北京谱仪

铁谱光谱分析

润滑剂 / 磨粒分析 Ray Dalley, PREDICT；常英杰译 摘要 磨粒分析，特别是铁谱分析是识别和确定维修需求的有效方法。目前技术的发展方向包括图像分析，在线传感器，便携式筛选工具，自动化油分析筛选工具，评价结果的电子传送，和人工智能。 磨损是机器部件间表面接触的必然结果，如轴、轴承、齿轮、和轴衬等，即使在很好润滑的系统中也是不可避免的。设备的寿命预期、安全因素、性能等级和维修推荐是基于正常发生的磨损预测的，然而，设计的复杂性、大小尺寸、复杂的装配结构、以及运行条件和环境的变化等因素使得维修或修理的需求（日常和紧急）在不停机的情况下难以评价或发觉。 由于现代设备系统的高速、集成化和自动化，任何停机都会导致生产停止和高代价，因此，非中断性诊断技术诸如油液光谱分析、振动分析、电动机电流分析，和铁谱分析（磨粒分析）越来越多地应用于动力，过程，半导体和制造业。机器的设计者和制造者越来越多地使用磨损分析作为一个现实的标准来改善诸如压缩机、齿轮、轴承和透平部件这些产品。本论文介绍磨粒分析技术，结合其他预测维修工具阐述其在工业中的作用。 磨粒分析/铁谱分析 铁谱分析是一项对从各种流体中分离出的磨损颗粒进行微观检验和分析的技术。作为一项预测维修技术起源于二十世纪七十年代中期，它最初用于用磁力沉淀润滑油中的铁磁磨损颗粒，这项技术被成功应用于监测军用飞机发动机、齿轮箱和传动系统的状态。其成功加速了其他应用的开发，包括方法的修改可用于沉淀润滑剂中的非磁性颗粒，在一个玻璃衬底上定量分析磨损颗粒（铁谱），以及精致油脂溶剂用于重型工业。用于磨粒分析的三种主要仪器是直读铁谱仪，分析式铁谱仪和铁谱显微镜。 直读(DR) 铁谱仪 直读铁谱仪是一个趋势监测仪器，通过对定期采集 油样的检查实行状态监测。DR直读铁谱仪是一个紧凑的 便携式测试仪器，容易使用甚至可以被非技术人员操作， 它定量测量铁磁磨粒在润滑或液压油中的浓度。直读铁 谱仪的工作原理是：通过一个强磁场将油样中颗粒沉淀 到一个玻璃管的底部，然后用光纤束直接照射在玻璃管 的由永久磁铁沉淀大颗粒和小颗粒的两个部位。测试开 始时，在颗粒开始沉淀之前，仪器利用微处理器芯片自 动“调零”，随着光束通过油液调整适应其不透明性。 光的亮度的减小与沉积在玻璃管中的颗粒数量有关，它 被监测和显示在仪器的LCD屏幕上。可以获得两组读 数：大颗粒 >5 微米 (DL) 和小颗粒 <5 微米 (DS) 的 读数，磨损颗粒浓度WPC通过DL + DS 除以样品容积 获得，建立一个机器磨损趋势基线。图 1: 直读铁谱仪 刚开始服役的机器进入一个磨损过程，在这个过程中大颗粒的数量迅速增加然后在正常运行状态下稳定在一个平衡浓度。铁谱分析的关键点是，异常磨损的机器将产生异常大量的磨损颗粒，直读铁谱仪用WPC读数指示过分磨损状态，如果 WPC 读数超出了正常趋势，需要制作一个流体的铁谱片以便用光学显微镜进行检查。

光谱仪和铁谱仪在润滑油检测中的应用

光谱仪和铁谱仪在润滑油检测中的应用 来源：油液分析网利用光谱仪和铁谱仪检测润滑油中金属元素的含量及变化趋势，可以有效地对设备状态进行监测。目前发射光谱在国内外应用都很广泛，并且取得了良好应用效果。其特点是速度快、准确性高、信息范围广，易于和计算机相联组成自动监测系统。该技术是利用不同元素的物质受到强光源激发后发出的不同波长的光线，再通过光学系统排序得到光谱。根据特征谱线可以判断某物质是否存在以及其含量。原子发射光谱仪能在很短的时间内测出润滑油中30种元素的含量。光电直读光谱仪，是利用原子发射光谱技术测定润滑油中各种金属元素含量的仪器。 电感偶合等离子体发射光谱技术等离子发射是较新的样品激发技术。将流经石英管的氩气流置于一个高频电场下形成的约8000K的等离子体中，高温等离子体使从石英管中心喷射出的样品解离、原子化并激发。电感偶合等离子体射光谱技术的再现性较好，准确度及检出率都很高，但较大的粒子会被遗漏。常用的分析仪器有：电感偶合等离子体发射光谱仪(ICP)。荧光分析技术X荧光是介质在放射源照射下所释放的特征X射线。通过检测润滑油在放射源照射下释放的X 射线可以检测磨粒的数量和成分。该方法可直接测定各种特殊形态的试样而无需破坏试样，可测量的元素种类多，测量范围宽，而且速度快，分析结果规律性强。常用的仪器有：X射线荧光分析仪2.2红外光谱技术红外光谱(FT―IR)也称振动光谱，它主要用于对有机化合物的基团结构进行分析，但它只能反映分子结构信息，对原子质点、溶解态离子和金属颗粒都不敏感。润滑油是由基添加剂的品种就更多了。当不同波长的红外辐射依次照射润滑油试样时数目以及相对强度，可以推断出润滑油样中存在的官能团，并确定其分子结构。润滑游的性能主要取决于构成它的各组分的性能。润滑油品的失效、更换取决于各组分的变化程度，这种变化主要是化学变化，是因物质的分子结构发生变化引起的，因此，仅通过理化分析是无法准确判断的，而利用红外光谱是最直接、最有效也是最迅速的一种方法。利用红外光谱技术分析润滑油试样中有机化合物的基团结构，通过比较新旧润滑油的红外吸收峰的峰位与峰高，可定性与定量检测基础润滑油与添加剂组分是否是发生了化学变化以及变化的类型与程度;利用红外光谱的润滑油分析软件可定量测试在用润滑油的氧化值、硫化值、硝化值、积碳、水分、乙二醇、稀释度等参数。通过对谱图的分析，结合各参数的数值，可获得润滑油试样品质变化方面的信息。 直读式铁谱仪主要用来直接测定润滑油试样中磨粒的含量和尺寸分布，能够方便、迅速而准确地测定润滑油样内大小磨粒的相对数量，可以很直观地反映出摩擦副的磨损程度和磨损烈度，因而能对设备状态作出初步的诊断，是目前设备监测和故障诊断的较好手段。常用的仪器有：YTF-6分析式铁谱仪；YTZ-5型直读式铁谱仪；TTL-3铁量仪。颗粒计数技术润滑油经过使用后，不可避免地会受到污染。检测这种污染程度有多种方法，有定性、半定量、定时等各种方法，应根据具体情况加以选择。对于污染较重，颜色较深的润滑液，可用斑点试验法，

