金屬元素分析儀的由來(lái)和發(fā)展

　　目前，國內冶金、鑄造、機械等行業(yè)的用戶(hù)為分析金屬材料中除碳硫以外的微量元素成分時(shí)，可使用的儀器有以下幾類(lèi)：

　　1.光譜分析儀。優(yōu)點(diǎn)是一次可以分析多種元素，精度較高。缺點(diǎn)是價(jià)格太高，一套幾十萬(wàn)到上百萬(wàn)，所以目前只有少數大型企業(yè)使用。

　　2.分光光度計。優(yōu)點(diǎn)是檢測波長(cháng)選擇方便，價(jià)格不高。缺點(diǎn)是檢測結果不能直接顯示(要換算);沒(méi)有曲線(xiàn)建立調用功能，檢測不同元素每次要重新定標;比色皿放入和倒出液體不方便;對操作人員的化學(xué)分析基礎知識要求高，因此不能適應企業(yè)現場(chǎng)在線(xiàn)檢測分析的需要。

　　3.比色元素分析儀。優(yōu)點(diǎn)是使用方便，價(jià)格也不高，對操作人員的化學(xué)分析基礎要求不高，因此被廣泛用于企業(yè)生產(chǎn)檢驗現場(chǎng)分析。但由于其產(chǎn)生的歷史原因，存在以下先天性缺陷。

　　光電比色元素分析儀是我國在上世紀60年代適應鋼鐵冶金五大元素(碳、硫、硅、錳、磷)的現場(chǎng)在線(xiàn)檢測分析的需要而發(fā)展起來(lái)的。當時(shí)檢測碳、硫采用碳硫分析儀，檢測硅、錳、磷研制了元素分析儀(當時(shí)叫三元素，三個(gè)通道分別預設固定波長(cháng)檢測硅、錳、磷)，由于硅、錳、磷檢測要求的波長(cháng)不多，精度要求不高，因此，三元素分析儀較好的滿(mǎn)足了鋼鐵冶金行業(yè)現場(chǎng)在線(xiàn)分析元素含量的需要。但現在，各行業(yè)需要檢測的材料除了鋼鐵，還有銅合金、鋁合金、鋅合金，檢測的元素也從硅、錳、磷發(fā)展到銅、鉻、鎳、鋅、鎂、鎢、釩、鈮、鈦、鉬、鋁、砷、鋯、硼、稀土元素等多種元素，傳統光電比色元素分析儀普遍存在的以下缺陷，就日益嚴重的體現出來(lái)：

　　1.測量波長(cháng)為預設固定，不能連續可調，雖說(shuō)有些機型可以更換(通過(guò)更換濾光片或發(fā)光二極管)，但對于用戶(hù)來(lái)說(shuō)仍嫌繁瑣，遇到測量超出儀器通道數的元素種類(lèi)或要檢測不同合金材料時(shí)，尤其不方便。而且不是所有波長(cháng)的濾光片和LED可以采購到，使得某些特定元素的測量遇到困難，如鎂元素的測量需要576nm的光源，而這樣波長(cháng)的濾光片和LED都無(wú)法得到。

　　2.測量光源大多為直流燈泡加濾光片或冷光源發(fā)光二極管，其波長(cháng)準確度較差。直流燈泡加濾光片方式其波長(cháng)精度取決于濾光片，元素分析儀大多應用的濾光片，效果最好的也只能達到±15nm。采用發(fā)光二極管的波長(cháng)準確度取決于使用的二極管，大多誤差范圍在20～30nm,無(wú)法保證分析檢測的精度。

　　新材料和新技術(shù)的應用，要求各行業(yè)的元素分析的種類(lèi)更多，要求更高，面對傳統元素分析儀的固有缺陷和市場(chǎng)壓力，不少廠(chǎng)家采取以下應對措施：

　　1.增加儀器分析通道數，即增加預設的固定波長(cháng)數，從而增加可以檢測的元素數量;

　　2.針對預定的不同用途，預設不同的固定波長(cháng)，從而形成分別檢測不同材料和不同元素的不同型號元素分析儀。

　　但上述方法都是治標不治本，一來(lái)不是所有需要的波長(cháng)都可以實(shí)現，二來(lái)波長(cháng)精度不高的問(wèn)題還是沒(méi)有解決，因此仍然無(wú)法從根本上解決傳統元素分析儀的先天性缺陷。