杰铜火花光电直读仪

[align=center][b][color=#cc0000]直读光谱高压火花光源简介[/color][/b][/align][b][color=#cc0000]一、【前言】 直读光谱早期使用的激发光源主要是电弧光源，有直流电弧光源，交流电弧光源，因为火花激发温度高于电弧激发温度，而后发展到火花光源，如高压火花光源，高能预火花光源。随着激发光源技术水平的提高和改良，目前使用最多的激发光源主要还是技术成熟的高能预火花光源。 虽然目前直读光谱应用最多的是高能预火花光源，大家都比较熟悉，而电弧光源及高压火花光源应用的不多，但对于直读光谱激发光源的发展来讲，适当了解电弧光源及高压火花光源是很有必要的，电弧光源相对较为简单，也许大家已较为熟悉了，但对高压火花光源不一定很熟悉。 本文简单介绍一下直读光谱高压火花光源的功能作用、火花产生、基本原理、主要特点及技术要求等，让大家对高压火花光源的有一个初浅的认识。同时以美国热电Jarell-Ash直读光谱高压火花光源为例，就直读光谱的高压火花光源做一个简单的浅析，使大家对高压火花光源有更深的了解，希望能对直读光谱操作员及技术员有一定的帮助。二、【高压火花光源的功能作用】 对于直读光谱而言，由于被检测的样品种类繁多、形状各异、元素对象、浓度、蒸发及激发难易不同，对激发光源的要求也就各不相同。关键所分析的激发光源应能满足各种被分析样品的技术要求。 直读光谱的激发光源是硬件系统中一个极为重要的组成部件，它的作用是给被检测样品提供蒸发、原子化或激发的必要能量。在进行光谱分析时，样品元素的蒸发、原子化和激发过程几乎都是同时进行的，它们之间没有明显的时间界限，这一系列过程均直接影响谱线的发射以及光谱线的激发强度。三、【高压火花的产生】 电源电压经过可调电阻后进入升压变压器的初级线圈，使初级线圈上产生10000V以上的高电压，并向电容器充电。当电容器两极间的电压升高到分析间隙的击穿电压时储存在电容器中的电能立即向分析间隙放电，产生电火花。 由于高压火花放电时间极短，故在这一瞬间内通过分析间隙的电流密度很大（高达10000 ~ 50000A/cm2，因此弧焰瞬间温度很高，可达10000K以上，故激发能量大，可激发电离电位高的元素。 高压火花放电是一种电极间不连续气体放电，是一种电容放电。高压电火花通常使用10000V以上的高压，通过间隙放电，产生电火花。目前使用的高压火花放电是 12000V和较小电容量的高压火花光源。 由于电火花是以间歇方式进行工作的，平均电流密度并不高，所以电极头温度较低，且弧焰半径较小。这种光源主要用于易熔金属合金样品的分析及高含量元素的定量分析。四、【高压火花发生器基本原理】（1）交流电压经R及变压器 T 后，产生10～25kV的高压，然后通过扼流圈 D 向电容器 C 充电，达到 G （分析间隙）的击穿电压时，通过电感 L 向 G[i] [/i]放电，产生振荡性的火花放电。（图1）（2）同步电机转动续断器M，1、2为控制间隙 G1，3、4为控制间隙 G2，2, 3为钨电极，每转动180度，对接一次，转动频率(50转/s)，接通100次/s，保证每半周电流最大值瞬间放电一次。[/color][/b][align=center][b][color=#cc0000][img=,501,393]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909301213442430_2197_1841897_3.jpg!w501x393.jpg[/img][/color][/b][/align][align=center][b][color=#cc0000]图1 高压火花发生器原理 [/color][/b][/align][b][color=#cc0000]五、【高压火花光源的主要特点】1、高压火花光源的主要优点：（1）放电瞬间能量很大，产生的温度高，激发能力强，某些难激发元素可被激发，且多为离子线。（2）放电间隔长，使得电极温度低，蒸发能力稍低，适于低熔点金属与合金的分析。（3）稳定性好，重现性好，适用定量分析。2、高压火花光源的主要缺点：（1）做较高含量分析没有问题，对低含量分析灵敏度较差。（2）由于高压连续放电易产生多次谐波，噪音和干扰相对较大。六、【高压火花光源的技术要求】 直读光谱的光源部件的选择是十分重要的。在选择直读光谱高压光源时应尽量满足下列要求：（1）高灵敏度，随着样品中元素浓度微小的变化，其检出信号有较大的变化；（2）低检出限，能对微量及痕量成分进行检测；（3）良好的稳定性，样品能稳定地蒸发、原子化和激发，使结果具有较高的精密度；（4）谱线强度与背景强度之比大（信噪比大）；（5）分析速度快，预燃时间短；（6）构造简单，安全、易操作；（7）自吸收效应小，校准曲线的线性范围宽。七、【美国热电Jarell-Ash直读光谱仪高压火花光源简介】 美国热电Jarell-Ash直读光谱仪是我国早期70年代末至80年代初引进的大型金属分析仪器，在冶金行业发挥了较大的作用，与之同时代的直读光谱仪还有美国贝尔德、英国希尔格、法国JY等直读光谱产品。