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您的需求是我们的动力–Fischer XRF测量技术的好处一目了然

我们有您需要的:在X射线荧光分析(XRF分析)领域拥有多年的综合专业知识!您将获得最佳解决方案,尤其是针对您的测量任务–我们承诺!

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Fischer的XRF测量原理–其工作原理如下:

快速、简单、无损-这是采用Fischer XRF测量技术的XRF分析代表的意义!X射线束使测量样品中的原子电离。探测器检测发生的荧光辐射,内部开发的软件处理信号。

设置Fischer XRF测量仪器–这就是获得最佳测量结果的方式:

必须注意细节:衡量成功与否与每个组成部分都息息相关!

X射线管和阳极材料:
小零件,有大影响!XRF设备的“心脏”,即X射线发生器,由一个带有钨、铑、钼或铬阳极的标准或微聚焦射线管组成。这些部件决定了达到哪种测量精度和哪种能谱。

滤波器:
只有必要的东西才能通过:X射线束通过滤波器,以降低相关能量范围内的背景噪声,从而对来自仅以低浓度存在的材料的信号实现更高的灵敏度。

孔径和X射线光学元件:
菲舍尔的聚焦!作为全球仅有的两家多毛细管光学器件的制造商之一,我们能够将大部分初级辐射集中在一个微小的测量点上。

探测器:
市场上独一无二!只有在Fischer,您可以选择3种不同的探测器类型,以实现测量任务的最佳解决方案:比例计数管、硅PIN二极管和硅漂移探测器。

X射线荧光分析的基础和最重要的仪器性能

在过去,X射线荧光分析(XRF)主要用于地质学。如今,它已成为工业和实验室的关键技术。这种方法非常通用:它可以检测从钠到铀的所有相关化学元素

XRF通常用于材料分析,即确定样品中给定物质的含量,如测量珠宝中的黄金含量或根据《有害物质限制》(RoHS)指令检测日常物品中的有害物质。此外,可以使用XRF测量镀层的厚度:它快速、环保且无损。

这就是测量是如何进行的

当X射线设备开始测量时,X射线管会发出高能辐射,这也被称为‘初级’辐射。当这些X射线击中样品中的一个原子时,它们会增加能量–即它们“激发”原子 - 使原子向其原子核附近发射电子,这个过程被称为“电离”。由于这种状态是不稳定的,一个来自更高电子层的电子移动来填充空隙,从而发射出“荧光”辐射。

这种二次辐射的能量水平类似指纹一样:它是每个元素的特征。探测器接收荧光并将信号数字化。在信号经过处理后,设备产生一个光谱:检测到的光子的能级在x轴上绘制,其频率(计数率)在y轴上绘制。样品中的元素可以从光谱中波峰的位置(x轴方向)来识别。这些峰的水平(y轴方向)提供了有关元素浓度的信息。

最重要的设备属性保证最佳测量结果

许多因素影响设备区分不同元素的能力。 X射线管,光学元件,过滤器和检测器等部件在其中起主要作用。

X射线管

X射线管中的材料决定了激发样品的初级X射线辐射的能谱。通常使用钨阳极,它能产生一种特别强烈和广泛的光谱,可用于常规应用。对于特殊应用,例如在半导体或印刷电路板(PCB)行业,还使用钼、铬或铑阳极;这些阳极尤其适用于测量轻元素和分析材料。

滤波器

在从阳极到样品的过程中,初级X射线会通过滤波器。Fischer通常使用由薄金属箔制成的滤波器,由铝或镍制成。这些滤波器通过吸收部分光谱来改变初级辐射的特性。这样可以显著降低背景噪声。因此,可以实现对微弱信号的更高灵敏度。例如,铝滤波器有助于检测特别低浓度的铅

通孔和X射线光学

通孔(准直器)位于X射线管和样品之间。它控制主光束的大小,确保仅激发样品上的特定聚焦点被激发。

当测量点必须很小时,到达样品的辐射极小,因此产生的荧光信号也相应变弱。 为了获得足够高的计数以进行可靠的计算,测量需要花费更长的时间。

解决此问题的方法是多毛细管光学器件。 多毛细管是一束玻璃纤维,它能将几乎把所有的初级辐射像放大镜一样聚焦在一个小点上。 全球只有两家这样的光学器件制造商,Fischer是其中之一!;

元素定量测试的探测器

XRF分析方法的最后一个关键组成部分是探测器,它接收荧光辐射并以最高的精度进行测量。来自探测器的信息被传递到分析软件并进行相应处理。探测器的类型决定了您可以使用XRF光谱仪解决哪些测量任务。
我们提供市场上最全面的探测器组合。这意味着只有在Fischer,您才能找到适合您的测量任务并以最佳方式解决它的探测器。有三种类型各具特定优势的探测器。

在测量技术专家的组合中,久经考验的比例计数器(PC)管是不可或缺的。它提供了一个巨大的探测器区域,带有一个略微弯曲的窗口。这个特点使它在大量荧光信号到达探测器时,能够实现高计数率。它可以在距离样品20–80 mm处进行测量。PC管通常用于1–30µm范围内的涂层厚度测量和小测量点。另一个优点是,PC管对样品与探测器对准的精度和测量距离设置的敏感性比较低。PC管配合Fischer开发的漂移补偿为标准,提供了卓越的稳定性。

对于要求更高的镀层厚度测量,需要更高的能量分辨率。在这种情况下,使用硅PIN二极管的XRF分析仪是一个很好的选择。这种半导体探测器也可以成功地用于简单的材料分析。因此,硅PIN探测器是我们探测器产品组中完美的中间环节。

高质量XRF光谱仪使用硅漂移检测器(SDD)。这种探测器是最强大的。它具有特别好的能量分辨率和特别高的检测灵敏度。因此,在测试材料的元素组成时,SDD提供了所有探测器中最好的性能。样品中仅以极低浓度存在的元素的荧光信号也能很容易检测到。此外,配备SDD的仪器可精确确定纳米范围内的镀层厚度,并允许对复杂的多层结构进行可靠评估。

比例计数管仍然有其存在的价值。在这里你可以读到为什么。

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Fischer的专利:DCM方法,用于简单快速地调整测量距离

  • 距离相关测量值校正 
  • 快速方便地调整不同的测量距离
  • 测量距离可以平滑调整-用于具有最小可能距离的测量,从而优化计数率   
  • 复杂几何形状和凹槽的简单测量 
  • Only with Fischer DCM: no risk of collision for the measuring head

The Distance Controlled Measurement (DCM) method patented by Fischer allows for maximum flexibility in your measurements. Thanks to DCM, the correct measuring distance for your sample can be set via the video focus and taken into account during evaluation. This ensures simple and fast measurement without prior calibration. Complicated geometry shapes and recesses are no longer a problem.

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