XRF測(cè)試儀原理

X射線是電磁波譜中的某特定波長(zhǎng)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(zhǎng)（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(gè)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(huì)導(dǎo)致該電子殼層出現(xiàn)相應(yīng)的電子空位。這時(shí)處于高能量電子殼層的電子（如：L層）會(huì)躍遷到該低能量電子殼層來(lái)填補(bǔ)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(lái)，不同的元素所釋放出來(lái)的二次X射線具有特定的能量特性。這一個(gè)過(guò)程就是我們所說(shuō)的X射線熒光（XRF）。
XRF波長(zhǎng)
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(shí)發(fā)射出具有一定特殊性波長(zhǎng)的X射線，根據(jù)莫斯萊定律，熒光X射線的波長(zhǎng)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(gè)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(cè)出熒光X射線的波長(zhǎng)或者能量，就可以知道元素的種類(lèi)，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(cè)試儀分類(lèi)

不同元素發(fā)出的特征X射線能量和波長(zhǎng)各不相同，因此通過(guò)對(duì)X射線的能量或者波長(zhǎng)的測(cè)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(shí)樣品受激發(fā)后發(fā)射某一元素的特征X射
 波長(zhǎng)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(cè)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(lèi)型：
波長(zhǎng)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(guò)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(gè)領(lǐng)域。
b) 每個(gè)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(guò)去，對(duì)環(huán)境的評(píng)估只能依賴于在實(shí)驗(yàn)室對(duì)從現(xiàn)場(chǎng)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(qián)又耗用時(shí)間。如今有了便攜式XRF分析儀，檢測(cè)人員可以在現(xiàn)場(chǎng)直接對(duì)環(huán)境進(jìn)行評(píng)估。手持式XRF分析儀可進(jìn)行經(jīng)濟(jì)、有效、及時(shí)的實(shí)時(shí)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(cè)試儀分析領(lǐng)域
　　
一、發(fā)展中國(guó)家危險(xiǎn)的高含量有毒金屬
　　在發(fā)展中國(guó)家的居民區(qū)和娛樂(lè)區(qū)可能會(huì)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(guó)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(méi)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(cè)結(jié)果出臺(tái)糾正措施，以幫助發(fā)展中國(guó)家利用當(dāng)?shù)刭Y源，通過(guò)安全的工作實(shí)提高人們的生活水平，并使這些國(guó)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(zhǎng)，食物來(lái)源的安全性也變得越來(lái)越重要。隨著人們對(duì)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(lái)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(huì)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(huì)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(cè)出這些有毒金屬，還可以確定諸如鈣、鎂、磷、鉀等營(yíng)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(gè)計(jì)劃有助于降低各個(gè)行業(yè)在制造和包裝產(chǎn)品的過(guò)程中對(duì)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(chǎng)使用手持式XRF系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，以確?？焖僮R(shí)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(wàn)分率含量，在開(kāi)發(fā)或整修學(xué)校、社區(qū)中心、住宅、游樂(lè)場(chǎng)及運(yùn)動(dòng)場(chǎng)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(chǎng)、工業(yè)場(chǎng)址、果園、飼養(yǎng)場(chǎng)、閑置的污染土地以及其它會(huì)發(fā)現(xiàn)高含量有毒金屬的地區(qū)開(kāi)發(fā)房地產(chǎn)，天瑞分析儀無(wú)疑是一件*的工具。此外，在對(duì)建筑物及舊房屋進(jìn)行翻修、重建、恢復(fù)及涂漆的過(guò)程中，DELTA可以迅速探測(cè)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(guò)程中所耗用的資金和時(shí)間。

儀器介紹

XRF測(cè)試儀屬于良好的分析檢測(cè)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(lèi)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(dòng)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(tái)式X熒光光譜儀技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合國(guó)外相關(guān)新的技術(shù)發(fā)展成果，研制出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的EDX 3600K型XRF測(cè)試儀。

