直读光谱仪的应用
直读光谱仪操作规程
直读光谱仪操作规程
《直读光谱仪操作规程》
一、前言
直读光谱仪是一种用于分析物质成分和结构的仪器，广泛应用于化学、生物、医药等领域。为了保证光谱仪的正常运行，保护仪器和操作人员的安全，特制定本操作规程。
二、操作前准备
1. 确保光谱仪处于水平稳定的工作台上，并且周围环境无干扰光源的存在。
2. 检查电源、气源和各个连接线是否牢固，并连接好。
3. 打开仪器电源，等待充分预热。
三、样品制备
1. 样品应根据具体实验要求进行制备，确保样品制备符合光谱仪的测试范围，并尽量减少杂质和干扰物质的存在。
2. 将样品放置于光谱仪透射仓内，确保样品均匀分布并与光路方向垂直。
四、操作步骤
1. 打开仪器软件，设置光谱仪测试参数，如波长范围、积分时间等。
2. 确认光路调节正确，光源和检测器处于良好工作状态。
3. 确认透射仓内样品处于正确位置，关闭透射仓门。
4. 点击开始测试，观察光谱曲线是否稳定，并记录数据。
5. 测试结束后，关闭仪器电源，清理样品残留物，保持仪器干
净整洁。
五、注意事项
1. 操作人员应穿戴实验服和防护眼镜，确保个人安全。
2. 在操作过程中谨防样品溅射和化学品飞溅，注意操作时的安全防范。
3. 使用化学试剂时，注意防火、防爆和防腐蚀，遵守化学品安全操作规程。
4. 操作结束后，关闭仪器电源，及时清理实验台面和周围环境，保持实验室整洁。
六、运行维护
1. 每次使用后及时清洁和整理仪器，避免灰尘积累和机械部件损坏。
2. 定期检查光谱仪的关键部件，如光源、检测器等，保持其正常工作状态。
3. 遵守保养计划，定期进行标准样品的校准和验证，确保测试结果准确可靠。
直读光谱仪作业指导书
直读光谱仪作业指导书
标题：直读光谱仪作业指导书
引言：
直读光谱仪作为一种常用的分析仪器，广泛应用于科研实验、工业生产等领域。本文旨在为使用直读光谱仪进行作业的人员提供一份详细的指导手册，以便能够顺利进行相关实验和操作。以下将从直读光谱仪的基本原理、操作步骤、注意事项等方面进行详细介绍。
第一节：直读光谱仪的基本原理
直读光谱仪是一种利用光的色散现象测量不同波长光的强度的仪器。其基本原理是通过将进入光路的光分散成不同波长的光，在光敏探测器上进行接收和测量。直读光谱仪通常由光源、光栅、样品室和光敏探测器等主要组成部分组成。
第二节：直读光谱仪的操作步骤
1. 基本设置：
(a) 确保光谱仪接通电源并预热至稳定工作温度。
(b) 检查光谱仪的光源是否正常工作。
(c) 检查仪器是否处于校准状态。
2. 样品准备：
(a) 准备好待测样品，并确保样品的纯度和质量。
(b) 根据实验要求，选择适当的样品室和样品槽。
3. 参数设置：
(a) 设置光谱仪的起始波长和终止波长。
(b) 设置积分时间，以保证测量结果准确。
4. 开始测量：
(a) 将样品放入样品槽中，确保样品与光路垂直相交。
(b) 启动测量程序，并等待测量完成。
第三节：直读光谱仪的注意事项
1. 样品操作：
(a) 避免使用有刺激性、有毒性或腐蚀性的样品进行实验。
(b) 在操作过程中，注意保持样品室的清洁，避免外界杂质的干扰。
2. 仪器保养：
(a) 定期清洁光路，以保证测量结果的准确性。
(b) 遵循仪器操作手册的要求，定期进行仪器校准和维护。
3. 安全使用：
(a) 在操作过程中，遵循实验室安全规范。
直读光谱仪最大允许误差
直读光谱仪最大允许误差
1.引言
1.1 概述
直读光谱仪是一种用于测量和分析光谱的科学仪器，它可以将光信号传感器转化为电信号，并通过一系列的分析和处理步骤，得出样品的光谱特征。直读光谱仪广泛应用于各个领域，如化学、物理、生物等，具有高灵敏度、高分辨率和快速测量等优点。
在进行光谱测量时，准确性是至关重要的。直读光谱仪的最大允许误差是指该仪器在测量中可以接受的最大误差范围。准确地控制允许误差可以确保所测得的光谱数据的可靠性和可信度。
直读光谱仪最大允许误差的确定是基于实际测量需求和仪器的性能参数来进行的。误差的大小取决于多个因素，包括仪器的精度、分辨率、信噪比、温度稳定性以及进样量等。