这里简介一下Jarell-Ash直读光谱仪的高压火花光源，供大家分享。图2为美国热电Jarell-Ash直读光谱仪整机外观图，该仪器使用的就是高压火花光源。[/color][/b][align=center][b][color=#cc0000] [img=,500,383]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909301214529640_9061_1841897_3.jpg!w500x383.jpg[/img][/color][/b][/align][align=center][b][color=#cc0000]图2美国Jarell-Ash直读光谱仪整机外观图[/color][/b][/align][b][color=#cc0000] Jarell-Ash直读光谱仪主要由，真空系统、光学室检测系统，电源及主机控制系统、火花（激发）台系统（图3）、高压火花（激发）光源系统、数据终端处理系统等几大部件组成。[/color][/b][align=center][b][color=#cc0000][img=,504,384]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909301216122560_1350_1841897_3.jpg!w504x384.jpg[/img][/color][/b][/align][align=center][b][color=#cc0000]图3 Jarell-Ash直读光谱仪火花（激发）台结构图[/color][/b][/align][b][color=#cc0000] 这里主要重点介绍一下Jarell-Ash直读光谱仪的高压火花光源，该高压火花光源是一个独立的电子部件系统，由操作面板各功能选择开关控制（图4）。 [/color][/b][align=center][b][color=#cc0000][img=,500,383]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909301216493377_9564_1841897_3.jpg!w500x383.jpg[/img][/color][/b][/align][align=center][b][color=#cc0000]图4 高压火花光源外观及操作控制面板[/color][/b][/align][b][color=#cc0000] Jarell-Ash直读光谱高压火花光源的电路原理框图见图5。[/color][/b][align=center][b][color=#cc0000][img=,504,379]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909301217169185_2027_1841897_3.jpg!w504x379.jpg[/img] [/color][/b][/align][align=center][b][color=#cc0000]图5 高压火花光源的电路原理框图[/color][/b][/align][b][color=#cc0000] 高压火花光源的高压火花是通过大功率升压变压器（高压升压线圈）直接升压至数千伏以上，经过高压二极管整流，限流电阻限流（图6）输出至样品激发台激发样品。[/color][/b][align=center][b][color=#cc0000][img=,500,361]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909301218009689_5050_1841897_3.jpg!w500x361.jpg[/img][/color][/b][/align][align=center][b][color=#cc0000]图6 高压火花发生器高压升压线圈，限流电阻，高压二极管等器件[/color][/b][/align][b][color=#cc0000] Jarell-Ash直读光谱高压火花光源升压变压器初级线圈实际电路采用了大功率电子控制器件闸流管（图7），代替了同步转动（断续器）电机。[/color][/b][align=center][b][color=#cc0000][img=,500,375]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909301218408927_4169_1841897_3.jpg!w500x375.jpg[/img] [/color][/b][/align][align=center][b][color=#cc0000]图7 高压火花光源的关键器件闸流管[/color][/b][/align][b][color=#cc0000] 在RLC脉冲发生器触发电路控制作用下（图8），控制闸流管的导通与截止，产生高压高能火花放电，其放电频率最高可达400Hz。