FSQ型直读光谱仪改造与维护经验.pdf

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FSQ型直读光谱仪改造与维护经验仇卫
FSQ型直读光谱仪改造与维护经验
仇卫
(云南浩鑫铝箔有限公司云南昆明,650216)
摘要:分析直读光谱仪的制造原理,对光谱仪光学室的硬件结构进行修改,从而达到更改分析元素通道的目的;分
析测量原理,确定故障原因,维修设备。
关键词:直读光谱仪;改造;维修
Abstract: The direct-reading spectrometer manufacturing principles, to modify the hardware structure of the optical spectrome
ter optical chamber, so as to achieve the purpose of change analysis element channel; analysis of the measurement principle, deter-
mine the cause of the failure, maintenance equipment
Key words: direct reading spectrometer; transformation; maintenance
中图分类号:TH833
文献标识码:B
文章编号:1001-9227(2013)03-0098-0
0引宮
对应的位置就可放置对应的光电倍增管进行光电转换
FSQ直读光谱仪是专用于金属和合金材料熔铸炉前元素分
析的常用设备,它能快速、准确地对固体金属合金中的元素含
九花光.条
光电
量进行定性和定量分析,可同时测定一个试样中的多个元素,
反射
具有检出限低、分析速度快、分析精度高、操作简便等特点。
激发台
每台光谱仪中元素分析的数量,是在订购仪器时就由使用
人?
方提出要求,由制造商根据要求对软硬件进行合理配置。但往
往在实际使用中,我们会有增加一些元素或更改一些元素的分
2射
析的要求,重新购置仪器来满足使用成本太高,这时可以考虑
具体的元素分析情况和仪器本身的配置情况对仪器进行适当改
花发
灵敏度调
造,即节约了资金又达到了实际的检测分析要求。
节器
积分器
岭测系统
计算机
直读光谱仪的工作原理及构造
以FSQ型直读光谱仪(原美国 BAIRD公司,现归为美国
A)栩化
来处理
民示打甲
热电集团)为例,该直读光谱仪是火花光源发射光谱仪,仪器
由六个部分组成:火花光源、电极架、分光系统、检测系统
电控系统及数据处理系统,后两部分由计算机实现程序控制
直读光谱仪系统原理图
实时监控和数据处理。仪器由计算机发出命令给控制系统让火
花光源在试样和钨电极之间产生电火花来焚烧试样,试样中元2设备政造
素的原子或离子发射特征谱线(杂散光)经过入射狭缝进入分
我公司使用的FSQ型光谱分析仪是专业检测铝基系列的炉
光器(凹面衍射光概),分成单色光;通过在罗兰园上的出射前分析设备,只能对原铝和1系、3系、8系铝合金元素进行分
狭缝条让需要测量的每一种元素的特征光谱分别进入对应的光析。铝合金生产中的合金添加有AL-Si合金,属于外购物料,
电倍增管窗口,将光能信号转换成电信号传送到检测系统,经在进厂时需要做进厂检验,现有光谱仪不能进行AL-SI合金的
过积分、数据转换后记录下光谱的强度传到计算机,与操作软检测分析。由于物料成批进厂,化学分析不能及时出结果,这
件中与标定的光能量强度/浓度含量曲线进行比对,最终对试给公司物料入厂检验带来很大麻烦。能利用现有设备进行改
样中的元素含量进行直读显示。
造,使之能进行AL-Si合金直接分析,既充分利用了设备,又
设备中原设计的检出元素有几个,所对应的光学系统就有使物料入厂检验简化方便
几路,但是光栅的分光范围是有一定的宽度的,大部分元素特
由于原设备低SI检出的波长为2000A°,而AI-SI合金中的
征谱线都可以被分离出来,光学室的大小对检出光的位置是有SI含量在15%25%范围,这个含量的S的发射光谱属于高SI光
定的限制,但是还可以通过折射镜、反射镜对光路的检出位谱,特征谱线为3905A°,而仪器的可以检出波长范围为200A°
置进行调整,使光路最终能够通过出射狹缝条,这样在狭缝后-6000A,是可以检测出高Si含量的。具体改造过程如下
2.1硬件配置分析
收稿日期:2012-01-08
原设备能检出铝基合金元素15种,加上其余系统需要占
98
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自动化与仪器仪表》2013年第3期(总第167期)
用的检测通道,共占用检测通道19个;设备配置有两块元素素,在测量系统中一定有故障。可以通过更换元素板进行测
测量板,每块能检测16个元素,共计32个元素,因此还有13试,如果出现了不同的测量结果,可以判断原来的元素板中对
个通道空闲,可以用来増加分析元素。为了节约生产成本,在应通道电路中有问题,经过对应图纸检查,发现该通道中的积
工艺部门确定原检出的Na元素可以放弃的情况下,由于检测
分电容有松动,经过加固处理,上机测试,正常;有时各个部
Na元素的光电倍增管与高Si特征谱线选用的是一种类型的光
件没有松动迹象,但通过更换插接形式的放大器集成块,而发
电倍增管,因此不用增加通道,而是改通道就可以实现我们的现集成块有损坏或热稳定性不好的现象,更换后正常。
目的。这样硬件不需配置,只需要更改光路系统中硬件的摆放3.2光学宣真空度不够
位置就可实现,具体方法如下:
在日常分析画面上分析试样,发出命令后无反应,发现真
在出色狭缝条中可以找到经分光后高Si特征光谱的对应狭空信号为红色,表示光学室目前真空度达不到分析要求,检查
缝,将该狭缝的遮光材料去除,使用一张白纸放在出射狭缝后真空系统,无泄漏,真空泵工作正常,检查真空测量系统发现
面光电倍增管的安装位置,将一高亮度的手电筒模拟光线从出一插孔接线有松动迹象,紧固后,真空测量灯为绿色,这时重
射狭逢的前端照入,在白纸上找到对应的亮线,刻上位置记新进行试样分析,一切正常。
号,反复确认位置,固定光电倍增管,这样在光路系统中的改3.3试样不激发
造既完成。
分析画面正常,高压和真空均显示正常,但是命令发出以
2.2标样选择
后,中间继电器也相应动作,但是不产生激发火花,测量高压
购置了一套西南铝加工厂出品的Al-Si合金标样。可建立正常,判断主要问题在激发单元,怀疑高压包损坏,更换新
Si含量为15~25%范围的Al-Si合金检测曲线
的,故障依旧。检査增压的二级管板时,发现一个二极管管脚
2.3軟件设置
脱落,焊接牢固后,激发恢复正常。
在 BAIRD软件中对新增元素信息进行添加,将通道参数3.4日常维护中注意的原则
进行更改,利用Al-Si合金标样,新建立一套Al-Si合金标定曲
对直读光谱仪来说,长期稳定运行很重要,因此日常维护
线,经过实践检测,各元素的相对标准偏差RSD误差在仪器不容忽视。使用维护人员要严格控制好设备室内的温度波动≤
允许的范围,可以分析Si含量在15%~25%的Al-Si合金元素±3℃:定期清理激发架,修磨电极头,对入射窗的清洗不易太
含量。
勤,以免划伤窗口;定期清理激发光源和测量单元内的