DM2400S/Cl

MEDXRF微量测硫氯仪



满足国Ⅴ、国VI对车用汽柴油超低S检测要求


低检测限(300s):

S: 0.26ppmCl: 0.18ppm


采用

单色激发能量色散X射线荧光(MEDXRF)分析技术

高衍射效率对数螺线旋转双曲面(LSDCC)人工晶体

高计数率(2Mcps)和分辨率(123eV)SDD探测器

合理kVmA靶材组合的微焦斑薄铍窗X射线管


符合标准:

GB/T 11140

ISO20884

ASTM D2622

ASTM D7039

ASTM D7220

ISO 15597

ASTM D4929

ASTM D7536


概述

DM2400S/Cl型单色激发能量色散X射线荧光微量测硫氯仪,简称DM2400S/ClMEDXRF微量测硫氯仪。它采用以下技术和器件,实现单色聚焦激发,提高了激发强度并降低了背景信号,这使得采用50W光管的能谱仪DM2400S/Cl与传统XRF仪器相比,显著降低了检测限、提高了精度、降低了对基体效应的敏感性,实已将现代科技发挥到极致。MEDXRF是一种直接测量技术,不需要消耗气体或样品转换。

DM2400S/ClDM2400MEDXRF轻元素光谱仪的简化版,是专门为测量硫和氯所设计的。由于它的高选择性,使仪器所使用的单色化晶体远小于DM2400,而单色激发的仪器其晶体价格占成本较大的比例,从而使DM2400S/Cl具有极高的性价比。


单色激发能量色散X射线荧光(MEDXRF)分析技术

1. MEDXRF分析技术原理图图


X射线荧光光谱仪的检出限LODlimit of detection)是指由基质空白所产生的仪器背景信号标准偏差的3倍值的相应量,即:

1

式中,Rb为背景(本底)计数强度,N为已知浓度为C的低浓度试样的计数强度,T为测量时间。从式(1)可以看出检出限与灵敏度(N-Rb/C成反比,与背景Rb的平方根成正比。在测量时间一定的情况下要降低检出限,就必须提高灵敏度和(或)降低背景。

2. 样品的XRF光谱图


传统XRF,无论是EDXRF还是WDXRF,无法实现较低检出限的一个主要原因是X射线光管出射谱中连续轫致辐射的散射使得荧光光谱的连续散射背景较高。

单色激发能量色散X射线荧光(Monochromatic Excitation Beam Energy Dispersive X-Ray Fluorescence)分析技术,就是采用光学器件将X射线光管出射谱单色化,进而使得荧光光谱的连续散射背景极大地降低,同时尽可能少的降低甚至于可能的话增加所需激发X射线的单色化的线或窄能量带的强度,从而大大降低了检出限。相比传统的EDXRF降低了12个数量级,相比大功率(如4kw)的WDXRF也要低得多。


高衍射效率对数螺线旋转点对点聚焦人工单色晶体

X射线光管出射谱单色化的方法很多,有滤波片法,二次靶法和衍射法等。而衍射法中的双曲面衍射晶体DCCDoubly CurvedCrystals)是单色化最好和效率最高的。

衍射必须满足Bragg定律:

nλ=2dsinθ 2

3. X射线管的出射谱,和经LSDCC单色化的特征X射线入射谱


也就是说从源出射的射线其波长必须满足(2)式才被衍射,所以其具有极好的单色化。又由于DCC能将点源聚焦,所以有大的收集立体角,从而有极高的效率。另外,聚焦还能使照射到样品的光斑很小,从而使小面积的半导体探测器Si-PINSDD可以接受在样品较小面中大部分的荧光射线,也就是说DCC还提高了探测效率。

4. LSDCC点对点聚焦原理图


DCC按其曲面又分为半聚焦(Johann),全聚焦(Johansson)和对数螺线(Logarithmic Spiral)等。其中半聚焦只是部分满足衍射条件,所以经半聚焦DCC单色化的特征X射线入射谱是最差的。全聚焦是完全满足衍射条件且是点对点聚焦的。但全聚焦DCC的制造工艺极其复杂,除弯曲外它必须有一个磨成R曲面的过程,天然晶体如SiGe等是很脆的,极不容易磨制,而人工晶体是不可能磨制的,另外天然晶体通常在非常窄的光谱区域中X射线。导致靶材特征X射线只有一部分被衍射,积分衍射率低。

DM2400S/Cl采用的对数螺线旋转双曲面人工晶体DM30L,是集本公司技术精英经2年的刻苦专研研制而成的专利产品。对数螺线DCC也是完全满足衍射条件的,虽然聚焦不是点对点的,而是点对面的,但由于这个面很小,一般只有2mm左右,所以可认为是点对点的。它用的是DM人工晶体,该晶体的积分衍射率是天然晶体的310倍,所以该晶体的效率是目前世界上最高的。另外,它只需弯曲无需磨制和拼接,制造方便。


