如何提高样品测量结果的准确性【如何提高直读光谱仪检测结果的准确性】

　　摘要：文章根据德国斯派克公司的SPECTROMAXx型直读光谱仪的操作指南以及日常操作经验，总结出了提高直读光谱仪检测结果准确性的几项措施，为提高实验室的检测能力提供了可靠的参考依据。
　　关键词：SPECTROMAXx型直读光谱仪；检测结果；准确性
　　中图分类号：TH744 　　　　 文献标识码：A 　　 文章编号：1009-2374（2012）20-0098-03
　　不同元素的原子被电极激发后，发出不同的特征光谱，该元素发射的谱线强度和它的含量成正比。德国斯派克公司的SPECTROMAXx型直读光谱仪正是利用这一原理来测定被测样品的组成和含量的分析仪器。该仪器一次分析元素多、分析范围广、分析速度快、操作方便且检出限低、精度高，广泛应用于冶金、铸造、压铸、钢铁和有色金属行业的炉前快速分析，汽车、航空航天、机电设备、工程机械、石油化工、电子电工、教育科研、第三方检验机构等各个领域的金属材料元素精确定量分析。在光谱定量分析中，由于受到人员、环境、仪器性能等方面的影响，使测得的结果不可能和真实含量完全一致，经常会出现分析结果不稳定、偏差忽大忽小的情况。为确保检测结果的准确性，经不断的学习，总结操作经验，认真研究分析后，总结出了提高直读光谱仪检测结果准确性的几项措施，现总结如下：
　　1　直读光谱试验室必须具备的安装条件
　　（1）试验室内环境温度一般在10℃～30℃，相对湿度20%～80%，无冷凝。要远离化学腐蚀性气体。室内温度的增加会增加光电倍增管的暗电流、降低信噪比。湿度大容易产生高压元件的漏电、放电现象，使分析结果不稳定。
　　（2）氩气的供给纯度必须达到99.998%以上。氩气管道尽量靠直读光谱仪近些，如果氢气纯度不够，容易造成激发点不好，必须选购氩气净化装置连接在气路中。不纯氩气中的水分等杂质会影响激发效果，降低光强值，激发斑点变坏。而且水分经激发电离后产生氧，氧会吸收P、S等短波元素，使这些元素的光强值下降，从而导致分析结果出现
　　偏差。
　　（3）为了保证仪器的分析精度，输入试验室的电源应该接在交流稳压器上，其输出电压接到直接光谱仪器上。电源电压变化容易引起激发单元的放电电压的改变，电源电压要求应在－15%～＋10%以内。
　　2　样品分析前的准备工作
　　（1）检查设备和PC的电源电压选择开关是否设置到了适当的输入电压（230V上下浮动10%～15%）。
　　（2）检查过滤盒的刻度，过滤盒中必须保持半盒的水量（最小满度50%，最大满度75%）。
　　（3）将氩气压力设置为0.7MPa。如果未正确设置氩气压力，则会在火花台芯中形成涡流，此时将不能获得正确的测量结果。气瓶内最小压力为1.0MPa。
　　（4）打开光谱仪，双击Spsrk Analyzer MX图标，打开分析软件，检查软件下部温度提示栏背景是否为蓝色，是则温度太低，要让仪器稳定一个小时，等背景的蓝色消失。背景蓝色是提示仪器内部的光学元件其性能还未稳定，在这期间进行分析会影响分析结果的准确性。
　　（5）通过激发RH18样品看激发点判断氩气是否正常。将RH18样品重新磨好，放在火化台上，按F2激发，看激发点是否正常，如果不正常，按Ctrl+F冲气三分钟，直到RH18激发点正常。如果激发点始终不正常，应该更换氩气。
　　（6）直读光谱仪的标准化。标准化是光谱分析操作的主要部分，光谱仪内不规则的微小物理变化会使工作曲线产生漂移，影响分析的准确性，而进行标准化可以对这种漂移进行修正计算，调整影响光谱仪测量值的物理变化，保证分析结果的准确性。表1为标准化对分析结果的影响。
　　表1　标准化对分析结果的影响
　　ICAL标准化应该每隔6天做一次，或者仪器提示要做ICAL标准化的时候应该要做。