[/color][/b][align=center][b][color=#cc0000][img=,500,349]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909301219102087_278_1841897_3.jpg!w500x349.jpg[/img][/color][/b][/align][align=center][b][color=#cc0000]图8 RLC脉冲发生器触发板闸流管触发控制板[/color][/b][/align][b][color=#cc0000] 高压火花放电时放电电流和放电能量受线路中电感及电容控制（图9），[/color][/b][align=center][b][color=#cc0000] [img=,500,375]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909301220019267_416_1841897_3.jpg!w500x375.jpg[/img][/color][/b][/align][align=center][b][color=#cc0000]图9 高压火花放电电感线圈[/color][/b][/align][b][color=#cc0000] 高压发生器输出的高压由于自身电压很高，放电间隙无需辅助高压引弧，自行产生放电火花，在放电能量作用下，火花台（图10）激发样品表面局部熔融均质化，以此获得发射光谱谱线。[/color][/b][align=center][b][color=#cc0000][img=,504,379]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909301220308039_5032_1841897_3.jpg!w504x379.jpg[/img] [/color][/b][/align][align=center][b][color=#cc0000]图10 Jarell-Ash直读光谱火花台结构[/color][/b][/align][b][color=#cc0000] 由于工作电压较高，在空载状态时，电感电路容易产生高次谐波导致高压过高，因此在工作间隙两端增加了高压保护放电间隙（图11）。[/color][/b][align=center][b][color=#cc0000][img=,500,389]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909301220576105_1327_1841897_3.jpg!w500x389.jpg[/img] [/color][/b][/align][align=center][b][color=#cc0000]图11 高压火花发生器高压保护放电间隙[/color][/b][/align][b][color=#cc0000] 通过功能选择，不同样品的能量通过仪表直观的显示出来（图12），在高能高压火花激发下产生发射光谱，经光学分光系统及电子信号采集检测系统，然后再经电路控制及数据处理，最后得到所要检测的分析结果。[/color][/b][align=center][b][color=#cc0000][img=,500,366]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909301221288377_830_1841897_3.jpg!w500x366.jpg[/img] [/color][/b][/align][align=center][b][color=#cc0000]图12 高压火花光源真空控制，功能选择及能量显示[/color][/b][/align][b][color=#cc0000]八、【小结】 金属和合金的光谱分析，在高压火花光源的作用下，物质由固态到气态是一个非常复杂的过程，这种过程表现在样品中各元素的谱线强度，并不在样品一经激发后立刻达到一个稳定不变的强度，而是必须经过一段时间后才能趋于稳定。这是由于样品中各元素的熔点有差异，表面各成分在放电时进入分析间隙的程度随着放电时间而发生变化。因此，在进行光谱定量分析时，必须等待分析元素的谱线强度达到稳定后的曝光时间才是最佳的，这样才能保证分析结果的准确度。 对不同的样品在不同的光源能量激发下，其曝光时间是不一样的，这主要取决于样品在火花放电时的蒸发程度，它不仅与光源的激发能量、放电气氛密切有关外，还与样品的组成、结构状态、夹杂物的种类、大小等密切相关。 由于高压火花光源的工作电压过高，连续放电产生的干扰较大，放电电流也相对较小温度不足，导致某些高熔点金属检测限及灵敏度不够理想。另外工作电压较高对器件的技术参数也要求较高，高压的不稳定也导致了高压火花光源的故障率较高，维护维修成本也随之较高。因此高压火花光源已基本被目前流行的低压高能预火花光源所替代。虽然高压火花光源已停产，但作为直读光谱技术人员对于了解直读光谱光源的发展历史及基本原理，还是有益无害的。 2019.9.30[/color][/b]

