आर्क उत्सर्जन स्पेक्ट्रोमिटरको विगत र वर्तमान

जब परमाणु उत्सर्जन स्पेक्ट्रोमिटरको कुरा आउँछ, धेरैजसो मानिसहरूले तुरुन्तै ICP-AES वा सायद स्पार्क डाइरेक्ट-रिडिङ स्पेक्ट्रोमिटरहरूको बारेमा सोच्छन्। आर्क उत्सर्जन स्पेक्ट्रोमिटरहरूको उल्लेख कमैले गर्छन्। तैपनि, परमाणु उत्सर्जन स्पेक्ट्रोमिटर परिवारको एक अनुभवी सदस्यको रूपमा, यस प्रविधिले विगतका दशकहरूमा भूगर्भीय अन्वेषण, अलौह धातुहरू र पदार्थ विज्ञान जस्ता क्षेत्रहरूमा अजैविक तत्वहरूको गुणात्मक र मात्रात्मक विश्लेषणमा महत्त्वपूर्ण योगदान पुर्‍याएको छ।

आज पनि, उच्च-अन्त उपकरणहरू व्यापक रूपमा उपलब्ध भए तापनि, यसको फाइदाहरू - जस्तै पाउडर नमूनाहरूको प्रत्यक्ष विश्लेषण र उच्च संवेदनशीलता - ले यसलाई भूगर्भीय उद्योगमा चाँदी, बोरोन र टिन निर्धारण गर्ने तोकिएको विधि बनाएको छ। यो भूगर्भीय प्रयोगशालाहरूमा एक अपरिहार्य उपकरण बनेको छ र टंगस्टन, मोलिब्डेनम, निओबियम, र ट्यान्टलम जस्ता उच्च-शुद्धता धातुहरूमा अशुद्धता तत्वहरू, साथै तिनीहरूका अक्साइडहरू पत्ता लगाउनको लागि मानक सिफारिस गरिएको विधि पनि हो।

बढ्दो रूपमा ठूलो क्लासिक स्पेक्ट्रोग्राफ

पहिले, आर्क उत्सर्जन स्पेक्ट्रोमेट्रीका "भेटेरन्स" सँग परिचित होऔं। प्रारम्भिक आर्क आणविक स्पेक्ट्रोमिटरहरूले उत्सर्जन स्पेक्ट्रा खिच्न फोटोग्राफिक प्लेटहरू प्रयोग गर्थे र तिनीहरूलाई स्पेक्ट्रोग्राफ भनिन्थ्यो। कथा १९६९ मा सुरु भयो जब बेइजिङ बेइफेन रुइली विश्लेषणात्मक उपकरणहरू (समूह) कं, लिमिटेडको पूर्ववर्ती - बेइजिङ नम्बर २ अप्टिकल उपकरण कारखाना - ले एक मिटर प्लेन ग्रेटिंग स्पेक्ट्रोग्राफ सफलतापूर्वक विकास गर्यो। यो मोडेल आज धेरै प्रयोगशालाहरूमा सामान्य दृश्य बनेको छ।

एक मिटर स्पेक्ट्रोग्राफ

यो उपकरण एक सावधानीपूर्वक "डार्करूम मास्टर" जस्तै थियो। सञ्चालन गर्न गाह्रो भए पनि (फोटोग्राफिक प्रशोधन चरणहरू आवश्यक), यसको असाधारण संवेदनशीलताले आर्क स्पेक्ट्रल विश्लेषणको लागि जग बसाल्यो र त्यस समयमा यो अपरिहार्य थियो। तपाईंले ठूला मोडेलहरू पनि देख्नुभएको हुन सक्छ - ठूलो हरियो "ब्यारेल" भएको दुई-मिटर ग्रेटिंग स्पेक्ट्रोग्राफहरू।

दुई-मिटर ग्रेटिंग स्पेक्ट्रोग्राफहरू

त्यो दुई मिटरको फोकल लम्बाइ "ठूलो ब्यारेल" कति प्रभावशाली छ? अब, तलको यो विशाल वस्तुलाई हेर्नुहोस्। यसको फोकल लम्बाइ ३.४ मिटर भएको भनिन्छ, जुन सामान्य प्रयोगशालाको लागि उपयुक्त छैन, र यो ठूलो उत्तेजना प्रकाश स्रोतले पनि सुसज्जित छ।

