Hướng dẫn về Máy quang phổ phát xạ tia lửa điện OES 4850 Series EXPEC

Hướng dẫn về Máy quang phổ phát xạ tia lửa điện OES 4850 Series EXPEC

Máy quang phổ phát xạ tia lửa điện “chia sẻ kiến thức và kinh nghiệm tích lũy được từ các chuyên gia nhiều năm gắn bó với ngành thép.”

Lời tựa:

Chúng ta ngày nay đều biết rằng: “Phân tích hóa học và nhận dạng kim loại được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau. Những mục đích này trở nên cần thiết để kiểm soát hàng hóa đầu vào hoặc đảm bảo quy trình sản xuất tạo ra sản phẩm có thành phần nguyên tố chính xác. Nó cũng được sử dụng trong điều tra lỗi để xác định xem vật liệu có được chọn đúng hay không. Hơn nữa, trong trường hợp phải tuân thủ các tiêu chuẩn quốc gia/quốc tế, việc xác định thành phần hóa học là điều hiển nhiên.”

Để hiểu được tầm quan trọng chung của thành phần hóa học trong ngành công nghiệp kim loại, cần biết rằng đã có hàng ngàn loại kim loại được phát minh và mỗi loại có những đặc tính luyện kim riêng. Ví dụ, trong ngành thép, hiện đã có hơn 3.500 loại thép được biết đến, và mỗi loại thép có thể phân biệt với các loại thép khác thông qua điểm nóng chảy, khả năng chống ăn mòn/axit, độ bền kéo, v.v. khác nhau. Chính vì vậy, việc lựa chọn đúng loại thép là vô cùng quan trọng, và việc sử dụng sai loại thép có thể dẫn đến thất bại sản xuất với thiệt hại và chi phí nặng nề.

Phân tích hóa học thường được thực hiện bằng máy quang phổ. Tuy nhiên, chỉ riêng máy quang phổ thôi là chưa đủ. Cần nhớ rằng máy quang phổ đòi hỏi kiến thức chuyên sâu, cần khí argon/heli chất lượng cao để hoạt động, và cần chuẩn bị bề mặt phù hợp để phân tích chính xác. Mọi tổ chức đều cần ngân sách và đội ngũ nhân sự đủ trình độ để tích hợp máy quang phổ vào hệ thống.

Phổ phát xạ quang học là một kỹ thuật phân tích được sử dụng rộng rãi để xác định thành phần hóa học của kim loại và hợp kim. Nhờ độ chính xác của phương pháp và thời gian phân tích ngắn, phương pháp này là một hệ thống kiểm soát sản xuất hiệu quả trong mọi lĩnh vực liên quan đến ngành công nghiệp kim loại, bất kể thời điểm nào trong chu kỳ sản xuất, khi cần phân tích hóa học vật liệu nhanh chóng và chính xác.

Phổ phát xạ quang được coi là một trong những phương pháp phân tích quang học cổ xưa. Ban đầu, ngọn lửa được sử dụng làm nguồn sáng cho phổ phát xạ quang. Trong những năm 1950 và đầu những năm 1960, phổ phát xạ quang tia lửa (còn gọi là hồ quang) đã chiếm ưu thế vì nó có khả năng kích thích tốt hơn. Trong số các máy quang phổ phát xạ quang tia lửa đang được sử dụng hiện nay, 99% được sử dụng để phân tích quang hóa kim loại thông thường, trong đó 80% là hợp kim sắt, nhôm và đồng. Các ứng dụng còn lại liên quan đến hợp kim niken, coban, kẽm, titan, magie và nhóm chì/thiếc/hàn, và 1% bao gồm vật liệu chịu lửa, kim loại quý, xỉ luyện thép và vật liệu địa chất.

Phân tích quang phổ là một loại phân tích hóa học được sử dụng để xác định sự sắp xếp của các nguyên tử và electron trong phân tử của các hợp chất hóa học. Phương pháp này quan sát lượng năng lượng được hấp thụ trong quá trình thay đổi chuyển động hoặc cấu trúc. Bước sóng và cường độ của bức xạ điện từ được đo để đưa ra kết quả định lượng, chủ yếu được sử dụng để đánh giá chất lượng.

Lịch sử tóm tắt

Trong lịch sử quang phổ, kích thích tia lửa là kỹ thuật hàng đầu trong phân tích nguyên tố trong một thời gian dài. Năm 1752, Thomas Melville quan sát thấy ánh sáng vàng sáng phát ra từ ngọn lửa được tạo ra bằng cách đốt cháy hỗn hợp cồn và muối biển. Năm 1776, Alessandro Volta lần đầu tiên báo cáo về việc sử dụng tia lửa trong phân tích hóa học. Ông có thể nhận dạng một số loại khí bằng màu sắc phát ra khi ông chiếu tia lửa vào chúng. Vào cuối thế kỷ 18 và đầu thế kỷ 19, Fraunhofer và những người khác đã so sánh quang phổ phát ra từ ngọn lửa và tia lửa với quang phổ từ Mặt Trời và các hành tinh. Năm 1826, WH Talbot báo cáo một loạt các thí nghiệm trong đó ông quan sát thấy màu sắc của ngọn lửa do nhiều loại muối khác nhau tạo ra.

Bản chất của quang phổ phát xạ bắt đầu được hiểu rõ vào năm 1859, khi Kirchhoff và Bunsen quan sát thấy quang phổ vạch sắc nét từ ngọn lửa được tạo ra bởi các nguyên tử chứ không phải phân tử. Vào đầu thế kỷ 20, các vạch sắc nét xuất hiện trong ánh sáng phát ra từ hồ quang điện và tia lửa điện là động lực thúc đẩy khoa học. Vào giữa thế kỷ 20, quang phổ tia lửa định lượng là công cụ tốt nhất mà các nhà phân tích có để thăm dò nồng độ vết của nhiều nguyên tố.

Có một số công nghệ quang phổ hiện có để xác định thành phần hóa học của kim loại. Bốn kỹ thuật phổ biến nhất được sử dụng trong ngành công nghiệp kim loại là (i) quang phổ huỳnh quang tia X (XRF), (ii) quang phổ phát xạ quang, (iii) quang phổ phát xạ tia lửa điện, và (iv) quang phổ phát xạ phóng điện.