[align=center][b][color=#cc0000]国内早期的光电直读光谱仪是怎样演变而来的？[/color][/b][/align][align=center][b][color=#cc0000] [/color][/b][/align][color=#cc0000][b]【前言】[/b][/color][b][color=#cc0000] 直读光谱仪也就是人们常说的光电直读光谱仪或火花直读光谱仪，它怎么来的呢？许多人对此并不熟悉，也不了解。其实国内的直读光谱仪是由早期的“光电析钢仪”和“光量计”综合发展而来，两者的结合最终出现了早期的光电直读光谱仪。什么是“光电析钢仪”和“光量计”呢？下面简洁扼要介绍了“光电析钢仪”和“光量计”的相关知识，供大家分享，对光电直读光谱仪发展演变，由于本人所了解的知识具有局限性，所以必有不足之处，敬请批评指正。[/color][color=#cc0000][/color][/b][color=#cc0000][b]一、【光电析钢仪】：[/b][/color][b][color=#cc0000][/color][/b][color=#cc0000][b] 光电析钢仪（steeloscop）（也称光谱析钢仪，钢材分析镜）——其实质是早期的看谱仪，是一种简单的光电直读光谱仪。光电析钢仪也称光电看谱仪，是一种双光道的光电直读光谱仪。由交流电弧和低压火花组合光源、析钢仪、光电测量系统组成。它分为内标光道和分析光道，两光道输出的光信号经光电倍增管转换成电信号记录。结构简单，用于钢铁快速分析。[/b][/color][b][color=#cc0000][/color][/b][color=#cc0000][b] 光电析钢仪也称双光道光电析钢仪，一个光道是做内标用的，而且是固定不变的。另一个光道是通过一个出射狭缝沿着谱面移动，顺序地通过分析谱线，再通过记录仪逐个纪录分析样品的信号。其可以理解为顺序式（或顺序型，Sequential）工作方式。[/b][/color][b][color=#cc0000][/color][color=#cc0000] 光电析钢仪是一种双光束普及型光电光谱分析仪器，它采用复合光做内标，自动测量分析线与复合光的相对强度。仪器每次只分析一个元素,便于选用最佳分析条件，适应能力较强。光电析钢仪的分析灵敏度与元素谱线特性，分析方法、仪器性能，光源和样品引入分析间隙[i]的方法[/i]及试验条件等。[/color][color=#cc0000][/color][/b][color=#cc0000][b] 1958年8,9月首先由南开大学物理系光学教研组及天津仪表研究室共同联合设计并试制出了我国第一代光电析钢仪(如图1所示)，也即早期光电直读光谱仪的前身, 他们开辟了我国光电析钢仪的先驱之路。所试制的光电析钢仪其性能与当时西德菲氏（Fuess）厂87a 型析钢仪基本相当，为我国钢铁分析领域无国产析钢仪填补了空白，做出了不小的贡献。[/b][/color][align=center][color=#cc0000][img=,550,298]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/10/201810242309495462_2132_1841897_3.jpg!w550x298.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#cc0000][b]图1 我国研制的第一代光电析钢仪（光谱析钢仪）[/b][/color][/align][b] [color=#cc0000]二.【光电析钢仪装置及工作原理】：[/color][color=#cc0000][/color][color=#cc0000] 我国试制成功的第一代光电析钢仪全套仪器包括特殊的自准式分光镜, 电极台架及交流电弧发生器，此光电析钢仪由自准式的特殊分光计与开尔纳（Kelner）目镜组合而成，仪器装置可用于固定座式，如果需要可根据现场需求，更换附件后则可携带到炉前或现场使用，经筒单的置换后（目镜取掉,换上附加的物镜）还可用于摄谱。在保征仪器有足够大的色散和分辨力的同时, 采用了棱镜转向方法尽可能地缩小了仪器的尺寸。[/color][color=#cc0000][/color][color=#cc0000] 光电析钢仪的工作原理简介: 样品放在试样台上(特制的电极架), 由交流电弧发生器提供激发能源，使样品在电极间产生交流电弧，样品被激发后，由之发射出样品中各种组成元素的特征光线（谱线）。这些光线由聚光镜2会聚到狭缝3, 经“转向”棱镜组4后投射到自准物镜5上，由物镜射出的平行光进入色散棱镜6及7。光线再由棱镜7及6返回物镜，经转向棱镜8后呈光谱线于分划板9上。最后通过25×Kelner目镜10观看光谱，转动与棱镜7连接的鼓轮，则有不同波段的光谱通过视场，最后可观察到所需谱线分布。光电析钢仪光学系统的原理图如图2 所示。