能谱仪技术指标

能谱仪技术指标 1、技术指标： 1)*可靠性：可以配合各主流品牌的场发射扫描电镜使用，且在北京的地质行业有配合先 例，提供用户名单和联系方式； 2)探测器：硅漂移晶体，超薄窗口，完全独立真空；晶体有效面积不小于60 mm2，探头 整体有效采集面积不小于50mm2；适合低电压或小束流分析； 3)*探测器制冷和定位：采用三级帕尔贴制冷，最低工作温度可达零下80摄氏度；探头采 用马达控制的自动伸缩设计，可以在软件里实现控制，确保针对不同尺寸样品的定位精度； 4)元素分析范围Be4—U92； 5)免维护性：探头不包含冗余的前置放大电路板，随时可以断电，无需重新校正； 6)分辨率MnKa优于127eV，CKa优于56eV，F Ka优于64eV（20000CPS）；在不同计数 率下谱峰稳定，分辨率衰减小于1eV； 7)输出最大计数率：大于500,000CPS谱峰无畸变，可处理最大计数率优于750,000CP S； 8)软件：64位能谱应用软件，操作简便界面清楚，直接读出电镜参数和仪器状态，结果 输出方便，适合于不同层次的用户尽快掌握； 9)谱定性分析：具备点、线、面扫描分析功能，高帽法扣除背景避免人为误差； 10)*谱定量分析:可对抛光表面或粗糙表面进行点、线和面的分析；具有虚拟标样法（间接 标样法）以及有标样法（直接标样法）；可以方便的得到归一化和非归一化定量结果； 11)*谱峰稳定性：具备零峰设计，相对峰位稳定，无需铝铜双峰校准，保证数据重现性； 12)图像输出：支持BMP,TIFF, JPEG等流行的图像格式，对视场上任选区域进行能谱分析 和线、面扫描，可得到元素的线分布、常规面分布、快速面分布和定量面分布等，所支持电镜数字图像最大清晰度优于8192*8192，全息X射线成分图最大清晰度（live Spectrum Mapping）优于4096*4096. 13)*高级应用软件：针对地质领域，可以提供多视场自动叠加的数据拼接功能，实现大范 围面扫描和特征元素富集区域的自动分析； 14)图形处理器配置不低于：知名品牌，Intel Core i7-2600 处理器，8G以上内存，1TB硬 盘，DVD/RW 刻录光驱，24”平板液晶显示器，专用实验台等； 2、培训 要求卖方在用户现场进行技术培训，一年以后免费提供深入的技术培训课程，终生提供免费的应用咨询以及技术帮助 3、售后服务 3.1 安装：要求卖方到用户现场进行免费安装、调试、试运行。 3.2保修期1年 *3.3 国内有生产厂家独资建立的全套技术中心和演示实验室，探头返修或其它部件更换所无需返回原厂，节省时间和费用； *5.4 国内地质矿物行业近三年内有5台以上相同配置的销售业绩，需提供用户名单和联系方式

油样铁谱分析技术

铁谱分析技术 铁谱分析技术是20世纪70年代发明的一种新的机械磨损测试方法，借助磁力将油液中的金属颗粒分离出来，按颗粒大小排列在谱片上，观察颗粒的相对浓度，进一步分析颗粒的物理性能。 铁谱仪分析广泛用于各行业的内燃机、齿轮箱、轴承、液压系统等大型设备、零部件有效的磨损监测，统计表明，应用铁谱技术，保证重大设备安全运行，减少故障发生，降低维修费用，已取得显著经济效益。 一、铁谱分析的内容 1、磨粒浓度和大小，可以反映磨损的严重程度； 2、磨粒形貌，可以反应磨粒产生的原因、机理； 3、磨粒成分，可以反应磨损部位； 二、铁谱分析的特点： 有较宽的尺寸检验范围、同时获得磨粒的多种信息，全面判断磨损故障部位、严重程度、发展趋势、产生原因。 三、铁谱分析的原理 铁谱分析仪的基本原理就是用铁谱仪把油品中的磨粒和碎屑分离出来，并按其尺寸大小依次沉淀到一片透明基片上（即制作谱片），在显微镜下观察，进行定性分析，也可用计算机对磨粒进行图像处理，获取磨屑的有关参数。 摩擦学的研究表明，磨粒数量、递增速度与磨损程度有直接的关系，磨粒的形态、颜色、尺寸等则与磨损类型、进程、材质有关，根

据分析结果做出状态监测或故障诊断结论，是制定设备维护措施的重要依据。 四、铁谱分析仪 生产商：维克森（科技）有限公司 根据磨粒分离、检测的不同方法，铁谱仪主要有四种类型：分析铁谱仪、旋转式铁谱仪、直读式铁谱仪和蓟管式铁谱仪。 1、分析式铁谱仪VIC-T 是最先研制出来的铁谱仪器，油样流经处于高梯度磁场中的倾斜玻璃基片，磨粒按一定规律排列沉积，借助高倍显微镜观察谱片，可看到磨损颗粒的材料、尺寸、特征和数量。分析铁谱仪对检测人员的技术经验要求较高。 产品优势： （1）能直接观察粒度尺寸在2um至数百微米范围内的磨粒； （2）以表面特征为依据迅速判断机械的运行和磨损状态； （3）体积较小，操作简便，具有功能强大的分析软件； （4）装箱、搬运要求不高，随行性较好。 2、旋转式铁谱仪VIC-XT 将油样滴到旋转磁台中心，高速旋转时受离心力作用，油样向四周流散，在环形的高梯度磁场作用下，磨粒以同心同环的形式，沉积在谱片上。避免了泵送时可能产生的碾压和抛光，保持了磨粒原始形貌。 产品优势：