Kích thích tia lửa điện là kỹ thuật hàng đầu trong phân tích nguyên tố trong một thời gian dài trong lịch sử quang phổ. Hiện nay, các kỹ thuật khác như ICP-OES (phổ phát xạ quang plasma cảm ứng), ICP-MS (phổ khối plasma cảm ứng) và MIP-OES (phổ phát xạ quang plasma cảm ứng vi sóng) đang được chú ý nhiều hơn do hiệu suất phân tích gần như hoàn hảo của chúng. Tuy nhiên, phổ phát xạ quang tia lửa điện vẫn giữ được khả năng lấy mẫu siêu rắn, so với các kỹ thuật ICP hoặc MIP. Đối với nguồn kích thích tia lửa điện, các nguồn kích thích phóng điện đã được phát triển vào cuối thế kỷ 19. Sau đó, các nguồn kích thích dòng điện một chiều, dòng điện xoay chiều và điện áp cao đã được phát triển trong hai thập kỷ đầu của thế kỷ 20.

Phổ phát xạ quang học tia lửa điện thường được sử dụng trong ngành luyện kim, lĩnh vực địa chất và giám sát môi trường. Nhiều tiến bộ trong việc đánh giá hiệu suất thiết bị, độ tái lập, giới hạn phát hiện (LOD) và dải động tuyến tính (LDR) đã được thực hiện và báo cáo. Những tiến bộ liên quan đến việc tối ưu hóa các điều kiện thí nghiệm, nhiễu do dải phổ phân tử của phép đo phổ, do các nguyên tố đồng tồn tại hoặc nền cũng đã được thực hiện. Độ nhạy được cải thiện đã được báo cáo ngay cả đối với một số nguyên tố khó kích thích như Hf (hafni) và W (vonfram).

Một máy quang phổ phát xạ tia lửa điện nhỏ gọn và giá thành thấp đã được chế tạo bằng cách sử dụng máy quang phổ cầm tay có thiết bị ghép nối điện tích (CCD) làm đầu dò.

Quang phổ và máy quang phổ

Quang phổ và máy quang phổ là những thuật ngữ thường được sử dụng khi thảo luận về phân tích quang phổ hóa. Nói một cách đơn giản, quang phổ là nghiên cứu năng lượng liên quan đến vật liệu mẫu, và máy quang phổ là thiết bị được sử dụng trong quá trình đo quang phổ, hay còn gọi là phép đo quang phổ. Máy quang phổ là một thiết bị tách và phân tích các thành phần quang phổ riêng lẻ của một hiện tượng vật lý để đưa ra kết quả phân tích mong muốn. Quang phổ, mặc dù chủ yếu liên quan đến ánh sáng, cũng có thể là khối lượng, từ tính, electron, v.v., dẫn đến sự đa dạng của các loại phép đo quang phổ, chẳng hạn như phép đo quang phổ, phép đo quang điện tử và phép đo phổ khối, v.v.

Quang phổ học – Quang phổ học là ngành nghiên cứu sự tương tác giữa năng lượng bức xạ và vật liệu mẫu. Sự tương tác này tạo ra sóng điện từ dưới dạng ánh sáng khả kiến, thường được nhìn thấy dưới dạng tia lửa điện. Quang phổ học được giới thiệu vào thế kỷ 17 khi Isaac Newton phát hiện ra rằng ánh sáng trắng có thể được tách thành các thành phần màu bằng lăng kính, và các thành phần này có thể được kết hợp lại để tạo thành ánh sáng trắng. Ông nhận ra rằng lăng kính không phải là thứ tạo ra màu sắc, mà thay vào đó, nó hoạt động để tách các thành phần màu của ánh sáng trắng. Vào đầu những năm 1800, Joseph von Fraunhofer đã thực hiện các thí nghiệm giúp phát triển quang phổ học thành một kỹ thuật khoa học chính xác và định lượng hơn. Tuy nhiên, mãi đến thế kỷ 19, phép đo định lượng ánh sáng tán xạ mới được chuẩn hóa và được công nhận là một phương pháp kiểm tra hợp lý. Joseph von Fraunhofer đã thực hiện các thí nghiệm với máy quang phổ, đưa quang phổ học trở thành một kỹ thuật khoa học chính xác và định lượng hơn.

Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp quang phổ phát xạ quang là (i) xác định định lượng nhanh các nguyên tố (thường chưa đến một phút), (ii) đầu tư vốn và chi phí vận hành thấp, (iii) chuẩn bị mẫu dễ dàng, (iv) phân tích nhanh cacbon, nitơ, oxy, phốt pho và lưu huỳnh trong thép, (v) tính toán hàm lượng cacbon (%) của thép không gỉ hoặc thép hợp kim thấp, (vi) cung cấp dữ liệu đầu vào để tính toán lượng cacbon tương đương, (vii) không hoàn toàn ‘không phá hủy’ (có thể gây hư hỏng bề mặt nhẹ), (viii) không thể kiểm tra các bộ phận nhỏ, (ix) khó kiểm tra trong không gian hạn chế, (x) cần hiệu chuẩn và bảo trì liên tục và (xi) có thể cần chứng nhận kết quả thường xuyên của bên thứ ba.

Quang phổ phát xạ quang học có thể được sử dụng trên nhiều loại vật liệu, từ kim loại nguyên chất đến kim loại hợp kim. Nhiều ngành công nghiệp được hưởng lợi từ máy quang phổ trong việc kiểm soát quy trình và chất lượng.

Máy quang phổ – Máy quang phổ là thiết bị được sử dụng trong quang phổ học, tạo ra các vạch quang phổ và đo bước sóng cũng như cường độ của chúng. Đây là một thiết bị khoa học dùng để phân tách các hạt, nguyên tử và phân tử theo khối lượng, động lượng hoặc năng lượng của chúng. Máy quang phổ là một phần không thể thiếu trong phân tích hóa học và vật lý hạt. Có hai loại máy quang phổ: (i) máy quang phổ quang học và (ii) máy quang phổ khối.

Máy quang phổ phát xạ quang học, hay đơn giản là ‘máy quang phổ’, có khả năng tách ánh sáng trắng và đo các dải màu hẹp riêng lẻ (phổ). Máy hiển thị cường độ ánh sáng theo bước sóng hoặc tần số, và độ lệch được tạo ra bởi sự khúc xạ trong lăng kính, hoặc nhiễu xạ trong cách tử nhiễu xạ. Máy quang phổ phát xạ quang học sử dụng khái niệm tán sắc quang học, và vì mỗi nguyên tố trong mẫu để lại một dấu hiệu quang phổ riêng biệt, nên phân tích quang phổ có thể xác định thành phần của chính mẫu. Máy quang phổ phát xạ quang học phổ biến trong các ngành sản xuất kim loại, thiên văn học, năng lượng mặt trời và bán dẫn.

Máy quang phổ phát xạ quang học dễ sử dụng và được chấp nhận rộng rãi trong ngành sản xuất kim loại. Mặc dù là một thiết bị phổ biến, nó vẫn có một vài hạn chế, bao gồm hư hỏng bề mặt nhỏ trên vật liệu mẫu và cần bảo trì thường xuyên.