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

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(jí)X射線叫X射線熒光（X—Ray Fluorescence），而把用來(lái)照射的X射線叫原級(jí)X射線。所以X射線熒光仍是X射線。一臺(tái)典型的X射線熒光（XRF）儀器由激發(fā)源（X射線管）和探測(cè)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(cè)樣品。受激發(fā)的樣品中的每一種元素會(huì)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(zhǎng)特性。探測(cè)系統(tǒng)測(cè)量這些放射出來(lái)的二次X射線的能量及數(shù)量。然后，儀器軟件將探測(cè)系統(tǒng)所收集到的信息轉(zhuǎn)換成樣品中各種元素的種類(lèi)及含量。X射線照在物質(zhì)上而產(chǎn)生的次級(jí) 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(cè)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(cè)量范圍為9號(hào)元素 （F）到92號(hào)元素（U）。

儀器配置

鈹窗電制冷SDD探測(cè)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(dòng)開(kāi)啟的測(cè)試蓋
自動(dòng)切換型準(zhǔn)直器和濾光片
真空腔體
自動(dòng)穩(wěn)譜裝置
90mm×70mm的液晶屏
良好的數(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(shì)

1.超低能量分辨率，輕元素檢測(cè)效果更佳
使用大面積鈹窗電致冷SDD探測(cè)器，探測(cè)器分辨率達(dá)到139eV，各項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。SDD探測(cè)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(duì)Si、S、AI等輕元素的測(cè)試具有良好的分析精度。

2. 測(cè)試精度更高，檢出限更低
①專(zhuān)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(cè)定輕元素和減少樣品均一性的影響，提高樣品的測(cè)試精度。
②采用超小超真空的樣品腔設(shè)計(jì)，保證測(cè)試時(shí)達(dá)到10Pa以下，使設(shè)備的測(cè)試范圍可從F元素起測(cè)試，大大地提高測(cè)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(zhuān)業(yè)軟件，良好的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(cè)試時(shí)間短、一鍵智能化操作，使操作簡(jiǎn)易，對(duì)操作人員限制小的特點(diǎn)。

5. 強(qiáng)大的自動(dòng)化功能
①自動(dòng)化程度高，具有自動(dòng)開(kāi)蓋、自動(dòng)切換準(zhǔn)直器與濾光片等功能。
②采用自動(dòng)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(cè)試模式設(shè)置和無(wú)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(dòng)感應(yīng)，沒(méi)有樣品時(shí)儀器不工作，無(wú)射線泄漏；加厚防護(hù)測(cè)試壁；配送測(cè)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(shí)綠色指示燈亮，測(cè)試時(shí)黃色輻射指示燈閃爍，防止誤操作。

技術(shù)參數(shù)

型號(hào)：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(cè)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(cè)量
檢測(cè)元素：同時(shí)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(cè)時(shí)間：10秒以上
檢測(cè)對(duì)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(cè)器及分辨率：超大超薄的SDD探測(cè)器，分辨率 為144±5eV,可選配極速探測(cè)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(cè)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(dòng)切換
自旋裝置：可調(diào)速的自旋裝置
檢出限：對(duì)樣品中的大多數(shù)元素來(lái)說(shuō)，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(cè)試臺(tái)：360°電動(dòng)旋轉(zhuǎn)式
保護(hù)系統(tǒng)：樣品腔為電動(dòng)控制，上蓋打開(kāi)時(shí)測(cè)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(dòng)
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(shì)

采用公司新的能譜EDXRF軟件，良好的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(cè)試時(shí)間短、一鍵智能化操作，操作簡(jiǎn)易，對(duì)操作人員限制小的特點(diǎn)。
具有多種測(cè)試模式設(shè)置和無(wú)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(cè)試儀專(zhuān)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(shí)在地質(zhì)、礦樣、冶金、稀土材料、環(huán)境監(jiān)測(cè)、有色金屬、食品、農(nóng)業(yè)等科研院所、大專(zhuān)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(guó)內(nèi)的XRF測(cè)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)。