SPECTROLAB S – Forradalmi eredmények az acélelemzésben a Voestalpine Stahl GmbH-nál
- Áttörést jelentő csúcskategóriás ív/szikra OES analizátor elsődleges és másodlagos fémekhez
SPECTROLAB S fémelemző spektrométer
- Különleges, teljes spektrumú mérés; így az új elemek/mátrixok elemzése könnyen, szoftveresen aktiválható
- A tárolt spektroszkópiai spektrumok lehetővé teszik az eredmények újratöltését/ újraszámítását bármikor
- Az iCAL 2.0 biztosítja a legnagyobb stabilitást a legtöbb hőmérséklet/nyomás nyomásváltozáshoz
- Az iCAL 2.0 csökkenti a karbantartási időt/ költségeket – általában egymintás, 5 perces standardizálás, beállítás
- Az egyszerűsített szikraállvány kialakítása meghosszabbítja a tisztítási karbantartások közötti időt
- A szabadalmaztatott CMOS+T technológia lehetővé teszi az eddig csak PMT detektorokkal elérhető mérési képességeket
- Ultra-alacsony kimutatási határértékek
- Megbízható, könnyű használat
A Voestalpine Stahl Európa egyik legnagyobb fémgyártója. Az ausztriai Linzben található létesítményei hatalmas mennyiségű kiváló minőségű acélt termelnek – szigorú előírások szerint. Ezeknek a specifikációknak a pontos teljesítése, magas szintű elemzést is igényel.
Dr. Andreas Pissenberger vezető műszaki szakértő és kollégái az üzem folyamatlaboratóriumában évente 400 000 mintát értékelnek, elsősorban a bejövő, a gyártásközi valamint a kimenő anyagok automatizált spektrometriás elemzésével, valamint új anyagokkal kapcsolatos kutatásokkal kapcsolatban. Dr. Pissenberger széles körű értékeléseket végez az új analizátorokról és technológiákról is. Jó okkal: “Egy adag olvadék 50.000 euróba kerül. Naponta 100 olvadékot készítünk. Ha javítani tudjuk laboratóriumi eredményeinket, javíthatjuk a folyamatot az acélgyárban. Ez gyorsan több millió eurót takaríthat meg.”
A fémek spektrometriás fémelemzésének javítása azonban különböző akadályokkal szembesül. Egy jelentős példa: a PMT detektorokra való támaszkodás.
A kihívás
Szinte minden csúcskategóriás laboratóriumi fém analizátor még mindig
femelemzo spektrometer optika
fotoelektron-sokszorozó cső (PMT) detektorokat használ. Ez a hagyományos vákuumcsöves technológia a kívánt alacsony érzékelési határokat, valamint nagy érzékenységet és pontosságot biztosít. Amennyiben viszont új analitikai elemzéseket, új elemeket szeretnénk a berendezésünkkel mérettetni, az jelentős hardver változtatást és állásidőt eredményez, minden új mérési hullámhossz, minden új elem esetén. Nem tud kezelni néhány releváns elemet. Stabilitása a hőmérséklettől függően változik. A rögzített hullámhosszak kiválasztása pedig azt jelenti, hogy egy PMT meghibásodása megbéníthatja az egész mérőberendezést.
Acélipari szakértők, mint Dr. Pissenberger már régóta sürgetik a spektrométer fejlesztőket, hogy keressenek megoldást ezekre a problémákra. Tudnának-e fejleszteni acélelemzés céljára egy analizátort, ami félvezető-alapú detektorokat használ, amelyekkel elkerülhetik az összes felsorolt PMT detektor hátrányokat – mégis tudja a PMT detektorok teljesítményét?
Dr. Pissenberger 2019-ben kezdte el használni a SPEKTROLAB S-t a lemezminták és egyéb minták elemzésére kutatás és fejlesztés szempontjából. Miután alaposan tesztelte más vezető spektrométerekkel szemben, arra a következtetésre jutott, hogy a válasz a fentebbi kérdésre: igen.