能谱仪操作规则

S-4800扫描电镜附件Horiba X射线能谱仪操作规程 一、启动能谱计算机及EMAX软件 确认EMAX液氮灌中有充足的液氮；打开地上接线板上的红色开关；打开能谱计算机；打开EMAX软件；预热三十分钟后才能开始能谱操作。 二、启动S-4800及PC-SEM软件 同S-4800扫描电镜操作。 三、加载样品 同S-4800扫描电镜操作。 四、插入能谱探头 慢慢摇入能谱探头，用力不要过大。 五、S-4800参数设定 （1）加速电压：一般设为元素激发能量的2－3倍，常用范围15－20kv，原子序数越大电压越高； （2）工作距离：WD=15mm； （3）Probe current：High； （4）Focus mode：HR； （5）聚光镜C1电流：选大一些，数字越小，电流越大。 六、调整、观察样品 同S-4800扫描电镜操作：调节电子光学系统（合轴，消像散），观察样品，记录图像。 七、EMAX软件中参数设定 电镜控制：<菜单>—<选项>—<电镜控制>：放大倍数、加速电压、工作距离都要与S-4800的设定一致。当SEM的参数变化时，要随时调整电镜控制。 八、能谱操作 （1）选择所需要的功能： Analyzer——对SEM所扫描的整幅图像进行定性和定量分析； Point & ID——对SEM图像中指定的感兴趣区域进行定性和定量分析； Mapping——元素分布图。 （2）Analyzer分析操作： (a)项目：输入项目名称，也可以输入注释及文件检索时所需的关键字。 (b)样品：输入样品名称及相关信息，表面是否经过喷镀等，如表面喷镀物质，需选则喷镀元素名称并设定镀层厚度，程序在定量分析时扣除该元素。 (c)电镜设置：调节电镜电子束的电流，选择处理时间（5或6），来调节死时间（20-30%），以相对较好的条件进行分析。 (d)采集谱图。 (e)定性分析：确定元素。 (f)定量分析设定：设定分析条件。

铁谱仪在油液监测技术分析中关键作用

铁谱仪在油液监测技术分析中关键作用 -------准确把脉一锤定音 机械设备故障诊断油样铁谱分析技术是20世纪70年代开始发展起来的新的监测分析技术。由于该技术具有独特作用，目前已被愈来愈多的部门所采用。 在目前的机械故障诊断领域中，油样分析方法的概念实际上已在无形中转变为油样磨损残余物的分析了。磨损、疲劳和腐蚀是机械零件失效的三种主要形式和原因，其中磨损失效约占80%左右，由于油样分析方法对磨损监测的灵敏性和有效性，因此这种方法在机械故障中日以显示其重要地位。通过油液分析对特定摩擦学系统的润滑和磨损状态进行合理评估，是油液监测活动的核心内容。机器设备在使用过程中磨损状况一般可以分为三个阶段（如图所示）， 在整个过程中铁谱分析技术在油液监测的过程中起到定量、定性、定位的不可替代积极作用。铁谱技术在磨损状态监测中的作用，其实，对于油液中污染颗粒及油品变质产物的分析，分析铁谱也可发挥重要作用；而铁谱技术在摩擦磨损研究方面独特的应用价值更是早已得到广泛重视。 随着机械工业等技术的不断发展，现代设备关键部件的结构日益复杂，在追求高性能低成本的同时，在润滑油系统中各摩擦副零组件更趋于高载荷、高温、高速及轻质量，因此容易发生各种磨损故障，从而严重影响设备的安全性、可靠性。据统计，海湾战争中，美国动用了两千多架飞机，数万只舰艇，成千辆坦克、装甲车等，美国军方在战地安排了60余台MOA油料光谱仪，累计测定飞机油样20566个，地面装备油样12474个，油样分析技术在关键设备（发动机）状态检测中显示了特别有效的作用。由此可见，对现代化重要武器装备军用飞机的关键部件航空发动机的磨损状态监测与故障诊断具有极其重要的意义和价值。 油样分析技术的内容非常广泛，包括油品理化性能指标化验、油样污染度评定(以颗粒计数为代表)、以及油样铁谱和光谱分析技术等。在机械故障诊断这个特定的技术领域中，油样分析技术通常是指油样的铁谱分析技术和油样光谱分析技术，有时也包含磁塞技术。 1铁谱分析

铁谱仪的结构与工作原理

铁谱仪的结构与工作原理 目前，国内外已开发出的铁谱仪种类很多，人们也从不同角度提出了不同的分类方法。由于磁铁装置是铁谱仪的核心部件，若按磁铁的工作原理来分，可分为永磁式铁谱仪和电磁式铁谱仪。根据机器状态监测方式来分，又可分为离线铁谱仪和在线铁谱仪。若按实现铁谱定量与定性分析功能需要来分，又可分为分析式铁谱仪、直读式铁谱仪、双联式铁谱仪等，上述三种铁谱仪都属于离线铁谱仪。此外，若根据铁谱片的制作原理不同分类，又可分为旋转式铁谱仪和固定式铁谱仪。具体分类如下： 下面介绍几种常用的铁谱仪的结构与工作原理。 分析式铁谱仪是最早开发出来的铁谱仪，它包含了铁谱技术的全部基本原理。分析式铁谱仪的用途是用来分离机器润滑油样中的磨粒，并能使磨粒依照尺寸大小有序地沉积在一显微镜玻璃基片上，从而制成铁谱片，然后利用铁谱显微镜等观测和分析仪器，实现对磨粒的定性、定量铁谱分析。 分析式铁谱仪的结构与工作原理简图如图1所示。它将从润滑系统中取得的分析油样经稀释处理后取样到玻璃管中，经微量泵将分析油样输送到安放在磁场装置上方的玻璃基片的上端，玻璃基片的安装与水平面成一定倾斜角，以便在沿油流方向形成一逐步增强的高强度磁场，同时又便于油液沿倾斜的基片向下流动，从玻璃基片下端经导流管排入废油杯中。分析油样中的可磁化金属磨粒在流经高梯度强磁场时，在高梯度磁力、液体黏性阻力和重力联合作用下，按磨粒尺寸大小有序地沉积在玻璃基片上，并沿垂直于油样流动方向形成链状排列。在分析油样从基片上流过之后，经用四氯乙烯溶液洗涤基片，清除残余油液，使磨粒固定在基片上便制成了可供观察和检测的铁谱片。 文章来源：https://www.wendangku.net/doc/216087913.html,/newsdetail-2004.htm

