DM8116


    MWDXRF微量测硫



满足国Ⅴ、国VI对车用汽柴油超低S检测要求


超低检测限(300s):

0.33 ppm


采用

单色激发波长色散X射线荧光(MWDXRF)分析技术

高衍射效率对数螺线旋转双曲面(LSDCC)人工晶体

理想 kV、mA、靶材组合的微焦斑薄铍窗X射线管


符合标准:

GB/T 11140

ISO20884

SH/T 0842

ASTM D2622

< 2000 span style="font-family:Arial;font-size:16px;">ASTM D7039

ASTM D7220


概述

DM8116型单色激发波长色散X射线荧光微量测硫仪简称DM8116型MWDXRF微量测硫仪是本公司集数十年X荧光光谱仪的研究经验,在公司原有的DM系列X荧光测硫仪、X荧光多元素分析仪、波长色散X射线荧光多道光谱仪等的基础上研制推出的一种达到国际领先水平的XRF光谱仪。它采用以下技术和器件,使采用50W光管的DM8116具有出色的再现性和稳定性,很低的检出限,实已将现代科技发挥到极致。

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图1. MWDXRF分析技术原理图


点对点聚焦单色激发波长色散X射线荧光(MWDXRF)分析技术

X射线荧光光谱仪的检出限 LOD(Limit Of Detection)是指由基质空白所产生的仪器背景信号标准偏差的3倍值的相应量,即:

11.png (1)

式中,Rb为背景(本底)计数强度,N为已知浓度为C的低浓度试样的计数强度,T为测量时间。从式(1)可以看出检出限与灵敏度(N-Rb)/C成反比,与背景Rb的平方根成正比。在测量时间一定的情况下要降低检出限,就必须提高灵敏度和(或)降低背景。

DM8116采用点对点聚焦单色激发波长色散X射线荧光 ( Monochromatic Excitation Beam Wavelength Dispersive X-Ray Fluorescence ) 分析技术,就是在激发光路采用一个点对点聚焦光学器件将X射线光管出射谱单色化以降低样品荧光光谱的连续散射背景,同时实现三维聚焦来增加所需激发X射线的单色化的线或窄能量带的强度以提高灵敏度,在探测光路采用另一个点对点聚焦光学器件将荧光光谱分光以进行高分辨率探测,同时实现三维聚焦来增加所需收集的样品特征荧光线的强度以提高灵敏度,从而大大降低了检出限。相比传统的EDXRF降低了1至2个数量级,相比传统的大功率(如4kw)的WDXRF也要低得多。


高衍射效率对数螺线旋转点对点聚焦人工单色晶体

双曲面衍射晶体DCC(Doubly CurvedCrystals)除满足Bragg定律(2)式外,还实现了点对点聚焦从而有大的收集立体角,所以其具有极好的单色化和极高的效率。

nλ=2dsinθ              (2)



图2. 经LSDCC单色化的特征X射线入射谱


DCC按其曲面又分为半聚焦(Johann),全聚焦(Johansson)和对数螺线(Logarithmic Spiral)等。其中半聚焦只是部分满足衍射条件,是最差的。全聚焦虽然是完全满足衍射条件且是点对点聚焦的,但其制造工艺极其复杂,除弯曲外它必须有一个磨成R曲面的过程,天然晶体极不容易磨制,而人工晶体是不可能磨制的。另外天然晶体通常单色化过好,导致靶材特征X射线只有一部分被衍射,积分衍射率低。

示意图05-01-01.png

图3. LSDCC点对点聚焦原理图


DM8116采用的对数螺线旋转双曲面人工晶体DM30L,是集本公司技术精英经2年的刻苦专研研制而成的专利产品。对数螺线DCC也是完全满足衍射条件的,虽然聚焦不是点对点的,而是点对面的,但由于这个面很小,所以可认为是点对点的。它用的是DM人工晶体,该晶体的积分衍射率是天然晶体的3到10倍,所以该晶体具有极高的效率。另外,它只需弯曲无需磨制和拼接,制造方便。


