便攜式光譜儀金屬材料光譜檢測分析

李桂紅 金紅芳 孫威

摘 要：便攜式光譜儀因其自身優勢在金屬材料光譜檢測中發揮著重要作用，且能滿足施工、冶金等領域的多元化檢測需求。在此之上，本文簡要分析了便攜式光譜儀金屬材料光譜檢測存在的問題，并從做好初期準備工作、明確光譜檢測順序、注重材料測量效果、定期觀察氬氣壓力、有針對性制定方案等方面展開討論。

關鍵詞：便捷式光譜儀;金屬材料;光譜檢測

金屬材料光譜檢測結果直接衡量材料質量。所以，借助便攜式光譜儀對Fe、Mg、Zn等金屬材料加以檢測具有一定的現實意義。另外，便攜式光譜儀作為一種高效且精準度較高的檢測設備，它能對金屬材料的成分、性質進行細致分析，進而判斷出金屬材料品質是否符合標準要求。

1 便攜式光譜儀金屬材料光譜檢測存在的問題

便攜式光譜儀電池功能強大，能為設備提供24V輸出電壓，且適應于多種復雜檢測環境。同時，它還擁有著較強的材料分揀功能，可針對金屬材料快速進行定性與定量分析。由于該光譜儀中還帶有CCD檢測系統與噴射電極技術，可對尺寸為1mm的材料進行檢測，故而有著較為顯著的實用價值。然而在利用便攜式光譜儀對金屬材料進行光譜檢測時也會發生下列問題：①檢測不穩定。在便攜式光譜儀的支持下進行金屬材料光譜檢測工作，會經常發生檢測數據不準確或變化幅度較大等問題。其中最主要的原因是便攜式光譜儀氬氣系統中所含氬氣濃度偏低;②激發點發灰。通常情況下，在金屬材料光譜檢測過程中所產生的激發點應位于樣品中間位置，并呈銀白色。但在部分樣品檢測期間會出現發灰無光澤現象，這是源于氬氣系統混有空氣，致使檢測結果有所異常;③棕色邊緣。便攜式光譜儀在檢測分析中還會形成棕色邊緣。之所以會出現這種現象，是因為氬氣系統中的壓力或流量無法滿足樣品檢測需求，造成激發點較小;④積碳現象。在金屬材料樣品與便攜式光譜儀相互接觸時，會受到接觸面不平整等因素的影響而發生積碳現象;⑤能量不足。若在便攜式光譜儀對金屬材料進行光譜檢測時未能產生良好的激發狀態，也會破壞原有檢測結果的準確性。而這種不良現象的出現在于用于支持檢測工作的激發能量明顯不足[1]。

2 便攜式光譜儀金屬材料光譜檢測的優化措施

2.1 做好初期準備工作

2.1.1 啟動光譜儀

要想保證便攜式光譜儀在金屬材料光譜檢測過程中發揮出真正效用，就應當做好初期準備工作，以便增強檢測結果的準確性。由于便攜式光譜儀內部具有較強的電池供電功能。所以即使在無外接電源的環境下也能正常獲取啟動電力。而在有外接電源時它則轉換為充電狀態。在啟動便攜式光譜儀之前，應對其氬氣系統中的濃度及出氣口位置進行全面了解。一般情況下，在光譜檢測中會產生一定的激發聲音，若無法聽到聲音，應對燃燒倉質量、電極位置進行細致檢測，直到便攜式光譜儀恢復正常運行模式。

2.1.2 預備樣品

在應用光譜檢測法時還應事先準確好金屬材料樣品。一方面，應對其表面雜質進行清除，必要時還可進行打磨處理，以免影響檢測結果的可靠性。另一方面，在激發樣品原子活性時，雖然便攜式光譜儀易于操作，但金屬材料易受到外界因素干擾而發生物化反應。因此，應保證金屬材料樣品周邊無有害物質或其他極易與其發生反應的材料，避免摻雜到光譜檢測環節降低檢測準確性。

2.1.3 清理設備

當準確好金屬材料樣品后，還應對便攜式光譜儀內部結構進行有效清理。由于燃燒倉、氬氣系統都是設備中最重要的位置，一旦混有雜物或密封性較差，都會引發上述不良狀況。所以，應確保便攜式光譜儀各個組成結構都能保持良好的清潔度，以此為金屬材料光譜檢測提供重要保障。

2.2 明確光譜檢測順序

在金屬材料光譜檢測過程中還需要進一步明確檢測順序，并先行制備樣品工作面，從而為后期光譜檢測工作打下扎實的基礎。在選擇打磨鋼材時應以60大120等級的磨料粒度為主，且盡量選用60#砂輪對金屬材料進行妥善處理，由此保證金屬材料樣品工作面足夠平整[2]。

