مطيافية الانبعاث الضوئي بالشرارة عالية الأداء

المبادئ الأساسية لتفريغ الشرارة

الأساس التقني لمطيافية الانبعاث الضوئي بالشرارة (OES) هو توليد تفريغ كهربائي عالي التردد بين قطب كهربائي وعينة معدنية. داخل حامل شرارة مطهر بالأرغون، يخلق هذا التفريغ بلازما موضعية تبخر جزءاً دقيقاً من المادة. تقنياً، تعمل هذه العملية على إثارة الذرات المكونة، والتي تبعث بعد ذلك ضوءاً بأطوال موجية محددة لبنيتها الإلكترونية، مما يوفر البيانات الخام اللازمة لتحديد التكوين العنصري للسبيكة.

بصريات دائرة رولاند عالية الدقة

لفصل إشارات الضوء المعقدة المنبعثة من الشرارة، تستخدم شيمادزو مقعداً بصرياً عالي الدقة يعتمد عادةً على تكوين دائرة رولاند (Rowland circle). تقنياً، يضمن نظام الحزوز المقعرة هذا تركيز الضوء من حامل الشرارة بدقة متناهية على سلسلة من الكواشف. يسمح هذا الترتيب بالقياس المتزامن لأطوال موجية متنوعة، مما يمكن الجهاز من قياس عشرات العناصر في تسلسل شرارة واحد مع حد أدنى من التداخل الطيفي.

البصريات المفرغة لعناصر الأطوال الموجية القصيرة

يعد اكتشاف عناصر مثل الكربون والفوسفور والكبريت، التي تبعث الضوء في نطاق الأشعة فوق البنفسجية المفرغة (VUV)، متطلباً تقنياً حاسماً لتحليل الصلب. وبما أن الأكسجين يمتص هذه الأطوال الموجية، يتم الحفاظ على الغرفة البصرية تحت فراغ عالٍ. يضمن هذا الجو المستقر وصول فوتونات الأطوال الموجية القصيرة إلى الكواشف دون توهين، مما يسمح بالتحديد الدقيق للعناصر غير المعدنية التي تحدد درجة وجودة المعدن.

التحكم الرقمي في توزيع النبضات

تستخدم أنظمة OES الحديثة التحكم الرقمي في توزيع النبضات لإدارة طاقة الشرارة. تقنياً، يسمح هذا للنظام بتغيير خصائص الشرارة في الوقت الفعلي — من "شرارة أولية" عالية الطاقة تعمل على تجانس سطح العينة إلى "شرارة قياس" مستقرة لجمع البيانات. يحسن هذا التحكم الرقمي من إمكانية تكرار التفريغ، مما يؤدي إلى دقة تحليلية أعلى وحدود كشف أفضل عبر المصفوفات المتنوعة.

دمج المطيافية المحللة زمنياً (TRS)

تقنياً، تدمج شيمادزو المطيافية المحللة زمنياً (TRS) لتعزيز نقاء الإشارة. من خلال التقاط انبعاث الضوء في فترات زمنية محددة داخل كل نبضة شرارة، يمكن للنظام التمييز بين ضوضاء الخلفية عالية الكثافة للتفريغ الأولي وانبعاث العناصر المميز الذي يليه. تعمل تقنية الفلترة هذه على تحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء بشكل كبير، مما يمكن من اكتشاف العناصر النزرة.

المحاذاة التلقائية للملف الشخصي والمعايرة

للحفاظ على الدقة لفترات طويلة، يتضمن البرنامج محاذاة تلقائية للملف الشخصي. تقنياً، يمكن أن تسبب التقلبات الحرارية تحولات طفيفة في مسار الضوء؛ يكتشف النظام هذه التحولات عن طريق قياس موضع خط مرجعي ويقوم تلقائياً بضبط فتحة الدخول. يضمن ذلك سقوط الضوء دائماً في مركز الكواشف، مما يحافظ على استقرار المعايرة ويقلل من الحاجة إلى إعادة التقييس اليدوي.

تحسين تدفق الأرغون وتصميم حامل الشرارة

تم تحسين تصميم حامل الشرارة تقنياً لضمان جو مستقر من الأرغون أثناء التحليل. يمنع التدفق الدقيق للأرغون عالي النقاء التلوث الجوي، الذي قد يؤدي إلى حدوث شرارات غير منتظمة وجودة بيانات رديئة. كما تم تصميم الحامل لسهولة الصيانة، مع وظيفة التنظيف الذاتي التي تزيل الغبار المعدني الناتج أثناء التبخير، مما يضمن تلامساً كهربائياً ثابتاً لكل عينة.

إدارة البيانات المتكاملة وتحديد درجة المعدن

بعيداً عن القياس الكمي الخام، يوفر البرنامج إطاراً تقنياً لتحديد درجة المعدن (Grade ID). من خلال مقارنة التركيزات العنصرية المحللة بقاعدة بيانات متكاملة للمعايير الدولية، يمكن للنظام تلقائياً تحديد درجة السبيكة المحددة. يعد هذا التحقق في الوقت الفعلي ضرورياً في عمليات إعادة تدوير الخردة وعمليات المسبك لمنع خلط المواد وضمان الامتثال للمواصفات.

اضغط هنا للتعرف أكثر على منتجات شركة Shimadzu