火花直讀光譜儀主要應用于冶金、機械、科研院所、商檢、汽車、化工、造船、電力、航空航天、核電等行業(yè)，在中心實驗室或爐前對黑色純金屬及其合金、有色純金屬 及其合金中化學成分的準確定量分析。

鋁合金是現(xiàn)今運用廣泛的金屬，它擁有質(zhì)量輕，耐腐蝕，無毒，可回收，可焊接，導電性好，成形好的優(yōu)點，為我們提供了無限的便利與未來。本次直讀光譜儀常見元素分析的主角是鋁合金。

       1825年人類研制出幾毫克，與其他金屬相比，這種金屬發(fā)現(xiàn)得較晚，在技術(shù)上不及其他的金屬，但是它卻極大地推動了工業(yè)文明，尤其是航空的發(fā)展。航空鋁材是一種超高強度變形鋁合金，目前廣泛應用于航空工業(yè)。

       鋁合金的純度影響金屬的性能，不同的元素含量有不同的用途，所以我們需要對鋁合金進行元素分析，所以我們利用光譜學原理對元素進行分析，首屈一指的選擇當然是光譜儀，光譜儀能進行全元素分析，這意味著率和超省時。

       針對鋁合金的鑄造，使用光譜儀進行元素分析，大幅度提高產(chǎn)品的性能，產(chǎn)品的強度，硬度，伸長率等都與元素的配比有關(guān)。在工藝制作過程中，光譜儀的作用類似于顯示器，把所有的元素都展現(xiàn)出來。

       隨著輕量化時代的到來，鋁合金的應用在人工智能，電子等方面越來越廣，相對地是，直讀光譜儀的應用范圍也越來越廣，近年來，光譜儀需求在不斷增長。

所有直讀光譜儀都可以達到ppm級的精度嗎？

直讀的檢測線是小于100ppm，也就是達到小數(shù)點后三位，0.001，檢測的元素0.01%或以上可以檢測出元素含量，可以檢測精度為萬分之一。并不是所有直讀光譜儀的檢測限都是一樣的，不同廠家不同機型所達到的精度不同。

光譜分析是根據(jù)物質(zhì)的光譜來鑒別物質(zhì)，確定它的化學組成和相對含量，是一種靈敏快速的分析方法。生產(chǎn)過程的各個環(huán)節(jié)中，為了把控質(zhì)量，保證成品符合出廠和驗收要求，都離不開實時的化學成分檢測。

直讀光譜儀原理

直讀光譜儀原理是樣品經(jīng)過電弧或火花，每種元素發(fā)射光譜譜線強度正比于樣品中該元素含量，通過檢測發(fā)射光譜強度的能量大小來分析各元素的含量。

原子發(fā)射光譜分析所采用的原理是用電?。ɑ蚧鸹ǎ┑母邷厥箻悠分懈髟貜墓虘B(tài)直接汽化放電激發(fā)成原子蒸汽，當物質(zhì)受到外界能量（電能和熱能）的作用時，核外電子就躍遷到高能級，處于高能態(tài)（激發(fā)態(tài)）電子是不穩(wěn)定的，激發(fā)態(tài)原子可存在的時間約為10-8秒，它從高能態(tài)躍遷到基態(tài)，或較低能態(tài)時，把多余的能量以光的形式釋放出來。激發(fā)而發(fā)射出各元素的特征波長，因為每一種元素的基態(tài)是不相同的，激發(fā)態(tài)也是不一樣的，所以發(fā)射的光子是不一致的，也就是波長不相同的。

依據(jù)波長可以決定是哪一種元素，這就是光譜的定性分析。另一方面譜線的強度是由發(fā)射該譜線的光子數(shù)目來決定的，光子數(shù)目多則強度大，反之則弱，而光子的數(shù)目又和處于基態(tài)的。

用光柵分光后，成為按波長排列的“光譜”，這些元素的特征光譜線通過出射狹縫，射入各自的感光器件，光信號變成電信號，經(jīng)儀器的控制測量系統(tǒng)將電信號積分并進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后由計算機處理，并打印各元素的百分含量。

光電直讀光譜儀雖然本身測量準確度很高，但測定試樣中元素含量時，所得結(jié)果與真實含量通常不一致，存在一定誤差，并且受諸多因素影響，有的材料本身含量就很低。有下面幾種情況，在檢測時可能產(chǎn)生誤差。

，標樣對光譜儀結(jié)果精度的影響，標樣和試樣的含量和化學組成不完全相同時，可能引起基體線和分析線的強度改變。

第二，標樣與試樣的物理性能不完全相同時，激發(fā)特征譜線會有差別從而產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。

第三，澆注的鋼樣經(jīng)過退火，淬火，回火，熱軋，鍛壓狀態(tài)的鋼樣金屬組織結(jié)構(gòu)不相同時，測出的數(shù)據(jù)會有差別。

第四，熔煉過程中加入脫氧劑，去硫磷劑，混入未知合金元素，引起未知元素譜線的重疊干擾。

第五，樣品的元素分布不均勻，導致分析結(jié)果不同。

以上幾點是直讀光譜儀精度產(chǎn)生誤差的原因，若能避免，光譜儀的使用會更加方便。

直讀光譜儀常見的凹面光柵光譜儀有三種裝置，即羅蘭裝置，帕邢裝置和依格爾裝置。

       羅蘭裝置，光柵中心和感光板中心固定在可動的連桿兩端，連桿的長度為光柵的曲率半徑，其兩端可沿互相垂直的導軌自由滑動，狹縫裝有導軌的交點上。在連桿移動過程中，狹縫、光柵和感光板始終在一羅蘭圓上。這種裝置的缺點為：只能用移動連桿來讀取不同波段的光譜。

       帕邢裝置的羅蘭圓為一圓形鋼軌，狹縫和光柵都固定在鋼軌上，感光板環(huán)繞鋼軌安裝有一排底板架因而可同時拍攝幾組光譜，其優(yōu)點是穩(wěn)定性高。

       依格爾裝置，其入射角等于衍射角，其中縫光源安裝在底板架的正上方，要改變波段可將光柵和底板沿相反的方向轉(zhuǎn)動同一角度，改變二者間的距離，使之始終位于羅蘭圓上。該裝置優(yōu)點為體積緊湊，通常用于真空紫外光譜儀。

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