直读光谱 北京钢研纳克光谱仪

工信部电子五所与钢研纳克签订仪器设备可靠性提升工程战略合作协议
　　仪器信息网讯 2013年4月10日，工业和信息化部电子*五研究所(以下简称：电子五所)与钢研纳克技术有限公司(以下简称：钢研纳克)在钢研纳克永丰产业基地举行了仪器设备可靠性提升工程战略合作协议签约仪式。仪器信息网作为特邀媒体见证了这一战略签约仪式。
       据了解，早在2012年电子五所和钢研纳克就已经开展合作，就钢研纳克两种主打仪器产品共同展开了系统的可靠性评测、诊断、寿命预测等工作，并提出可靠性提升的整套方案。本次战略合作协议的签订，旨在前期合作基础上，将可靠性方案贯穿于钢研纳仪器从设计到大批量生产的全流程，从而构建适合于分析仪器这类产品的可靠性保证体系。这是电子五所开展的针对国产分析仪器产品的质量可靠性体系研究工作。同时，钢研纳克也成为国内系统进行产品可靠性管理的分析仪器企业。
　　企业的是质量，质量的是可靠性。质量是分析仪器的生命线，可靠性是质量的核心问题，可靠性是分析仪器的灵魂。但对于当前部分国产分析仪器来说，可靠性仍是其发展中的硬伤，这成为了国产分析仪器亟需解决的问题之一。
　　正是基于此，条财司委托电子五所，根据仪器专项的现状和特点编制了《科学仪器设备开发可靠性工作指南》，面向近100家仪器专项承担单位开展可靠性培训工作，协助各单位更好地完成仪器设备开发过程中的可靠性工程应用。
　　副所长形象地将电子五所比喻成一家产品，从查病到治病强身，不但能够帮助企业找到问题，而且可以帮助企业解决问题，可提供从元器件到整机设备、从硬件到软件直至复杂大系统的产品试验、分析评价、认证计量、信息服务、技术培训、设备/软件开发的一站式服务。
　　会上，贾云海总经理表示，可靠性研究应该上升到国家战略高度。例如产品的可靠性不够，用户只能重复购买，再购买需要再生产，再生产会再耗能，也就意味着再污染。也就是说，我国倡导环保节能，追根溯源就是产品可靠性的问题。
　　贾云海总经理补充到，可靠性之于分析仪器亦是如此重要。目前国产仪器企业队伍庞大，产品质量参差不齐，低价、恶意竞争，阻碍了整个分析仪器行业的进步与发展。如果对经得起验证的国产分析仪器贴上可靠性标签，或许这将会成为另一种意义的市场准入门槛，淘汰一部分产品质量不过关的落后企业，逐渐改变国产分析仪器在中国乃至**用户心中“二流产品”的印象。
　　会后，在贾云海及陈吉文等人的引导下，副所长及其他电子五所到访人员参观了钢研纳克永丰生产基地的展厅、环保项目部、光谱车间、气体车间、研发中心及力学车间。在参观过程中，双方就分析仪器研发、制造、组装、测试等方面进行了交流。

球墨铸铁塑性韧性好, 成本低, 广泛用于汽车、化工、风电等设备的制造; 火花放电原子发射光谱分析方便、快捷, 广泛用于冶金产品的成分, 由于球墨铸铁的非白口化状态, 其制品无法直接进行光谱分析。通过对球墨铸铁制品试样进行淬火热处理, 改变它的表面组织为半白口化状态, 结构致密,从而可以进行光谱分析, 激发后, 被激发的样品表面出现有黑晕的正常激发点, 可以读取准确的数据, 大大提高了速度和效率。本文采用钢研纳克技术有限公司生产的Labspark750型火花光谱仪对生产样品进行分析比对实验，得到火花直读光谱仪分析铸铁中各元素准确含量的方法。

所有直读光谱仪都可以达到ppm级的精度吗？
直读的线是小于100ppm，也就是达到小数点后三位，0.001，的元素0.01%或以上可以出元素含量，可以精度为万分之一。并不是所有直读光谱仪的限都是一样的，不同厂家不同机型所达到的精度不同。
光谱分析是根据物质的光谱来鉴别物质，确定它的化学组成和相对含量，是一种灵敏快速的分析方法。生产过程的各个环节中，为了把控质量，保证成品符合出厂和验收要求，都离不开实时的化学成分。
直读光谱仪原理
直读光谱仪原理是样品经过电弧或火花，每种元素发射光谱谱线强度正比于样品中该元素含量，通过发射光谱强度的能量大小来分析各元素的含量。
原子发射光谱分析所采用的原理是用电弧（或火花）的高温使样品中各元素从固态直接汽化放电激发成原子蒸汽，当物质受到外界能量（电能和热能）的作用时，核外电子就跃迁到高能级，处于高能态（激发态）电子是不稳定的，激发态原子可存在的时间约为10-8秒，它从高能态跃迁到基态，或较低能态时，把多余的能量以光的形式释放出来。激发而发射出各元素的特征波长，因为每一种元素的基态是不相同的，激发态也是不一样的，所以发射的光子是不一致的，也就是波长不相同的。
依据波长可以决定是哪一种元素，这就是光谱的定性分析。另一方面谱线的强度是由发射该谱线的光子数目来决定的，光子数目多则强度大，反之则弱，而光子的数目又和处于基态的。
用光栅分光后，成为按波长排列的“光谱”，这些元素的特征光谱线通过出射狭缝，射入各自的感光器件，光信号变成电信号，经仪器的控制测量系统将电信号积分并进行模数转换，然后由计算机处理，并打印各元素的百分含量。
光电直读光谱仪虽然本身测量准确度很高，但测定试样中元素含量时，所得结果与真实含量通常不一致，存在一定误差，并且受诸多因素影响，有的材料本身含量就很低。有下面几种情况，在时可能产生误差。
，标样对光谱仪结果精度的影响，标样和试样的含量和化学组成不完全相同时，可能引起基体线和分析线的强度改变。
*二，标样与试样的物理性能不完全相同时，激发特征谱线会有差别从而产生系统误差。
*三，浇注的钢样经过退火，淬火，回火，热轧，锻压状态的钢样金属组织结构不相同时，测出的数据会有差别。
*四，熔炼过程中加入脱氧剂，去硫磷剂，混入未知合金元素，引起未知元素谱线的重叠干扰。
*五，样品的元素分布不均匀，导致分析结果不同。
以上几点是直读光谱仪精度产生误差的原因，若能避免，光谱仪的使用会更加方便。

CCD直读光谱仪的精度
CCD直读光谱仪比PMT更加的便宜，并且在近两年，市场价已经降下来，现在十几万就可以买一台之前几十万都买不到的直读光谱仪，直读光谱仪的精度小于100ppm，也就是达到小数点后三位，0.0001，的元素0.01%或以上可以出元素含量，可以精度为万分之一。但随着技术的发展，目前有些CCD直读光谱仪精度已经能够达到0.001%，小数点后5位，即10ppm级别，但紧紧是较少数。
有很多原因造成精度的问题，光电倍增管光谱仪内部有恒温装置，仪器对环境要求较低，仪器较小，受温度影响较大，CCD光谱仪为了提高性能需要外加制冷降低噪声，但国内光谱仪通常出于成本考虑,减配制冷系统，这仅仅是一点。
CCD仪器具有外形小，谱线范围广，适合材料分类或分析精度要求不高,且材料种类多样的企业使用。
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