[/color][/b][align=center][color=#cc0000][img=,412,498]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/10/201810242311063693_429_1841897_3.jpg!w412x498.jpg[/img][/color][/align][align=center][b][color=#cc0000] [/color][/b][/align][align=center][color=#cc0000][b]图2 第一代光电析钢仪（光谱析钢仪）光学原理图[/b][/color][/align][color=#cc0000][/color][color=#cc0000][b] 1一保护玻璃 2一聚光镜 3 一狭缝 4一棱镜 5 一物镜 6一棱镜 7一棱镜 8一棱镜 9一分划板 10 一目镜[/b][/color][color=#cc0000][b][/b][/color][color=#cc0000][b] 光电析钢仪的目视系统要求在较大视场内能看到清晰的谱线，即目镜10须在校大视场内( 2ω= 40°) 消除彗差、象散、场曲和倍率色差等象差, 为此光电析钢仪采用了开尔纳（Kelner ）型目镜，如图3所示。[/b][/color][align=center][img=,407,254]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/10/201810242311522755_79_1841897_3.jpg!w407x254.jpg[/img][/align][align=center][color=#cc0000][b]图3 开尔纳（Kelner ）型目镜[/b][/color][/align][b][color=#cc0000] 根据对目镜眼点距离与工作距离的要求, 并考虑到透镜的形状和厚度, 用近轴光学公式确定了目镜各片的焦度分配及它们间的距离。各片焦度确定之后, 在参考已有开尔纳目镜的结构及考虑到校正色差、象散、场曲等因素的情况下, 进行选配光学玻璃的工作。[/color][color=#cc0000][/color][color=#cc0000]三、【交流电弧发生器】：[/color][color=#cc0000][/color][color=#cc0000] 试制光电析钢仪的激发光源, 采用的是交流电弧发生器 , 它的工作原理是以高频激活电路与低频回路耦合, 如图4所示。在工作时, 前者使后者的分析电弧间隙G2有一定频率的“击穿” ,以保征稳定的电弧电流。在低频中增加电容（C 3）, 则电弧的火花性增强, 使分析碳、磷、硫、硅等成为可能。[/color][/b][align=center][img=,504,318]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/10/201810242312464153_3585_1841897_3.jpg!w504x318.jpg[/img][/align][align=center][b][color=#cc0000]图4 交流电弧发生器电路原理图[/color][/b][/align][b][color=#cc0000] K1—主电源开关，K2—初级线圈开关（高频开关），K3—并联电容开关，T1—工频变压器（80W，220V/3000V），T2—高频互感线圈，L—初级线圈降压电阻（220V，40W白炽灯），G1—平行间隙放电板（也可作高频指示灯用），G2—电弧分析间隙，C1—高频振荡电容（0.012uF,3000V），C2—高频旁路电容（0.2uF，600V），C3—串联耦合电容（12uF，600V），A—交流电流表（指示电弧电流），R—控制电弧电流限流电阻（10A，50Ω）。[/color][color=#cc0000][/color][color=#cc0000]四、【光量计】：[/color][color=#cc0000][/color][/b][color=#cc0000][b] 光量计（quantometer）——也称多光道光量计（或多通道光电光谱仪）[b]，早期的光量计其实质是光电摄谱仪（工作原理与光电析钢仪类似），它也属于早期的[/b]原子发射光谱仪，主要用于分析固体金属样品。由于它使用光电计数器测量各通道的发光强度，故叫光量计。[/b][/color][b][/b][color=#cc0000][b] [/b][/color][color=#cc0000][b] 光量计[b]工作原理与光电析钢仪基本相似。它采用三个以上的固定式出射狭缝，每个狭缝后面都有光电转换元件，可通过记录仪（[/b]光电计数器）同时纪录几个光道分析样品的信号。可以理解为并行式（或同时型Simultanous）工作方式。[/b][/color][b][color=#cc0000][/color][/b][color=#cc0000][b] 早在70年代以前，那时的光量计还没有计算机应用，采用光电接收器来记录发射光谱，光电转换出来的电流信号都用数码管读数，然后在对数转换纸上绘出曲线并求出含量值，来实现光谱的定性及定量分析。此时的光量计可看成光电光谱仪，也是原子发射光谱仪的一种。