波长扫描型仪

近日，理学（Rigaku）宣布推出ZSX Primus III NEXT，这款新型扫描波长色散x射线荧光光谱仪（WDXRF），不仅采用理学独特的管式配置，并基于ZSX Primus III+成功进行迭代升级，使其成为质量和生产控制等应用中通用XRF的理想选择。ZSX Primus III NEXTZSX Primus III NEXT作为一款扫描型波长色散x射线荧光光谱仪，与能量色散XRF（EDXRF）相比，具有更高的检测灵敏度和光谱分辨率；与常见的管下配置相比，X射线管位于分析样品上方，有效避免了松散粉末和灰尘的污染以及碎片损坏。污染减少，保障了光谱仪的正常运行时间，降低了维护成本。ZSX Primus III NEXT中最重要的升级是集成了数字多通道分析仪(D-MCA)，并对每个驱动单元的有效控制，将定量分析吞吐量提高了21%。这款光谱仪还结合了S-PC LE（轻型元件的气体保护比例计数器），无需为检测器安装检测气瓶，在分析过程中没有气体排放，从而降低了安装要求。除了仪器的功能和性能显著提高外，ZSX Primus III NEXT由理学的“ZSX Guidance”软件驱动，该软件也用于旗舰型号ZSX Primus IV 和 ZSX Primus IVi，允许共享应用条件。ZSX Guidance软件充分利用了D-MCA，提高了效率和精度。该软件也得到了提升，如自动获取和显示分析值中测量偏差的功能，能可靠地支持常规分析；调度器功能进一步简化了日常分析管理（自动启动+自动漂移校正），大大减少了分析操作前所需的准备工作量。此外，这款光谱仪还提供了与ZSX Primus IV和ZSX PrimusIVi兼容的行业特定应用程序包。在装运存储时校准曲线的“Pre-Calibration Package”，包含标准样品和分析条件的“Application Package”，以及专门用于某类产品SQX（无标准分析）的“Master Matching Library”，可帮助用户开启分析操作。Rigaku Holdings首席执行官Jun Kawakami表示：“ZSX Primus III NEXT标志着该产品线的发展，进一步证明了理学对持续改进和客户的承诺。我们还对该系统进行了定价，使其能够更好地达到这一级别的性能水平。”