本文将重点研究直读光谱仪最大允许误差的重要性和其影响因素。通过深入的研究和分析，我们可以为直读光谱仪的使用者提供关于允许误差的参考标准，并探讨其对光谱测量结果的影响。这将有助于优化和改进直读光谱仪的测量性能，提高其在各个领域中的应用效果。
接下来的章节将对直读光谱仪的定义和工作原理进行详细介绍，以帮助读者更好地理解直读光谱仪最大允许误差的重要意义和影响因素。最后，我们将总结结论，讨论直读光谱仪最大允许误差的实际应用和未来的研究方向。
1.2文章结构
1.2 文章结构
本文将分为三个主要部分进行讨论。第一部分是引言，我们将对直读光谱仪的概述进行简要介绍，并说明本文的目的。第二部分将详细讨论直读光谱仪的定义和工作原理，包括其使用的技术和原理机制。最后一部分是结论，我们将强调直读光谱仪最大允许误差的重要性，并分析影响该误差的各种因素。
直读光谱仪原理
直读光谱仪原理
直读光谱仪是一种用于分析样品光谱特性的仪器，它能够将样品产生的光谱信
号转化为数字信号，通过计算机进行处理和分析。直读光谱仪的原理主要包括光学分析、光谱仪构造和光谱数据处理三个方面。
首先，光学分析是直读光谱仪的核心原理之一。光学分析是利用光学元件对样
品产生的光谱信号进行分析和处理的过程。光学元件包括光源、入射光束整形器、样品室、光栅和检测器等。光源产生的光线经过入射光束整形器后，进入样品室与样品发生作用，产生特定的光谱信号。然后，经过光栅的色散作用，将光谱信号分解成不同波长的光线，最后被检测器检测并转化为电信号。
其次，光谱仪的构造也是直读光谱仪原理的关键部分。光谱仪的构造主要包括
光学系统、光电检测系统和数据处理系统。光学系统是由光源、入射光束整形器、样品室、光栅等光学元件组成，它们共同完成对样品产生的光谱信号的分析和处理。光电检测系统包括检测器和信号放大器等部件，用于将光学系统产生的光谱信号转化为电信号。数据处理系统则是利用计算机对电信号进行处理和分析，最终得到样品的光谱特性信息。
最后，光谱数据处理是直读光谱仪原理的重要环节。光谱数据处理主要包括信
号采集、信号处理和数据分析等步骤。信号采集是指将光学系统产生的光谱信号转化为电信号，并通过检测器进行采集。信号处理是指通过信号放大器对采集到的电信号进行放大和滤波处理，以提高信噪比和准确度。数据分析则是利用计算机对处理后的信号进行分析和处理，得到样品的光谱特性参数。
总之，直读光谱仪原理主要包括光学分析、光谱仪构造和光谱数据处理三个方面。通过对这些原理的深入理解，可以更好地掌握直读光谱仪的工作原理和应用方法，为科研和实验工作提供更精准的光谱分析数据。
直读光谱仪原理及应用
标准曲线的建立 (calibration)
�
例如由于透镜污染造成的两次光强改变: Measurement now : Measurement later : Intensity Ni = 900 --------------------------Intensity Fe = 9000
Fan / Air condition sockets
仪器硬件构造
右视图
Stepper motor controller
Vacuum board
Readout I/O- board
仪器硬件构造
电源
Main switch Service switch switches Line filter
distribution sockets Surge filter
定性分析 1860年, Kirchhoff(基尔霍夫)和Bunsen (本生) 利用分光镜发现物质组成与光谱之间关系,提出 1)每个元素被激发时,就产生自己特有的光谱; 2)一种元素可以根据它的光谱线的存在而肯定它的存 在，根据元素的上述特性,发现了周期表中许多元素:
铯(1860年),铷(1861),铊(1861年,烟道灰),铟(1863年,锌矿),镓(1875 年),钐(1879年),镨(1885年),钕(1885年)镱(1878年),钬(1879年),钪 (1879年),Dy( 1886年),Tm(1879年),Gd(1886年),铕(1906年)Ge(1886 年),He(1895年),Ar(1894年)Ne(1894),Ke(1894)Xe(1894).