早期的光量计采用的是电弧光源及棱镜分光系统，后被火花光源和凹面光栅分光系统所替代。光量计的光电接收器一般均采用光电倍增管，通常在其分光系统的罗兰圆上设置一个入射狭缝和多个出射狭缝，每一出射狭缝后均装有光电接收器并与对应的积分电容器相连。[b]最终实现被测样品中元素含量的定性和定量分析。[/b][/b][/color][color=#cc0000][b][b][/b][/b][/color][color=#cc0000][b] 随着光谱技术的发展，计算机技术在光量计的应用，电子控制技术、电脑软件及打印机取代了看谱、摄谱及记录仪（光电计数器），所有的数据处理全部由计算机完成，可以直接换算出含量。计算机技术的应用使光量计实现了全自动分析元素含量。近代的光量计已实现了光电直读光谱的分析功能。如图5所示。[/b][/color][align=center][color=#cc0000][img=,500,388]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/10/201810242314295992_987_1841897_3.jpg!w500x388.jpg[/img][/color][/align][align=center][b][color=#cc0000]图5 现代的光量原理计框图[/color][/b][/align][color=#cc0000][/color][color=#cc0000][b]四、【光量计工作原理】[/b][/color][color=#cc0000][b][/b][/color][color=#cc0000][b] 光量计是原子发射光谱仪的一种，也称光电光谱仪。光量计的分光系统和检测系统与ICP光谱仪基本相同。主要归纳为电弧/火花光源、凹面光栅分光器、光电测量装置、电脑控制装置及数据处理四部分。光量计原理图见图6。[/b][/color][align=center][color=#cc0000][img=,527,324]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/10/201810242315033663_3701_1841897_3.jpg!w527x324.jpg[/img][/color][/align][align=center][b][color=#cc0000]图6 光量计原理图[/color][/b][/align][color=#cc0000][/color][color=#cc0000][b] 由图可以看出，光量计包括1、电弧/火花发生器（光源），2样品激发台，3、聚光镜，4、入射狭缝，5、凹面光栅，6、出射狭缝，7、光电倍增管，8、积分板，9、A/D转换器，10、电路控制系统，11、电脑数据处理系统，12、显示打印终端等装置和部件。[/b][/color][color=#cc0000][b][/b][/color][color=#cc0000][b] 光量计原理其实质上就是光电直读光谱的工作原理，电弧/火花发生器（1）产生的光源——→样品激发台（2）对固体金属样品进行激发（样品被激发发出的光）——→聚光镜（3）进入光学室——→入射相逢（4）过滤出所需的光——→凹面光栅（5）分光系统——→出射狭缝（6）及反光镜（特定元素光谱线）——→光电倍增管（7）光电接收器——→积分放大板（8）微信号放大——→A/D转换器（9）模拟信号转为数字信号——→电路控制系统（10）控制仪器各种状态——→电脑数据处理器（11）所测数据进行分析处理——→显示打印终端（12）输出分析结果报告。[/b][/color][color=#cc0000][b][/b][/color][color=#cc0000][b]五、【光量计激发光源】[/b][/color][color=#cc0000][b][/b][/color][color=#cc0000][b] 光量计常用的激发光源有：低压火花、直流电弧、断续电弧、空心阴极灯及辉光放电等多种光源。但用得最多的还是低压火花光源。[/b][/color][color=#cc0000][b][/b][/color][color=#cc0000][b] 低压火花（low voltage spark）光源利用金属间气隙的火花放电产生高温而获得等离子体。放电回路一般采用低电压（200～100 V），通过大电容（数十微法）及电感进行充放电，以获得较大的放电（激发）能量，改变电容、电感的参数可以得到从电弧到火花各种性质的放电，并能将固体金属样品直接气化并形成等离子体。低压火花光源工作原理如图7所示。[/b][/color][align=center][img=,454,259]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/10/201810242316456008_4574_1841897_3.jpg!w454x259.jpg[/img][/align][align=center][b][color=#cc0000]图7 低压火花光源原理简图[/color][/b][/align][color=#cc0000][/color][color=#cc0000][b] 光量计的放电参数的选择与被检测材料有关。