३.४-मिटर ग्रेटिंग स्पेक्ट्रोग्राफ

३.४-मिटर ग्रेटिंग स्पेक्ट्रोग्राफ उत्तेजना प्रकाश स्रोत

जटिल डेटा अधिग्रहण प्रक्रिया

स्पेक्ट्रोग्राफबाट डेटा प्राप्त गर्नु एक कठिन र जटिल काम थियो: नमूना तयार गरेपछि, स्पेक्ट्रोग्राफ गरियो। एकपटक सकिएपछि, फोटोग्राफिक प्लेट होल्डरलाई हटाएर अँध्यारो कोठामा लैजानु पर्थ्यो। मधुरो रातो सेफलाइट अन्तर्गत, प्लेटको विकास, फिक्सेशन र धुलाई गरियो - कालो-सेतो फोटोहरू विकास गर्ने जस्तै प्रक्रिया।

सावधानीपूर्वक प्रशोधन गरिएको प्लेट अत्यधिक एक्सपोजरको कारणले पूर्ण रूपमा कालो हुन सक्छ, जसले गर्दा पहिलेका सबै काम बेकार हुन सक्छन्। वैकल्पिक रूपमा, विकासकर्ता वा फिक्सरसँग समस्याहरूको कारण, प्लेट प्रयोग गर्न धेरै अँध्यारो वा धेरै हल्का हुन सक्छ, जसले गर्दा पुन: सुरु गर्न बाध्य हुन सक्छ।

अँध्यारो कोठा

उत्सर्जन वर्णक्रमीय रेखाहरूको प्रशस्तताको कारण, तपाईंले तिनीहरूलाई उच्च आवर्धन अन्तर्गत जाँच गर्नुपर्थ्यो, प्रत्येक लक्ष्य तत्वको लागि विश्लेषणात्मक रेखाहरू एक-एक गरी छान्नुपर्थ्यो। मात्रात्मक विश्लेषणको लागि डेन्सिटोमिटर प्रयोग गरेर तिनीहरूको घनत्व मापन गर्नुपर्थ्यो। अनुभवी विश्लेषकहरूको लागि पनि, यो सजिलो काम थिएन; नौसिखियाहरूका लागि, यो एक दुःस्वप्न थियो। रेखाहरूमा हेर्दा आँखा तनावग्रस्त भए पनि, केही विश्लेषणात्मक रेखाहरू मात्र पहिचान भए।

छवि सेन्सरहरूले फोटोग्राफिक प्लेटहरू प्रतिस्थापन गर्छन्

प्राविधिक प्रगतिसँगै, छवि सेन्सर प्रविधि परिपक्व भयो र उद्योगहरूमा अनुप्रयोगहरू फेला पार्यो। जसरी डिजिटल क्यामेराले फिल्म क्यामेराहरूलाई प्रतिस्थापन गर्‍यो, त्यसरी नै छवि सेन्सरहरूले परम्परागत फोटोग्राफिक प्लेटहरूलाई प्रतिस्थापन गरेर आर्क उत्सर्जन स्पेक्ट्रोमेट्रीमा क्रान्तिकारी परिवर्तन ल्याए। फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव प्रयोग गरेर, यी सेन्सरहरूले अप्टिकल सिग्नलहरूलाई विद्युतीय सिग्नलहरूमा रूपान्तरण गरे, अन्ततः कम्प्युटर सफ्टवेयरमा प्रत्यक्ष प्रदर्शनको लागि तिनीहरूलाई डिजिटलाइज गरे - परम्परागत स्पेक्ट्रोग्राफहरूको बोझिलो डेटा अधिग्रहण प्रक्रियालाई हटाउँदै।

वास्तविक मोड २०११ र २०१४ को बीचमा आयो।बिएफआरएलAES-7000 शृङ्खला सुरु गर्‍यो - एक विघटनकारी नवप्रवर्तन जसले "प्रत्यक्ष पठन" प्राप्त गर्न फोटोमल्टीप्लायर ट्यूबहरू (PMTs) सँग आर्क स्रोत स्पेक्ट्रल विश्लेषणलाई संयोजन गर्‍यो। प्रयोगकर्ताहरूलाई अन्ततः प्लेट प्रशोधन र घनत्व मापन जस्ता श्रम-गहन चरणहरूबाट मुक्त गरियो, नाटकीय रूपमा दक्षतामा सुधार आयो र भूगर्भ र धातु विज्ञानमा यो प्रविधिको अपनाउने गति बढ्यो।