Máy quang phổ thường là thiết bị được lựa chọn cho các phòng thí nghiệm trong ngành công nghiệp sắt thép vì chúng chỉ cần sự can thiệp tối thiểu từ người vận hành khi sử dụng cho mục đích kiểm tra, kiểm soát chất lượng và nhận dạng hợp kim. Có sẵn phiên bản cố định và di động, cả hai đều có độ chính xác cao. Cần hiệu chuẩn và bảo trì định kỳ, và thường cần chứng nhận kết quả của bên thứ ba để duy trì hiệu lực của kết quả quang phổ. Máy quang phổ cho phép phân tích kim loại trong suốt vòng đời kim loại, từ sản xuất đến chế biến, cũng như khi kết thúc vòng đời tại các nhà máy tái chế.

Máy quang phổ phát xạ quang học sử dụng khái niệm tán sắc quang học. Mỗi nguyên tố trong mẫu để lại một dấu hiệu quang phổ riêng biệt, cho phép phân tích quang phổ để giải mã thành phần của mẫu.

Các thành phần của máy quang phổ phát xạ quang học

Phổ phát xạ quang học bao gồm việc áp dụng năng lượng điện dưới dạng tia lửa được tạo ra giữa điện cực và mẫu kim loại, nhờ đó các nguyên tử bay hơi được đưa đến trạng thái năng lượng cao bên trong cái gọi là ‘plasma phóng điện’.

Các nguyên tử và ion bị kích thích này trong plasma phóng điện tạo ra một quang phổ phát xạ riêng biệt cho từng nguyên tố. Do đó, một nguyên tố riêng lẻ tạo ra một số vạch quang phổ phát xạ đặc trưng.

Do đó, ánh sáng do phóng điện tạo ra có thể được coi là tập hợp các vạch quang phổ do các nguyên tố trong mẫu tạo ra. Ánh sáng này được phân tách bởi một cách tử nhiễu xạ để trích xuất phổ phát xạ của các nguyên tố mục tiêu. Cường độ của mỗi phổ phát xạ phụ thuộc vào nồng độ của nguyên tố trong mẫu. Các đầu dò (ví dụ: ống nhân quang điện, thiết bị ghép điện tích) đo sự hiện diện, vắng mặt hoặc có mặt của phổ được trích xuất cho từng nguyên tố và cường độ của phổ để thực hiện phân tích định tính và định lượng các nguyên tố.

Theo nghĩa rộng hơn, phép đo phổ phát xạ quang bao gồm phép đo phổ phát xạ quang plasma cảm ứng (ICP), sử dụng plasma cảm ứng làm nguồn kích thích. Tuy nhiên, các thuật ngữ ‘phổ phát xạ quang’ và ‘phổ phát xạ quang điện’ thường dùng để chỉ phép đo phổ phát xạ quang sử dụng phóng điện tia lửa điện, phóng điện hồ quang một chiều, hoặc phóng điện huỳnh quang để tạo ra phóng điện kích thích. Một số máy quang phổ phát xạ quang có tính năng ‘phân tích phân bố xung’ (PDA) để cải thiện độ tái lập (độ chính xác) của phép đo. Phương pháp này liên quan đến việc xử lý thống kê các phổ phát xạ tạo ra bởi xung tia lửa điện thu được từ phóng điện tia lửa điện trong môi trường khí argon. Hình 1 minh họa các bộ phận quan trọng của máy quang phổ.

Hình 1 Các bộ phận quan trọng của máy quang phổ

Máy quang phổ phát xạ quang cung cấp khả năng phân tích định lượng bằng ba thành phần chính là (i) nguồn điện, (ii) hệ thống quang học và (iii) hệ thống máy tính.

Nguồn điện – Cần có nguồn điện để kích thích các nguyên tử bên trong mẫu kim loại vào trạng thái hoạt động. Một phần nhỏ mẫu được nung nóng đến hàng nghìn độ C bằng nguồn điện cao áp trong máy quang phổ thông qua một điện cực. Sự phóng điện được tạo ra do sự chênh lệch điện thế giữa điện cực và kim loại mẫu. Sự phóng điện này làm kim loại mẫu nóng lên và bốc hơi trên bề mặt.

Điện cực làm nóng mẫu, kích thích các nguyên tử chuyển sang trạng thái hoạt động. Quá trình này cũng tạo ra sự phóng điện, khiến kim loại mẫu bốc hơi trên bề mặt. Trong quá trình này, các nguyên tử được kích hoạt tạo ra các vạch phát xạ đặc trưng cho từng nguyên tố. Có hai loại phóng điện: (i) hồ quang điện, hoặc (ii) tia lửa điện. Hồ quang điện tạo ra sự phóng điện liên tục, tương tự như sét đánh. Tia lửa điện là một dạng phóng điện đột ngột, phát ra ánh sáng trong thời gian ngắn, thường kèm theo tiếng nổ lách tách. Hình 2 cho thấy sơ đồ quá trình bốc hơi bề mặt kim loại do phóng điện.

Hình 2 Sơ đồ quá trình bốc hơi bề mặt kim loại bằng phóng điện

Hệ thống quang học – Hệ thống quang học bao gồm năm bộ phận chính: (i) khe hở sơ cấp (20 micromet), (ii) cách tử để nhiễu xạ ánh sáng trên các khe hở thứ cấp, (iii) các khe hở thứ cấp để thu hẹp dải bước sóng, (iv) các gương để phản xạ ánh sáng để hội tụ vào các ống nhân quang, và (v) các ống nhân quang. Thấu kính sơ cấp được làm bằng canxi florua (CaF2).

Hệ thống quang học chuyển các vạch phát xạ từ mẫu hóa hơi, được gọi là plasma, vào máy quang phổ. Cách tử nhiễu xạ trong máy quang phổ hoạt động để phân tách ánh sáng đi vào thành các bước sóng đặc trưng cho từng nguyên tố. Cường độ ánh sáng ở mỗi bước sóng sau đó được đo bằng một đầu dò tương ứng. Cường độ được đo trong quá trình này tỷ lệ thuận với nồng độ của nguyên tố trong mẫu kim loại đang được thử nghiệm. Vì mỗi nguyên tố phát ra một tập hợp các bước sóng cụ thể dựa trên cấu trúc điện tử của nó, nên thành phần nguyên tố có thể được xác định bằng cách quan sát các bước sóng này. Cường độ ánh sáng của mỗi bước sóng được đo bằng một đầu dò tương ứng, đầu dò này sẽ xác định thành phần nguyên tố. Hình 3 thể hiện sơ đồ hệ thống quang học của máy quang phổ.

