DM2402型

MEDXRF便攜式微量測硫氯儀

低檢測限（300s）（大氣）：

S: 0.5ppm， Cl: 0.3ppm。

僅5.8kg（含電池、打印機(jī)）。

滿足國Ⅴ、國VI對(duì)車用汽柴油超低S檢測標(biāo)準(zhǔn)。

滿足內(nèi)河、近海以及遠(yuǎn)洋船舶使用的燃料油超低S檢測標(biāo)準(zhǔn)。

采用

單色激發(fā)能量色散X射線熒光(MEDXRF)分析技術(shù)

高衍射效率對(duì)數(shù)螺線旋轉(zhuǎn)雙曲面(LSDCC)人工晶體

高計(jì)數(shù)率(2Mcps)和分辨率(123eV)的SDD探測器

合理kV、mA、靶材組合的微焦斑薄鈹窗X射線管

符合標(biāo)準(zhǔn)：

GB 252

GB17411

GB/T17040

ISO20884

ASTM D7220

ASTM D7039

SH/T0842

ISO 15597

ASTM D4929

SH/T0161

概述

DM2402型單色激發(fā)能量色散X射線熒光便攜式微量測硫氯光譜儀，簡稱DM2402型MEDXRF便攜式微量測硫氯儀，是本公司集數(shù)十年X熒光光譜儀的研究經(jīng)驗(yàn)，在公司原有的DM系列X熒光測硫儀、X熒光多元素分析儀、波長色散X射線熒光多道光譜儀等的基礎(chǔ)上研制推出的一種達(dá)水平的X熒光便攜式微量測硫氯光譜儀。它采用以下技術(shù)和器件，實(shí)現(xiàn)靶材特征譜單色聚焦選擇性激發(fā)，降低背景干擾，提高峰背比；并且采用具有本公司自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的輕元素專用的光學(xué)系統(tǒng)及的技術(shù)。由此使采用15W光管的本測硫氯儀能夠在大氣氛圍中以0.5ppm、0.3ppm的低檢測限，出色的再現(xiàn)性和穩(wěn)定性，*自如的實(shí)現(xiàn)微量硫、氯的檢測。

DM2402型MEDXRF便攜式微量測硫氯儀是一款便攜式儀器。它小巧輕便，僅5.8kg（含電池、打印機(jī)）左右，便于攜帶，無需氣體、真空、稀釋，特別適合現(xiàn)場快速檢測分析。它*目前用于國V、國VI汽油、柴油中對(duì)硫氯元素含量的檢測標(biāo)準(zhǔn)，亦滿足內(nèi)河、近海以及遠(yuǎn)洋船舶使用的燃料油硫含量檢測標(biāo)準(zhǔn)。如：測S：滿足GB 252、GB17411、GB/T17040、ASTM D7220、ASTM D7039、SH/T0842、ISO20884 等標(biāo)準(zhǔn)；測Cl：滿足SH/T 0161、ASTM D4929、ISO15597等標(biāo)準(zhǔn)。

單色激發(fā)能量色散X射線熒光(MEDXRF)分析技術(shù)

圖1.MEDXRF分析技術(shù)原理圖圖

X射線熒光光譜儀的檢出限LOD（limit of detection）是指由基質(zhì)空白所產(chǎn)生的儀器背景信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)偏差的3倍值的相應(yīng)量，即：

                                                               （1）

式中，R_b為背景（本底）計(jì)數(shù)強(qiáng)度，N為已知濃度為C的低濃度試樣的計(jì)數(shù)強(qiáng)度，T為測量時(shí)間。從式（1）可以看出檢出限與靈敏度（N-R_b）/C成反比，與背景R_b的平方根成正比。在測量時(shí)間一定的情況下要降低檢出限，就必須提高靈敏度和（或）降低背景。

2.樣品的XRF光譜圖

傳統(tǒng)XRF，無論是EDXRF還是WDXRF，無法實(shí)現(xiàn)較低檢出限的一個(gè)主要原因是X射線光管出射譜中連續(xù)軔致輻射的散射使得熒光光譜的連續(xù)散射背景較高。

