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RJGP-5型看谱镜仪器概述机工作原理
点击次数:1975 发布时间:2016-11-04

一、仪器概述

本仪器采用光栅作为色散元件,谱线清晰、明亮、分辨率高,外型整齐大方。适用于390~700nm波长范围内对合金钢及有色金属合金进行目视、定性和半定量的快速光谱分析。主要分析的元素有:

(1)钢中:Cr  W  Mn  V  Mo   Ni  Co  Ti  Al  Nb  Zr  Si  Cu等。

(2)铜合金中:Zn  Ni  Mn  Fe  Pb  Sn  Al  Be  Bi等。 

(3)铝合金中:Mg  Cu  Mn  Fe  Si  Zn等。

仪器特别适用于现场对较大试样或不易移动的或不能破坏的机件的材料分析、废料分析、合金的牌号分类等。

二、工作原理

两极间即被分析物和圆盘电极(或棒状电极)间,激发电弧或火花时各元素辐射出不同波长的光波,经仪器会聚、色散、聚焦,通过目镜即可看到从紫到红的一组明亮清晰的谱线。按其谱线的位置和强度就可确定各种元素及其含量。

仪器的光学系统简图如图所示:

RJGP-5型看谱镜光学系统简图

1.保护玻璃  2、反射棱镜  3、聚光镜  4、狭缝平板  5、狭缝保护玻璃 

 6、物镜   7、光栅8、转向棱镜  9、视场光栏  10、显微物镜  11、目镜

辐射光通过保护玻璃(1)经棱镜(2)射向聚光镜(3)会聚在狭缝上(4),狭缝位于物镜(6)的焦面上,光线经物镜平行射向光栅,经光栅色散后分解成光谱,又逆向通过物镜,经转向棱镜(8)谱线成像在视场光栏(9)的面上。(10)和(11)组成放大倍数为15倍的显微镜,通过它即可观察到清晰的谱线。

本仪器用平面光栅作为色散元件,所谓光栅β是在一精密平面上刻有相互平行等距的刻痕,此处用每毫米刻痕为1200条的光栅,光栅色散的原理基于多缝衍射。

光栅衍射的基本公式为

d(Sinα±Sinβ)=mλ

光栅刻痕为锯齿形    当α=β=δ时

则2dSinδ=mλδ

λδ相应于闪耀波长,此时m级光线具有zui大的能量。

N:光栅平面法线    n:刻痕大面法线    I:入射光线   E:衍射光线   α:入射角

β:衍射角         d:光栅常数        δ:闪耀角    m:光谱级次

三、技术参数

1、观察的光谱范围:390~700nm

2、色散元件:平面衍射光栅,每毫米刻线1200条,刻线面积40×40mm2,闪耀波长500nm左右。

3、色散率:1.84nm/nm

4、仪器理论分辨力(一级光谱):R=48000

5、准直物镜:焦距f=300mm,相对孔径D/f=1:6

6、显微物镜放大倍数:1.5倍

7、显微目镜放大倍数:10倍

8、狭缝宽度:(10±2)nm

9、主机外形尺寸:600×165×200(mm)

10、主机重量:5Kg

四、 基本结构

本仪器由前体、电极架和主体所组成。前体内装有保护玻璃(1)、棱镜(2)、聚光镜(3)、狭缝平板(4)。由于电弧或火花激发时,融化的金属容易溅射到保护玻璃(1)上而影响通光,降低谱线强度,故(1)要酸洗或更新。

RJGP-5型看谱镜外型图

RJGP-5型看谱镜外形图中调节旋钮(1)可使反射棱镜转动,转至视场、谱线亮度醉佳状态。

主体外部装有手轮(2)、(3),手柄(5)和窗口(4)。手轮(2)用来转动光栅,以便改变光谱波段。手轮(3)用来对谱线调焦。窗口(4)用来观察谱线。手柄(5)上有电源线路的按钮开关,工作时用手持仪器,随时可以接通或停止电弧(或火花)的激发。