Hình 3 Sơ đồ hệ thống quang học của máy quang phổ

Hệ thống máy tính – Máy quang phổ cần có hệ thống máy tính để xử lý dữ liệu. Cường độ đo được sẽ được xử lý thông qua hiệu chuẩn được xác định trước để tạo ra nồng độ nguyên tố. Công nghệ hiện đại đã cải tiến giao diện người dùng, mang lại kết quả rõ ràng với sự can thiệp tối thiểu của người vận hành. Thời gian phân tích, từ khi bắt đầu phân tích đến khi hiển thị kết quả, thường khoảng 22 giây đến 25 giây.

Nguyên lý hoạt động

Máy quang phổ phát xạ tia lửa điện hoạt động dựa trên hai nguyên lý vật lý rất cơ bản (Hình 4). Nguyên lý thứ nhất là các electron trong nguyên tử hấp thụ năng lượng (bị “kích thích”) và chuyển lên các trạng thái năng lượng cao hơn (còn gọi là quỹ đạo) khi được cung cấp năng lượng. Khi nguồn năng lượng này bị ngắt, các electron rơi vào trạng thái cơ bản và giải phóng năng lượng hấp thụ dưới dạng photon. Nguyên lý thứ hai là không có hai nguyên tử nào của các nguyên tố khác nhau có thể phát ra photon ở cùng bước sóng. Do đó, mỗi bước sóng chỉ dành riêng cho một nguyên tố. Điều này có nghĩa là khi đã biết bước sóng của photon phát ra, thì nguyên tố phát ra nó cũng sẽ được biết.

Hình 4 Nguyên lý vật lý của máy quang phổ tia lửa

Phổ phát xạ quang học dựa trên ứng dụng năng lượng điện dưới dạng tia lửa điện được tạo ra bởi sự tương tác giữa điện cực và mẫu kim loại, nhờ đó các nguyên tử bay hơi được đưa lên trạng thái năng lượng cao trong cái gọi là ‘plasma phóng điện’. Các nguyên tử và ion bị kích thích này trong plasma phóng điện tạo ra một phổ phát xạ độc đáo, đặc trưng cho từng nguyên tố. Bức xạ do nguyên tố phát ra được đưa trực tiếp đến hệ thống quang học của máy quang phổ phóng điện hoặc thông qua sợi quang, tại đó nó bị phân tán thành các thành phần quang phổ của nó. Do đó, ánh sáng do quá trình phóng điện tạo ra có thể được coi là tập hợp các vạch quang phổ do các nguyên tố trong mẫu tạo ra. Ánh sáng này được tách ra bởi một mạng nhiễu xạ để trích xuất phổ phát xạ cho các nguyên tố mục tiêu. Hình 5 minh họa nguyên lý hoạt động của máy quang phổ.

Hình 5 Nguyên lý hoạt động của máy quang phổ

Sự kích thích trong máy quang phổ tia lửa điện được tạo ra bởi năng lượng của sự phóng điện giữa mẫu và điện cực. Trong tất cả các thiết bị ban đầu, phóng điện được thực hiện trong không khí, nhưng ngày nay nó được thực hiện trong môi trường khí argon. Đối với loại máy quang phổ sử dụng kích thích điện này, mẫu phải dẫn điện. Do đó, thiết bị này rất phổ biến trong ngành công nghiệp kim loại.

Nguồn kích thích hồ quang điện một chiều đã được sử dụng kết hợp với máy quang phổ đa kênh. Ưu điểm của tia lửa điện một chiều là (i) thao tác đơn giản, (ii) không cần/tối thiểu chuẩn bị mẫu, (iii) không cần/tối thiểu sử dụng khí quyển đặc biệt để đạt được hiệu quả, (iv) bay hơi hoàn toàn chất phân tích, (v) phương pháp ít bị nhiễm bẩn, và (vi) phương pháp định tính nhanh chóng và tiết kiệm chi phí để phân tích tổng thể bán định lượng các vật liệu chưa biết.

Hồ quang điện xoay chiều đã được Goldik sử dụng làm nguồn kích thích và được báo cáo vào năm 2000. Hồ quang được tạo ra từ hai điện cực cách nhau 10 mm. Điện áp mạch hở được áp dụng là 13 kV và dòng điện mạch kín là 30 mA với nhiệt độ nguồn là 3.500 K, sử dụng các vạch quang phổ sắt Fe (sắt). Hệ thống này có ưu điểm là chi phí mua sắm và vận hành thấp. Hoạt động trong khí quyển mà không cần khí bổ sung là một ưu điểm khác của nguồn phát xạ mới này.

Kích thích kiểu tia lửa điện là hiện tượng phóng điện dòng điện cao, xảy ra theo từng đợt ngắn, tương tự như tiếng súng. Một số thông số điện điển hình của hiện tượng phóng điện kiểu tia lửa điện là (i) tần số – 200 Hz (hertz) đến 1.000 Hz, (ii) điện áp hoạt động – 400 V (volt) đến 1.000 V, (iii) dòng điện cực đại – 50 A (ampe) đến 150 A, và (iv) FWHM (toàn chiều rộng ở nửa cực đại) – 50 micro giây đến 100 micro giây. Kích thích kiểu hồ quang điện là hiện tượng phóng điện dòng điện thấp, kéo dài, gần như liên tục. Phóng điện kiểu hồ quang điện có thể là dòng điện một chiều (DC) hoặc dòng điện xoay chiều (AC) với tần số tương tự như phóng điện kiểu tia lửa điện. Hồ quang DC là dòng điện phóng điện thấp, khoảng từ 3 A đến 10 A. Hồ quang AC có thể cung cấp dòng điện cao tới 20 A đến 30 A với tần số từ 100 Hz đến 200 Hz và tổng thời gian cho mỗi chu kỳ từ 500 micro giây đến 1.000 micro giây. Về mặt phân tích, sự khác biệt giữa kích thích hồ quang và kích thích tia lửa điện có thể được tóm tắt như trong Bảng 1.

Bảng 1 So sánh phân tích sự kích thích hồ quang và tia lửa điện
Tham số	Đơn vị	Phóng điện hồ quang	Phóng điện tia lửa điện
Độ chính xác (so sánh khả năng lặp lại)	% RSD (độ lệch chuẩn tương đối)	1 – 5	0,3 – 1
LOD (giới hạn phát hiện)	ppm (phần triệu)	1 – 10	10 – 100

Các số chính xác được liệt kê trong Bảng 1 ở nồng độ cao hơn nhiều so với giới hạn phát hiện. Chức năng chính của nguồn kích thích là tạo ra các tia lửa điện hoặc hồ quang điện. Các tia điện này làm bay hơi vật liệu mẫu và kích thích các electron của nguyên tử để đo cường độ ánh sáng vạch quang phổ.