直读光谱仪类型及优缺点对比
直读光谱仪类型及优缺点对比
直读光谱仪（also known as dispersive spectrometer）是一种利用光的折射、干涉和衍射原理进行光谱分析的仪器。通过将光线通过色散元件，如晶体或光栅，分散成不同波长的光束，并通过调整传感器位置来捕捉和衡量各波长光的亮度，从而生成光谱图。直读光谱仪可用于许多领域，如化学分析、物质鉴别和药物研发等。
光栅型光谱仪是一种广泛使用的直读光谱仪。它通过使用具有许多平行的刻纹的光栅，将入射的白光通过色散成不同的波长，然后使用一个光电探测器来测量不同波长的光强度。光栅型光谱仪的主要优点包括：
1.解析度高：光栅型光谱仪具有较高的光谱分辨率，可以更准确地确定不同波长的光。
2.灵活性高：光栅可以轻松地旋转和更换，可以适用于不同波长范围的光谱分析。
3.光学系统简单：光栅型光谱仪的光学系统相对简单，易于维护和操作。
尽管光栅型光谱仪有许多优点，但也存在一些缺点：
1.入射光损失：由于色散元件的设计，光栅型光谱仪在入射光中会有一定的光亮度损失。
2.波长范围受限：光栅型光谱仪的波长范围受制于所使用的光栅类型和波长的选择。
3.机械动作：光栅的旋转和更换需要机械部件，有一定的机械故障风险。
另一种常见的直读光谱仪类型是棱镜型光谱仪。它使用透镜和棱镜将
入射光分散成不同波长，并通过光电探测器测量光强度。棱镜型光谱仪的
主要优点包括：
1.单色能力强：棱镜型光谱仪能够提供较高的亮度和良好的单色性能，适用于高要求的应用。
2.效率高：棱镜型光谱仪通常具有较高的光利用率，可以更有效地捕
直读光谱仪可检测的元素范围
直读光谱仪可检测的元素范围
直读光谱仪是一种常用的分析仪器，可以通过测量样品的辐射光谱来确定其中的元素成分。不同的直读光谱仪可以检测的元素范围有所差异，主要取决于其使用的光源和检测器。
常见的直读光谱仪使用的光源有氩离子激发器、氩气激光和钛宝石激光等。不同的光源可以激发不同的元素，因此影响了直读光谱仪的检测范围。例如，氩离子激发器可以检测到钙、铁、铜、锌等元素，而氩气激光可以检测到铝、钛、镁、钾等元素。
除了光源之外，直读光谱仪使用的检测器也会影响其检测范围。常见的检测器有光电倍增管、CCD和CMOS等。不同的检测器对不同波长的辐射光响应不同，因此会影响直读光谱仪的灵敏度和分辨率。
综合来看，直读光谱仪的元素检测范围取决于其使用的光源和检测器。在选择直读光谱仪时，需要根据实际需要和预算考虑其检测范围和性能等因素。
- 1 -
直读光谱仪实验报告
直读光谱仪实验报告
实验目的
本实验旨在通过使用直读光谱仪，了解其原理和使用方法，以及应用于分析样
品的能力。
实验器材
•直读光谱仪
•样品
实验步骤
步骤一：准备实验材料
在进行实验之前，我们需要准备好直读光谱仪和待分析的样品。直读光谱仪是
一种仪器，可以测量物质在不同波长下的吸光度。样品可以是液体、固体或气体。
步骤二：启动直读光谱仪
在启动直读光谱仪之前，确保仪器连接电源，并且所有零部件都安装正确。启
动过程可能因不同型号而有所不同，请参考仪器使用手册。
步骤三：选择波长范围
根据实验需要，选择适当的波长范围。直读光谱仪通常可以测量可见光和紫外
光范围内的波长。
步骤四：校准光谱仪
在进行实验之前，必须校准直读光谱仪。校准的目的是确保仪器的准确性和稳
定性。校准过程可能因不同型号而有所不同，请参考仪器使用手册。
步骤五：加载样品
将待分析的样品放入直读光谱仪。对于液体样品，通常需要使用透明的样品池，确保样品充满池子，避免气泡的干扰。对于固体样品，通常需要将其放在透明的容器中，然后将容器放入光谱仪。
步骤六：测量样品
调整光谱仪的参数，例如积分时间和光源强度。然后，开始测量样品。仪器将记录吸光度随波长的变化，并显示在仪器屏幕上。
步骤七：分析数据
根据实验目的，分析测得的数据。可以使用光谱仪软件或其他数据分析工具，对吸光度-波长曲线进行进一步处理。
实验结果
根据实验所得的数据，我们可以得出样品在不同波长下的吸光度。通过进一步分析数据，可以得到关于样品的一些特性，例如吸收峰的位置和强度。
实验讨论
本实验使用直读光谱仪对样品进行了吸光度测量。直读光谱仪是一种非常有用的工具，可以应用于许多领域，例如化学、生物学和环境科学。通过测量样品在不同波长下的吸光度，可以了解样品的组成和特性。
光谱仪的用途
