Спектральный анализ

Доступное и компактное решение для определения химического состава металлов и сплавов. Более 30 определяемых элементов
Флагманская установка самого высокого уровня для определения химического состава металлов и сплавов
Мощная установка лабораторного уровня для определения химического состава металлов и сплавов
Универсальный прибор широкого назначения для определения химического состава металлов и сплавов
Бюджетный прибор для определения химического состава металлов и сплавов
Универсальный мобильный прибор широкого назначения для определения химического состава металлов и сплавов
Установка лабораторного уровня для определения химического состава металлов и сплавов

Понятие спектроскопии и спектрометрии

Спектроскопия является разделом науки и техники, изучающий взаимодействие между веществом и излучением (электромагнитным излучением или потоком частиц) и применяющий полученные результаты для решения различных прикладных задач (определение химического состава, измерение температуры, давления, деформации и прочего).

Спектрометрия - методология измерения этих взаимодействий, позволяющая создавать и использовать такие приборы, как спектрометр или спектрограф. Диаграмма зависимости некоторой величины (чаще, интенсивности) от длины волны или другого параметра, характеризующего излучение, называется спектрограммой или, проще, спектром.

Порой термин «спектрометрия» понимают в более узком - историческом - смысле, как измерение длины световых волн при помощи особых оптических приборов (спектрографов, спектроскопов, спектрометров) с целью изучения строения элемента. Все же в последнее время значение этого термина существенно расширилось в связи с развитием новых методов, в которых используется не только видимый свет, но и другие формы радиоизлучения.

Спектрометрию разделяют на ряд типов:

  • Электромагнитная спектрометрия – содержит взаимодействия с электромагнитным излучением, либо попросту светом.
  • Электронная – состоит из общего действия с пучками электронов. К примеру, электрический пучок способен вызвать Ожэ-эффект.
  • Механическая вмещает в себя взаимодействия с макроскопическими колыханиями, фононами. Например, звуковая спектроскопия, где исследуются голосовые волны.
  • Масс-спектроскопия - охватывает взаимодействия заряженных элементов с магнитным полем. Вследствие изучения приобретают масс-спектр.

История появления спектроскопии

Теневые линии на спектральных полосках были зафиксированы давно (одним из тех, кто их взял на заметку, был Волластон), лишь в 1814 году Й. Фраунгофер более серьезно взялся за исследование этих прямых. Именно после этого действия результат приобрел наименование «Фраунгоферовы линии». Ученый определил устойчивость положения направлений, начертил их таблицу (в общей суме он высчитал 574 линии) и стал присваивать всякой буквенно-числовое значение. Так же важным стало его умозаключение, что направления никак не объединены, ни с оптическим материалом, ни с атмосферой Земли, при этом считаются природной чертой солнечного сияния. Ученый обнаружил схожие направления у приборов освещения искусственного происхождения, а кроме того в спектре Венеры и Сириуса.

Скоро стало понятно, что одна из самых видных черт проявляется лишь в присутствии натрия. В 1859 году ученые Кирхгоф и Бунзен ставили собственные эксперименты и сделали вывод: всякий химический компонент содержит собственный уникальный линейный диапазон, и согласно диапазонам небесных светил, можно делать выводы о составе их компонентов. Данное событие открыло для мира спектральный анализ, сильный способ определений хим составов дистанционно.

Для проверки методики в 1868 году академия наук Парижа отправила экспедицию в Индию, в период полного затмения солнца. Научные работники выявили: все без исключения темные направления в период затмения, когда диапазон излучения сменил спектр впитывания солнечной короны, стали, как и пророчили, яркими в темной области. Возникновение любой из прямых линий и то, как они связаны с хим компонентами открывалось со временем. В 1860 году Кирхгоф и Бунзен, основываясь на спектральном анализе, представили миру цезий, а в 1861 году — рубидий. Гелий как элемент нашли на Солнце на 27 лет, опередив его обнаружение на нашей планете (1868 и 1895 г).

В 1933 году в г. Ленинград научные работники института исторических технологий впервые воспользовались анализом спектра старинных металлических изделий.

Понятие эмиссионного спектроскопа и его значение

Термин спектроскоп означает оптический прибор для визуального наблюдения спектра сияния. Устройство используют для быстрого качественного спектрального анализа веществ в химической и металлургической индустрии. Распад излучения в спектр осуществляется, например, оптической призмой. При помощи флуоресцентного окуляра визуально наблюдают ультрафиолетовый спектр, с помощью электронно-оптического преобразователя — ближнюю инфракрасную спектральную область.

Достаточно часто под термином спектрометр понимают специализированное устройство, например, предназначенное для определения интенсивности заданного числа спектральных линий, часто автоматизированное, а под термином спектроскоп — настольный прибор, позволяющий вручную просматривать различные участки диапазона. Имеются различные разновидности спектрометров, такие как портативный спектрометр, рентгенофлуоресцентный и оптический.