X线能谱仪的优缺点

一,能谱仪 能谱仪全称为能量分散谱仪(EDS). 目前最常用的是Si(Li)X射线能谱仪,其关键部件是Si(Li)检测器,即锂漂移硅固态检测器,它实际上是一个以Li为施主杂质的n-i-p型二极管. Si(Li)能谱仪的优点: (1)分析速度快能谱仪可以同时接受和检测所有不同能量的X射线光子信号,故可在几分钟内分析和确定样品中含有的所有元素,带铍窗口的探测器可探测的元素范围为11Na~92U,20世纪80年代推向市场的新型窗口材料可使能谱仪能够分析Be以上的轻元素,探测元素的范围为4Be~92U. (2)灵敏度高X射线收集立体角大.由于能谱仪中Si(Li)探头可以放在离发射源很近的地方(10㎝左右),无需经过晶体衍射,信号强度几乎没有损失,所以灵敏度高(可达104cps/nA,入射电子束单位强度所产生的X射线计数率).此外,能谱仪可在低入射电子束流(10-11A)条件下工作,这有利于提高分析的空间分辨率. (3)谱线重复性好.由于能谱仪没有运动部件,稳定性好,且没有聚焦要求,所以谱线峰值位置的重复性好且不存在失焦问题,适合于比较粗糙表面的分析工作. 能谱仪的缺点: (1)能量分辨率低,峰背比低.由于能谱仪的探头直接对着样品,所以由背散射电子或X射线所激发产生的荧光X射线信号也被同时检测到,从而使得Si(Li)检测器检测到的特征谱线在强度提高的同时,背底也相应提高,谱线的重叠现象严重.故仪器分辨不同能量特征X射线的能力变差.能谱仪的能量分辨率(130eV)比波谱仪的能量分辨率(5eV)低. (2)工作条件要求严格.Si(Li)探头必须始终保持在液氦冷却的低温状态,即使是在不工作时也不能中断,否则晶体内Li的浓度分布状态就会因扩散而变化,导致探头功能下降甚至完全被破坏. 二,波谱仪 波谱仪全称为波长分散谱仪(WDS). 在电子探针中,X射线是由样品表面以下m数量级的作用体积中激发出来的,如果这个体积中的样品是由多种元素组成,则可激发出各个相应元素的特征X射线. 被激发的特征X射线照射到连续转动的分光晶体上实现分光(色散),即不同波长的X射线将在各自满足布拉格方程的2 方向上被(与分光晶体以2:1的角速度同步转动的)检测器接收. 波谱仪的特点: 波谱仪的突出优点是波长分辨率很高.如它可将波长十分接近的VK (0.228434nm),CrK 1(0.228962nm)和CrK 2(0.229351nm)3根谱线清晰地分开. 但由于结构的特点,谱仪要想有足够的色散率,聚焦圆的半径就要足够大,这时弯晶离X射线光源的距离就会变大,它对X射线光源所张的立体角就会很小,因此对X射线光源发射的X 射线光量子的收集率也就会很低,致使X射线信号的利用率极低. 此外,由于经过晶体衍射后,强度损失很大,所以,波谱仪难以在低束流和低激发强度下使用,这

铁谱分析技术在大机油液监测中的应用毕业论文

铁谱分析技术在大机油液监测中的应用毕业论文 目录 第1章绪论 (1) 1.1油液分析技术概述 (1) 1.2铁谱分析的发展 (2) 1.2.1铁谱分析的由来 (2) 1.2.2铁谱分析技术的发展过程 (3) 1.2.3铁谱分析技术的发展趋势 (4) 1.2.4铁谱分析技术的应用领域 (4) 1.3论文研究容、方法及意义 (5) 1.3.1论文研究的容和方法 (5) 1.3.2论文研究的意义 (6) 第2章铁谱分析技术 (7) 2.1铁谱分析技术的基本原理和方法 (7) 2.1.1铁谱分析技术的原理 (7) 2.1.2铁谱分析技术的基本方法 (7) 2.2铁谱分析技术的特点 (8) 2.3铁谱仪的分类 (9) 2.3.1直读式铁谱仪 (10) 2.3.2分析式铁谱仪 (12) 第3章铁谱取样及制作技术 (14) 3.1铁谱取样技术 (14) 3.1.1铁谱分析油样取样位置 (15) 3.1.2铁谱分析油样取样工具 (16) 3.1.3铁谱分析油样取样周期 (16) 3.1.4取样方法及要求 (17) 3.1.5大机的取样种类、取样部位及取样周期 (17)

