勻的樣品造成的偏差。
全新的軟件界面和內(nèi)核，采用FP和EC軟件組合的方法，應(yīng)用面更加廣泛。

應(yīng)用領(lǐng)域

EDX3600K——XRF測試儀專為粉未冶煉行業(yè)研發(fā)的一款設(shè)備，主要應(yīng)用在水泥冶煉、鋼鐵冶煉、礦冶煉(銅礦、鉛礦等)、鋁冶煉、玻璃制造、耐火材料分析、各種粉未冶金分析行業(yè)、石油勘探錄井分析領(lǐng)域。
同時在地質(zhì)、礦樣、冶金、稀土材料、環(huán)境監(jiān)測、有色金屬、食品、農(nóng)業(yè)等科研院所、大專院校和工礦企業(yè)中也得到廣泛應(yīng)用。
天瑞儀器是目前國內(nèi)的XRF測試儀生產(chǎn)廠家，分析儀器上市公司（300165），產(chǎn)品質(zhì)量和售后服務(wù)。