适当减少充放电容量时，单位时间的取样量少，测量高含量样品时有利，可减少谱线的自吸收，此时对于标准曲线线性范围的扩大非常有利。当增加激发放电能量时，放电火花性质就会增强，这样放电能量的增强有利于难激发元素C、S、P的激发。[/b][/color][color=#cc0000][b][/b][/color][color=#cc0000][b] 光量计的分光系统及测光系统应满足被测元素光谱范围的基本要求，光学系统必须保证足够的色散率及分辨率。由于采用了高密度蚀刻凹面光栅，使光量计光学系统的元件很少，通常光学焦距为0.75m～1.0m。光栅密度为12009/mm～24009/mm。[/b][/color][color=#cc0000][b][/b][/color][color=#cc0000][b] 光量计测光系统的光电接收器主要采用光电倍增管（PMT），测量方式有三种。（1）直接测量光信号（光电流）的强弱；（2）全（信号）积分法；（3）脉冲高度分布分析法（pluse heightdistribution analysis method），这是一种具有较高精度的测光技术（简称PDA测光技术）。[/b][/color][color=#cc0000][b][/b][/color][color=#cc0000][b]六、【结语】[/b][/color][color=#cc0000][b][/b][/color][color=#cc0000][b] 光量计的数码管记录仪（光电记录仪）及光电析钢仪的看谱镜（摄谱仪）被计算机技术取代之后，光量计与光电析钢仪产生了质的飞跃，从本质上发展了光电光谱分析技术。由于光量计能同时多通道光电检测样品，所以比光电析钢仪的单通道效率高很多。光量计与光电析钢仪均为固体金属样品分析测量元素的含量，其工作原理也相近，最终两者的结合发展成为了今天的光电直读光谱仪，也即火花直读光谱仪。[/b][/color][color=#cc0000][b][/b][/color][color=#cc0000] [b]现在大家应该知道是怎么回事了吧！国内早期[/b][/color][color=#cc0000][b]的光电直读光谱仪就是由更早期的“光电析钢仪”和“光量计”综合发展而来的！[/b][/color][color=#cc0000][b][/b][/color][color=#cc0000][b][/b][/color][b] [/b]

光电直读光谱仪是钢铁企业、有色金属企业、铸造及机械加工企业，以及其他采用金属及其合金进行加工利用的行业进行生产过程及产品质量控制的重要仪器。目前，国内市场的竞争也十分激烈，2011年钢研纳克、烟台东方、牛津仪器、岛津等厂商均推出了光电直读光谱新产品。2012年，钢研纳克、斯派克、德国OBLF、盈安等厂商推出了光谱直读新品。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/11/201211161804_404656_2086240_3.jpgSparkCCD 500火花直读光谱仪　　自2011年钢研纳克推出Lab Spark 1000火花直读新产品后，2012年纳克又推出了SparkCCD 500火花直读光谱新品，该仪器采用双光电转换及检测系统：CCD检测系统实现光谱的全谱分析(波长范围覆盖220-340nm，390-420nm);光电倍增管检测系统灵敏度高，采用单火花的单次放电数字解析技术以及数据采集积分延时技术进行分析，用于测量短波元素，CCD和光电倍增管的分析数据一次性同时输出;SparkCCD 500光栅焦距500mm。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/11/201211161801_404650_1798788_3.jpg　　LabSpark 5000型全谱直读火花光谱仪　　LabSpark 5000型全谱直读火花光谱仪采用激发能量、频率连续可调的全数字固态光源，适应各种不同材料;真空光学系统采用帕邢-龙格架法，光栅焦距500mm，高发光全息光栅，刻线2700条/mm，谱线范围180-800mm。检测器由多块CCD构成。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/11/201211161801_404651_1798788_3.jpg　　SPECTROTEST便携式光谱仪　　斯派克在2012年推出了新款SPECTROTEST便携式光谱仪，该仪器采用了最新设计的UV激发枪，不仅可用于火花模式，也可用于电弧模式，重量较以前减轻了20%。激发时间最短2秒(电弧模式)，或5秒(火花模式，使用氩气)。据介绍，该仪器可以在电弧模式下对低合金钢种的C元素进行快速鉴别。在火花模式下，不仅可以精确分析钢种的C、P、S，而且可以分析双相不锈钢中的氮元素。