之后再按照下列順序進行操作：首先，應對待檢測金屬材料進行選擇，可利用相關按鈕控制測量范圍;其次，調整樣品測量曲線，促使金屬材料順利進入光譜檢測的下一個環節;再者，利用便攜式光譜儀獲取樣品光信息，并從中測量出金屬材料所含有的主要元素與其他成分。由于便攜式光譜儀設有納米光學檢測器。所以，可依據感知光譜信息的方式直接獲取金屬材料相關參數;最后，可收集檢測數據，并整理好便攜式光譜儀。

2.3 注重材料測量效果

便攜式光譜儀因其操作簡便，且攜帶方便，一直深受現場施工、冶金、金屬加工等行業的青睞。而在對金屬材料進行光譜檢測時還應強化測量效果，以免受設備自身性能影響而增大測量誤差。比如在便攜式光譜儀閑置時間較長時，在正式啟動前，應對便攜式光譜儀中的氬氣系統等部分進行校正，并將校正系數控制在0.8到1.2范圍內，確保設備靈敏度、光譜測量準度等指標符合測量要求。若發現設備有破損之處，應立即對其進行修復，以免使用期間發生異常狀況。

同時，還應結合待測量金屬材料的性質選擇適合的檢測途徑。以有色金屬材料為例，在測量時應為其提供低氣流環境，并避免樣品之間有所交叉。另外，還需將氬氣系統中的壓力保持在1MPa，其純度應為99.999%，進而可確保得到的有色金屬材料測量結果與國家相關標準相一致。

2.4 定期觀察氬氣壓力

氬氣系統中的壓力、流量數據是金屬材料光譜檢測的重要依據。所以，在利用便攜式光譜儀時，應定期對氬氣系統進行檢驗，并在氬氣壓力低于1MPa時對其進行加壓處置，一般應借助氬氣充氣設施按照0.5MPa輸入壓力的規格補充氬氣系統壓力。

此外，氬氣系統在停止運行狀態下，需將系統流量控制在高于30L/h，且低于60L/h范圍內，以免氬氣系統濃度下降引起激發點發灰等現象。在便攜式光譜儀正常運行狀態下，應避免氬氣系統流量≤270L/h，否則不利于取得準確性較高的測量數據。只有便攜式光譜儀性能良好，才能為金屬材料的光譜檢測工作提供重要助力，促使人們深度掌握金屬材料內在屬性[3]。

2.5 有針對性制定方案

在處理金屬材料光譜檢測問題時，應針對不同情況制定行之有效的解決方案，以此增強光譜檢測數據的準確性。具體可從以下方面進行：①完善設備功能，對于光譜檢測數據不穩定或變化幅度較大等狀況，應利用凈化裝置提高便攜式光譜儀中氬氣系統的濃度，這樣才能確保它能在樣品檢測中顯現出真正的價值;②便攜式光譜儀是利用光譜信息對金屬材料特性進行分析。因此，當激發點未能正常顯示銀白色金屬光澤時，應對設備適配器質量進行檢查，若存在缺陷應及時進行調換，并結合具體需求調節燃燒時間;③在杜絕積碳現象時，應對便攜式光譜儀電極位置進行檢測，若它與樣品間距較大，應進行拉近處理，防止接觸不到位，造成激發點顏色變黑。通常應將電極擺放角度設置為60°;④當金屬材料樣品未能在緊密度良好的燃燒倉中進行充分燃燒時，將出現樣品能量供給不當問題，這樣也會影響光譜檢測效果。因此，在使用便攜式光譜檢測儀時應有目的性進行檢測。

3 結論

綜上所述，便攜式光譜儀在金屬材料光譜檢測中的確有著重大效用。但在使用期間也會產生不良反應。所以，應從前期準備、檢測順序、測量效果、氬氣壓力、制定方案等方面著手，確保便攜式光譜儀能在金屬材料光譜檢測中有效增強檢測結果的可靠性，從而延展光譜檢測的應用范圍。

參考文獻：

[1]吳紅梅，郭宇，曹建芳.用于檢測氨基葡萄糖的金屬-有機大環化合物的合成及光譜分析[J].發光學報，2018，39 （08）：1163-1169.

[2]謝昆良.基于光譜儀檢測的有色金屬材料分析探究[J].世界有色金屬，2018（11）：172+174.

[3]袁小明.Spectrotest光譜檢測儀在金屬材料現場分析檢測中的應用[J].化工設計通訊，2018，44（06）：80+83.