M5000台式直读光谱仪

仪器主要用途
直读光谱仪主要用于黑色和有色金属材料成分分析，通过特定波长光谱的强度高低定量分析金属中元素含量的高低，探测下限可达到ppm级，是合金材料研发、金属原材料生产、先进装备制造、重大技术设备的关键金属零部件部件质量控制等方面不可或缺的精密分析仪器。

 

仪器技术指标
1. 原子发射光谱（AES）原理
原子或离子可处于不连续的能量状态，该状态可以用光谱项来描述；当处于基态的原子或离子吸收了一定的外界能量时，其核外电子就从基态跃迁到激发态，而处于激发态的原子或离子很不稳定，经由约秒便跃迁返回基态，并将激发所吸收的能量以光的形式放出，将这些光按一定的波长顺序排列即为原子光谱；由于特定元素可产生一系列不同波长的光，通过识别待测元素的特征光谱存在与否即可进行定性分析，根据该波长光的强度进行定量分析。
2. 仪器工作原理
首先，激发台中的电极与预先制备好的金属样本之间在激发过程中产生电火花。火花发出的光通过入射狭缝进入光室，通过光栅分光后，不同波长的光以不同的角度分开，照射到CCD传感器上。CCD将光信号转化成为电信号，并通过测量系统传输给计算机，经处理后，得出分析结果。

3.仪器使用要求

3.1环境要求
  仪器须放置在专用实验室内，室内面积大于10平方米，并确保周围无有害、易燃及腐蚀性的气体。注意事项：禁止将本仪器置于化学分析实验室内。
工作温度：10℃～30℃，3小时内室温波动小于2℃，要求实验室安装空调。
存储温度：0℃～45℃
环境相对湿度：20%～80%，对于潮湿地区，需配备一台去湿机。
M5000直读光谱仪的分光室装在具有温控装置的箱体内，能在上述环境范围内正常工作，若超出上述要求范围，仪器的使用寿命和测量精度将受到影响。
3.2 电源要求
电源：单相220±20V、1KVA的电源供电。
为保证M5000直读光谱仪的正常使用，请为仪器配备一台1kVA～3kVA的单相220V交流参数稳压器。建议使用广东罗定铁塔牌稳压器。
M5000直读光谱仪使用保护性接地的单相电源。为保证仪器可靠使用，用户必须保证电网的PE保护地良好接地，且与其他大型设备的保护地分开。如果用户不能保证PE良好接地，请为仪器单独准备一根地线，要求接地电阻小于1欧姆。
3.3 氩气要求
氩气纯度≥99.999%，含氧量≤2ppm，含H2O量≤5ppm，（氩气瓶不能露天存放，严禁雨淋）。如无高纯氩气，建议使用氩气净化器。
氩气使用流量：待机流量 约0.1L/min，维持流量约（0.4-0.5）L/min，激发流量约5L/min。
氩气控制压力：0.5Mpa。  
3.4 氩气连接管
必须使用随机提供的专用氩气铜管连接。
3.5 过滤瓶及排气管
仪器排出的废气通过一根14mm内径的PVC增强管排到随机提供的过滤瓶中。需要及时清理更换以防止出气不畅。排气管不得以任何形式堵塞（勿压、勿折、保持出气口通畅），排气管出口高度应低于仪器激发台高度，过滤瓶高度需低于激发台高度50公分。如果人为堵塞或者抬高过滤瓶高度，造成的不良后果需要维修，参考7.3售后服务条款进行。
3.6 样品制备
样品必须使用专用磨样机制备，需要配备一台双盘磨样机及一台落地式砂轮机，用于钢铁试样表面的打磨。铸铁样品白口化必须均匀。对于铝基、铜基等有色金属样品，必须加配专用车床来制备。
用户需要准备一台切割机，用于外型不适于光谱仪分析的样品的处理；
被分析样品必须均匀，无气孔，无铸造缺陷,制备必须达到表面平滑，无氧化层，无油污，样品边缘无毛刺。
3.7 标准样品要求
M5000直读光谱仪出厂时会随机附赠一块光谱校正标准样品，用于校正仪器的整体光谱漂移。除此之外，用户需准备适合自己产品类型的标准样品或内控样品，用于仪器分析曲线的校正。
3.8 PC和打印机要求
准备一台当前常规配置的PC（笔记本和台式机均可），要求内存1GB以上，CPU双核1.8G Hz以上，用于安装M5000直读光谱仪分析软件。可随仪器同时选购DELL台式电脑。
准备一台打印机，激光、喷墨或针式打印机均可，用于分析数据报表的打印。可随仪器同时选购EPSON针式打印机。

