دستگاه کوانتومتری (اسپکترومتری)-ویژگیها ، مقایسه و نحوه کار PMT و CCD

مکانیزم انجام آنالیز

آنالیز اسپکترومتری یا کوانتومتری که بر اساس تخلیه الکتریکی نشری انجام میگیرد متداول ترین نوع آنالیز برای صنعت متالورژی است . از ‏ویژگی های کوانتومتر ، انحصاری بودن این روش برای قطعات فلزی می باشد‎. ‎ در این تکنیک تخلیه الکتریکی بین دو الکترود انجام می شود . یک الکترود از جنس نمونه مجهولSE ( ‎simple electrode )‎ و دیگری الکترود غیر مصرفی ‏CE ( counter electrod )‎ بوده و معمولا الکترود های غیر مصرفی از جنس تنگستن ‏انتخاب می شوند. ‏

اجزای اصلی دستگاه کوانتومتر :

‏1-‏    قسمت تحریک کننده ‎:‎ از دو تکنولوژی جرقه ای و کمانی استفاده می شود .
الف) جرقه ای‎ : (Spark) ‎در این حالت، تحریک و نشر تحت ولتاژ بسیار بالابوده و در مدت زمان 30 ثانیه تبخیر و برانگیختگی صورت می گیرد ، در نتیجه تمام عناصر ‏همزمان طیف تولید می کنند و امکان آنالیز دقیق وجود دارد‎.‎
ب) کمانی‎: (Arc) ‎تحریک و نشر تحت ولتاژ پایین تر و مدت زمان کوتاه درحدود 3 ثانیه انجام می شود و درنتیجه دقت پایین تر بوده و غالبا” برای آنالیز های ‏کیفی و مقایسه ای با دقت پایین تر و سرعت بیشتر بکار می رود ‏‎.‎

گاز آرگون در قسمت جرقه زن Spark chamber استفاده می شود که جهت یونیزاسیون بالا ، حفاظت از قوس و جلوگیری از نشر عناصر نامربوط است . همچنین جریان گاز آرگون ذرات فلزی پراکنده شده توسط تخلیه الکتریکی را به بیرون محفظه منتقل می کند .

‏2-‏    سیستم اپتیک‎:‎  سیستم اپتیک شامل یک سیستم تك رنگ كننده و یک عامل آشکارساز است.

سیستم تك رنگ كننده :

تک رنگ کننده عمل جدا كردن خطوط متعدد موجود در طیف ‏نشری نمونه را انجام می دهد که شامل یك سیستم شكاف و یك عامل تجزیه كننده نور است . شكاف نورهای هرز را حذف كرده و تجزیه كننده نور، ‏تابش را مطابق با طول موج تجزیه می كند. تجزیه كننده نور در دو نوع منشور وشبكه می باشد
تجزیه کننده منشوری : منشور باعث انحراف زاویه نور با توجه به ضریب شكست نور ورودی و خروجی می شود ضریب شكست نسبت به طول موجهای مختلف تغییر می كند ‏بنابراین طول موجهای مختلف می توانند از یكدیگر جدا شوند .
تجزیه کننده شبكه ای : شبكه عبارتست از یک سطح صاف كه یك دسته خطوط موازی مستقیم بر روی آن بریده شده و تجزیه نور براساس قوانین تفرق (پراش) نور انجام می شود . هرچه تعداد خطوط بریده شده ‏به ازای یک اینچ شبكه بیشتر باشد توان تجزیه آن بیشتر است.  
در تجزیه کننده شبکه ای قانون روبرو برقرار است : ‎ (Sin i + Sin Θ) = d(Θ)λ
كه‎ λ ‎طول موج تابش،‎ d ‎فاصله بین دو شیار شبكه،‎ i ‎زاویه فرودی باریكه نور وΘ ‎زاویه تجزیه شدن نور در طول موج خاص است به عبارت دیگر ‏زاویهΘ ‎طول موجهای مختلف نور، متفاوت است‎.‎

‎دتکتور یا آشکار ساز ‏:
دتکتورها برای اندازه گیری شدت تابش نور مورد استفاده قرار می گیرند و این عمل با تبدیل انرژی تابشی به انرژی الكتریكی (سیگنالهای الکتریکی) انجام می گیرد. آشكارسازها ‏معمولا در دو نوع بكار گرفته می شوند :

