浅析DF-100直读光谱仪在铸造及冶金分析中的应用

文/王宽，天津东明电子工业有限公司

浅析DF-100直读光谱仪在铸造及冶金分析中的应用

文/王宽，天津东明电子工业有限公司

DF-100直读光谱分析技术在冶金铸造行业中是成分检测最主要的手段之一。本文首先介绍了 DF-100直读光谱仪的基本工作原理和DF-100直读光谱仪的特点，然后指出了 DF-100直读光谱仪在铸造及冶金分析中的应用过程中产生误差的原因，最后探讨了DF-100直读光谱仪应用中的误差消除对策。

DF-100直读光谱仪；冶金分析；应用；误差；消除对策

1 DF-100直读光谱仪的基本工作原理

直读光谱仪的工作原理是它工作的基础，所以，对于直读光谱仪的具体的工作原理我们要了解并加以分析。直读光谱仪与所有的光谱仪都有一个工作的基础，那就是利用具体的色散工具进行分光，如果对一个复杂的光波进行测定，不仅仅浪费时间，更不能保证光波测定的准确程度，所以，我们在测定光波前需要把复杂的高强度的光波分成几部分均匀的光波，然后分别对这些分出来的较简单且强度大大减小的光波进行强度测定，这样就容易的多，并且强度的测定更加的精准，这才是我们要达到的目的。计算机对光谱仪进行实时监控，一有问题及时进行处理。

2 DF-100直读光谱仪的特点

直读光谱仪是一项操作较为简单的分析方法，其有着较多的特点，而且具有效率高、速度快等优点。在应用的过程中，直读光谱仪自动化程度比较高，不需要耗费较多的人力资源，而且危险性低，只需要简单的按钮，即可完成有效成分的测量。这种仪器的应用范围比较广，而且工作效率比较高，不易出现故障问题。分析铅成分时只需单人操作，几十种元素的化验结果需由打印机打印出化验报告，整个过程几乎全部由机器来完成。化验结果可存储于计算机内，便于日后整理查询，尤其适用于配制合金时炉前快速分析，及时调整合金的成分。使用前首先应确定直读光谱仪的基体，根据不同需求可安装不同的基体，如铁基、铜基、铅基，如化验铅成份即采用铅基；其次是需要化验的元素在直读光谱仪是否有通道，通道一般在选定供货商后，第一满足当前元素及含量使用的范围，第二是满足准备近期开发新产品可能化验的元素和含量的范围；最后再根据国内外行业的最新发展动态，确定未来发展趋势所使用元素及含量的范围。

3 DF-100直读光谱仪在铸造及冶金分析中的应用过程中产生误差的原因

在利用直读光谱仪来对铸造金属的成分进行检测的过程中，同一个测量人员，在利用同样的测量方法和测量仪器，来对同一样品进行多次的检测，其检测结果不能保证完全相同，在这样的情况下可以看出，检测误差的产生是不可避免的，其中产生误差的原因有很多，其主要原因在于光谱的性能不稳定，另外是所检测物品表面的处理不符合相关的标准，在进行检测的过程中，激发光源是其中最为重要的一部分，其主要作用是为了使样品进行蒸发和激发。但是在实际的检测当中，铸造金属的蒸发或者激发之间没有明显的界线，这些过程几乎是在同步进行的，在这样的情况下，都会对检测结果造成一定程度的影响；除了光源激发的条件之外，检测的对象也会对检测结果造成影响，在进行检测的过程中，不能仅仅使用一种检测条件来对不锈钢中的成分进行分析,另外样品本身会使氩气的放电的情况下引入一定量的氧气，从而会对检测结果产生一定的影响。

4 DF-100直读光谱仪应用中的误差消除对策

针对以上检测误差的产生原因，在具体的检测过程中，需要对其中的各个环节进行把握，在最大程度上保证检测结果的精确程度，一般情况下，其误差消除对策包括以下方面。

4.1 正确取样

在进行光谱分析的时候，其中取样的方法和对样品的处理结果，也会对检测的精度产生一定的影响，在进行炉前分析的时候，需要对炉中的样品进行快速的红切，一旦发现样品出现有裂纹和气孔的情况，就需要进行重新选样，在对低碳铸造金属进行检测的时候，为了进一步提高其中碳含量检测结果的准确度，需要将红料放在流水当中进行急速的冷却，以此来使样品形成马氏体和奥氏体；对于碳含量较高的铸造金属来说，需要在对其进行切割之后采取暖冷，这样可以避免样品产生裂缝；在对铸铁和球墨进行检测分析的过程中，需要保证样品进行充分的白口化，其中的取样温度、冷却速度和脱模时间需要按照相应的标准来进行确定；在对不同材料进行分析的时候，需要根据材料的不同性质，来采取不同的研磨工具，以此来去除样品表面的氧化层，保证检测结果的整体精度。

4.2 提高操作人员的检测水平

在检测的过程中，工作人员是其中的主导者,操作人员的专业水平和操作能力直接决定了检测的准确程度，在这样的情况下，需要保证操作人员对样品和分析方法有着足够深的认识。另外，也需要保证操作人员的整体操作熟练程度；最后，由于分析过程所用的时间较长，这就需要检测人员的身体素质和心理素质达到相应的标准，才能专心的来完成整个检测工作。

4.3 检测设备

为了提高检测分析结果的精度，消除其中的误差，需要对其中所使用的设备进行相应的保养，一般情况下，所使用的设备主要包括样品加工设备和分析检测

仪器，在实际的检测过程中，需要保证其中分光计的整体精度，达到检测所需要的标准，另外也需要对光源的性能进行严格把握；针对不同样品的特性，来选择不同的样品加工设备，并且需要保证在引入样品的时候，不影响氩气系统的整体稳定程度。

4.4 样品和检测环境

在对样品进行检测之前，需要根据相关的规定，来对样品的代表性、热处理状态和组织结构状态进行分析，另外需要对样品成分的均匀性进行及时控制，保证组成结构的统一性，在对样品进行磨制的过程中，需要根据样品的性质来采取合适的方法；另外，需要对进行样品检测环境的温度、湿度照明和电磁干扰等条件进行严格控制，以此来保证仪器的整体稳定性。

5 结语

随着材料科学的不断的发展和冶金新工艺的进一步推广，对冶金分析技术必然提出了更高的要求，DF-100直读光谱仪也将乐意接受这些挑战。智能化、小型化适合野外现场分析的仪器等分析工作中的切实需要，都将推动DF-100直读光谱仪冶金分析技术的飞跃发展。

[1]鲍健.直读光谱仪在铸造炉前分析的应用理化检验(化学分册)，2009(10)

[2]韩春蕾.直读光谱仪在有色金属分析中的应用[J].电子世界，2013（2）：88.