AES-७००० शृङ्खला छिटो भए पनि, यसमा सीमितताहरू थिए—यसको वर्णक्रमीय रेखाहरू निश्चित गरिएका थिए। २०१७ मा,बिएफआरएलअर्को पुस्ताको आर्क उत्सर्जन स्पेक्ट्रोमिटर, AES-8000 को आधिकारिक सुरुवातसँगै अर्को फड्को मार्यो। यो उपकरणले परम्परागत एक-मिटर ग्रेटिंग स्पेक्ट्रोग्राफहरूको शक्तिहरू - वैकल्पिक वर्तमान/प्रत्यक्ष प्रवाह (AC/DC) आर्क उत्तेजना, तीन-लेन्स रोशनी प्रणाली, र क्लासिक एबर्ट-फासी अप्टिकल मार्ग - प्राप्त गर्‍यो जबकि सिग्नल पत्ता लगाउनको लागि उच्च-प्रदर्शन CMOS सेन्सर अपनाएको थियो। पूर्ण रूपमा पुन: डिजाइन गरिएको, यसले "यो अवस्थित छ भनेर थाहा पाउनु" बाट "सबै हेर्नु" सम्मको छलांग हासिल गर्‍यो। सञ्चालन गर्न सरल, छिटो, र सुविधाजनक, AES-8000 ले स्पेक्ट्रोग्राफ प्रयोगकर्ताहरूको पीडा बिन्दुहरूलाई प्रत्यक्ष रूपमा सम्बोधन गर्‍यो र चाँडै आर्क उत्सर्जन स्पेक्ट्रोमिटरहरूको नयाँ पुस्तामा मुख्यधारा उत्पादन बन्यो।

✔ कार्यसम्पादन सफलता: "एबर्ट-फासी अप्टिकल प्रणाली + CMOS डिटेक्टर" संयोजनको अपनाउने। CMOS को संवेदनशीलता सामान्य CCD हरूको भन्दा धेरै गुणा बढी छ, र पेटेन्ट गरिएको अप्टिक्ससँग मिलेर, पृष्ठभूमि हस्तक्षेप कम गरिएको छ।

✔ मुख्य नवप्रवर्तन: वास्तविक पूर्ण-स्पेक्ट्रम विश्लेषण। यसले भूगर्भीय नमूनाहरूमा चाँदी, टिन र बोरोन जस्ता तत्वहरूको सही मापन गर्ने उद्योग चुनौतीलाई मात्र समाधान गरेन तर राष्ट्रिय मापदण्डहरूको परिशुद्धता आवश्यकताहरू पनि पूरा गर्‍यो।

✔ स्मार्ट अनुभव: स्वचालित इलेक्ट्रोड पङ्क्तिबद्धता, सुरक्षा इन्टरलकहरू, स्वचालित सफ्टवेयर पृष्ठभूमि सुधार - यी बुद्धिमान सुविधाहरूले उपकरणलाई सटीक मात्र होइन तर अझ "प्रयोगकर्ता-मैत्री" र सुरक्षित पनि बनाउँछ।

AES-8000 AC/DC आर्क उत्सर्जन स्पेक्ट्रोमिटर

पुरानो र AES-8000 बीचको तुलना

क्लासिकबाट नवीन, र त्यसपछि फेरि एक पटक क्लासिक बन्दै। आर्क उत्सर्जन स्पेक्ट्रोमिटरको विकासमा, बेइजिङ बेइफेन-रुइली विश्लेषणात्मक उपकरणहरू (समूह) कं, लिमिटेडको प्रयासले "प्राविधिक रिले" को स्पष्ट मार्ग प्रतिबिम्बित गर्दछ, जुन यसको उत्पादन पुनरावृत्तिहरूले प्रदर्शन गर्दछ। निरन्तर आत्म-सुधार मार्फत, कम्पनीले बुद्धिमान प्रविधिको युगमा "प्राचीन" विश्लेषणात्मक प्रविधिलाई पुनर्जीवित गरेको छ।