光谱仪应用很广，在农业、天文、汽车、生物、化学、镀膜、色度计量、环境检测、薄膜工业、食品、印刷、造纸、拉曼光谱、半导体工业、成分检测、颜色混合及匹配、生物医学应用、荧光测量、宝石成分检测、氧浓度传感器、真空室镀膜过程监控、薄膜厚度测量、LED测量、发射光谱测量、紫外、可见吸收光谱测量、颜色测量等领域应用广泛。
光谱仪又称分光仪，广泛为认知的为直读光谱仪。以光电倍增管等光探测器测量谱线不同波长位置强度的装置。它由一个入射狭缝，一个色散系统，一个成像系统和一个或多个出射狭缝组成。以色散元件将辐射源的电磁辐射分离出所需要的波长或波长区域，并在选定的波长上或扫描某一波段进行强度测定。分为单色仪和多色仪两种。
直读光谱仪的作用和用途
直读光谱仪的作用和用途
直读光谱仪是一种分析仪器，它能够将可见光或紫外光的吸收信号转换为电子信号，并将其显示为图像形式。通常，它被用于分析样品中不同物质的成分，以及测量这些物质的浓度。它还可以用来检测样品中的有机物、无机物、颜料、食品添加剂和污染物。此外，直读光谱仪还可以用来检测抗生素、金属元素、病毒、微生物等。它还可以用于研究表面化学反应、空气污染、环境监测、农业病虫害防治和药物研究等方面。
直读光谱仪验收标准
直读光谱仪验收标准
直读光谱仪是一种用于分析材料成分和结构的重要仪器，它具有快速、准确、
非破坏性等特点，广泛应用于化学、生物、医药、环境等领域。为了确保直读光谱仪的性能和准确性，对其进行验收是非常重要的。本文将介绍直读光谱仪验收的标准和步骤，希望能对相关人员有所帮助。
首先，直读光谱仪验收的标准包括以下几个方面：
1. 光谱分辨率，光谱仪的分辨率是指它能够分辨出两个波长之间的差异的能力。在验收过程中，需要检查光谱仪的分辨率是否符合规定要求，以确保其能够准确地分析样品的光谱特征。
2. 光谱范围，光谱仪的光谱范围是指它能够覆盖的波长范围。验收时需要检查
光谱仪的光谱范围是否符合要求，以确保其能够满足实际分析的需要。
3. 灵敏度，光谱仪的灵敏度是指它能够检测到的最小光强度的能力。验收时需
要检查光谱仪的灵敏度是否达到规定标准，以确保其能够准确地检测样品的光谱信号。
4. 稳定性，光谱仪的稳定性是指它在长时间内保持性能稳定的能力。验收时需
要检查光谱仪在连续工作一段时间后的性能表现，以确保其具有良好的稳定性。
其次，进行直读光谱仪验收的步骤如下：
1. 准备工作，在进行验收之前，需要对验收所需的标准样品、光源、探测器等
进行准备，确保验收过程的顺利进行。
2. 校准光谱仪，在验收之前，需要对光谱仪进行校准，以确保其测量结果的准
确性。
3. 进行性能测试，根据验收标准，对光谱仪的分辨率、光谱范围、灵敏度和稳定性进行测试，记录测试结果。
4. 分析测试结果，根据测试结果，对光谱仪的性能进行分析，判断其是否符合验收标准要求。
直读光谱仪分级
直读光谱仪分级
直读光谱仪分级是指根据光谱仪的性能和功能进行分类和评级。一般来说，直读光谱仪可分为以下几个级别：
1. 低级别直读光谱仪：这类光谱仪通常具有较低的分辨率和灵敏度，功能相对简单，适用于一些基础的光谱分析应用，如颜色测量、溶液浓度测定等。
2. 中级别直读光谱仪：这类光谱仪具有较高的分辨率和灵敏度，同时具备更多的功能，如自动化光谱扫描、多种光路选择等，适用于一些中等难度的光谱分析任务。
3. 高级别直读光谱仪：这类光谱仪具有更高的性能和功能，可以实现更高的分辨率和灵敏度，同时还具备更多的高级功能，如光学模块的自动调整、光路切换的快速响应等，适用于一些复杂的光谱分析任务。
除了上述分级，光谱仪还可以根据应用领域进行分类，如生物医学光谱仪、环境监测光谱仪、材料分析光谱仪等。这些特定领域的光谱仪通常具有特定的功能和特点，以满足该领域的应用需求。
直读式光谱仪检测方法
直读式光谱仪检测方法
直读式光谱仪是一种非常有用的分析仪器，它可以快速、准确地检测出物质的各种特性，如物质的成分、浓度、pH值等。下面介绍该仪器的检测方法。
1. 样品制备
检测前需要对样品进行制备。具体操作包括：将样品加入合适的溶液中，使其溶解；用玻璃棒搅拌溶液，以充分混合；振荡混合后，过滤液体，以去除固体颗粒等杂质。
2. 仪器调试
仪器使用前需进行仪器调试。具体操作包括：开启仪器电源；选择合适的检测波长范围；选择合适的检测方法，例如比色法、荧光法等；调试其他相关参数，确保仪器运行正常。
3. 样品检测
样品检测需按照以下步骤进行：准备好样品；将样品放入检测区域；选择检测方法；打开检测仪器；等待检测结果。注意，不同样品的检测方法和处理过程可能存在差异，需要具体而论。