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/11/201211161802_404652_1798788_3.jpg　　SPECTROLAB M11直读光谱仪　　SPECTROLAB M11直读光谱仪于2011年6月，在德国杜塞尔多夫国际铸造展(GIFA 2011)正式推出，2012年进入中国市场。同M10相比，M11在设计上进一步简化了操作、增强仪器功能、减少维护量。快速、有效、易懂的数据存档功能是新软件的特点之一。采用UV-PLUS专利光学系统，M11能够同时以高达9pm的分辨率记录120-800nm波段的全部一级光谱图。M11的火花台直接将激发光导入光学系统，花火台内部体积进一步缩小，优化氩气流设计使得氩气消耗量更低，同时有效移除残留粉尘。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/11/201211161802_404653_1798788_3.jpg　　M4000直读光谱仪　　聚光科技于2012年2月推出了M4000直读光谱仪，该仪器采用CCD全谱接收平场光栅光谱仪，为国内首创的平场光栅光谱仪，采用7片CCD做全谱接收，接收范围170-450nm。采用固态火花光源。聚光科技原有的M5000台式直读光谱仪采用了帕邢-龙格多CCD光学系统，波长范围从 140-680nm，采用双光室设计，可编程脉冲数字光源。　　另外，新产品还强调采用特殊结构及材料设计的样品激发台，充分考虑了热形变对分析的影响，仪器具有完善的状态自监测功能。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/11/201211161802_404654_1798788_3.jpg　　QSN750、QSN750-Ⅱ真空直读光谱仪http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/11/201211161803_404655_1798788_3.jpg　　GS1000、GS1000-Ⅱ真空直读光谱仪　　德国OBLF公司2012年推出了QSN750-Ⅱ、QSG750-Ⅱ、GS1000-Ⅱ三款真空直读光谱仪，和原型号QSN750、QSG750、GS1000性比，新型号仪器主要在软件方面做了改进。其操作系统均从Windows Vista操作系统升级为Windows7操作系统。QSN750-Ⅱ新增了可选的夹杂物分析功能和时间分解检测技术;GS1000-Ⅱ新增了可选的夹杂物分析和单火花分析功能。

北分瑞利Atomic Emission SpectrometerRWL-1000系列 火花光电直读光谱仪 ——金属分析最佳解决方案 最新的技术：基于FPGA的数字并行采集系统，所有通道都有其专有的IVF转换接收器，实现高速度、高精度、 高集成度的测控系统，测量精度更高更稳定创新的设计：火花电源具备数十种的激发条件，满足不同材质、不同纯度的分析；全新的理念：自动化程度高，操作简单，可连续高强度工作，企业过程控制的最佳选择更高起点 RWL-1000研发团队集结了数名在光 、机 、电 、软件等方面从业数十年的业内知名专家和科研人员 ；研发人员全部拥有本科及以上学历并且具有多年仪器开发经验 ，由数名高级工程师领衔研发团队，凝结几十年研发底蕴,我们的宗旨是做业内最好的分析仪器 。更高质量仪器行业的故障率问题一直是百受诟病 ，为提高仪器可靠性 ，RWL-1000所有关键器件均来自国际顶尖制造商 ；九成以上电子元器件均来自国外原装进口 。更高层次采用帕邢-龙格装置 ，1米焦距 ，相对于较短焦距仪器 ，成像质量好 、分辨率高 ，是高性能 、高档次仪器的标志 更高精准度专家级的调试团队，严格把关程序的每个细节，确保仪器的长期稳定，有效减少客户校准的次数独有的第三元素干扰校正，很好的保证了分析结果的准确度RWL-1000系列直读光谱仪广泛用于铸造、冶金、各类机械制造、船舶、汽车、化工、电子等多种行业，是冶金炉前快速定量分析、进厂材料的检测以及金属材料质量监控实验室和产品材料分析领域的必要仪器。铁基： 球墨铸铁、合金铸铁、灰铸铁、碳钢和中低合金钢 易切削钢：高S、高Pb 不锈钢、铬镍合金钢：Cr、Ni、Mn 冷模具钢、热模具钢：Cr 高锰钢:Mn 高铬铸铁：Cr、C 高速工具钢：W、Mo、Co、Cr、V 高温合金钢：Cr、Ni、Co、W、Mo铝基： 1×××系为工业纯铝(Al) 2×××系为铝铜合金铝板(Al-Cu) 3×××系为铝锰合金铝板(Al-Mn) 4×××系为铝硅合金铝板(Al-Si) 5×××系为铝镁合金铝板(Al-Mg) 6×××系为铝镁硅合金铝板(AL-Mg-Si) 7×××系为铝锌合金铝板 8×××系为铝与其他元素铜基： 纯铜：（紫铜、阴极铜） 黄铜：Cu-Zn指铜与锌为基础的合金（普通黄铜、铅黄铜、镍黄铜、硅黄铜） 青铜：Cu-Sn指除黄铜、白铜合金以外的合金（锡青铜、铝青铜、铍青铜、磷青铜、铬青铜、锰青铜、镉青铜） 白铜：Cu-Ni系指铜镍系合金（铝白铜、锰白铜、锌白铜）