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氬氣在直讀光譜儀檢測元素中的關鍵作用
發布時間:2025-10-24 08:43:20 點擊:26
在直讀光譜分析儀的應用中,氬氣是主要的氣源,在分析檢測環節發揮著舉足輕重的作用。然而,若在使用過程中操作不當,便會嚴重影響檢測數據的有效性。
鋼中的硫元素實際上是一種有害成分,需要對其進行嚴格把控。直讀光譜儀能夠有效檢測硫元素,但硫元素與其他元素存在差異。作為非金屬元素,硫激發產生的特征波長較長、能量較低,且受光路影響較大,是光譜分析元素中較為敏感的一種,而氬氣在硫元素檢測過程中起著至關重要的作用。
氬氣對檢測的積極影響
氬氣能夠防止試樣表面被氧化,從而提高背景與譜線的強度之比,穩定激發質量。硫分析的穩定性與氬氣的流量、壓力以及純度密切相關。
防止試樣氧化
在直讀光譜儀檢測過程中,試樣處于激發狀態,容易與空氣中的氧氣發生反應而被氧化。氬氣作為一種惰性氣體,能夠在試樣周圍形成保護氣氛,有效隔絕空氣,防止試樣表面被氧化,保證檢測過程中試樣的性質穩定。
提高信號強度比
合適的氬氣環境可以提高背景與譜線的強度之比。背景信號主要來自于儀器本身的噪聲和雜散光等,而譜線信號則是待測元素特征光譜的強度。氬氣的存在可以減少外界干擾,使譜線信號更加清晰,從而提高兩者的強度比,有利于更準確地檢測硫元素的含量。
穩定激發質量
穩定的激發質量是獲得準確檢測結果的關鍵。氬氣能夠為試樣的激發提供一個穩定的環境,保證激發過程的連續性和一致性。它可以使試樣在激發過程中產生的等離子體更加穩定,從而提高激發質量,使硫元素的特征光譜能夠穩定地被檢測到。
氬氣影響的具體表現及應對措施
氬氣對直讀光譜儀檢測硫元素的影響主要體現在三個方面:氬氣不純、氬氣流量太小以及氬氣的靜態流量問題。
氬氣不純的影響及應對
當氬氣不純時,硫的強度會出現一定程度的波動,通常表現為無規律的偏低,而且通過標準化無法消除這種影響。這種影響比較容易察覺,一旦氬氣不純,激發時會產生異常聲音,聽起來尖銳刺耳,同時激發點也不正常。當氬氣嚴重不純時,激發點會發白;輕度不純時,點的邊緣會有白花存在。這是因為氬氣中含有氧氣,在激發初期會與金屬原子結合形成氧化層,干擾甚至破壞整個激發過程,導致硫的強度受到不同程度的影響。
要消除這一影響,關鍵在于保證氬氣的純度不低于 99.999%,并且確保管路的氣密性良好。在選擇氬氣供應商時,要選擇信譽好、質量有保障的廠家,同時定期對氬氣管道進行檢查和維護,防止出現泄漏現象。
氬氣流量和壓力太小的影響及應對
氬氣的流量和壓力決定了其對試樣放電表面的沖擊力。如果氬氣的流量和壓力太小,沖擊力就會降低,不足以將試樣激發過程中產生的氧和氧化物沖洗掉。這些氧化物會凝聚在樣品表面和電極上,抑制試樣的繼續蒸發,導致硫元素沒有完全蒸發,從而使蕞終分析結果偏低。這種現象同樣適用于其他元素。此外,氬氣流量和壓力過小還會使激發室內氬氣不足,導致激發質量不好或激發不完全,硫的強度會表現為嚴重偏低甚至沒有。
解決這一問題的方法是增大氬氣流量。在正常分析前,需要檢查氬氣的流量壓力表,將輸出壓力控制在 2.2Mpa - 2.5Mpa 之間,流量控制在 3.5L/min。可以通過調節氬氣減壓閥來控制輸出壓力,通過流量計來控制流量。
氬氣的靜態流量影響及應對
光譜儀在待機或一段時間內不分析時,要保證一定的靜態流量。靜態氬的流量一般控制在大約 0.2 - 0.5L/min。如果光路內無靜態氬或靜態氬不足,會影響 200nm 以下的元素的光強值,S 的光強值會表現為偏低并伴隨不穩定,隨著時間的推移光強值還會不斷升高。
處理這種現象的方法很簡單,只需多激發幾次并等待 30 分鐘以上。這種現象同樣適用于 C 和 P 元素。在實際操作中,可以在光譜儀的控制系統上設置靜態流量參數,確保在待機狀態下氬氣能夠以合適的流量持續供應。
氬氣在直讀光譜儀檢測硫元素環節起著至關重要的作用。為了保證檢測結果的準確性和可靠性,必須嚴格控制氬氣的純度、流量和壓力等參數,確保氬氣在檢測過程中能夠發揮蕞佳的作用。
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