3.2铁谱油样处理 (20) 3.2.1油样的加热与搅拌 (20) 3.2.2油样的稀释 (20) 3.2.3直读铁谱仪操作 (21) 3.2.4分析式铁谱仪操作 (22) 3.2.5 铁谱显微镜的运用 (23) 第4章铁谱分析技术的分析方法 (25) 4.1 定量分析 (25) 4.1.1 铁谱定量分析的定量指标 (25) 4.1.2 定量分析方法 (25) 4.2定性分析 (26) 4.2.1光学显微分析 (26) 4.2.2铁谱片加热分析 (27) 4.2.3定性分析方法的运用步骤 (27) 第5章大型养路机械简介 (28) 5.1养路机械的特点和分类 (28) 5.1.1 养路机械的特点 (28) 5.1.2养路机械的分类 (28) 5.2常见大型养路机械 (28) 5.2.1 MDZ机组 (28) 5.2.2 大型道床清筛机械 (29) 5.2.3 钢轨打磨列车 (30) 5.3大机磨损故障主要发生位置 (33) 第6章大型养路机械油液铁谱分析判定 (31) 6.1 正常磨损期的磨粒 (31) 6.2 异常磨损期的磨粒 (32) 6.2.1疲劳剥落磨粒 (32) 6.2.2 层状磨粒 (33) 6.2.3球形磨粒 (33) 6.2.4严重滑动磨粒 (34) 6.2.5切削磨粒 (35) 6.2.6腐蚀磨粒 (36) 6.3 铁的氧化物 (36) 6.3.1红色氧化铁多晶体团粒 (36)

磁共振谱仪

永磁磁共振系统讲座 第三讲 磁共振谱仪 邹润垒包尚联 邹润垒先生，MRI系统工程师；包尚联先生，教授、博士生导师， 北京大学医学物理和工程北京市重点实验室主任，北京大学肿瘤物 理诊疗技术研究中心主任。 一前言 从第一讲中我们得知，MRI是继CT以后，医学放射领域又一次具有革命性的科学成果，它为医生和基础研究人员提供了又一个能够测量人体解剖、生理和心理信息的有效工具。MRI主要由磁体、谱仪、计算机三大部分组成。而MRI谱仪技术则是这一系统的另一关键部件。MRI谱仪包括数字射频发射部分和数字射频接收部分。其特点是接收到的射频信号经放大后直接进行高分辨高速A/D数字化转换。其它处理如正交混频(正、余弦)、检波、滤波等都在高速信号处理器控制下由硬件用数字处理完成。数字化信号在谱仪中处理信号的多少是衡量谱仪的一个重要指标，因为数字信号容易控制，又能减少干扰。由于MRI要求有较高的数字分辨率和实时采集速度，其所用的内存数据都在16比特以上。为了保证速度，所有的专门运算都由硬件完成。 二发射链和接收链 谱仪在MRI系统中的作用是控制射频(RF)发射器和接收器的发射和接收RF信号，执行脉冲序列，产生MRI信号并采集图像数据。谱仪可分为发射链和接收链。 发射链的作用是提供足够强度的共振激发B1场，向人体发送具有特定RF脉冲波形、脉宽、功率和重复周期的脉冲，这个脉冲波通过RF线圈，把能量耦合到样品的自旋核中去。发射链包括频率合成器、正交调制器、衰减器、RF功放推动机、发射机、RF开关，最终到RF发射线圈。具体说频率合成器是一个高度稳定的频率可调的标准信号源，可提供激发某层面的中心频率为ω0的RF信号。调制器可输出一定的带宽对应一定层厚的RF信号(ω0±Δω)。RF信号中心频率ω0和带宽Δω满足要求后，逐级放大，最后经末级功放(发射机)放大到足够功率后，匹配耦合馈入RF发射线圈，产生B1场脉冲(90o或180o或任意θ角)。 接收链的作用是接收MR信号，并把它数字化后送入计算机处理。接收链包括RF接收线圈、RF 低噪声前置放大器、RF放大器、衰减器、正交解调器(也叫正交相敏检波器)，低通滤波器、音频放大器和模数转换器等。具体说，RF场B1激发之后，磁化强度M⊥在RF线圈中感应出MR信号调制的RF回波信号(其频率为拉莫频率ω0)，这信号并载有空间编码信息。由于接收到的信号只有微伏量级，要把RF线圈的MR信号数字化，首先要对信号进行放大。在信号接收链中，首先使用的低噪声前置放

能谱仪_技术参数

牛津仪器Inca X-act能谱仪详细配置及功能 1.专利的分析型SDD硅漂移探测器 ?SuperATW窗口，10mm2有效面积； ?在MnKα处的分辨率: 优于127eV ?稳定性: 1,000cps—100,000cps 谱峰漂移<1eV，分辨率变化<1eV ? 48小时内谱峰漂移<1eV (Mn Ka) ?峰背比20,000: 1 (Fe 55, Mn Ka) ?分析元素范围：Be4-Pu94 2.INCA 系统 --系统计算机 ?HP DC8000 --系统桌 显微分析处理器(分立式设计) --Inca X-strea mⅡ显微分析处理器 ?探测器高压偏压电源。 ?6个程序可选时间常数和4个能量范围(10, 20, 40, 80KeV)的数字信号处理器 ?计算机控制的数字脉冲处理器，输出最大计数率350,000CPS, 可处理最大计数率850,000CPS, ?活时间校正。三个鉴别器覆盖全范围的反脉冲堆积，直至下限铍。 ?数字零点稳定器。 ?探测器控制系统。 --Inca Mics显微分析处理器 ?带有存储器和辅助电路的高速微控制器，用以收集和处理X射线信号。 ?IEEE1394 数据接口，用以高速传输数据到系统计算机。 ?二个RS232串口或一个RS232串口和一个LASERBUS口。 ?线性电源 ?符合美国和欧洲电磁规定，并执行CE标记。 ?SUPERSCAN – 先进的超级数字扫描系统。 ?包括Kalman噪声限制程序，在快速扫描和限制图像噪声之间兼顾和控制。 ?同步图像收集和数据传输到PC(零等待)。 ?电镜图像接口电缆。 INCA软件导航器 ?真正的32位软件 ?独一无二的导航器界面, 非常友好，全中文操作界面, 引导用户从启动分析项目到打印实验报告的全部显微分析过程。 ?用户可容易地在导航器之间切换，直接面对工作流程和IMS，以便直接看到自动分析过程的进展。