理想kVmA、靶材组合的微焦斑薄铍窗X射线管

      激发样品的X射线能量越接近所需分析元素的吸收限,其激发效率就越高。DM30L晶体仅衍射X射线管出射谱中的高强度特征X射线,其有靶材发出 2000 所以合理的选用靶材能得到最高的激发效率。选定靶材后,在X射线光管最大功率一定的情况下,如50W,合理的光管高压(kV)和电流(mA)组合能达到最大的激发效率。由于采用点对点的聚焦,所以必须采用微焦斑的X光管。由于靶材的特征X射线能量很低,所以必须用薄铍窗X射线管。

      DM8116采用Ag靶50W微焦斑薄铍窗X射线管,并对kV、mA进行合理组合。


校准


用已知含量的7个含S样品对仪器进行校准,得图4的工作曲线。

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图4. S样品工作曲线


该工作曲线的相关系数γ 均大于0.999,表示DM8116测硫仪的线性误差极小。


准确度


为了进一步测试分析的准确性,制备了具有不同硫含量的柴油和轻质油的五个样品,每个样品装入两个不同的样品杯中进行S准确度试验:

表1示出了测得的浓度结果(ppm),以及与标称值的比较。这些结果表示在低浓度水平下,用DM8116光谱仪可以实现S的优异的准确度。


1. 用五个未知样品测定S分析的准确度结果



样品

标称值(ppm

1号样品杯(ppm

2号样品杯(ppm

柴油5

5

4.81

4.99

柴油3

3

2.93

3.05

汽油2

2

2.12

1.82

汽油10

10

10.8

9.8

汽油25

25

24.0

25.3 


精确度


对三种,每种各装入七个不同样品杯的汽油样品进行S重复性试验:


表2. S汽油样品S分析重复性测试数据


样品杯号

1种样品(ppm

2种样品(ppm

3种样品(ppm

1

1.19

3.21

10.22

2

1.08

2.92

9.79

3

0.85

3.05

10.09

4

0.93

2.88

9.73

5

1.05

2.86

9.93

6

1.03

3.16

9.90

7

0.98

3.26

9.95

平均值

1.02

3.05

9.93

标准偏差

0.095

0.122

0.259

RSD

9.5%

4.00%

2.60%



表2这些结果表示在低浓度水平下,用DM8116测硫仪可以实现S的优异的重复性。


特点


快速准确–所需测量时间极短,一般几十秒给出含量结果。具极高的重现性和再现性。

低检出限–采用先进MWDXRF技术,LSDCC核心技术,达到极低检出限。

长期稳定–采用可变增益数字多道,有PHA自动调整、漂移校正、偏差修正等功能,长期稳定性好。

环保节能–射线防护达豁免要求。分析时不接触不破坏样品,无污染,无需化学试剂,也不需燃烧。

使用方便–触摸屏操作。样品直接入样品杯,放入仪器后只需按 [启动] 键即可,真正实现一键操作。

高可靠性–一体化设计,集成化程度高,环境适应能力强,抗干扰能力强,可靠性高。

高性价比–无需钢瓶气体,运行维护成本低。价格为国外同类产品的一半。是真正的高性价比产品。


适用范围


适用于炼油厂、检测及认证机构、油库、实验室测量范围从1ppm到10%的各种油品(如汽油、柴油、重油、残渣燃料油等)、添加剂、含添加剂润滑油、以及炼化过程中的产品中S元素的测量。

亦适用于各行各业任何材料中S元素的测量


主要技术指标


X射线管

电压:≤50keV,电流:≤2mA,功率≤50W,靶材:Ag

探测器

超薄铍窗正比计数管

检测限300s

0.33ppm

测量范围

检测限的39.99%

符合标准

GB/T 11140ISO20884SH/T 0842ASTMD2622D7039D7220

系统分析时间

1999s,推荐值:微量测量为300s,常量测量为60s

使用条件

环境温度:540,相对湿度:≤85%(30),供电电源:220V±20V50Hz≤200W

测量氛围

自充气系统或氦气

尺寸及重量

330mmW×460mmD×350mmH),25kg


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