高分辨率(123eV)高计数率(2 Mcps)SDD探测器

X射线探测器的种类有很多,有正比计数管,Si-PIN探测器和硅漂移探测器SDD等。探测器的分辨率以全能峰的半宽度表示,全能峰的净计数与半宽度无关,但其背景计数与半宽度成正比,所以分辨率越高则检出限越低。正比计数管的半宽度是半导体探测器的8倍左右,所以检出限高8的平方根倍左右。Si-PIN的分辨率比SDD的稍差,且其在高计数率下分辨率急剧下降,所以SDD是最好的探测器。

DM2400S/Cl采用德国KETEK公司生产的VITUS H20 CUBE(最高级)SDD探测器,其分辨率小于123eV,有效探测面积20mm2,计数率2 Mcps


合理kVmA、靶材组合的微焦斑薄铍窗X射线管

激发样品的X射线能量越接近所需分析元素的吸收限,其激发效率就越高。DM30L晶体仅衍射X射线管出射谱中的高强度特征X射线,其有靶材发出。所以合理的选用靶材能得到最高的激发效率。DM2400S/Cl由于测量SCl,所以选择Ag作为靶材。

选定靶材后,在X射线光管最大功率一定的情况下,如50W,合理的光管高压(kV)和电流(mA)组合能达到最大的激发效率。由于采用点对点的聚焦,所以必须采用微焦斑的X光管。由于靶材的特征X射线能量很低,所以必须用薄铍窗X射线管。

DM2400S/Cl采用50W微焦斑Ag靶薄铍窗X射线管,并对kVmA进行合理佳组合。


适用范围

适用于炼油厂、检测及认证机构、油库、实验室测量范围从0.5ppm10%各种油品(如汽油、柴油、重油、残渣燃料油等)、添加剂、含添加剂润滑油、以及炼化过程中的产品中SCl元素的同时测量。

亦适用于水溶液中的氯及各行各业任何材料中SCl元素的同时测量。



特点

快速同时所需测量元素同时快速分析,一般几十秒给出含量结果。

低检出限采用先进MEDXRF技术,LSDCC核心技术,达到极低检出限。具极高的重复性和再现性。

长期稳定采用数字多道,PHA自动调整、漂移校正、偏差修正等功能具极好的长期稳定性。

环保节能射线防护达豁免要求。分析时不接触不破坏样品,无污染,无需化学试剂,也不需要燃烧。

使用方便触摸屏操作。样品直接装入样品杯,放入仪器后只需按[启动]键即可,真正实现一键操作。

高可靠性一体化设计,集成化程度高,环境适应能力强,抗干扰能力强,可靠性高

高性价比无需钢瓶气体,运行维护成本极低。价格为国外同类产品的一半。是真正的高性价比产品。


校准

用已知含量的7个含SCl样品对仪器进行标定,得图7的工作曲线。

7. SCl样品工作曲线


这些工作曲线的相关系数γ 均大于0.999,表示DM2400S/ClMEDXRF微量测硫氯仪的线性误差极小。


重复性(r):

同一个操作者,在同一个实验室,使用同一台DM2400S/Cl在相同条件下对同一试样采用正确的操作方法连续进行测定,得到的两个试验结果之差,20个中第二大的那个即为测试结果的重复性rS测试结果的重复性rCl测试结果的重复性r分别如表1和表2

由表1和表2可知,所有SCl测试结果的重复性r 均小于表中标准所要求的重复性r表示DM2400S/ClMEDXRF微量测硫氯仪,S完全满足GB/T 11140ISO20884ASTM D2622ASTM D7039ASTM D7220等标准有关重复性r的要求;测Cl完全满足ASTM D4929ASTM D7536ISO15597等标准有关重复性r的要求。


1. S测试结果的重复性r再现性R与各标准要求的重复性r再现性R比较



2. Cl测试结果的重复性r再现性R与各标准要求的重复性r再现性R比较



再现性(R)

不同的操作者,在不同的实验室,使用不同DM2400S/Cl对同一试样采用正确的操作方法进行测定,得到两个单一和独立的试验结果之差,20个中第二大的那个即为测试结果的再现性RS测试结果的再现性RCl测试结果的再现性R分别如表1和表2

由表1和表2可知,所有SCl测试结果的再现性R 均小于表中标准所要求再现性R表示DM2400S/ClMEDXRF微量测硫氯仪,S完全满足GB/T 11140ISO20884ASTM D2622ASTM D7039ASTM D7220等标准有关再现性R的要求;测Cl完全满足ASTM D4929ASTM D7536ISO15597等标准有关再现性R的要求。


主要技术指标


测量元素

SCl

X射线管

电压:≤50keV,电流:≤2mA,功率≤50W,靶材:Ag

探测器

SDD,有效面积:20mm2,分辨率:≥123eV,计数率:≤2Mcps,入射窗:8μm

检测限(300s)

S0.26ppmCl0.18ppm

测量范围

检测限的3倍~9.99%

线性误差

分析精度

S:满足GB/T 11140ISO20884ASTM D2622D7039D7220等的相关要求。

Cl:满足ASTM D4929ASTM D7536ISO 15597等的相关要求。

系统分析时间

1999s,推荐值:微量测量为300s,常量测量为60s

使用条件

环境温度:540℃,相对湿度:≤85%(30),供电电源:220V±20V50Hz≤200W

测量氛围

自充气系统或氦气

尺寸及重量

330mm×460mm×350mm25kg