波谱仪和能谱仪

波谱分析和能谱分析之间的对比 https://www.wendangku.net/doc/216087913.html,2010年01月28日来源：说仪网 在电子探针或扫描电子显微镜中进行微区分析可以采用两种方法：波谱分析或能谱分析。波谱分析发展较早，但近年来没有太大的进展；能谱分析虽然只有将近20 年的历史，但发展迅速，成为微区分析的主要手段。以下为两种方法的比较。 （a）通常的能谱仪探测器采用8μm 厚的铍窗口，由于它对入射X 射线的吸收无法探测到超轻元素的特征X 射线，元素探测范围为Na （11）到U（92）。而波谱仪的探测范围为B （5）到U（92）。 虽然能谱仪过去也曾采用过超薄窗口（UTW）或无窗探测器扩大元素探测范围，但由于种种原因实际上无法推广。近年来出现了一种单窗口轻元素探测器，可以探测B（5）到U （92）之间的元素，甚至还可探测Be。 （b）波谱仪的瞬间接收范围约为5eV ，即在同一瞬间只能接收某一极窄的波长范围内的X 射线信号。因此采集一个全谱往往需要几十分钟。在此期间要求整个系统的工作条件（加速电压、束流等）有较高的稳定度。因此波谱分析不能用于束流不稳定的系统（如冷场发射电子枪的系统）中。 能谱仪在瞬间可以接收全部有效范围内的X 射线信号，亦即在一短时间内（例如1 秒）可接收成千上百个各种能量的X 射线光子。由于其随机性，所以对整个系统的稳定度无严格要求，而且采集一个谱通常只需1～2min 。 （c）波谱仪的几何收集效率（接收信号的立体角）较低（<0.2%），而且随X 射线的波长变化。量子效率（进入谱仪和被计数的X 射线之比）也较低（< 30 %）。为了增加接收到的信号强度，不得不加大束流，束斑也随之加大，因此当扫描电子显微镜观察高分辨图像时，或透射电镜中由于薄膜样品的X 射线信号强度太低，均无法进行波谱分析。

Alpha谱仪实验

α射线能谱测量实验报告 核工1201 林勇 一、实验目的： 1、了解α谱仪的工作原理及其特性。 2、掌握应用谱仪测量α粒子能谱的方法。 3、测量获取表中各种放射源在不同真空度下的能谱图，为不同放射源、不同真空度、不同探源距下α能谱的解谱方法研究准备数据，同时为α能谱库的建立做一些探索性工作。 二、实验内容 1、测定谱仪的能量分辨率，并进行能量刻度。 2、测量未知α源的能谱，并确定α粒子能量。 三、实验原理 1、α放射源 α放射源是以发射α粒子为基本特征的放射源。α粒子能量一般为4-8MeV，在空气中的射程为，在固体中的射程为10-20um。由于α粒子穿透物质的能力弱，为此，设计制备α放射源时必须考虑源的自吸收。目前工业用的α放射源主要有241Am、238Pu、239Pu、244Cm(锔)和210Po(钋)等，用量最大的是241Am源。因为241Am容易生产，价格便宜，而且半衰期长。 常用α放射源核素数据

2、α谱仪 本次试验仪器拟采用西南科技大学国防重点试验室α能谱仪，该α谱仪为美国ORTEC公司生产的8通道α能谱仪，型号为：ALPHA-ENSEMBLE. ORTEC在α谱仪上采用超低本底和PIPS工艺（表面钝化、离子注入、可擦洗）硅探测器，同时真空舱室也为超低本底材料。面积上提供300、450、490、600、900和1200平方毫米的选择，有效耗尽层100μm。 结构特性与性能指标： 样品直径可从13mm至51mm。探测器与被测样品之间有10档距离可选，相邻两档之间的距离差为4mm，最大距离可达44mm。 真空计：范围10mTorr到20Torr（1 Torr ≈ Pa）。 探测器偏压：范围0±100V，大小和正负极性可调节。漏电流检测器：范围0到10,000nA，显示分辨率3nA。 脉冲产生器；范围0到10MeV，稳定性<50ppm/oC，脉冲的幅度可调。 数字化MCA(多道脉冲幅度分析仪)：通过软件可设置系统转换增益(道数)为256、512、1024、2048或者4096道，细调增益为到1；增益稳定性：≤150p pm/oC；每个事件的转换时间(死时间)：<2μs。 数字化稳谱、ADC的零点(ZERO)和下阈(LLD)均由计算机调节设置。谱仪的探测器偏压、漏电流均可在软件相关界面上以数字和图形显示出来。 输入电源：120/240 V ac， 50/60 Hz输入功率50W。 通讯：接口。每一个Alpha Ensemble最终提供一条电缆给PC。 应用软件：MAESTRO-32或AlphaVision 工作条件:温度0oC到50oC，相对湿度≤ 95%。 分辨率与本底：基于使用450mm2 ULTRA-AS探测器和高质量的241Am点源，能量分辨率(FWHM)：≤20KeV (探测器到源的距离等于探测器的直径)，探测器效率：≥25% (探测器到源的距离小于10mm)，本底：在3MeV以上，每小时计数≤1。 所有型号均可选择用于反冲抑制保护的样品盘选项。 主要特点： 探测室、前放、主放和多道一体化，系统具有高度的可靠性； 全部功能由计算机通过仿真软件控制； 每一路都完全独立、互不干扰或影响； 每一路谱仪可配不同规格型号探测器； 容纳样品直径最大可达51mm，探测器面积最大可达1200mm2； 系统可以扩展至8台共64路探测器。 3、α谱仪工作原理 α粒子通过物质时，主要是与物质的原子的壳层电子相互作用发生电离损失，使物质产生正负离子对，对于一定物质，α在其内部产生一对离子所需的平均能量是一定的（即平均电能w），所以在物质中产生的正负离子对数与α粒子损失的能量成正比，即： E N= W 公式中N为α粒子在物质中产生的正负离子对数目，E是在物质中损失的α粒子能量。