Yamamoto và Takimoto đã phát minh ra một thiết bị bao gồm một giá đỡ mẫu có lỗ xuyên, một điện cực đánh lửa và một ống dẫn khí trơ, phù hợp để đo oxy trong mẫu kim loại. Kích thước, tức là đường kính, của mẫu kim loại được lựa chọn phù hợp sao cho tia lửa điện được tạo ra từ toàn bộ diện tích phóng điện nhằm loại bỏ ảnh hưởng của sự phân tách nguyên tố trong mẫu. Độ chính xác phân tích được cải thiện bằng cách sử dụng giá trị ngưỡng tối ưu thu được bằng cách đo mối quan hệ giữa độ chính xác phân tích tối đa và cường độ phổ của nguyên tố nền. Việc phát hiện nguyên tố được thực hiện bằng cách đo tỷ lệ phổ của nguyên tố phân tích với nguyên tố nền trong phạm vi ngưỡng.

Sơ đồ chân đế đánh lửa điển hình (hình dạng điện cực và mẫu) được thể hiện trong Hình 1. Sơ đồ này thể hiện cấu hình “điểm-mặt phẳng” thông thường (điện cực-mẫu). Điện cực thường được làm bằng vonfram, mặc dù trước đây điện cực than chì đã được sử dụng với vật liệu không chứa sắt. Chân đế đánh lửa trong các thiết bị hiện đại được sục khí argon để ngăn ngừa hiệu ứng oxy hóa và cho phép truyền các bước sóng UV (tia cực tím) được oxy hấp thụ.

Điện áp trong mạch thường nằm trong khoảng từ 400 V đến 1.000 V, không đủ để vượt qua khe đánh lửa 3 mm đến 4 mm. Cần một điện áp cao hơn nhiều, khoảng 10.000 V, được cung cấp bởi mạch đánh lửa. Trong các nguồn kích thích tia lửa điện hiện nay, quá trình phóng điện là một chiều, từ điện cực đến mẫu. Công tắc được đóng mở bằng điện tử nhiều lần mỗi giây. Điều này được gọi là “tần số” của quá trình phóng điện. Trong “khe đánh lửa”, nhiệt độ từ 5.000 K đến 15.000 K được tạo ra. Đây là vùng diễn ra các quá trình phân tích quan trọng cho phân tích quang hóa.

Các đầu dò như thiết bị ghép điện tích hoặc ống nhân quang, là những dòng phù hợp nhất cho ứng dụng này, sau đó được sử dụng để đo dải bước sóng phát ra bởi mỗi nguyên tố. Nồng độ của nguyên tố trong mẫu tỷ lệ thuận với cường độ bức xạ, được tính toán nội bộ từ một tập hợp các đường cong hiệu chuẩn được lưu trữ và có thể được hiển thị trực tiếp dưới dạng nồng độ phần trăm. Hình 6 minh họa cấu trúc của máy quang phổ phát xạ quang.

Hình 6 Cấu trúc của máy quang phổ phát xạ quang

Tiền đánh lửa năng lượng cao – High Energy Pre-Spark – Nguồn kích thích còn có một chức năng rất quan trọng khác. Nó giúp đồng nhất hóa bề mặt mẫu để chuẩn bị cho việc đo cường độ ánh sáng thực tế. Quá trình đồng nhất hóa này được thực hiện bằng cách trước tiên đưa bề mặt mẫu vào HEPS (tiền đánh lửa năng lượng cao). Hoạt động của HEPS tương đương với lò nấu chảy lại, tức là khi bề mặt mẫu chịu tác động của dòng điện phóng điện, mẫu sẽ được ‘nấu chảy lại’ một cách hiệu quả. Kỹ thuật này rất quan trọng trong việc loại bỏ mọi ảnh hưởng của lịch sử luyện kim hoặc cấu trúc của mẫu (ví dụ: đúc so với rèn, xử lý nhiệt, v.v.).

Dòng điện tiền tia lửa điển hình có thể dao động từ khoảng 120 A đến 150 A với thời gian kéo dài từ 10 giây đến 20 giây. Tùy thuộc vào các thông số điện được sử dụng, hố lõm được tạo ra trên bề mặt mẫu trong quá trình tiền tia lửa năng lượng cao có đường kính khoảng 10 mm với độ sâu tối đa (độ xuyên thấu ở tâm) vào khoảng 50 micromet.

Mẫu đã sẵn sàng sau giai đoạn tiền phóng tia lửa điện để thực hiện phép đo hoặc tích hợp tín hiệu cường độ ánh sáng. Kỹ thuật này chủ yếu được sử dụng khi cần phát hiện một lượng rất nhỏ các nguyên tố có trong mẫu. Sự kích thích được thực hiện bằng cách phóng điện giống tia lửa điện trong khoảng thời gian khoảng 5 giây. Chu kỳ nguồn hoàn chỉnh trong quá trình phóng tia lửa điện của mẫu là (i) HEPS (đồng nhất hóa) – 10 giây, (ii) tia lửa điện (đo) – 5 giây và (iii) hồ quang (đo) – 5 giây.

Phần quan trọng nhất của quy trình là kích thích mẫu. Mẫu được kích thích trên giá mẫu bằng một thiết bị điện tử tạo ra tia lửa điện áp cao. Một hồ quang điện áp thấp giữa bề mặt mẫu cần kiểm tra và điện cực đối diện được sử dụng để phân tích mẫu. Nguồn phóng điện cổ điển là loại mạch RLC (điện trở, cuộn cảm và tụ điện) với tần số có thể lên đến 400 Hz. Tia lửa điện được tạo ra bằng cách đặt điện áp cao vào mẫu và ánh sáng phát ra được sử dụng để xác định nồng độ của nguyên tố trong mẫu.

Mục đích của lam kính mẫu giúp đặt mẫu một cách chính xác so với thiết bị quang học trong máy quang phổ. Argon được tuần hoàn trong buồng chứa mẫu với tốc độ từ 0,2 lít/phút (l/m3) đến 0,5 lít/phút, tự động tăng lên trong quá trình đánh lửa. Một mạch nước được sử dụng để làm mát bàn. Quá trình này bao gồm việc tạo ra hai tia lửa, một tia có điện áp cao và một tia có điện áp thấp. Tia lửa năng lượng cao chuẩn bị (làm tan chảy và đồng nhất) bề mặt mẫu, sau đó ánh sáng phát ra từ tia lửa năng lượng thấp hơn được đo. Màn trập của thiết bị mở ra trong quá trình đo bằng một van điện từ.