主体内装有物镜、光栅、转向棱镜、显微镜组。发生器激发电路火线端接在电极架上,地线端接在前体顶端,严禁接错。使用时不可触及电极架。

本仪器可使用铁质棒状电极,也可用铜质圆盘电极,这决定于被检材料的性质。铁质棒状电极采用工业纯铁。铜质圆盘电极是用电解铜制成,圆盘电极zui常用。

 

五、操作前准备

 

(1)工作地点应有220伏/50Hz的单相交流电源,所允许的zui大电流强度应大于10安倍。

(2)铁质棒状电极的应仔细地磨光,但不严格要求保持原来的尖状。这可用于砂轮或砂纸磨光。铜质圆盘电极表面同样要清洁。

(3)如果用铜质电极分析铸件中的含硅量,电极表面只能在氧化铝的砂轮上磨光,而不得用二氧化硅砂轮。

(4)被分析物表面应清除油漆、氧化层、被腐蚀表面及所有缺陷痕迹。

(5)当四触点或V型座接触被分析物时,电极与被分析物间隙保持3~4毫米距离为宜。

六、操作说明及注意事项

1、操作说明

 做好上述准备后,将接线插头接到发生器上,将发生器接通电源。调整好发生器后,用右手拿住手柄(5),把仪器的顶端放在试样表面上,使四触点很好接触。而电极的末端指向清洁过的试样表面中心处,用右手中指按下按钮开关,如不激发,则须切断电源,检查线路。当电弧发生后,可稍微变更仪器倾斜的角度,调整电弧大小到达稳定。如果光谱亮度不够,可用左手旋动手轮(1)直至zui亮。如果光谱清晰度不够,可用左手旋转调焦手轮(3)进行调整。如果视场光栏轮廓模糊,则旋动目镜视度手轮(4)。

 通过目镜观察光谱,旋动波长手轮(2),将被测谱线移到视场中心(即箭头指标),根据光谱图,找出与该分析线相对应的目测谱线强度相等的比较线???,即可确定某元素的含量百分值。

 在强烈日光下工作,会增加谱线背景,在有风的时候观察谱线,电弧会移动或闪动,这二种情况均会给线对比较带来困难,应设法避免。

2、注意事项

(1)使用仪器应手带绝缘手套,脚穿绝缘胶鞋。  

(2)下雨天,不得在露天和湿地上使用本仪器。

(3)变换电极通电时,不得接触仪器的电极架。  

(4)工作完毕后应随手关断电路。

(5)被雨淋或由于温度改变而受潮的发生器不应立即使用。

(6)仪器由低温移到高温处,须把看谱镜和发生器放在关闭严密的箱子里,逐渐冷却至室温才可打开,以免仪器表面产生冷凝水汽。

(7)本仪器在-25℃至35℃之间都可应用(相对湿度≦80%)。

七、仪器维护

本仪器能适用于工厂及场地上比较差的条件下使用,但它是精密光学仪器,故要适当维护。

工作时防止碰撞,安放时要放得稳妥,且不要放到潮湿的地方。使用完毕后要清除仪器外部的油污和灰尘。在任何时候,不许用油手或汗手触及光学零件,光学零件表面上的灰尘可用软毛刷刷去,油污可用脱脂纱布蘸少量酒精或的混合液檫净。仪器的上盖板不得私自打开,以使在任何时候仪器内部都是干燥的,因为潮湿会使光栅表面发霉而影响使用寿命。在仪器维修时应特别注意,光栅表面禁止揩檫,也不能用各种溶剂清洗,严禁手指接触光栅表面,光栅表面上的灰尘只允许用吹风机吹去。

八、装箱清单             

RJGP-5型看谱镜

1

保护玻璃备件

2

圆盘电极备件

2

棒状电极备件

1

看谱分析图谱与标志

1

使用说明书

1

合格证、保修卡

1

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