A megoldás
A SPEKTROLAB S nagy teljesítményű ív/szikra optikai emissziós spektrométer (OES) valódi áttörést jelent a fémelemzésben a folyamatszabályozás és a kutatás-fejlesztés területén. A szabadalmaztatott CMOS + T detektor technológiával a korábban PMT detektorokkal elért mérési képességek, mint például a single spark evaluation (SSE), elérhetővé váltak.
A SPECTROLAB S-t úgy tervezték, hogy a lehető leggyorsabb méréseket végezze; a legkisebb kimutatási határértékekkel; leghosszabb üzemidővel és a legnagyobb időtálló rugalmassággal. Minden része úgy épült, hogy a legjobban teljesítő spektrométer legyen, amely elérhető az elsődleges fémgyártók, a másodlagos fémgyártók és más gyártók feldolgozók részére.
Az eredmény
“Nem voltam biztos benne, hogy lesz olyan jó, mint egy PMT detektor alapú rendszer,” mondja Dr. Pissenberger. “Különösen a nitrogén, a szén, más speciális elemek, és a nagyon alacsony koncentrációk esetében. De ahogy elvégeztük a teszteket, láttam, hogy ez az új rendszer nem egyenlő egy PMT detektoros rendszerrel. A mérési eredmények, a számított értékek alapján: ez jobb!!!. “Megfelel-e a SPECTROLAB S az elsődleges fémgyártó ipar követelményeinek? Igen! Először is, szinte nincs olyan elem, ahol egy PMT detektoros rendszer legyőzheti. Elemek hozzáadásához csak a szoftverre van szükség. A laboratóriumunkban lévő eszközök közül a SPECTROLAB S stabilitása a legjobb. Az álmom az, hogy ha ma pontosan 1.0000 m/m%-ot mérünk egy mintán, három hónap múlva pontosan 1.0000 m/m%-ot tudjunk reprodukálni ugyanazon a mintán. Ez tökéletes stabilitás.” Az iCAL 2.0 technológia, amely segít biztosítani ezt a stabilitást, szintén forradalmasítja a kalibrálást: “Az iCAL-val általában csak egy szabványosítási mintára van szükség, hét vagy nyolc helyett. Ez egy nagy különbség az időben és erőforrás felhasználásban,” mondja Dr. Pissenberger. Mérései alpján a kimutatási határértékek a következő képen alakultak: a kén (S), a bór (B) esetében 1 ppm, a szén (C) és a nitrogén (N) esetében pedig 5 ppm. Ezen túlmenően, “Hatalmas analitikai lépés előre az is, hogy sikerült a teljes spektrumot tárolni. Alapvonali korrekciókat is elvégezhetünk és matematikai modellekkel is dolgozhatunk. “A szoftver nagyon világos és könnyen használható,” teszi hozzá. “A karbantartás egyszerű; még csak szikraállvány tisztítást sem kell nagyon gyakran végeznünk. Az egész rendszerre azt mondanám, hogy ez egy szenzációs dolog!”
“PMT detektor alapú rendszerek tudják, amit tudnak,” Dr. Pissenberger arra a következtetésre jut. “De ha együtt dolgozunk, hogy javítsuk ezeket az új, már így is nagyon jól működő félvezető-alapú technológiával rendelkező detektorokat a fémelemzésben, úgy látom, hogy SPECTROLAB S a jövő spektrométere!
Röviden Voestalpine Stahl-ról
A Voestalpine Stahl GmbH Európa egyik vezető elsődleges acélgyártója. Kiszolgálja az autóipar, az építőipar, a gépipar, a háztartási gépipar, a csőipar és az energiaipar ügyfeleit. A vállalat linzi üzemei teljes mértékben integrált kohászati üzemet, valamint gyártási, feldolgozó és nedves kémiai laboratóriumokat tartalmaznak.
Röviden SPECTRO-ról
A SPECTRO a világ egyik vezető analitikai műszer beszállítója. Analizátorai optikai emissziós spektrometriát (ív/szikra OES, ICP-OES), röntgen-fluoreszcencia spektroszkópiát (XRF) és induktívan kapcsolt plazma tömeg spektrometria (ICP-MS) technológiákat használnak az ipari, kutatási és tudományos elemi elemzésben.