铁谱分析技术在油液监测中的重要意义

铁谱分析技术在油液监测中的重要意义 来源：油液分析网铁谱分析技术是利用铁谱仪从润滑油样(脂)试样中，利用高梯度强磁场的作用，将从设备润滑系统内采取的油样中分离出磨损颗粒，并借助不同仪器检验分析这些磨损颗粒的形貌、大小、数量、成分，从而对机械设备的运行工况、关键零件的运动副表面的磨损类型、磨损程度和磨损部位的磨损状态进行分析判断的技术。根据分离磨粒、检测磨粒的不同方法，研制了不同的铁谱仪。主要有：分析式铁谱仪，直读式铁谱仪，旋转式铁谱式。上述均为离线测量分析。如能在设备的润滑系统中分离测量磨粒的铁谱仪称为在线铁谱仪。设备润滑与磨损状态监测是设备开展润滑管理、设备状态维修的重要基础工作，是提高设备可靠性、保证设备安全运行的重要手段。 铁谱分析技术自80年代初期传至我国以来发展很迅速。1986年12月，我国召开了第一届全国铁谱技术交流会，此后于1987年、1989年、1990年相继进行了四次全国性的学术交流，这对推动铁谱技术研究和应用起到了很大作用。设备故障与使用时间的关系如下图： 在目前的机械设备故障诊断领域中，铁谱分析方法的概念实际上已在无形中转变为油样磨损残余物的分析了。磨损、疲劳和腐蚀是机械零件失效的三种主要形式和原因，其中磨损失效约占80%左右，由于铁谱分析方法对磨损监测的灵敏性和

有效性，因此这种方法在机械故障中日以显示其重要地位。通过铁谱分析对特定摩擦学系统的润滑和磨损状态进行合理评估，是油液监测活动的核心内容。机器设备运行状态在使用过程中磨损状况一般可以分为三个阶段(如图所示)， 在整个过程中铁谱分析技术在油液监测的过程中起到定量、定性、定位的不可替代积极作用。铁谱分析由以下四个基本环节组成：1.采样2.制谱3.观测与分析4.结论。 铁谱分析的主要优点： (1)具有较高的检测效率和较宽的磨屑尺寸检测范围，可同时给出磨损机理、磨损部位以及磨损程度等方面的信息; (2)定性分析与定量分析相结合，提高了诊断结论的可靠性; (3)可对磨损故障作出早期诊断，能准确地检测出系统中一些不正常磨损的轻微征兆，如早期的疲劳磨损、粘着、擦伤和腐蚀磨损等。 利用铁谱分析设备运行状态能够有效地控制设备的磨损状况、预报故障、防止异常磨损故障的发生;同时，可以合理确定换油周期，节俭油料，做到合理润滑，有效延长机器设备的使用寿命。在目前国内大多工矿企业，铁谱分析技术是被应用最为广泛的一种油液监测技术。铁谱仪是铁谱分析技术的关键设备，这方面值得一提的是由深圳市亚泰光电技术有限公司自主研发、生产的铁谱仪，技术先进国内领先，已广泛用于各行业的内燃机、燃气轮机、齿轮箱、轴承、液压系统等

电子探针和扫描电镜X射线能谱定量分析通则-国家大型科学仪器(可编辑修改word版)

MV_RR_CNG_0396 电子探针和扫描电镜X 射线能谱定量分析通则1.电子探针和扫描电镜X 射线能谱定量分析通则说明 2.电子探针和扫描电镜 X 射线能谱定量分析通则摘要 1范围 本标准规定了与电子探针和扫描电镜联用的X 射线能谱仪的定量分析方法的技术要求和规范。本标准适用于电子探针和扫描电镜X 射线能谱仪对块状试样的定量分析。 2引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探计使用下列标准最新版本的可能性。

多道分析器 线性放大与 脉冲处理器 前置 放大器 GB/T 4930—93 电子探针分析标准样品通用技术条件 GB/T 15074—94 电子探针定量分析方法通则 3 分析方法原理 在电子探针和扫描电镜等分析仪器中，应用一定能量并被聚焦的电子束轰击样品时，被轰击区发射出样品中所含元素的特征 X 射线，利用半导体探测器的能量色散特性，对接收的信号进行转换、放大。再经过线性放大器、脉冲处理器、多道分析器的进一步放大、处理和分析，可获得各元素的特征 X 射线的能谱及其强度值，再通过与相应元素的标准样品的X 射线能谱的对比测定，以及修正计算处理，最终可以获得被测样品的化学组成的定量分析结果。 4 射线能谱仪 4.1 X 射线能谱仪的基本组成方框图如下： → → → 4.2 X 射线能谱仪的主要组成部分 4.2.1 X 射线探测器：通常是 Si(Li)半导体探测器，用于探测试样发射的 X 射线，使能量不同的 X 射线转换为电压不同的电脉冲信号。 4.2.2 前置放大器：将来自探测器的信号作初级放大。 4.2.3 线性放大器和脉冲处理器：将经过前置放大器初级放大的信号作进一步放大、并进行模拟或数字化处理。 4.2.4 多道分析器：将来自脉冲处理器的信号作进一步处理，完成对 X 射线谱的能量和强度的初步分析。 4.2.5 电子计算机系统：配备有能满足能谱分析所必须的功能完整的硬件和相应的各种分析程序软件，用于对从试样收集到的 X 射线能谱进行定性和定量分析，并输出分析结果。 5 试样 5.1 各种不同种类的试样制备，应按照 GB/T 15074 的有关规定操作 5.2 将试样制成适于装入所用仪器样品座内的尺寸，并将试样分析表面磨平、抛光。 5.3 试样表面要作净化处理，如用无水乙醇或丙酮溶液清洗，或用超声波清洗装置进行清洗，去掉一切外来的污染物。 5.4 对不允许磨光的样品，应在显微镜下观察和挑选出较为平坦的表面，以备分析用。 5.5 不导电的样品要喷镀碳膜或其他导电膜。并保证与试样座有良好的导电通路。 6 标准样品 标准样品的选择原则。 6.1 首先选用国家标准化行政主管部门批准颁发的国家级标准样品。若尚无合适的国标时， 可选用相应机构认可的研究标样。 6.2 应尽量选择成分和结构与被分析试样相近的标准样品。 6.3 应检查标准样品的有效期、表面质量(清洁度、无损伤划痕)和导电性。 7 测量前的准备 7.1 电子探针仪或扫描电镜的电子枪灯丝充分预热，使发射电流稳定。 计算机 系统 X 射线探测器