　　类型标准化要求每隔8小时应该做一次。由于外界条件或仪器自身条件的改变，仪器会存在分析误差，如果不消除这种分析误差，那么分析出来的结果是不准确的。SPECTROMAXx型直读光谱仪采取类型标准化的方法来修正分析误差。
　　标准样品应尽可能选择与被测样品组成相接近的基体标准样品，当选择不到类似样品基体的冶金标准样品时，可选择与被测元素含量相当的其他基体的冶金标准样品；绝对不要用含量比分析样品含量低很多的标样，否则会造成较大的分析偏差。
　　做标准化时应特别仔细，每个样品首次激发前要仔细核对其编号是否与光谱仪计算机屏幕上提示的编号一致。此外，标准化样品应成分均匀，表面平整清洁，磨样有纹路；做标准化的频率与许多因素有关，通常分析的次数越多，需要标准化校正的频率越小。
　　3　正确进行样品分析
　　（1）认真制备试样。光谱分析结果的好坏在很大程度上取决于样品。样品经切割机和磨样机处理后，其大小和形状应适合于火花架，激发面能密封住激发孔；样品表面清洁平整，无裂纹、砂眼、气孔等缺陷，磨样应当有纹路；样品背部的锈皮及油污应打磨掉，保证样品和火花架接触良好，不能有漏气现象。如有漏气，激发试样的声音不正常，激发斑点变白。磨制好的样品温度应不超过40℃，否则会导致分析结果偏高。
　　（2）激发样品。样品制备好后，放入火花台中即可激发。每个样品至少激发3次，如果数据稳定，即可进行数据处理。在激发过程中注意倾听激发声音是否正常，大部分激发不正常会通过声音表现出来，激发正常的声音应平稳、不尖锐；每分析一个试样前，激发一个标样以测试标准化后工作曲线的准确程度，提高分析的准确性。
　　每次扫描之后应清洁电极。钨电极放电以后，激发产生的金属蒸汽会污染激发，而且会改变间隙放电距离，对测量结果有不良影响。尤其是对C元素的影响最为明显。所以必须激发一次后就要用钨丝刷清理电极，以提高分析的准确性。
　　另外当更改基体时，火花台必须要清洁干净，以防止高含量元素对低含量元素的影响，而且还要更换玻璃垫片、电极和电极刷。
　　表2　钨电极未做清理对分析结果的影响（C%）
　　4　做好直读光谱仪的维护保养工作
　　在日常工作中做好仪器的维护保养不仅可以提高分析的准确性，还能大大减少光谱仪的故障率。
　　（1）每周应清洁空气光学系统的入光窗口。
　　（2）每月应检查或更换过滤盒用水。过滤盒中必须保持半盒的水量（最小满度50%，最大满度75%）。
　　（3）每月应清洁紫外线光学系统的入光窗口。
　　（4）每月应清洁空气过滤器。
　　（5）清洁或更换过滤和中的滤芯。
　　（6）定期彻底清洁火花台。
　　样品在激发的过程中，产生大量的金属蒸气。一部分金属蒸气随氩气排出仪器外，剩余的一部分附着在火花台上，造成严重的污染。火花台垫片也附着一层金属化合物，还有大量粉末沉积在底部。这种严重的污染使两电极之间绝缘性能降低，影响激发效果。特别是激发含有低熔点元素的合金时，低熔点的金属挥发物喷溅在火花室绝缘套的表面，严重时可使两极间直接短路，烧坏电极架的高压绝缘部分，造成仪器损坏。另外清理火花台一定要打开台板去吸玻璃套里的灰尘，如不打开火花台直接吸，会把水吸到火花台内，造成仪器无法
　　工作。
　　（7）定期更换标准化样品。标准样品主要用于校准仪器和建立分析工作曲线，应正确使用和存放标准样品，防止其标准值发生变化。
　　5　结论
　　总之，采用直读光谱仪检测冶金产品化学成分，应正确选择标准样品，定期对仪器进行校准、维护和保养，按照仪器设备操作规程进行操作，认真学习光谱仪理论知识，努力提高操作技术水平，确保检测数据的准确、可靠。
　　参考文献
　　[1]　SPECTROMAXx型直读光谱仪的操作及维护指南[S]．
　　[2]　张和根，叶反修．光电直读光谱仪技术[M]．北京：冶金工业出版社，2011．
　　（责任编辑：秦逊玉）