Por qué el ProSpector 3 realiza análisis de composición de materiales cuatro veces más rápido que otros analizadores XRF portátiles

¿Qué factores pueden aumentar la velocidad de los espectrómetros XRF?

El primer factor determinante es la utilización de Detectores de Deriva de Silicio (SDD) en lugar de detectores de diodos PIN. Actualmente, los SDD se utilizan en casi todos los analizadores XRF portátiles. Sin embargo, no todos los SDD son iguales. Principalmente, la velocidad del espectrómetro está influenciada por el área del detector: con un flujo constante de rayos X proveniente de la muestra, el número de fotones que impactan el detector por unidad de tiempo es proporcional a su área. Por ello, en el ProSpector 3 solo se utilizan detectores de área grande y extra grande.

Incluso con la misma área, diferentes tipos de SDD pueden "dejar pasar" y registrar un número variable de fotones de rayos X en el espectro. Esto depende del tipo de preamplificador utilizado en el detector. En los SDD estándar, el preamplificador se basa en un Transistor de Efecto de Campo de Unión (JFET), mientras que en los detectores "rápidos" (denominados Fast SDD), se utilizan módulos CUBE especiales de bajo ruido como etapa de entrada del preamplificador, y en los modelos ultra-rápidos, se utilizan módulos de Amplificador Sensible a la Carga (CSA) de ultra-bajo ruido. Los detectores equipados con un módulo CSA, aunque son más caros que los SDD estándar y FastSDD, no solo proporcionan una velocidad significativamente mayor, sino también una mejor resolución. Son estos SDD innovadores los que equipan los analizadores portátiles ProSpector 3.

Pero eso no es todo: la clave de una velocidad XRF sin precedentes

Aunque detectores similares se equipan en algunos otros modelos portátiles XRF de gama alta, un factor decisivo para alcanzar velocidades récord, manteniendo todo lo demás igual, es el procesador digital de pulsos (DPP, por sus siglas en inglés), que convierte los pulsos del preamplificador del detector en espectros de rayos X de las muestras analizadas. El desafío es que el DPP requiere cierto tiempo para "procesar" cada pulso causado por la absorción de un fotón de rayos X en el detector. Durante este tiempo, el DPP no puede recibir ni procesar el siguiente pulso. Por lo tanto, con una alta tasa de pulsos entrantes (la llamada carga estadística de entrada), algunos de estos pulsos se pierden porque el DPP simplemente no puede procesarlos lo suficientemente rápido. Esto resulta en la pérdida de dos pulsos: el primero, que no tuvo suficiente tiempo para ser procesado, y el segundo, que llegó antes de que se completara el procesamiento del primero. En consecuencia, no todos los fotones de rayos X llegan al espectro, y la alta velocidad potencial del SDD no se utiliza completamente. Para aumentar el rendimiento del DPP, se podría reducir el tiempo de procesamiento de cada pulso. Sin embargo, esto llevaría a una disminución en la precisión del procesamiento y, como resultado, un deterioro en la resolución del espectrómetro. ¿Cómo resolvió Elvatech este problema? Desarrollamos un tipo especial de DPP en el que el tiempo de procesamiento de cada pulso no es constante sino que se ajusta dinámicamente. Nuestra tecnología de Conformación Adaptativa Dinámica (DAS, por sus siglas en inglés) permite procesar la mayoría de los pulsos del detector con un tiempo óptimo, asegurando la mejor resolución sin perder esos pulsos que llegan durante el procesamiento de otros. El DPP automáticamente acorta la duración del procesamiento del pulso actual e inmediatamente comienza a procesar el siguiente. Así, logramos aumentar el rendimiento del espectrómetro más de tres veces, a más de 500,000 pulsos por segundo, sin comprometer la resolución energética, posicionándonos como líderes de la industria en rendimiento XRF.