能谱仪结构及工作原理

能谱仪结构及工作原理 X射线能量色散谱分析方法是电子显微技术最基本和一直使用的、具有成分分析功能的方法，通常称为X射线能谱分析法，简称EDS或EDX方法。它是分析电子显微方法中最基本、最可靠、最重要的分析方法，所以一直被广泛使用。 1．特征X射线的产生 特征X射线的产生是入射电子使内层电子激发而发生的现象。即内壳层电子被轰击后跳到比费米能高的能级上，电子轨道内出现的空位被外壳层轨道的电子填入时，作为多余的能量放出的就是特征X 射线。高能级的电子落入空位时，要遵从所谓的选择规则（selection rule），只允许满足轨道量子数l 的变化Δl＝±1 的特定跃迁。特征X 射线具有元素固有的能量，所以，将它们展开成能谱后，根据它的能量值就可以确定元素的种类，而且根据谱的强度分析就可以确定其含量。 另外，从空位在内壳层形成的激发状态变到基态的过程中，除产生X射线外，还放出俄歇电子。一般来说，随着原子序数增加，X射线产生的几率（荧光产额）增大，但是，与它相伴的俄歇电子的产生几率却减小。因此，在分析试样中的微量杂质元素时可以说，EDS 对重元素的分析特别有效。 2． X射线探测器的种类和原理 对于试样产生的特征X 射线，有两种展成谱的方法：X 射线能量色散谱方法（EDS:energy dispersive X-ray spectroscopy）和X射线波长色散谱方法（WDS：wavelength dispersive X-ray spectroscopy）。在分析电子显微镜中均采用探测率高的EDS。从试样产生的X 射线通过测角台进入到探测器中。图示为EDS 探测器系统的框图。 对于EDS 中使用的X 射线探测器，一般都是用高纯单晶硅中掺杂有微量锂的半导体固体探测器（SSD:solid state detector）。SSD是一种固体电离室，当X 射线入射时，室中就产生与这个X 射线能量成比例的电荷。这个电荷在场效应管（TEF: field effect transistor）中聚集，产生一个波峰值比例于电荷量的脉冲电压。用多道脉冲高度分析器（multichannel pulse height analyzer）来测量它的波峰值和脉冲数。这样，就可以得到横轴为X 射线能量，纵轴为X 射线光子数的谱图。 为了使硅中的锂稳定和降低FET的热噪声，平时和测量时都必须用液氮冷却EDS探测器。保护探测器的探测窗口有两类，其特性和使用方法各不相同。 （1）铍窗口型（beryllium window type） 用厚度为8～10μm 的铍薄膜制作窗口来保持探测器的真空，这种探测器使用起来比较容易，但是，由于铍薄膜对低能X射线的吸收，所以，不能分析比Na（Z＝11）轻的元素。 （2）超薄窗口型（UTW type : ultra thin window type ） 保护膜是沉积了铝，厚度0.3～0.5μm 的有机膜，它吸收X 射线少，可以测量C(Z＝6)以上的比较轻的元素。但是，采用这种窗口时，探测器的真空保持不太好，所以，使用时要多加小心。最近，对轻元素探测灵敏度很高的这种类型的探测器已被广泛使用。

FTP-X2分析式铁谱仪使用手册

FTP-X2型分析式铁谱仪使用手册 北京优文科工贸有限责任公司

目录 1 功能与用途 (2) 2 主要技术指标及规格 (2) 3 仪器特点 (2) 4 仪器构成 (2) 4.1 气压式制谱仪 (3) 4.2 双色显微镜 (4) 4.3 测量读数器 (4) 5 安装与调整 (5) 5.1气压式制谱仪 (5) 5.2双色显微镜 (5) 5.3测量读数器 (5) 6 使用方法与规则 (5) 6.1 分析试样的制备 (5) 6.2 操作前的准备 (6) 6.3 操作程序 (8) 6.4 铁谱片的观测与分析 (9) 7 维护与保养 (10) 8 随机文件 (11)

1功能与用途 FTP-X2型分析式铁谱仪包括气压式制谱仪、双色显微镜及测量读数器。气压式制谱仪利用高梯度、强磁场将机器润滑油中的铁磁性及顺磁性磨粒分离出来，并按其粒度大小顺序地沉积在玻璃片上制成铁谱片。双色显微镜与测量读数器可对铁谱片上的磨损微粒进行形态、尺寸、成份及数量等方面的观察、分析、测量。 分析式铁谱仪可广泛应用于各类机器系统的磨损监测和润滑油油品评定，也可用来进行摩擦状态转换及磨损机理的研究。因此，它是实现机器工况监测和进行微粒摩擦学研究的重要仪器。 2主要技术指标及规格 2.1气压式制谱仪 ·磁场：狭缝中心最大场强>1.5T 最大磁场梯度 >5.0T/cm ·油样输送流量范围： 15～40ml/h 快速： >100ml/h ·铁谱片尺寸： 0.17×24×60mm ·铁谱片安装倾角： 2o、 3o、 4o（有级可调） ·定时器定时范围：1～99分钟（可蜂鸣） 2.2 双色显微镜 见L2020双色显微镜“使用手册”。 2.3 测量读数器 磨粒复盖面积百分比测量精度0.1％ 3 仪器特点 3.1气压式制谱仪 ·输送油样采用气压微量泵，输送中不破坏磨粒原始形态，工作稳定可靠。 ·铁谱片安装倾角有级可调，可满足不同粒度磨粒油样选则。 ·支臂有定位装置,可调整输油管到铁谱片的距离，使油样入口处状态保持一致，提高了铁谱片制作的再现性。 ·装有数显定时器，可在1～99分钟范围内选择定时蜂鸣或蜂鸣停泵。 3.2铁谱双色显微镜 ·具有透射、反射双光路照明并配有多种滤色片及偏振光系统。两路照明可同时或单独使用，光源亮度可调节。 ·采用平场消色差物镜，大视野目镜使光学系统成象清晣，观察舒适。亦可采用数码相机拍照。 ·显微镜与照明电源一体设计，结构合理操作方便。 3.3测量读数器 ·与双色显微镜连接使用，采用光电传感器测量稳定可靠。 ·可对铁谱片磨粒沉积区全区域测量。 4.仪器构成