技術(shù)支持

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手持式XRF測試儀的基本原理

原理 :

手持式XRF儀器由激發(fā)源(X射線管)和探測系統(tǒng)構(gòu)成。X射線管產(chǎn)生入射X 射線(一次射線),激勵被測樣品。樣品中的每一種元素會放射出的二次X射線,并且不同的元素所放出的二次射線具有特定的能量特性。探測系統(tǒng)測量這些放射出來的二次射線的能量及數(shù)量。然后,儀器軟件將控測系統(tǒng)所收集的信息轉(zhuǎn)換成樣品中的各種元素的種類及含量。利用X射線熒光原理,理論上可以測量元素周期表中的每一種元素。在實(shí)際應(yīng)用中,有效的元素測量范圍為11號元素(鈉Na)到92號元素(鈾U)。

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    手持式XRF測試儀的篩選 X射線熒光光譜儀是公認(rèn)的RoHS篩選檢測首選儀器,由于其檢測速度快、分辨率高、實(shí)施無損檢測,所以被廣泛采用。X線熒光光譜儀品牌繁多,以至于分不出誰好誰差了。在《電子信息產(chǎn)品有毒有害物質(zhì)的檢測方法》IEC62321標(biāo)準(zhǔn)文本里提到:“用能量散射X射線熒光光譜法(ED-XRF)或波長散射X射線熒光光譜法(WD-XRF)對試樣中目標(biāo)物進(jìn)行測試,可以是直接測量樣品(不破壞樣品),也可以是破壞樣品使其達(dá)到”均勻材料”(機(jī)械破壞試樣)后測試?!蹦苷嬲郎?zhǔn)確無誤地將試樣篩選出合格、不合格、不確定三種類型,而且能最大限度地縮小“不確定”部分就是好儀器。在保證既定準(zhǔn)確度的情況下盡可能快速檢測。尤其是企業(yè)選購,光譜儀是做日常RoHS監(jiān)督檢測用,非??粗剡@一點(diǎn)。所以,能夠準(zhǔn)確無誤地將試樣篩選出合格、不合格、不確定三種類型,又能最大限度地縮小“不確定”部分,而且全部過程是在極短的時間內(nèi)完成的X射線熒光光譜儀是滿足使用要求的光譜儀

性能 性能無疑是評估光譜儀非常重要的指針性能優(yōu)異的光譜儀做篩選檢測能準(zhǔn)確無誤地排查合格和不合格,并將不確定的灰色部分壓縮到最??;
有的光譜儀鉛砷不分、鎘的特征譜線與X光管銠電極的特征譜線重迭等。經(jīng)常誤判;
有的光譜儀檢測鎘的靈敏度不夠高,不能準(zhǔn)確判定鎘;
大部分光譜儀的檢測穩(wěn)定性受到X光管老化、環(huán)境溫度、電源波動等影響,使數(shù)值不準(zhǔn)。
由于性能不足,可能發(fā)生錯判、誤判、無法判定等事件頻發(fā),不確定的灰色部分比例大增。其后果必然是成本顯著提高、風(fēng)險(xiǎn)增加。

關(guān)鍵性能參數(shù)
1) X光管的電極材料 目前X線熒光光譜儀基本上采用銠靶X光管,有鎢靶X光管的。
A.銠(Rh)靶:銠的特征譜線與鎘的特征譜線重迭;測試需要專用濾波器。
B.鎢(W)靶:鎢的特征譜線與鉛,汞的特征光譜重迭,但發(fā)射強(qiáng)度高。
2)檢測器 
A.SDD: 新型的SDD檢測器屬高純硅檢測器,分辨率可跟Si-Li檢測器差不多,并且不需要液氮制冷,但穩(wěn)定性不夠好。是在高純n型硅片的射線入射面制備一大面積均勻的pn突變結(jié),在另外一面的中央制備一個點(diǎn)狀的n型陽極,在陽極的周圍是許多同心的p型漂移電極。在工作時,器件兩面的pn結(jié)加上反向電壓,從而在器件體內(nèi)產(chǎn)生一個勢阱(對電子)。在漂移電極上加一個電位差會在器件內(nèi)產(chǎn)生一橫向電場,它將使勢阱彎曲從而迫使入射輻射產(chǎn)生的信號電子在電場作用下先向陽極漂移,到達(dá)陽極(讀出電極)附近才產(chǎn)生信號。硅漂移探測器的陽極很小因而電容很小,同時它的漏電流也很小,所以用電荷靈敏前置放大器可低噪聲、快速地讀出電子信號。是Si-PIN檢測器的換代產(chǎn)品。
B.SSD: SSD檢測器屬硅鋰檢測器,分辨率及檢測靈敏度高。穩(wěn)定性好,但是需要液氮冷卻。硅(鋰)[ Si(Li)]探測器,也叫硅鋰漂移探測器。是在P型硅表面蒸發(fā)一層金屬鋰并擴(kuò)散形成PN結(jié),然后在反向電壓和適當(dāng)溫度下使鋰離子在硅原子之間漂移入硅中,由于鋰離子很容易吸引一個自由電子而成名,從而與硅中的P型(受主)雜質(zhì)實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償而形成高阻的本征層(探測器的靈敏區(qū))。硅(鋰)探測器的特點(diǎn)是靈敏層厚度可以做得相當(dāng)大(3-10毫米),因而探測器電容也比較小,探測效率高,但是必須在液氮冷卻下保存(因?yàn)樵谑覝叵落囯x子的遷移能力已經(jīng)不能忽略了,而鋰離子的遷移會破壞在制備硅(鋰)探測器時達(dá)到的精密補(bǔ)償。這是硅(鋰)探測器保存時候也需要在液氮溫度的根本原因。當(dāng)然還有其它原因)和工作。
C.Si-PIN: 老的PIN探測器分辨率差,穩(wěn)定性差,并且對測試重金屬的靈敏度不夠高。PIN探測器是具有PIN結(jié)構(gòu)的(其中間層實(shí)際上是高阻的全耗盡層,其載流子很少,與本征層和絕緣體層有類似之處)用于探測光和射線的探測器件。硅PIN探測器室溫下的漏電流在納安(nA)數(shù)量級,比其上一代的硅面壘探測器要小差不多3個數(shù)量級,是硅面壘探測器的換代產(chǎn)品,但是PIN探測器的電容仍然和面壘探測器一樣,隨探測器面積的增大而正比增大,這導(dǎo)致探測器噪聲還是偏大,同時成形時間常數(shù)不能太小因而計(jì)數(shù)率不能高。這就是PIN探測器不僅在技術(shù)上而且在性能上也要比硅漂移探測器差整整一代的原因.

相關(guān)XRF測試儀,不同用途,不同型號

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