4.仪器技术参数

4.1 光学系统
帕型-龙格结构的全谱光学系统
N型波长范围（170～680）nm
多个高性能CCD探测器
耐环境温度变化
双光室设计，保证长短波达到最佳性能。S型仪器只配备一个可见光室
光室恒温控制，恒温温度为34℃；
4.2 样品激发台
激发室的特殊设计，使样品室/激发室的清理工作更加便利；
优化的氩气气路设计保证激发台的有效冷却和激发过程中产生的金属粉尘有效进入过滤器；使样品激发更加稳定，并大大减少了人体对金属粉尘的摄入，有利于保护操作人员的健康安全；
更小的激发空间，使氩气消耗更小；
便于使用的样品夹具
具有电极自吹扫功能，使电极使用寿命更长、清洁电极更加容易
13 mm的激发孔径更利于样品分析
开放式样品激发台可适应各种大小、更多形状样品的分析；
透镜部分的结构设计，使透镜拆装、擦拭更方便，氩气的冲洗设计更可以延长透镜清洗周期。
4.3 光源
脉冲合成全数字光源（可编程脉冲全数字光源），最高频率可达1000Hz；
高能预然技术（HEPS）；
优化设计的控制和功率电路，完善的激发安全保护功能
为不同分析目标提供最佳火花、电弧或组合激发波形
频率：（100～1000）Hz
放电电流：最大400 A
4.4 数据采集系统
高性能DSP及ARM处理器，具有超高速数据采集及控制功能
单火花采集及光谱延时采集，实现更优化元素含量测量
外置式计算机（用户自选）
高速以太网数据传输
4.5 分析软件
基于Windows操作系统的图形化分析软件，方便实用；
完备的自动系统诊断功能
完善的数据库管理功能，可方便查询、汇总数据
智能校正算法，保证仪器稳定可靠
完备的谱线信息和干扰扣除算法，保证仪器分析更为精准
适应最新的Windows操作系统

5.常用分析范围（铁基、铝基）
铁基分析曲线：

 

铝基分析曲线：

 备注：详见聚光台式M5000曲线分析范围表

M5000台式直读光谱仪常用基体，元素分析表
上表所列各个元素的分析范围只是常用的分析元素及范围，并不代表只能分析以上所列元素及范围，每个用户可以提出自己的分析要求与生产厂家协商设定。

五、仪器技术特点
1. CCD 全谱直读技术
1.1 全谱采集分析技术
  M5000台式直读光谱仪采用的全谱采集分析技术可以获得140nm-680nm之间数万条高分辨率的原子发射谱线信息，进而实现多基体、多元素的分析；通过谱线的合理选择和多条谱线的结合，有效提高分析精度，扩展分析范围，实现了仪器的通用性

1.2 扣除背景干扰技术
  全谱测量采用CCD作为检测器，一条谱线可以获得多个测量数据，通过全谱测量数据可以准确还原出光谱像面上的谱线轮廓，从而扣除背景干扰。
1.3 矩阵式多特征谱线建模技术
利用元素的多条特征谱线以及多条内标元素的特征谱线同时作用，建立分析模型，从而避免了传统基于PMT的直读光谱仪利用单条特征谱线建立模型，所存在的分析模型建立过程复杂、分析过程需要人工干预、分析结果稳定性差的问题。
1.4 校正谱线干扰技术
   原子发射光谱的谱线非常丰富，分布密集，谱线干扰情况普遍。M5000全谱直读光谱仪可以在获得光谱轮廓信息后，通过曲线拟合的方式提取出有用的谱线信息，从而消除干扰元素对分析结果的影响
1.5 智能回归式全谱漂移校正技术
新型直读光谱仪同传统的直读光谱仪都存在光谱漂移的问题，传统直读光谱仪发生漂移后，需要专业操作人员进行描迹，重新定峰位，另一方面稳定性较差，如果仪器各通道的漂移不一致，则无法校正；而新型直读光谱仪，具有独创的智能回归式全谱漂移校正技术，利用全谱丰富的谱线信息，计算机智能完成校正过程，操作简单，且校正效果好。
利用全谱丰富的谱线信息，计算机智能完成校正过程操作简单，取代传统的描迹校正，提高仪器的易用性，且校正效果好。
1.6 扩展性好
全谱采集，在扩展应用时，无需做硬件改动，扩展性能好，增加元素或基体只需通过标样建立曲线即可。
2. 独特的双光室结构
M5000台式直读光谱仪采用双光室设计，有两种取光方式：光纤取光（激发态到可见光室用光纤连接），直接取光（激发态与紫外光室直接相连）
单光室设计中，紫外谱线光强仅为其他可见谱线光强的1%；双光室设计优点在于不影响可见谱线测量的同时，可以单独接受紫外谱线光强，从而可以极大的提高对于紫外谱线光强的测量精度。
紫外光室采用充氩气配置，提供更为纯净的光室环境，从而使得对于紫外谱线光强的探测能力更为加强。
紫外光室配备了更高刻线的光栅，有效的提升了紫外光室的分辨率与信噪比，从而改善了对于C, P, S, N 等元素的测量精度。

 

仪器技术参数

 M5000台式直读光谱仪规格信息表

 

M5000台式直读光谱仪小样品夹具参数

M5000台式直读光谱仪随机备件及工具清单