الف) فتومالتی پلایرPhoto Multiplier Tube (PMT) ‎

ب) نیمه هادی های با محدوده طیف نوری بنام ‏‎(CCD) Charge Coupled Device ‎

فتومالتی پلایرها به نحوی چیده می شوند كه هر كدام از آنها یك طول موج مشخص را دریافت می كند و در تکنولوژی
‎,CCD ‎متاسفانه امکان آشکار سازی هیچ طیفی وجود ندارد و برای اینکه بتوان از CCD در کوانتومتر استفاده کرد بایستی یک لایه یا کوتینگ ‏بسیار ناپایدار را در سطح CCD قرارداد که این لایه به دلیل ایجاد شکست نوری و بالا بردن طیف کوانتومتری تا محدوده ‏visible ‎ باعث ایجاد ‏خطا و ناپایداری زیاد در دستگاه می گردد ، بدون شک هنوز هیچ تکنولوژی بهتر و دقیق تر و پایدارتر از فتو تیوب یا فتو مالتی پلایر یا ‏PMT ‎ به ‏بازار معرفی نشده است و تنها و تنها دلیلی که شرکتهای سازنده کوانتومتر به سمت استفاده از CCD روی آورده اند فقط و فقط قیمت فوق ‏العاده ارزان 17 یورویی آن است که سود زیادی را به جیب سازنده و نماینده فروش آن سرازیر می کند و تنها بازنده این داستان مشتری است که ‏دستگاه بی کیفیت و گران خریده است!!! ضمن اینکه در ایران هیچ یک از نمایندگان فروش دستگاههای کوانتومتر ‏CCD ‎ در صورت نیاز به ‏تعویض آن قادر به انجام این کار نیستد در صورتیکه ‏PMT ‎ به راحتی قابل تعویض و جایگزینی است حال آنکه حداقل طول عمر ‏PMT ‎ بیست 20 ‏سال و بیشتر است

نور ساطع شده از جرقه به ‏PMT ‎ بر خورد کرده و تصویر تولیدی بوسیله یك كامپیوتر بررسی ونتیجه گیری می شود . از ‏مزایایPMT ‎ها نسبت به ‏CCD ‎ها دقت فوق العاده بالا در تمامی غلظت های بالا ، متوسط و پایین -یعنی کل رنج اندازه گیری است و ‏CCD ‎ها ‏دارای دقت بسیار پایین و پایداری خیلی كم، و احتمال بسیار زیاد به هم خوردن تنظیم قسمتهای اپتیكی و نیاز به تنظیم مكرر دستگاه است‎.‎
PMT ‎‏ : توانایی تشخیص نوع فلز تحت‎ ‎آزمایش و انتخاب مناسب ترین برنامه كالیبره در این نوع طیف سنج می باشد .

در‎ ‎کوانتومترهای دقیق با ‏استفاده از منشور، شكاف ورودی، شبكه و نقاط كانونی‎ ‎طول موجهای مختلف بر روی یك دایره قرار می گیرند كه به آن دایره رولاند‎ ‎گویند. در این ‏حالت آشكارسازهای‎ PMT ‎یا‎ CCD ‎را در نقطه كانونی 1‏λ ‎یا 2‏λ ‎یا 3‏λ ‎قرار می دهند‎.‎

ویژگی آنالیز با‎ ‎کوانتومترفتوتیوب-PMT : ‏
آنالیز نمونه : به همان صورت اولیه وآماده‎ ‎سازی سریع
سرعت بالای آنالیز و تعداد آزمایش زیاد در یک روز کاری
دقت‎ ‎خوب و تکرار پذیری عالی
تعیین حدود 70 عنصر در یک ناحیه خطی وسیع ‏
تا حد‎ ‎زیادی مستقل از اپراتور متخصص
امکان اتوماسیون در صنایع بزرگ ‏
‏هزینه‎ ‎بالا
‏منحصر بودن برای مواد جامد بویژه فلزات

 

دستگاههای تست آنالیز فلزات کوانتومتری پرتابل ، رومیزی و ایستگاهی ارائه شده در گروه مهندسی عیار

گروه مهندسی عیار

خرید،فروش،قیمت،نو،کارکرده،کوانتومتر،quantometer،اسپکترومتر،spectrometer،OES،CCD (Charge Couple Device) ،PMT (photo multi player) آنالیز شیمیایی فلزات،آنالیز شیمیایی گازها،آنالیز شیمیایی عناصر، metal analyzer،thermofisher،belec،leco، oxford،foundry master،spectron،arun،فاندری مستر،آرون،ترموفیشر،اولیمپوس،دلتا،ونتا،بلک،لب 3000،اینسپکت،واریولب، inspect ، lab 3000 ، variolab ، ای آر ال ، ARL 9900 ، optim’x ، perform’x ، ispark 8820 ، ispark 8860 ، ispark 3460 ، ispark 4460 ،  پرتابل ، رومیزی ، ایستگاهی،آهن و فولاد ، آلومینیوم ، مس ، تیتانیوم ، کروم ، مولیبدن ، نیوبیوم ، منیزیوم ،ریخته گری ، عملیات حرارتی ، نورد ، فورج ، گندله سازی ، کارخانه احیا ، ذوب فلزات ، قراضه ، شمش فولادی ، شرکت سنتام ، شرکت دانا طیف ، شرکت کنترل سیستم ابزار نوین ، شرکت حامی فن آوران یکتا ، شرکت کاربرد فن اوشن ، شرکت اوپال پارسیان پاسارگاد

مقالات کوانتومتر

ARLbelecبلککوانتومتر