原理(lǐ) :
手持式XRF仪器由激发源(X射線(xiàn)管)和探测系统构成。X射線(xiàn)管产生入射X 射線(xiàn)(一次射線(xiàn)),激励被测样品。样品中的每一种元素会放射出的二次X射線(xiàn),并且不同的元素所放出的二次射線(xiàn)具有(yǒu)特定的能(néng)量特性。探测系统测量这些放射出来的二次射線(xiàn)的能(néng)量及数量。然后,仪器软件将控测系统所收集的信息转换成样品中的各种元素的种类及含量。利用(yòng)X射線(xiàn)荧光原理(lǐ),理(lǐ)论上可(kě)以测量元素周期表中的每一种元素。在实际应用(yòng)中,有(yǒu)效的元素测量范围為(wèi)11号元素(钠Na)到92号元素(铀U)。
手持式XRF测试仪的筛选 X射線(xiàn)荧光光谱仪是公认的RoHS筛选检测首选仪器,由于其检测速度快、分(fēn)辨率高、实施无损检测,所以被广泛采用(yòng)。X線(xiàn)荧光光谱仪品牌繁多(duō),以至于分(fēn)不出谁好谁差了。在《電(diàn)子信息产品有(yǒu)毒有(yǒu)害物(wù)质的检测方法》IEC62321标准文(wén)本里提到:“用(yòng)能(néng)量散射X射線(xiàn)荧光光谱法(ED-XRF)或波長(cháng)散射X射線(xiàn)荧光光谱法(WD-XRF)对试样中目标物(wù)进行测试,可(kě)以是直接测量样品(不破坏样品),也可(kě)以是破坏样品使其达到”均匀材料”(机械破坏试样)后测试。”能(néng)真正准确无误地将试样筛选出合格、不合格、不确定三种类型,而且能(néng)最大限度地缩小(xiǎo)“不确定”部分(fēn)就是好仪器。在保证既定准确度的情况下尽可(kě)能(néng)快速检测。尤其是企业选購(gòu),光谱仪是做日常RoHS监督检测用(yòng),非常看重这一点。所以,能(néng)够准确无误地将试样筛选出合格、不合格、不确定三种类型,又(yòu)能(néng)最大限度地缩小(xiǎo)“不确定”部分(fēn),而且全部过程是在极短的时间内完成的X射線(xiàn)荧光光谱仪是满足使用(yòng)要求的光谱仪
性能(néng) 性能(néng)无疑是评估光谱仪非常重要的指针性能(néng)优异的光谱仪做筛选检测能(néng)准确无误地排查合格和不合格,并将不确定的灰色部分(fēn)压缩到最小(xiǎo);
有(yǒu)的光谱仪铅砷不分(fēn)、镉的特征谱線(xiàn)与X光管铑電(diàn)极的特征谱線(xiàn)重迭等。经常误判;
有(yǒu)的光谱仪检测镉的灵敏度不够高,不能(néng)准确判定镉;
大部分(fēn)光谱仪的检测稳定性受到X光管老化、环境温度、電(diàn)源波动等影响,使数值不准。
由于性能(néng)不足,可(kě)能(néng)发生错判、误判、无法判定等事件频发,不确定的灰色部分(fēn)比例大增。其后果必然是成本显著提高、风险增加。
关键性能(néng)参数
1) X光管的電(diàn)极材料 目前X線(xiàn)荧光光谱仪基本上采用(yòng)铑靶X光管,有(yǒu)钨靶X光管的。
A.铑(Rh)靶:铑的特征谱線(xiàn)与镉的特征谱線(xiàn)重迭;测试需要专用(yòng)滤波器。
B.钨(W)靶:钨的特征谱線(xiàn)与铅,汞的特征光谱重迭,但发射强度高。
2)检测器
A.SDD: 新(xīn)型的SDD检测器属高纯硅检测器,分(fēn)辨率可(kě)跟Si-Li检测器差不多(duō),并且不需要液氮制冷,但稳定性不够好。是在高纯n型硅片的射線(xiàn)入射面制备一大面积均匀的pn突变结,在另外一面的中央制备一个点状的n型阳极,在阳极的周围是许多(duō)同心的p型漂移電(diàn)极。在工作时,器件两面的pn结加上反向電(diàn)压,从而在器件體(tǐ)内产生一个势阱(对電(diàn)子)。在漂移電(diàn)极上加一个電(diàn)位差会在器件内产生一横向電(diàn)场,它将使势阱弯曲从而迫使入射辐射产生的信号電(diàn)子在電(diàn)场作用(yòng)下先向阳极漂移,到达阳极(读出電(diàn)极)附近才产生信号。硅漂移探测器的阳极很(hěn)小(xiǎo)因而電(diàn)容很(hěn)小(xiǎo),同时它的漏電(diàn)流也很(hěn)小(xiǎo),所以用(yòng)電(diàn)荷灵敏前置放大器可(kě)低噪声、快速地读出電(diàn)子信号。是Si-PIN检测器的换代产品。
B.SSD: SSD检测器属硅锂检测器,分(fēn)辨率及检测灵敏度高。稳定性好,但是需要液氮冷却。硅(锂)[ Si(Li)]探测器,也叫硅锂漂移探测器。是在P型硅表面蒸发一层金属锂并扩散形成PN结,然后在反向電(diàn)压和适当温度下使锂离子在硅原子之间漂移入硅中,由于锂离子很(hěn)容易吸引一个自由電(diàn)子而成名,从而与硅中的P型(受主)杂质实现补偿而形成高阻的本征层(探测器的灵敏區(qū))。硅(锂)探测器的特点是灵敏层厚度可(kě)以做得相当大(3-10毫米),因而探测器電(diàn)容也比较小(xiǎo),探测效率高,但是必须在液氮冷却下保存(因為(wèi)在室温下锂离子的迁移能(néng)力已经不能(néng)忽略了,而锂离子的迁移会破坏在制备硅(锂)探测器时达到的精密补偿。这是硅(锂)探测器保存时候也需要在液氮温度的根本原因。当然还有(yǒu)其它原因)和工作。
C.Si-PIN: 老的PIN探测器分(fēn)辨率差,稳定性差,并且对测试重金属的灵敏度不够高。PIN探测器是具有(yǒu)PIN结构的(其中间层实际上是高阻的全耗尽层,其载流子很(hěn)少,与本征层和绝缘體(tǐ)层有(yǒu)类似之处)用(yòng)于探测光和射線(xiàn)的探测器件。硅PIN探测器室温下的漏電(diàn)流在纳安(nA)数量级,比其上一代的硅面垒探测器要小(xiǎo)差不多(duō)3个数量级,是硅面垒探测器的换代产品,但是PIN探测器的電(diàn)容仍然和面垒探测器一样,随探测器面积的增大而正比增大,这导致探测器噪声还是偏大,同时成形时间常数不能(néng)太小(xiǎo)因而计数率不能(néng)高。这就是PIN探测器不仅在技术上而且在性能(néng)上也要比硅漂移探测器差整整一代的原因.
相关XRF测试仪,不同用(yòng)途,不同型号