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
تکنولوژی فتومالتی پلایر بر اساس اختلاف ولتاژ عمل می نماید . فتومالتی پلایرها به نحوی چیده می شوند كه هر كدام از آنها یك طول موج مشخص را دریافت می كند و به ازای هر عنصر یک دتکتور منحصر بفرد قرار داده می شود .
در تکنولوژی CCD از لنزهای بسیار قوی نظیر کارل زایس استفاده می گردد . تنها یک دتکتور CCD وظیفه طیف سنجی تمامی طول موجها و عناصر را برعهده دارد . متاسفانه در این تکنولوژی 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 قرار داد 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 . بدلیل از بین رفتن کوتینگ فوق در طول زمان محدود و استفاده مکرر ، این تکنولوژی دارای طول عمر مشخص بوده و امکان تعمیر یا اصلاح ندارد و لذا برای شرکتهای ریخته گری که تعداد اسپارک زیاد در شبانه روز دارند توصیه نمی گردند .
بدون شک در کوانتومترها ، 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 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 با عمر کم و تکرارپذیری پایین 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 را دارا 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 و آماده سازی سریع
سرعت بالای آنالیز و تعداد آزمایش زیاد در یک روز کاری
دقت خوب و تکرار پذیری عالی
تعیین تعداد عناصر زیاد 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