Лазерная спектроскопия – принципы и практические преимущества

При приемке металлолома необходимо определить его химическую структуру и установить марку сплава, это делается при помощи приборов термографии и монтажа. Но максимальную эффективность дает применение лазерных спектрометров.

Неясный химический состав лома можно конкретизировать, подвергая образец кратковременному воздействию мощного энергетического импульса. Источником его может стать:

открытый огонь (пламенная спектроскопия);
нагревание (термографическая спектроскопия);
рентгенографические приборы и лазеры.

Лазерные спектрометры, которые могут быть как стационарными, так и мобильными, возбуждают электроны определённого оптического диапазона. Порядок определения химического состава с помощью лазерного спектрометра походит так:

лазером, выработанным генератором, оказывается воздействие на исследуемый образец;
разные атомы, из которых он состоит, поглощают энергию импульса неравномерно, формируя определенный спектр излучения, который регистрируется фотоэлементными пластинами;
первичный сигнал усиливается умножителем;
полученный результат отражается на мониторе компьютера либо дисплее портативного устройства.

К преимуществам стационарных установок, и, в частности, российской МСА-5, можно отнести:

Независимость результатов от напряжения питания батарей имеется стабилизатор.
Возможность проведения анализа в комфортных для исследователя условиях.
Адаптивное программное обеспечение с возможностью обновления в соответствии с насущными потребностями.
Надёжный, гарантированный поставщиками уровень сервисного обслуживания.

Лазерный спектрометр МСА-5 состоит из оптического блока с осветителем, температурного стабилизатора, аргоносодержащей разрядной камеры, искрового генератора импульса и считывающей данные исследования системы.

Точность, с какой определяется химический элемент в установке МСА-5, характеризуется допустимым значением дрейфа показаний полученного спектра излучения, - оно не превышает 0,8-1.2 нм/мм. Высокая разрешающая точность монитора, которым оснащена установка, позволяет качественно проводить оценку даже неярко выраженных спектральных линий и определять элемент, даже если в образце его удельный вес составляет всего 0,005%. МСА-5 может функционировать при питающем напряжении 210-245 В.

Из линейки лазерных спектрометров наиболее универсальным считается Sciaps Laser Z300, он оснащён специальным разъёмом, позволяющим подключаться к спектрометрической установке стационарного типа.

Преимущества мобильных спектрометров

нет необходимости в предварительной очистке поверхности образца;
возможность использования в труднодоступных местах;
если применяется растрированный 2D-лазер, то можно быстро просканировать образец с большой площадью поверхности;
есть функция быстрого перевода лазерного пучка на сопряженную поверхность.

Новые технологии

Сортировка лома при помощи Z-100

Sciaps Z-100 – идеальный анализатор, работающий по технологии LIBS. Он позволяет выполнять высокоскоростной анализ элементов с низким атомным номером, которые другими средствами измеряются крайне медленно или вообще не могут определяться. На медных и алюминиевых сплавах мобильный OES Z-100 дает особенно высокую эффективность работы.

Технология LIBS

Метод LIBS предполагает нацеливание лазера на образец, моментальное нагревание последнего и образование электронной плазмы. Охлаждение последней заставляет электроны возвратиться к атомам, составляющим образец, в ходе процесса испускается свечение в диапазоне волн дискретных длин. Длины волн разрешаются спектрометром, а содержащиеся в образце элементы и уровень их концентрации определяет процессор. LIBS - оптический метод, которому доступен более глубокий и точный анализ, чем портативным XRF. Портативные XRF не чувствительны к низким элементам атомного номера. Технология LIBS обладает более широкими возможностями.

Повышенная безопасность и надежность

Важно, что лазерные спектрометры последнего поколения более безвредны в применении – они безопасны для глаз и не несут радиационных рисков. Использование их минимизирует риски для здоровья пользователей по сравнению с устройствами на основе рентгенографии.