4. 数据处理
数据处理是将检测到的数据进行处理，得到准确的结果，具体操作包括：将数据输入计算机；应用相关算法，例如校正法、定性法等，计算出样品的相应特性；得到最终检测结果。
5. 结论判断
最后，应根据检测结果判断样品的特性。如果结果呈阳性，则表示样
品中存在该特性；如果结果呈阴性，则表示样品中不存在该特性。必
要时，应将结果与相关标准进行比较，以确定样品是否合格。
总之，直读式光谱仪检测方法是一种简单、易行且有效的检测方法，
适用于多种物质的检测。但不同检测方法和同一物质的不同状态可能
会对结果产生影响，因此在实际应用过程中，需要具体情况具体分析，选择合适的检测方法，并根据实际结果进行正确的结论判断。
火花直读光谱仪的误差分析和应用技巧
火花直读光谱仪的误差分析和应用技巧
摘要：由于科学技术的发展，工业企业对材料化学成分的控制要求越来越高，而传统化学分析方法速度慢,分析范围小，极大地制约了工业企业的发展，而火
花直读光谱仪具有速度快、准确度高、操作简单、分析范围广等优点，是化学分
析方法无法比拟的，可以实现及时准确分析，在满足生产要求的同时保证产品质量。因此，逐渐受到广大用户的欢迎。火花直读光谱仪的测量误差受很多因素的
影响，下面简单介绍其工作原理和应用技巧，并对测量误差进行详细分析，以使
广大使用者更好、更准确地使用火花直读光谱仪。
关键词：火花直读光谱仪；误差分析；应用
一、工作原理
火花直读光谱仪采用的是原子发射光谱分析法，工作原理是用电火花的高温
使样品中各元素从固态直接气化并被激发而发射出各元素的特征谱线，样品被激
发产生的光，通过入射狭缝照在光栅上，各元素所产生的特征波长光被光栅完全
分离开来，并沿着不同的路径通过各自的出射狭缝，照在每个元素对应的光电倍
增管上，各光电倍增管根据得到的光强，产生相应的电信号，经数据处理系统处
理计算，得到每个元素对应的含量，通过显示系统显示出来。
二、光谱仪设备的选择
1、分析基体的选择，分析不同的金属所需用选择的分析基体不同，一般分为：铁基、铝基、铜基等十种，根据所需分析的物质进行选用购置，我公司目前
使用铁基。
2、分析元素的选择，光谱仪理论上可以分析化学周期表中的大部分元素，
但是针对不同的分析元素和样品选择不同的仪器和参数。关于建材生产企业，一
般选取国家标准要求检测的元素即可，在资金预算充足的情况下，可根据实际多
直读光谱仪应用
58.0-61.0
57.0-60.0
56.0-58.0
57.0-60.0 64.0-67.0 79.0-81.0
余 量
余量 余量 余量
余量
余量
余量 余量 余量
铅2.4-3.0 铅0.8-1.9
锡0.7-1.1
锡0.8-1.3,砷 0.03-0.06
铝0.7-1.5,砷 0.1-0.6,铁 0.7-1.5
常规分析元素：C、Si、Mn、P、S、Cr、Ni、Mo、Cu、V。 除此之外，根据具体产品的要求会添加相应的合金元素： Al、Nb、Ti、V、W、Co、B、N。N元素是很多不锈钢产品中 的添加元素，在不锈钢产品的分析中N元素是个难点。 Bruker Quantron 直读光谱仪可以实现不锈钢中10个ppm以 上N元素的准确测定。
wk.baidu.com
组别
普通黄铜
铅黄铜 锡黄铜 加砷黄铜 铝黄铜
铁黄铜 锰黄铜 镍黄铜 硅黄铜
对应子 程序
代号
Cu120
Cu120 Cu120
H96 H90 H80 H68 H62 H59
HPb63-3 HPb59-1
HSn62-1
Cu120 HSn70-1
Cu120 HAl60-1-1
Cu120
Cu120 Cu130 Cu120
常见牌号：W18Cr4V、W9Mo3Cr4V、W6Mo5Cr4V2、 W12Mo3Cr4V3Co5Si、W6Mo5Cr4V3Al、W7Mo4Cr4V2、 W6Mo5Cr4V2Al等。
直读光谱仪原理
直读光谱仪原理
直读光谱仪是一种基于光谱技术的仪器，它能够直接读取样品的光谱信号以及其他特性信息，从而获得样品的特性参数。它主要应用于可视化、光谱学、光学和光谱测量等领域。直读光谱仪的原理是通过吸收或反射样品照射的特定频率的光束，并使用特定的光学模块来识别样品的特性，从而给出有用的信息。