Спектроскоп эмиссионного вида считается основным прибором работы экспериментальных вузов, что изучают металлургию, машиностроение и соседние им производства. Как основа деятельности эмиссионного спектрометра взят одноимённый способ анализа, предусматривающий применение связи спектральных направлений от содержания компонентов в пробе металлического сплава. Описанный выше инструмент также незаменим, если необходимо неотложное исследование металлов и сплавов, к примеру, в обстоятельствах сельских местностей (в данном случае используют портативное устройство). Эмиссионные спектрометры используют при контроле экологии и сырья на входе и выходе продукта в области цветной и чёрной металлургии, обогатительной, промышляющей, перерабатывающей и пищевой индустрии, в сфере обработки ядерных остатков при производстве чистейших материй.

Сверхточные оптико-эмиссионные спектрометры дают возможность осуществлять исследование хим состава каждого сплава почти в разных условиях. Статичные эмиссионные спектрометры серии имеют наименее габаритные размеры, что позволяет анализировать составляющие сплавов в малодоступных местностях. Непрерывные зрительные спектрометры разрешают делать разбор состава металлов наиболее конкретно. Основное использование: входной надзор за сплавом, контроль металла в процессе плавки и точное исследование примесных частиц.

Единые условия, предъявляемые к эмиссионным спектрометрам

  • Обязаны гарантировать определенно точный итог, ограничиваясь лишь возможной наименьшей ошибкой при установлении скопления примесей сплавов.
  • Не являться подвластными к показателям температуры окружающего мира.
  • Являться надёжными и прочными в работе при падении или повышении напряжения в электросетях.
  • Иметь легкую управляемость и настраиваемость, разрешать юзерам вводить новейшие технологии работы в отсутствии создателей.
  • Процедура анализа должна быть завершена максимально быстро, а само оборудование – не быть массивным.

Как устроен спектрометр и его принцип работы

Любой спектроскоп имеет свои особенности в конструкции, однако, методы работы у них одни.

Спектроскоп на две трубы призматического типа включает:

  • Коллиматор со щелевым механизмом;
  • Призму либо дифракционную сетку;
  • Зрительную трубочку. В фокальной плоскости объектива разместилась утонченная щель, протяжность которой есть поперечной в соответствии с плоскостью рисунка. Проблески, которые изучаются, озаряют дыру.

Исходящие из объектива параллельные лучи проходят через призму. Из нее лучи различных цветов выходят под различными углами вследствие различия длин волн: красные отклоняются на меньший угол, фиолетовые имеют наибольшие аномалии. Каждый из лучей других цветов проходит в промежутке между крайними оттенками.

Таким образом, когда все лучи с одинаковыми длинами волн выходят из призмы параллельными между собой, объектив собирает их в одну точку фокальной плоскости. В данной плоскости лучи одного цвета дают изображение узкой щели: геометрическое место всех изображений, даваемых различными лучами, входящими в состав исследуемого пучка, называется призматическим спектром данного радиоизлучения. Если изображение спектра мало для его увеличения применяют окуляр, действующий как обычная линза.

Коллиматор предназначен для направления на призму параллельного пучка лучей от узкого отверстия. Щелочка установлена в фокальной плоскости дополнительного объектива параллельно преломляющему ребру многогранника.

Многогранник служит для разложения излучений. Лучики света из коллиматора падают на переднюю, грань призмы, в которой разлагаются и выходят параллельными пучками разных цветов и направлений в зависимости от длины волн. Призма вклеивается в оправу. С решеткой или призмой соединена шкала, по которой можно определить спектральные длины волн.

Визуальная трубка служит для подвижного окуляра с одной линзой. В фокальной плоскости окуляра имеется металлическая нить, расположена в вертикальной плоскости. Нить из метала, предназначена для фиксации спектральных полос.

В любом спектроскопе есть также винтовой микрометр. Он функционирует для определения относительного положения полос в спектре. Микрометр состоит из винта с шагом 1 мм и барабанчика, на котором нанесена шкала с обозначениями. Крышечка надевается на призму и объективные концы коллиматорной и зрительной трубки и необходим для предохранения от попадания в спектроскоп постороннего света.

С 2011 года научно-производственное предприятие «УКРИНТЕХ» успешно работает и развивается в области контроля качества материалов и изделий.

Контакты

ООО НПП "Укринтех":
г. Харьков, пр-т. Гагарина 20, оф. 2319

Для почты:
а/я 2304, Харьков-1, 61001, Украина

Со стационарных:
+38 (057) 768-09-02

С мобильных:
+38 (066) 613-23-24; +38 (073) 022-36-96
+38 (098) 262-48-92

Компания

Производство и поставка
испытательного оборудования, оборудования для металлографии, приборов НК и др.

Сервисный центр
Ремонт, сервисное обслуживание и модернизация оборудования.

Центр независимых исследований
Аккредитованная испытательная лаборатория.