Пять ошибок при выборе ручного РФА

Портативные рентгенофлуоресцентные анализаторы широко используются для измерения элементного состава материалов в различных областях, главными из которых являются сортировка металлолома, PMI, геология, анализ автомобильных катализаторов. На рынке представлены несколько мировых брендов, производящих РФА пистолеты, каждый из которых предлагает несколько моделей анализаторов, которые различаются между собой комплектацией и ценой. Давайте разберёмся, на что нужно обращать внимание при выборе анализатора, чтобы не потратить зря деньги на дорогой прибор и окупить инвестицию как можно скорее.

Основными ценообразующими компонентами любого РФА спектрометра являются рентгеновская трубка и рентгеновский детектор. Существует два типа рентгеновских детекторов – PIN и SDD. Детекторы SDD характеризуются гораздо более высоким быстродействием и лучшей разрешающей способностью. Благодаря этим преимуществам, анализаторы на базе SDD детекторов имеют улучшенные пределы обнаружения (минимальные содержания элементов в веществе, которые может увидеть анализатор) и точность, особенно при анализе легких элементов, таких как магний, алюминий, кремний, фосфор и сера. Также, при использовании SDD более, чем в пять раз сокращается время анализа. Однако, стоимость SDD гораздо выше, чем PIN детекторов, особенно это касается SDD большой площади. Таким образом, первая ошибка при выборе ручного РФА – это покупка анализатора с неоптимальным для вашей задачи типом детектора. Так, для задач, не требующих определения легких элементов и/или следовых концентраций, переплата за SDD детектор не принесёт существенной пользы и замедлит возврат инвестиций. К таким задачам можно отнести, например, анализ драгметаллов и ювелирных изделий, автомобильных катализаторов, сортировка металлолома большинства сталей и медных сплавов, для которых содержание легких элементов не критично и т.п. С другой стороны, приобретение РФА пистолета на базе PIN детектора для сортировки алюминиевых или магниевых сплавов, PMI нержавеющих сталей, определения микропримесей в чистых металлах либо тяжелых металлов в объектах окружающей среды и т.п. вместо кажущейся экономии приведёт к напрасно потраченным средствам, поскольку такой анализатор просто не позволит решить поставленные задачи.

40 или 50 кВ? Неправильный выбор напряжения на аноде трубки – это вторая основная ошибка при выборе портативного анализатора. Оказывается, больше не всегда лучше! Анализатор с 50 кВ трубкой стоит значительно дороже, чем с 40 кВ. К тому же, 50 кВ трубка создаёт повышенную радиационную опасность для оператора из-за большей интенсивности рассеянного рентгеновского излучения. В то же время, для решения абсолютного большинства аналитических задач 40 кВ трубки более, чем достаточно. К таким задачам можно отнести анализ практически всех типов металлов и сплавов, включая драгметаллы, катализаторов, большинства типов руд и множества других материалов. Покупка анализатора с 50 кВ трубкой для решения этих задач – это напрасная трата лишних денег, которая никогда не окупится! 

Для чего же действительно нужна рентгеновская трубка на 50 кВ? Повышенное напряжение на аноде трубки позволяет более эффективно анализировать группу элементов периодической таблицы с атомными номерами примерно от 45 до 56. Если для решения ваших задач необходимо определять содержание кадмия или серебра на уровне ppm, низких концентраций сурьмы или бария, то РФА пистолет с 40 кВ трубкой скорее всего не решит задачу. Экономия при покупке прибора обернётся его полной бесполезностью!

Третья ошибка при выборе ручного РФА также связана с рентгеновской трубкой, а именно с материалом ее анода. Материал анода трубки определяет интенсивность и форму спектра рентгеновского излучения, которое возбуждает атомы исследуемого материала, и практически не влияет на цену прибора. Наиболее часто применяются трубки с вольфрамовым W и родиевым Rh анодами. W трубка имеет гораздо большую интенсивность излучения, чем Rh, что приводит к сокращению времени анализа, повышению точности и улучшению пределов обнаружения. Типичные области применения РФА спектрометров с вольфрамовой трубкой – анализ драгметаллов, автомобильных катализаторов, RoHS, определение свинца в красках и т.п. Единственный недостаток рентгеновской трубки с W анодом – это чрезвычайно низкая эффективность возбуждения атомов легких элементов. Поэтому, если анализ легких элементов в приоритете, обязательно выбирайте анализатор с родиевой рентгеновской трубкой! Rh трубка, также, позволит решать и отмеченные выше аналитические задачи, хотя и не так эффективно, как вольфрамовая.

В спецификациях ручных РФА анализаторов можно встретить две достаточно дорогостоящие опции – многопозиционный сменщик фильтров и сменщик коллиматоров первичного рентгеновского излучения. Давайте разберёмся, в каких случаях следует их приобретать.

Фильтры излучения рентгеновской трубки позволяют оптимизировать спектр для наилучшего возбуждения определенного элемента или группы элементов. Если вы с целью экономии остановились на анализаторе с фиксированным фильтром, то многие аналитические задачи окажутся не решаемыми. Это задачи, связанные с необходимостью анализа содержания множества различных элементов в широком диапазоне атомных номеров (например, тяжелые и легкие элементы). В то же время, если прибор будет использоваться для определения содержания одного определенного элемента (например, свинец в красках), либо для решения единственной аналитической задачи типа анализа металлов платиновой группы, нет смысла приобретать РФА пистолет с дорогостоящим сменщиком фильтров. Таким образом, непонимание назначения сменщика фильтров – это четвёртая из наиболее распространённых ошибок при выборе ручного РФА.

Пятая ошибка может быть связана с неправильным выбором размера рентгеновского луча, а следовательно и области анализа. Как правило, с целью увеличения интенсивности излучения и чувствительности анализатора, производители стараются сделать размер области анализа как можно большим, типично 6 – 10 мм. Это хорошо работает при анализе больших однородных образцов. Однако, если необходимо анализировать маленькие фрагменты материала, различные локальные вкрапления или неоднородности (многокомпонентные ювелирные изделия, сварные швы, компоненты печатных плат и т.п.) не забудьте поинтересоваться такой опцией, как автоматический сменщик коллиматоров первичного рентгеновского излучения. Это устройство позволяет ограничивать размеры анализируемой области до 2 – 3 мм и проводить локальный анализ. Отличным дополнением к сменщику коллиматоров может быть встроенная видеокамера, позволяющая точно прицелиться в необходимую точку на образце. В противном случае, ваш дорогостоящий анализатор окажется совершенно бесполезным!

Не уверены, какой анализатор подойдет для вашей задачи? Наши эксперты бесплатно подберут оптимальную конфигурацию!

[forminator_quiz id="19390"]