Hệ thống tán sắc quang học của máy quang phổ được đặt trong vỏ máy cơ khí. Để tránh bất kỳ biến dạng nào trong máy quang phổ do giãn nở, máy được đặt trong một tủ cách nhiệt được kiểm soát nhiệt độ (ở 38 độ C +/- 0,1 độ C) gọi là lò nung. Đường truyền ánh sáng dài khoảng 2 m (mét). Do không khí hấp thụ tia cực tím, cần đặt máy quang phổ trong điều kiện chân không để tránh hiện tượng này.

Về hệ thống phát hiện, ống nhân quang điện (photo multiplier tube) thường được sử dụng làm đầu dò cho máy quang phổ phát xạ đọc trực tiếp. Tuy nhiên, hệ thống này có hạn chế là chỉ có một kênh và cồng kềnh. Với sự phát triển nhanh chóng của các đầu dò, các đầu dò khác như đầu dò bán dẫn, đầu dò thể rắn bao gồm thiết bị ghép điện tích, đầu dò mảng diode quang (PAD) và thiết bị phun điện tích (CID) cũng được sử dụng trong máy quang phổ phát xạ tia lửa điện.

Theo định nghĩa rộng nhất, cảm biến hình ảnh tích điện kép là một mạch tích hợp tương tự chuyển đổi hình ảnh quang học thành tín hiệu điện tử. Giống như một số linh kiện bán dẫn khác, sự phát triển của thiết bị tích điện kép từ khái niệm phòng thí nghiệm đã diễn ra cực kỳ nhanh chóng, được thúc đẩy bởi tiềm năng ứng dụng rộng rãi của chúng trong cả sản phẩm tiêu dùng và thiết bị chuyên nghiệp tinh vi. Ngày nay, công nghệ tiên tiến này được sử dụng trong các máy quang phổ. Trong các máy quang phổ phát xạ quang học hiện nay, thiết bị tích điện kép có tương đương 8.044 đầu dò kích thước 7 micromet x 7 micromet. Nhờ đó, tất cả các bước sóng (từ 170 nanomet đến 410 nanomet) cần thiết cho phân tích đa nguyên tố, đa bazơ đều có sẵn mà không cần phần cứng bổ sung. Bản chất tích hợp của chúng mang lại những đặc điểm nổi bật nhất, cụ thể là tuổi thọ không giới hạn và khả năng thu nhỏ. Ngoài ra, có thể bổ sung thêm một số đặc điểm cụ thể hơn, bao gồm phân tích hình ảnh trên các phần tử rời rạc (pixel) với khả năng ghi nhận trường chính xác. Mỗi quang phổ được lưu trữ và có thể phân tích hồi cứu các thành phần ‘bổ sung’ mà không cần phải làm mẫu lại lần nữa.

Máy dò thể rắn có ưu điểm là phát hiện đa kênh cho phép đo đồng thời nhiều nguyên tố. Trong khi máy dò tích điện kép cho phép phát hiện đồng thời các nguyên tố trong vật liệu polymer trong vòng 5 giây, việc sử dụng máy quang phổ thu nhỏ đã dẫn đến sự ra đời của một thiết bị quang phổ phát xạ tia lửa điện di động. Tuy nhiên, việc phân tích định lượng nhanh chóng từ 1,8 (Zn) mg/g (mili gam trên gam) đến 9,3 (Mg) mg/g mẫu rắn trực tiếp đã trở nên khả thi nhờ các giới hạn phát hiện (LOD).

Coates và cộng sự đã đề xuất một máy phân tích tại chỗ để phân tích dầu bôi trơn và chất lỏng chức năng. Máy quang phổ phát xạ quang học phân tích ánh sáng thu được từ giá phát xạ tia lửa mà mẫu chất lỏng đã bay qua. Văn bản chẩn đoán cho người vận hành được tạo ra bởi một chuyên gia, người vận hành hệ thống theo một bộ quy tắc dựa trên thông tin thu thập được từ máy quang phổ phát xạ quang học và các thiết bị đo lường khác về mẫu chất lỏng. Kích thước, trọng lượng và chi phí của thiết bị đã giảm và phù hợp cho việc phân tích tại chỗ.

Thiết bị tiêm điện tích, một đầu dò thể rắn tương tự như thiết bị ghép điện tích, cũng đã được sử dụng trong thiết bị phân tích quang học. Nó có những ưu điểm chính tương tự như thiết bị ghép điện tích. Toàn bộ dải phổ đã được ghi lại bằng cách sử dụng máy quang phổ hồ quang một chiều sử dụng cách tử echelle và camera tiêm điện tích làm đầu dò. Độ chính xác đo lường đồng thời có thể đạt được trên bất kỳ vạch phát xạ cụ thể nào. Kỹ thuật này đã được áp dụng để xác định molypden trong các hợp chất vonfram.

Máy quang phổ phát xạ tia lửa điện có thể được hiệu chuẩn tại nhà máy cho sắt và thép bằng cách sử dụng một công cụ hồi quy đa biến rất tinh vi, giúp hiệu chỉnh các hiệu ứng ma trận cũng như nhiễu quang phổ. Thiết bị này cung cấp một hệ thống “chìa khóa trao tay” tức thì, mang lại cho người dùng độ chính xác cao nhất có thể. Các phép hiệu chuẩn có sẵn cho các chất lượng khác nhau. Đối với mỗi chất lượng, nhà cung cấp sử dụng vật liệu đã được chứng nhận làm mẫu chuẩn và các mẫu thiết lập được cung cấp kèm theo thiết bị để duy trì độ chính xác của hiệu chuẩn.

Trong máy quang phổ phát xạ tia lửa điện, các nguyên tắc nêu trên được áp dụng để phân tích mẫu kim loại nhằm đánh giá chính xác các nguyên tố có trong mẫu và tỷ lệ của chúng. Đầu ra của máy quang phổ phát xạ là đánh giá chi tiết thành phần nguyên tố của mẫu theo phần trăm khối lượng.

Quy trình thử nghiệm

Trước tiên, cần phải “đánh lửa” mẫu. Do đó, mẫu cần được chuẩn bị trước, tức là một mặt của mẫu được làm hoàn toàn đồng đều, sạch sẽ, phẳng và càng ít khuyết tật bề mặt càng tốt. Cần sử dụng các phương pháp chuẩn bị mẫu phù hợp cho việc này. Mẫu đã chuẩn bị sau đó được đặt lên giá đỡ mẫu. Giá đỡ mẫu có một lỗ mà mẫu phải được che phủ. Bên dưới lỗ này, có một điện cực ở một khoảng cách cố định so với bề mặt tiếp xúc của mẫu. Toàn bộ vỏ bọc đánh lửa này được nạp đầy khí argon khi phân tích. Sau đó, một dòng điện cao được đưa vào mẫu.