直读光谱仪由光学模块、检测模块、显示模块和电源模块组成。光学模块包括至少一种光源，如紫外线、可见光和红外光，以及合适的滤光片、波长编码器等，以及专门设计的光学系统，能够将照射在样品上的光经过分色、分谱、或分束等处理，从而提取出样品的特性信息；检测模块由探测器、放大器和计算机等组成，负责采集和分析光学模块得到的样品信号；显示模块可以实时显示分析模块得到的特性参数；电源模块是用来为光学模块、检测模块和显示模块提供电力的。
直读光谱仪具有高灵敏度、快速响应、即时获得信息、可编程参数识别等特点，可以有效检测样品中的特性参数，从而提供有效的检测信息。它已普遍应用于药品分析、液体检测、水质监测、科研等领域，为其他技术的研究提供可靠的技术支持。
直读光谱仪的研究发展现状与趋势
目前，直读光谱仪的发展趋势主要集中在四个方面：技术探索、模块设计、多种应用方面和标准的研究。
首先，直读光谱仪的技术探索是进一步提高其性能的重要手段，
研究者致力于探索新型光源和新型光学系统，以及其它技术手段来提高光谱仪的灵敏度和精确度。其次，研究者还在加强模块设计，提高模块之间的互联性，以及提高快速分析的能力，研究者还在努力探索多种应用方面的发展，以及设计新型的样品采集模式来满足实践需求。最后，研究者正在努力建立标准，标准化光谱仪的研究和应用，促进其在综合检测中的广泛应用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
分析精度和速度，而且对分析结果的数据处理和分
析过程实现自动化控制。
八十年代以来，我国铸造行业开始引进光电直
读光谱仪作为熔炼过程中化学成份控制的分析手段，
并逐步取代了我国传统的湿法化学分析法，至今已
发展到中小企业也逐步采用光谱法配合作炉前分析， 这是铸造行业对质量控制要求越来越严的发展的必 然结果，也是光电光谱分析本身的优点决定了这一 技术自 1945 年问世以来，历时六十多年而经
题提供科学依据，对应用具有直接影响。
一、直读光谱仪的发展历程
光谱起源于17 世纪，1666 年物理学家牛顿第一
次进行了光的色散实验。他在暗室中引入一束太阳
光，让它通过棱镜，在棱镜后面的白屏上，看到了
红、橙、黄、绿、兰、靛、紫七种颜色的光分散在 不同位臵上——即形成一道彩虹。这种现象叫作光 谱。这个实验就是光谱的起源，自牛顿以后，一直
做好应用工作，在现行产品标准、方法标准的基础
上，应用现有设备、设施和仪器，完成检测工作。
其次，开展应用研究，就是将理论发展成为实际运
用，围绕特定目标进行研究，为解决实际问题提供 科学依据，应用研究虽然也是为了获得科学技术知 识，但是，这种新知识是在开辟新的应用途径的基
础上获得的，是对现有知识的扩展，为解决实际问
三种分析类型： 1.铁基型：可分析的物质类型主要有低合金钢、易 切削钢、Cr钢、Cr-Ni钢、Mn钢、高速钢、铸铁和
球墨铸铁、高合金铸铁、高镍铸铁。
2.铝基型：可分析的物质类型主要有低合金铝、Al-
Si合金、Al-Si-Cu合金、Al-Cu合金、Al-Zn合金、Al-
Mg合金 。
3.铜基型：可分析的物质类型主要有黄铜、青铜、
种类及含量，而不显示物质的分子构造。
各元素之所以会具有不同的特征光谱，这是与
其原子结构密切相关的，原子是由带正电的原子核
和围绕它运动的带负电的电子所组成。在原子中的
每个电子都具有一定的能量，并且，电子在核外是 按其能量高低有规律分布的。原子的最外层或次外
层电子离核较远，与核的结合力弱，易于激发和电
5.内标法（相对强度法）。为了补偿谱线强度随光
对，以其相对强度（R）的对数与分析元素浓度（C）
间的关系式，作为定量分析的基础：LgR=blgc+lgK
这就是内标法的基本公式。该式表明，分析线相对
强度（R）的对数与分析元素浓度（C）的对数成正 比，其斜率为b，其截距为lgK。在一定条件下b、K 都是常数。
镜光谱仪所遇到的不可克服的困难。凹面光栅的问
世不仅简化了光谱仪器的结构，而且还提高了它的
性能。 波耳的理论在光谱分析中起了作用，其对光
谱的激发过程、光谱线强度等提出比较满意的解释。
从测定光谱线的绝对强度转到测量谱线的相对强度 的应用，使光谱分析方法从定性分析发展到定量分 析创造基础。从而使光谱分析方法逐渐走出实验室， 在工业部门中得到广泛应用。
所得的光电流进行一定时间的单纯积分，而PDA法
（脉冲分布测光法）是对每个放电脉冲所得到的光
电流进行积分，对每个积分值的含义进行解析，进
行最佳处理，求得含量。
3.德国斯派克直读光谱仪。等离子发生器激发光源，
组合光学系统包括光电管（PMT）光学系统和CCD