單色激發(fā)能量色散X射線熒光(Monochromatic Excitation Beam Energy Dispersive X-Ray Fluorescence)分析技術(shù)，就是采用光學(xué)器件將X射線光管出射譜單色化，進(jìn)而使得熒光光譜的連續(xù)散射背景極大地降低，同時(shí)盡可能少的降低甚至于可能的話增加所需激發(fā)X射線的單色化的線或窄能量帶的強(qiáng)度，從而大大降低了檢出限。相比傳統(tǒng)的EDXRF降低了1至2個(gè)數(shù)量級(jí)，相比大功率（如4kw）的WDXRF也更低。

高衍射效率對(duì)數(shù)螺線旋轉(zhuǎn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)聚焦人工單色晶體

將X射線光管出射譜單色化的方法很多，有濾波片法，二次靶法和衍射法等。而衍射法中的雙曲面衍射晶體DCC（Doubly Curved Crystals）是單色化和高的。

衍射必須滿足Bragg定律：

nλ=2dsinθ                                                                             （2）

圖3.X射線管的出射譜，和經(jīng)LSDCC單色化的特征X射線入射譜

也就是說從源出射的射線其波長必須滿足（2）式才被衍射，所以其具有的單色化。又由于DCC能將點(diǎn)源聚焦，所以有大的收集立體角，從而有*的效率。另外，聚焦還能使照射到樣品的光斑很小，從而使小面積的半導(dǎo)體探測器Si-PIN或SDD可以接受在樣品較小面中大部分的熒光射線，也就是說DCC還提高了探測效率。

圖4. LSDCC點(diǎn)對(duì)點(diǎn)聚焦原理圖

DCC按其曲面又分為半聚焦（Johann），全聚焦（Johansson）和對(duì)數(shù)螺線（Logarithmic Spiral）等。其中半聚焦只是部分滿足衍射條件，所以經(jīng)半聚焦DCC單色化的特征X射線入射譜是最差的。全聚焦是*衍射條件且是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)聚焦的。但全聚焦DCC的制造工藝極其復(fù)雜，除彎曲外它必須有一個(gè)磨成R曲面的過程，天然晶體如Si，Ge等是很脆的，極不容易磨制，而人工晶體是不可能磨制的，另外天然晶體通常在非常窄的光譜區(qū)域中衍射X射線。導(dǎo)致靶材特征X射線只有一部分被衍射，積分衍射率低

DM2402采用的對(duì)數(shù)螺線旋轉(zhuǎn)雙曲面點(diǎn)對(duì)點(diǎn)聚焦人工單色晶體(LSDCC) (Logarithmic Spiral Double Curved Crystal)DM30L，是集本公司技術(shù)精英經(jīng)2年的刻苦專研研制而成的產(chǎn)品。LSDCC也是*衍射條件的，雖然聚焦不是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的，而是點(diǎn)對(duì)面的，但由于這個(gè)面很小，一般只有2mm左右，所以可認(rèn)為是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的。它用的是DM人工晶體，該晶體的積分衍射率是天然晶體的3到10倍，所以該晶體的效率是目前高的。另外，它只需彎曲無需磨制和拼接，制造方便。

高分辨率(123eV)高計(jì)數(shù)率(2 Mcps)的SDD探測器

X射線探測器的種類很多，有正比計(jì)數(shù)管，Si-PIN探測器和硅漂移探測器SDD等。探測器的分辨率和計(jì)數(shù)率越高則檢出限越低。SDD的分辨率和計(jì)數(shù)率是其中的，所以SDD是的探測器。

DM2402采用德國KETEK公司生產(chǎn)的VITUS H20 CUBE()SDD探測器，其分辨率小于123eV，有效探測面積20mm²，計(jì)數(shù)率2 Mcps。

圖5. 硅漂移探測器SDD

合理kV、mA、靶材組合的微焦斑薄鈹窗X射線管

激發(fā)樣品的X射線能量越接近所需分析元素的吸收限，其激發(fā)效率就越高。DM30L晶體僅衍射X射線管出射譜中的高強(qiáng)度特征X射線，其有靶材發(fā)出。所以合理的選用靶材能得到的激發(fā)效率。在X射線光管功率一定的情況下，如15W，合理的光管高壓（kV）和電流（mA）組合能達(dá)到的激發(fā)效率。由于采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的聚焦，所以必須采用微焦斑的X光管。由于靶材的特征X射線能量很低，所以必須用薄鈹窗X射線管。