Dòng điện một chiều cực cao tạo ra plasma trong bầu khí quyển được thanh lọc bằng argon của buồng tia lửa, và do đó, một loạt tia lửa năng lượng cao được tạo ra giữa điện cực và mẫu. Việc sử dụng các tia lửa này khiến một phần mẫu bị bốc hơi. Các nguyên tử bốc hơi trong plasma hấp thụ năng lượng và các electron của chúng chuyển lên trạng thái năng lượng cao hơn với mỗi tia lửa. Với mỗi lần loại bỏ, các electron chuyển trở lại trạng thái cơ bản và phát ra các photon. Do số lượng lớn các nguyên tố phát ra photon đồng thời, một phát xạ tổng hợp được tạo ra. Ánh sáng tổng hợp này được làm cho chiếu vào một cách tử nhiễu xạ. Cách tử nhiễu xạ tách từng bước sóng riêng lẻ và tạo ra một quang phổ bên trong cái gọi là ‘buồng quang học’.

Bây giờ, quang phổ có thể được phân tích rõ ràng. Cơ sở cho việc phân tích tất nhiên là sự đơn giản. Các bước sóng đặc trưng cho từng nguyên tố đã được biết rõ. Hơn nữa, cường độ phát xạ ở bước sóng của một nguyên tố càng mạnh thì nồng độ của nó càng cao. Có sẵn một cơ sở dữ liệu chứa các mức nồng độ tương ứng với các giá trị cường độ khác nhau cho mỗi bước sóng quan tâm, cho phép tra cứu cường độ phát xạ dựa trên cơ sở dữ liệu này và đưa ra kết luận chắc chắn về nồng độ của từng nguyên tố.

Những phát triển mới

Những thiết bị đầu tiên (rất sớm) phải hoạt động mà không cần bộ phát quang. Do đó, các quy trình đầu tiên phải dựa vào các phương pháp tương tự thông thường hơn. Theo các quy trình này, một tấm phim được đặt đơn giản lên đó, quang phổ nhiễu xạ sẽ chiếu vào. Tấm phim này sau đó được phát triển và nghiên cứu để đạt được kết quả mong muốn.

Tuy nhiên, vào những năm 1930, ống nhân quang điện (photo multiplier tube) đã xuất hiện, một ống chân không phát ra electron khi có ánh sáng chiếu vào. Do đó, các máy quang phổ nhanh chóng chuyển sang sử dụng ống nhân quang điện. Ống nhân quang điện được đặt bên trong buồng quang học ở vị trí chính xác cho từng bước sóng mà người dùng muốn phân tích. Cùng với đó, một máy tính được kết nối với máy quang phổ. Máy tính lưu trữ cơ sở dữ liệu để so sánh tín hiệu đầu ra của ống nhân quang điện nhằm xác định thành phần nguyên tố cần thiết. Điều này đã tự động hóa quy trình, không chỉ giúp quá trình phân tích nhanh chóng và thuận tiện hơn mà còn chính xác và ít lỗi hơn rất nhiều.

Điều này đã hoạt động rất tốt trong nhiều thập kỷ, nhưng khi công nghệ phát triển, các ống nhân quang rõ ràng có một số nhược điểm. Các ống nhân quang có độ phân giải trung bình cao và tiêu cự rất cao. Hơn nữa, chúng rất lớn và đắt tiền. Không có tính linh hoạt, một khi đã sản xuất, không có khả năng sửa đổi nào. Nó không có bất kỳ khả năng sửa đổi nào. Ngay cả việc tăng một phần tử duy nhất cũng có nghĩa là một máy quang phổ phát xạ quang mới. Chi phí và sự nhàm chán rất cao. Các máy dò, thẻ, v.v. cực kỳ đắt tiền. Cần phải định hình thường xuyên. Nó có chân không cần phải được duy trì. Điều này dẫn đến sự phai mờ của các ống nhân quang và sự gia tăng tính phổ biến của các thiết bị ghép điện tích và máy dò bán dẫn oxit kim loại bổ sung (CMOS). Hình 7 cho thấy sự phát triển trong các máy quang phổ phát xạ quang.

Hình 7 Sự phát triển của máy quang phổ phát xạ quang học

Sự ra đời của thiết bị ghép nối điện tích và hiện nay là các đầu dò bán dẫn oxit kim loại bổ sung (CMOS) đã giải quyết gần như mọi vấn đề mà các thiết bị ống nhân quang đặt ra, đồng thời mang lại nhiều lợi ích hơn cho các nhà sản xuất và người dùng máy quang phổ. Một vài trong số đó là (i) tính linh hoạt vô song vì mọi bước sóng đều được thu thập và do đó có thể phân tích được, (ii) không giới hạn không gian vì các thiết bị ghép nối điện tích có kích thước nhỏ, (iii) các thiết bị trở nên nhỏ gọn và rẻ hơn vì các thiết bị ghép nối điện tích có độ phân giải cao và các thiết bị ghép nối điện tích dẫn đến tiêu cự ngắn hơn, (iv) ít đầu dò hơn đồng nghĩa với ít thẻ hơn và chi phí thấp hơn với ít sự nhàm chán và chi phí vận hành thấp, (vi) không cần phải định hình, v.v. vì tất cả đều được tự động hóa, và (vii) không có chân không và điện tử hiệu quả, dẫn đến chi phí vận hành thấp hơn.

Do đó, các máy quang phổ nhanh chóng chuyển sang sử dụng các thiết bị này và ngày nay, máy quang phổ phát xạ quang học hiện đại chỉ bao gồm quang học với các thiết bị này. Các máy quang phổ ngày nay có hai loại. Loại A sử dụng một / ít hơn (2 đến 3) thiết bị ghép điện tích / bộ dò bán dẫn oxit kim loại bổ sung gần hơn với cách tử. Các máy quang phổ này có độ phân giải thấp hơn, tiêu cự thấp, rất nhỏ gọn và rất tiết kiệm. Loại B sử dụng một số thiết bị ghép điện tích / bộ dò bán dẫn oxit kim loại bổ sung (5 đến 20+) xa hơn cách cách tử. Các máy quang phổ này có độ phân giải rất cao, tiêu cự trung bình, nhỏ gọn so với máy quang phổ có ống nhân quang và tiết kiệm so với máy quang phổ có ống nhân quang.

