金屬元素分析儀原理

目前，國內冶金、鑄造、機械等行業的用戶為分析金屬材料中除碳硫以外的微量元素成分時，可使用的儀器有以下幾類：
 
　　1.光譜分析儀。優點是一次可以分析多種元素，精度較高。缺點是價格太高，一套幾十萬到上百萬，所以目前只有少數大型企業使用。
 
　　2.分光光度計。優點是檢測波長選擇方便，價格不高。缺點是檢測結果不能直接顯示（要換算）；沒有曲線建立調用功能，檢測不同元素每次要重新定標；比色皿放入和倒出液體不方便；對操作人員的化學分析基礎知識要求高，因此不能適應企業現場在線檢測分析的需要。
 
　　3.比色元素分析儀。優點是使用方便，價格也不高，對操作人員的化學分析基礎要求不高，因此被廣泛用于企業生產檢驗現場分析。但由于其產生的歷史原因，存在以下先天性缺陷。
 
　　光電比色金屬元素分析儀是我國在上世紀60年代適應鋼鐵冶金五大元素（碳、硫、硅、錳、磷）的現場在線檢測分析的需要而發展起來的。檢測硅、錳、磷研制了元素分析儀（當時叫三元素，三個通道分別預設固定波長檢測硅、錳、磷），由于硅、錳、磷檢測要求的波長不多，精度要求不高，因此，三元素分析儀較好的滿足了鋼鐵冶金行業現場在線分析元素含量的需要。但現在，各行業需要檢測的材料除了鋼鐵，還有銅合金、鋁合金、鋅合金，檢測的元素也從硅、錳、磷發展到銅、鉻、鎳、鋅、鎂、鎢、釩、鈮、鈦、鉬、鋁、砷、鋯、硼、稀土元素等多種元素。傳統的光電比色金屬元素分析儀普遍存在的以下缺陷，就日益嚴重的體現出來：
 
　　1.測量波長為預設固定，不能連續可調，雖說有些機型可以更換（通過更換濾光片或發光二極管），但對于用戶來說仍嫌繁瑣，遇到測量超出儀器通道數的元素種類或要檢測不同合金材料時，尤其不方便。而且不是所有波長的濾光片和LED可以采購到，使得某些特定元素的測量遇到困難，如鎂元素的測量需要576nm的光源，而這樣波長的濾光片和LED都無法得到。
 
　　2.測量光源大多為直流燈泡加濾光片或冷光源發光二極管，其波長準確度較差。直流燈泡加濾光片方式其波長精度取決于濾光片，元素分析儀大多應用的濾光片，效果的也只能達到±15nm。采用發光二極管的波長準確度取決于使用的二極管，大多誤差范圍在20～30nm,無法保證分析檢測的精度。
 
　　新材料和新技術的應用，要求各行業的元素分析的種類更多，要求更高，面對傳統元素分析儀的固有缺陷和市場壓力，不少廠家采取以下應對措施：
 
　　1. 增加儀器分析通道數，即增加預設的固定波長數，從而增加可以檢測的元素數量；
 
　　2. 針對預定的不同用途，預設不同的固定波長，從而形成分別檢測不同材料和不同元素的不同型號元素分析儀。
 
　　但上述方法都是治標不治本，一來不是所有需要的波長都可以實現，二來波長精度不高的問題還是沒有解決，因此仍然無法從根本上解決傳統元素分析儀的先天性缺陷。