光学系统,氩气自动循环气体净化系统，在小于 200nm的远紫外光谱波段有出色的光学表现。
离称为价电子，原子的发射光谱正是由这些价电子
的能级跃迁形成的。
能量施加到原子上电子受激发跃迁
在外界能量的作用下（比如光源），原子最外
层的一个或几个电子由基态跃迁到较高能态的激发
态，激发态的原子是不稳定的，只要经过10-8~ 10-7S
就会返回到基态或较低的激发态，这时原子就会释
放出多余的能量，这个能量以电磁辐射的形式释放 出来，就形成了具有特殊波长的光。电磁辐射按波 长顺序排列称为磁波谱，也叫光谱，它具有波动性 和微粒性。对于成分分析主要应用紫外区及可见光
6.持久曲线法—控制试样法。由于分析条件的影响，
公式中的K值和b值仅适用于同类型的样品，不同类 型的样品，其K值和b值会发生变化，因此也必须建 立在实验室基础上通过制作校准曲线法来确定
样品中元素的含量，校准曲线的制作可以有多种方
式，一般多采用二次或三次方程式来近似表示，这 个过程由计算机中应用软件完成。这样的校准曲线 就叫做持久曲线。在光谱分析时常采用持久曲线法， 取一个和分析试样物理性能相同、含量相近的同钢 种控制试样，在用持久曲线分析时和分析试样一起 激发，判别相对持久曲线的位臵变化，确定工作曲 线的正确位臵后，对待测试样进行分析，从持久曲 线上求含量。
直读光谱仪的应用
目
序言
直读光谱仪的发展历程
录
目前国内直读光谱仪的应用情况
直读光谱仪的工作原理
直读光谱仪的构成
直读光谱仪应用的理论基础
酒钢公司对直读光谱仪的应用情况
冶金分析是分析化学的重要应用领域，在冶金 生产中对原材料的选择，冶炼工艺流程的控制与改
进，冶金产品的检验，新产品开发的检验，环境检
1928 年以后，由于光谱分析成了工业的分析方
法，光谱仪器得到迅速的发展，一方面改善激发光
源的稳定性，另一方面提高光谱仪器本身性能。六
十年代光电直读光谱仪，随着计算机技术的发展开
始迅速发展，1964 年 ARL 公司展示一套数字计算和
控制读出系统。由于计算机技术的发展，电子技术
的发展，电子计算机的小型化及微处理机的出现和 普及，成本降低等原因、于上世纪的七十年代光谱 仪器几乎 100％地采用计算机控制，这不仅提高了
没有引起人们的注意。
到1859 年克希霍夫和本生为了研究金属的光谱，
自己设计和制造了一种完善的分光装臵，这个装臵
就是世界上第一台实用的光谱仪器，研究火焰、电
火花中各种金属的谱线，从而建立了光谱分析的初
步基础。
1882 年，罗兰发明了凹面光栅，即是把划痕直 接刻在凹球面上。凹面光栅实际上是光学仪器成象 系统元件的合为一体的高效元件，它解决了当时棱
线直接受试样中其它组分发射谱线的影响，这种影 响又称为光谱干扰。
⑵当选择了不适宜的基体内标时，由于基体含量的
变化造成分析线对相对强度的变化，影响结果的稳 定。当用铁内标进行低合金钢分析时，要求基体含 量基本不变。
⑶第三元素的存在影响试样的蒸发过程。蒸发过程
对谱线强度的影响是复杂的，所得研究规律还很不 完善，仍属定性的经验规律。所以分析时应采用与
不论何种形态的样品，所采用的取样方法应保 证分析试样能代表熔体或抽样产品的化学平均值， 分析试样在化学成分方面应具有良好的均匀性，其 不均匀性应不对分析产生显著偏差；分析试样应尽 可能避开孔隙、裂纹、疏松、毛刺、折叠或其它表 面缺陷；从熔体中取得的样品在冷却时，应保持其 化学成分和金相组织前后一致，样品的金相组织可 能影响到某些物理分析方法的准确性，特别是铁的 白口组织与灰口组织，钢的铸态组织与锻态组织。 因此，《钢和铁 化学成分测定用试样的取样和制样 方法 GB/T20066-2006》对分析样品的取样和制样方
2.光学系统
光电倍增管
全息凹面光栅
出射狭缝
罗兰圆
入射狭缝
聚焦透镜
样品
火花光源
CCD部分（120－320nm）
PMT部分
五、直读光谱仪应用的理论基础
1.基体。简单的说，样品中除了少量存在的待测物
之外，还有大量的其他物质，这就是基体。
2.基体效应 。实验证明，当被测元素的浓度一定时，
久不衰之缘故。
二、目前国内直读光谱仪的应用情况
目前国内大中型冶金企业使用的主要光谱仪有
以下几种：
1.瑞士 ARL X460系列光谱分析仪，它采用了其专利
技术电流控制光源（CCS）和时间解析光谱（TRS）
技术，并与独具特色的工厂校正曲线和自诊断功能
相结合，将分析技术带入一崭新天地。