Trong khi thiết kế máy quang phổ phát xạ quang hiện đại tập trung hoàn toàn vào các đầu dò bán dẫn oxit kim loại bổ sung/thiết bị ghép nối điện tích, vẫn còn một số mẫu máy cũ vẫn sử dụng đầu dò ống nhân quang. Cũng giống như khi sự chuyển đổi sang máy ảnh DSLR (máy ảnh phản xạ ống kính đơn kỹ thuật số) bắt đầu, không phải tất cả máy ảnh SLR (máy ảnh phản xạ ống kính đơn) analog đều bị loại bỏ ngay lập tức, thì mặc dù thị phần máy quang phổ phát xạ quang ống nhân quang đã giảm mạnh, vẫn còn một số ít mẫu máy sử dụng công nghệ này vẫn còn trên thị trường.

Ứng dụng

Máy quang phổ phát xạ tia lửa điện có khả năng lấy mẫu rắn. Thiết bị được ứng dụng rộng rãi để phân tích nhiều loại mẫu khác nhau, bao gồm thép, kim loại và hợp kim, mẫu địa chất, mẫu sinh học, mẫu môi trường và các loại mẫu khác, cũng như các kỹ thuật đặc biệt. Máy có thời gian hoạt động rất cao, hiệu suất đáng tin cậy. Máy quang phổ phát xạ tia lửa điện cung cấp khả năng phân tích nguyên tố nhanh chóng các mẫu kim loại rắn, là thiết bị không thể thiếu trong việc kiểm soát chất lượng tại các nhà máy luyện sắt thép và quy trình luyện kim nhôm.

Máy quang phổ phát xạ tia lửa điện có khả năng xác định tất cả các nguyên tố cần thiết cho các ứng dụng hiện tại và tương lai, ở mọi chất lượng có thể có của sắt và thép như gang trắng hoặc gang xám, gang hợp kim, thép hợp kim thấp và thép hợp kim cao. Đây là giải pháp cho các nhu cầu phân tích, dù là kiểm soát hàng hóa đầu vào, phân loại kim loại, kiểm soát chất lượng quy trình, kiểm soát chất lượng sản phẩm cuối cùng, chứng nhận hay điều tra.

Trong trường hợp lấy mẫu, phương pháp này được sử dụng để phân tích tạp chất vi mô và các thành phần đa lượng. Phương pháp này được sử dụng để phân tích các vật liệu tham chiếu tiêu chuẩn và các mẫu thép thực tế. Phương pháp này cũng được sử dụng để phân tích các nguyên tố phi kim loại (ví dụ: cacbon, nitơ, lưu huỳnh, phốt pho, oxy, silic và bo) trong các mẫu thép. Phương pháp này cũng được sử dụng để phân tích định lượng hoặc định tính nitơ trong thép.

Đã có những tiến bộ đáng kể trong việc phân tích cacbon, nitơ và oxy nồng độ thấp trong thép bằng phương pháp quang phổ phát xạ. Nồng độ của các nguyên tố này, cũng như phốt pho, lưu huỳnh và hydro, cần được giảm xuống để thu được cái gọi là “thép sạch”, hoặc được kiểm soát, vì chúng, riêng lẻ hoặc kết hợp, đều có tác động đáng kể đến các đặc tính của thép, chẳng hạn như độ bền, khả năng tạo hình, độ dai, khả năng hàn, khả năng chống mỏi, v.v. Do nhu cầu liên tục cải thiện độ sạch của thép để sản xuất các sản phẩm thép ngày càng được cải tiến và cạnh tranh hơn, nên nhu cầu phân tích định lượng ở các cấp độ ngày càng thấp hơn. Hiệu suất mới đạt được với các mẫu máy quang phổ phát xạ quang mới nhất đáp ứng các yêu cầu phân tích mới nhất của các nhà sản xuất thép về cacbon, nitơ và oxy.

• Trong trường hợp kim loại và hợp kim, kỹ thuật này được sử dụng (i) để phân tích tạp chất của các nguyên tố trong kim loại hoặc hợp kim, (ii) để phân tích độ tinh khiết ban đầu và độ tinh khiết thương mại của nhôm, (iii) để phân tích bột molypden trong crom, sắt và niken, (iv) để phân tích oxy trong đồng và (v) để phát hiện khí trong titan và phát hiện tạp chất (sắt, silic, đồng, mangan, nhôm và niken) trong magie nguyên chất.
• Đối với các mẫu địa chất và các mẫu liên quan, kỹ thuật này được sử dụng để xác định đồng thời vàng, bạch kim, paladi, rhodi, iridi và rutheni trong các mẫu địa chất và để phân tích đá, quặng và khoáng chất.
• Trong trường hợp mẫu sinh học, phương pháp này đã báo cáo phân tích trực tiếp thể tích nhỏ của các mẫu sinh học như gan, tim, não, thận, xương, huyết thanh và cơ của chuột bạch trắng.
• Trong trường hợp mẫu môi trường và chất thải, kỹ thuật sử dụng máy quang phổ phát xạ tia lửa điện này được sử dụng để phân tích crom trong không khí và lượng nhỏ các nguyên tố trong mẫu chất thải.

Tìm hiểu thêm về Spark OES 4850 của EXPEC Technology – Máy quang phổ thế hệ mới

Spark OES 4850 là máy quang phổ phát xạ quang học tiên tiến, kết hợp hiệu suất và độ tin cậy vượt trội với các tính năng thông minh, thân thiện với người dùng.

• Các tính năng chính của sản phẩm:

• Bộ dò CMOS hiệu suất cao: Mang lại độ chính xác và độ tin cậy được cải thiện cho các phân tích chính xác.
• Nguồn xung kỹ thuật số ổn định: Đảm bảo kết quả nhất quán, chính xác với nguồn xung kỹ thuật số có thể lập trình đầy đủ.
•  Độ ổn định được cải thiện: Spark OES 4850 được trang bị buồng quang học bằng hợp kim nhôm đúc, đảm bảo độ kín và độ ổn định vượt trội. Thiết kế nhiệt độ không đổi của máy duy trì độ chính xác 0,1°C, ngăn ngừa hiện tượng trôi phổ. Ngoài ra, việc tối ưu hóa phổ RTMC càng tăng cường độ ổn định, mang lại trải nghiệm đáng tin cậy và ổn định.
• Vận hành được cải thiện: Spark OES 4850 cung cấp phần mềm dễ sử dụng với các tùy chọn phân tích linh hoạt, phát hiện toàn phổ mà không cần phần cứng bổ sung, truyền dữ liệu từ xa và giám sát trạng thái theo thời gian thực. Máy cũng hỗ trợ bảo trì từ xa để nâng cấp firmware và kiểm tra tình trạng.

“…Spark OES 4850 là giải pháp lý tưởng cho các phòng thí nghiệm đang tìm kiếm một máy quang phổ thông minh, đáng tin cậy và tiên tiến với độ phức tạp vận hành tối thiểu.”

Tìm hiểu thông tin chi tiết sản phẩm Tại đây