DM2402采用15W微焦斑Ti或Ag靶薄鈹窗X射線管，并對(duì)kV、mA進(jìn)行組合。

圖6. 微焦斑薄鈹窗X射線管

適用范圍

特點(diǎn)

快速同時(shí)–所需測量元素同時(shí)快速分析，一般幾分鐘給出含量結(jié)果。

小巧輕便–僅5.8kg（含電池、打印機(jī)）左右，大氣氛圍測量，無需輔助設(shè)備，特別適合現(xiàn)場快速檢測。

長續(xù)用時(shí)–具有極低的功耗，采用鋰離子電池，可長時(shí)間連續(xù)使用。

低檢出限–采用MEDXRF技術(shù)和LSDCC核心技術(shù)，達(dá)到低檢出限，具出色的重復(fù)性和再現(xiàn)性。

長期穩(wěn)定–采用數(shù)字多道，有PHA自動(dòng)調(diào)整、偏差修正等功能，具的長期穩(wěn)定性。

環(huán)保節(jié)能–射線防護(hù)達(dá)豁免要求。分析時(shí)不接觸不破壞樣品，無污染，無需化學(xué)試劑，也不需要燃燒。

使用方便–觸摸屏操作。樣品直接裝入樣品杯，放入儀器后只需按[啟動(dòng)]鍵即可，真正實(shí)現(xiàn)一鍵操作。

高適應(yīng)性–自動(dòng)C/H比修正，基體效應(yīng)校正，適合多種樣品。自動(dòng)工作曲線切換，適合寬測量范圍。

高可靠性–一體化設(shè)計(jì)，集成化程度高，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，抗*力強(qiáng)，可靠性高。

高性價(jià)比–無需氣體、真空、稀釋，運(yùn)行維護(hù)成本極低。國外同類產(chǎn)品一半的價(jià)格，是真正的高性價(jià)比產(chǎn)品。

校準(zhǔn)

用已知含量的7個(gè)含S、Cl樣品對(duì)儀器進(jìn)行標(biāo)定，得圖7的工作曲線。

圖7. 含S、Cl樣品工作曲線

這些工作曲線的相關(guān)系數(shù)γ 均大于0.999，表示DM2402的線性誤差極小。

重復(fù)性(r):

同一個(gè)操作者，在同一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，使用同一臺(tái)DM2402，在相同條件下對(duì)同一試樣采用正確的操作方法連續(xù)進(jìn)行測定，得到的兩個(gè)試驗(yàn)結(jié)果之差，20個(gè)中第二大的那個(gè)即為測試結(jié)果的重復(fù)性r。S測試結(jié)果的重復(fù)性r和Cl測試結(jié)果的重復(fù)性r分別如表1和表2。

由表1和表2可知，所有S和Cl測試結(jié)果的重復(fù)性r 均小于表中標(biāo)準(zhǔn)所要求的重復(fù)性r。表示DM2402測S*滿足ISO20884，ASTM D7039、ASTMD7220等標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)重復(fù)性r的要求；測Cl*滿足ASTM D4929、ISO15597等標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)重復(fù)性r的要求。

表1. S測試結(jié)果的重復(fù)性r再現(xiàn)性R與各標(biāo)準(zhǔn)要求的重復(fù)性r再現(xiàn)性R比較

表表表表2.Cl測試結(jié)果的重復(fù)性r再現(xiàn)性R與各標(biāo)準(zhǔn)要求的重復(fù)性r再現(xiàn)性R比較

再現(xiàn)性(R)

不同的操作者，在不同的實(shí)驗(yàn)室，使用不同DM2402，對(duì)同一試樣采用正確的操作方法進(jìn)行測定，得到兩個(gè)單一和獨(dú)立的試驗(yàn)結(jié)果之差，20個(gè)中第二大的那個(gè)即為測試結(jié)果的再現(xiàn)性R。S測試結(jié)果的再現(xiàn)性R和Cl測試結(jié)果的再現(xiàn)性R分別如表1和表2。

由表1和表2可知，所有S和Cl測試結(jié)果的再現(xiàn)性R 均小于表中標(biāo)準(zhǔn)所要求的再現(xiàn)性R。表示DM2402，測S*滿足ISO20884， ASTM D7039、ASTM D7220等標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)再現(xiàn)性R的要求；測Cl*滿足ASTM D4929、ISO15597等標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)再現(xiàn)性R的要求。

主要技術(shù)指標(biāo)