2.日本岛津光电光谱发射仪。过去的测光法对放电
分析元素谱线的绝对强度及相对强度值不仅决定于 蒸发、激发等摄谱条件，而且与试样总组成有关。 试样总组成对谱线强度的影响称第三元素的影响。 第三元素是指除了内标和分析元素以外而存在于试 样中的元素，这种影响有时称基体效应。
有关第三元素影响的问题，人们通常从以下三 个方面解释：
⑴谱线干扰：由于试样组分复杂，所选元素的分析
试样组成及组织结构尽量一致的标准样品或控制样 品。 3.定性分析。就是要确定某试样中有没有指定的元素 或确定某试样中究竟有哪些元素（全定性）。 4.定量分析。就是要根据被测试样中待测元素的谱 线强度来确定该元素的浓度。光谱定量分析，主要 是根据样品中分析元素的谱线强度来确定元素的浓 度。
一般当试样中某一元素的含量不太高时，该元 素发射的光谱谱线强度是和它的含量成正比。这个 关系成为光谱定量分析的基础，并使光谱定量分析
测等方面，都必须以冶金分析的结果为依据，因而，
冶金分析成为支持冶金技术发展的重要因素之一。
wk.baidu.com
仪器分析是当代分析化学的发展方向，随着科
学技术的不断发展，科研技术从实验室研究转化到
应用领域的日新月异，对不断开发研究新的测定方
法和分析技术，解决分析中的有关理论问题，成为
从事理化检测工作者的任务。
我们从事物理、化学检验检测工作，首先，要
区。电磁波谱区如下图。
电磁波谱
跃迁类型 核能级! 内层电子能级!外层电子! 原子及分子! 能级跃迁! 分子振动/转动能级跃迁!能级跃迁
伽玛射线 X-射线
远紫外
近紫外
可见光
红外
射频波谱
(微波, 电视信号, 电台) 1km
0.01 nm 0.01- 10 nm 10-200 nm 200-380nm 380-780 nm
4.美国贝尔德光谱仪。DV4-1000型光电直读光谱仪 从70年代进入中国，采用KH-5等型号的高能高速低 压火花光源，目前已处于淘汰边缘。 除以上四家光谱仪生产厂商外，目前国内外光 谱仪生产厂商还有十几家，但是从性能、价格比较， 上述四种光谱仪应用较多（包括便携式光谱仪）。 光谱仪在钢铁、铝和铜三大工业领域应用最广 泛（铅锌、镁合金等工业领域也在不断深入应用）， 按照分析物质时采用的基体元素的不同，分为以下
Cu-Al合金、Cu-Zn-Ni合金、炮铜 。
三、直读光谱仪的工作原理
在通常进行光谱分析所用的激发光源火焰、电 弧或电火花的作用下，分析的物质处在高温的气态
下，一般都离解为原子或离子，因而被激发后发射
的是线状光谱。所以光谱分析所利用的是线状光谱
中的谱线，并且所得结果只能给出组成物质的元素
六、酒钢公司对直读光谱仪的应用情况
我公司光谱仪主要应用在钢铁冶炼工序以及铸
造行业，可对炼钢用高炉生铁、碳素钢和中低合金
钢、不锈钢、铸钢、铸铁等金属材料的化学成分进 行检测，按检测样品的形成状态可分为铸态样品和 锻轧态样品，如下图所示；还有薄板、铸造件等。
用于铁水和钢水取样的一次性取样器
0.78-300um 1 meter
四、直读光谱仪的构成 光谱仪一般包括六个部分： 1.光源系统：包括激发室、光源部分；根据其线路 设计和电学参数选择的不同，所提供的能量方式和 能量差异较大。 2.光学系统：如下图。 3.电子读出系统：积分板（在一定时间内取平均 值）、 数模转换板→（模拟信号转为数字信号）。 4.计算机控制系统：控制仪器操作、数据处理。 5.Ar气冲洗系统：控制分析流量、氩气压力、快门、 Mask等的电磁阀和传感器。 6.电源及电路控制部分：将200V供给电压经转化供 电器元件使用。 7.光学室选用 N2/ Ar气循环系统/真空循环系统。
成为非常方便的方法。凡是光谱定性分析能测到的
元素，一般都可以做定量分析，元素周期表上约七 十个元素，可以用光谱方法，较容易定性分析。
Low Alloy Steel Line Selection(中低合金钢谱线选择36个元素)
光谱分析的不足之处它仍是一个经验相对的分 析方法，试样组成、结构状态、激发条件等难于完 全控制，一般需要一套相应的标准样品进行匹配， 使光谱分析的应用受到一定限制，另外，光谱分析 法也仅适用于金属元素及部分非金属元素的成分分 析，对元素价态测量仍无能为力，有待于其它分析 方法配合使用。 源波动而引起的变化，在定量分析中人们多采用内 标法，即选择分析元素谱线（分析线）与内标元素 （基体或人为加入）谱线（内标线）组成分析线