此次，滨松光子学株式会社在日本国家研究开发法人新能源与产业技术开发组织（NEDO）主办的“实现IoT社会的创新传感技术开发”项目中，利用独自的微机电系统(MEMS)技术和光学封装技术，成功开发出世界上最小尺寸的波长扫描量子级联激光器(QCL)，其体积约为传统产品的1/150。通过将其与日本产业技术研究所开发的驱动系统结合，实现了高速操作和外围电路简化，同时作为光源安装在分析设备上，使可便携的小型分析设备的开发成为现实。在本开发项目中，我们提高了二氧化硫（SO2）和硫化氢（H2S）的探测灵敏度以及设备的维修性，目标是实现在火山口附近对火山气体成分的长期和稳定的检测。此外，它还可以应用于化工厂和下水道中有毒气体的泄漏检测和大气测量等。图1 世界上最小尺寸的波长扫描QCL，体积约为传统产品的1/150概要在火山爆发的前几个月，火山气体中的二氧化硫（SO2）或硫化氢（H2S）等浓度会开始逐渐上升，因此对该气体浓度的监测是火山爆发预测的常规方法。目前许多研究机构在火山口附近安装了电化学传感器分析设备，通过电极检测来实时分析火山气体的成分。但由于电极与火山气体的接触，容易出现寿命变短和性能降低的问题，因此除了定期更换部件等维护，监测的长期稳定性也是一个难题。这样，长寿命光源和全光学光电检测器分析设备则具有无需大量保养，还具有高灵敏度并长时稳定地进行成分分析的特点。目前因为光源的尺寸较大，尙难以将其安装在火山口附近。 在此背景下，滨松从2020年开始，参与了NEDO与产业技术综合开发机构(产综研)的“实现IoT社会的创新传感技术开发”※1项目，积极投入研究和开发具有全光学，小尺寸，高灵敏度和高可维护性特点的新一代火山气体监测系统。 滨松公司正在该项目中承担了分析设备光源的小型化任务，并成功开发出中红外光※2在7-8微米（μm，μ为百万分之一）范围内可高速改变输出功率的世界上最小尺寸波长扫描QCL（Quantum Cascade Laser）。※3（图1、图2、表）。本次新开发的产品是通过将其与产综研开发的驱动系统相结合，实现了高速操作和外围电路简化，作为光源安装在分析设备上，实现了可便携的小型化分析设备。此外，本项目的目标是进一步提高灵敏度和可维护性，实现长时间稳定地对火山口附近气体进行实时监测。同时也有望应用于化工厂和下水道的有毒气体泄漏检测和大气测量等用途。产品特点 1、开发了世界上最小的波长扫描QCL，体积约为传统产品的1/150。 公司利用独自的MEMS技术，对占据了QCL的大部分体积的MEMS衍射光栅※4进行完全的重新设计，成功开发出新的尺寸约为以前1/10的MEMS衍射光栅。此外，通过采用小型磁铁，减少了不必要的空间，并采用独特的光学封装技术，以0.1微米为单位的高精度实现部件的组装，实现了世界上最小的波长扫描QCL，其体积约为传统产品的1/150。 2、实现中红外光在波长7～8μm的范围内的周期性变化输出 滨松利用多年积累的量子结构设计技术※5通过搭载新开发的QCL元件，实现中红外光在易于吸收SO2或H2S的7-8μm的波长范围内的扫描输出。同时，我们还开发了可变波长QCL，可以从7-8μm范围内选择特定波长进行输出。 3、可高速获取中红外光的连续光谱 与产综研传感系统研究中心开发的驱动系统相结合，实现波长扫描QCL的高速波长扫描。它可以在不到20毫秒的时间内获取中红外光的连续光谱，可捕捉和分析随时间快速变化的现象。图2 波长扫描QCL的结构表 本次开发的波长扫描QCL的主要规格未来计划滨松公司将与NEDO和产综研进一步构建新型高灵敏度和高可维护性的火山气体监测系统，同时推进多点观测等实地测试。此外，公司将在2022年度内推出将该产品与驱动电路或与本司光电探测器相结合的模块化产品，以扩大中红外光的应用。 “注释” *1 实现IoT社会的创新传感技术开发 项目名称:实现IoT社会的创新传感技术开发 / 创新传感技术开发 / 波长扫描中红外激光器 研究开发新一代火山气体防灾技术 业务和项目简介：https://www.nedo.go.jp/activities/ZZJP_100151.html *2 中红外光 是一种波长比可见光长的红外光，一般把波长在4-10μm之间的红外光称为中红外光。 *3 波长扫描QCL（Quantum Cascade Laser） 量子级联激光器(QCL)是一种通过在发光层中采用量子结构，可以在中红外到远红外的波长范围内获得高输出功率的半导体激光光源。波长扫描量子级联激光器是将从量子级联激光器发出的中红外光进行分光，反射到MEMS衍射光栅，再通过对MEMS衍射光栅进行电控，使其的倾斜面发生快速变化，从而实现中红外光的波长快速变化并输出。 *4 MEMS衍射光栅 通过电流工作的小型衍射光栅。衍射光栅是一种利用不同波长的光衍射角度的差异来区分不同波长光的光学元件。 *5 量子结构设计技术 是一种利用纳米级超薄膜半导体叠层产生的量子效应的器件设计技术。在该开发中，滨松公司在QCL的发光层采用了独有的反交叉双重高能态结构（AnticrossDAUTM ）。

电源保护Plus防尘设计岛津独有“无故障”高压发生器对外部电源要求较同类仪器低：-外部电压允许波动220V±10%-接地电阻十分宽泛≤30?全面的防尘设计 ①X射线管上照射方式: 避免样品粉尘对X射线管窗口的污染②每个通道真空全密封，无污染风险③电路板密封保护，特殊散热，拒绝粉尘污染 ④全新设计的真空管路粉尘吸附装置: 避免粉尘进入真空泵和电磁阀低故障Plus低维护成本高稳定性的高压发生器经过长期使用检验，几乎无故障高压发生器极小的真空室可自行维护，无需依赖厂家上门收费服务，不耽误生产真空泵负载小，故障低新设计滑竿式进样装置改变原有的轴承系统，到位更准确，故障更少全密封计数器不使用氩甲烷气体，节省成本，避免漏气等各种故障没有流气计数器芯线污染问题，无需更换芯线操作简单Plus分析快速全新分析软件专门开发的全中文软件，按钮式操作 单一窗口界面，一键数据查询传输，简单明了 仪器运行全过程监控 • 内置“大曲线” (生料/熟料/水泥，无需用户自己准备“标样”做曲线) 分析速度快 全元素固定通道，无移动光学部件 每个样品只需1分钟 （比扫描型块3倍以上) 高精度Plus长期稳定性每个元素专用全聚焦晶体，最短光路，高强度，避免杂散光干扰 每个元素专用独立全密封正比计数器----对同一水泥样品，长期测试结果统计（从海外工厂移到上海中心重新安装）--------------------低合金钢中轻元素到重元素重复性结果---------------创新点：专为工业生产现场而设计无语伦比的优异性能:快速高效,高稳定性密不透风的防尘设计"初次见面"也能轻松上手低成本运行多道同时型波长色散X射线荧光光谱仪