کوانتومتر

همانطور که می دانید در صنایع مختلف دستگاه ها و تجهیزات متفاوتی به منظور اندازه گیری عناصر موجود در قطعات مختلف موجود می باشد. کوانتومتر یکی از این دستگاه ها می باشد. در ادامه به آنالیز این دستگاه، معرفی انواع آن، کاربرد این دستگاه و به طور کلی شناخت آن می پردازیم. در ادامه صنایع آلومینیوم پیشرو همراه باشید تا بتوانید اطلاعات مفیدی را کسب کنید.

کوانتومتر چیست؟

دستگاه کوانتومتری یک دستگاهی است که میزان دقیق عناصر متفاوت را در قطعات مختلف انداز گیری می کند. یکی از آنالیزهایی که برای سیستم های آنالیز و تحلیل مواد به طور دقیق برای اندازه گیری انواع فلزات آنالیز کوانتومی به همراه دستگاه طیف سنج نشر جرقه SES می باشد. با کمک این دستگاه می توان آلیاژها را با دقت تمام تجزیه و تحلیل کرد. یکی دیگر از ویژگی های این دستگاه این است که می توان میزان غلظتی که در عناصر آلیاژی موجود است را تشخیص داد.

کوانتومتر چیست؟

اساس کار کوانتومتر

برای اینکه بتوان یک همچین تست و آزمایشی انجام داد باید یک نمونه با استاندارهای گفته شده مانند یک سطح سنگ زده شده، سنباده زده شده و در نهایت پویش شده که کاملا صاف و بدون هیچ ذره ای از آلودگی و چربی مانند روغن و گریس و … را باید تهیه کنید. از آنجایی که این دستگاه ها با هم متفاوت هستند در برخی از این نمونه ها ممکن است محدودیت فضایی داشته باشیم. این محدودیت در اندازه و ابعاد نمونه ها است و ممکن است نمونه تهیه شده با ابعاد دستگاه همخوانی نداشته باشد به همین علت باید توجه کرد که حتما یک نمونه استاندارد مطابق با اندازه و ابعاد قسمت قرار گیری دستگاه تهیه کرد.

نکته قابل اهمیت این است که این آزمایش و تست کوانتومتر بر اساس نشر نوری انجام می پذیرد. مراحل این آزمایش به این صورت است که در ابتدا نمونه استاندارد جرقه زده می شود و سپس به علت تخلیه الکتریکی شروع به تبخیر می کند. بر اثر این تبخیر طبیعتا اتم ها و یون هایی به وجود می آید. این اتم ها و یون ها شروع به تحریک می کنند و در اثر این تحریک تابش می کنند. این نور تابش شده را از طریق یک فیبر نوری از یک طیف منبع نوری عبور می دهیم.

بعد از انجام این کار در آزمایش مناسب ترین خط نشری به منظور تعیین نوع عناصر موجود و اندازه گیری میزان غلظت موجود در آن ها در نمونه استاندارد، با توجهه به محدوده ای که برای طول موج نشر انتخاب شد، نور عناصر انتخب می شود.

یکی از نکاتی که هنگام کار با این دستگاه خوب است بدانیم این است که در شروع کار ملزم به تعیین عنصر پایه می باشیم. عنصر پایه یعنی عنصری که میزان درصد بیشتری در نمونه به کار رفته دارد. همانطور که در قسمت بالا هم اشاره شد هر دستگاهی محدودیت های خود را نسبت به نوع عنصر پایه دارد. این محدودیت به این معناست که با توجه به تنوع در دستگاه های کوانتومتری ممکن است هر دستگاه امکان آزمایش بر روی تعدادی قطعات متفاوت را دارا باشد. مثلا فقط قطعاتی که عناصری مانند FE و CU را دارند.

اساس کار کوانتومتر
اجزای دستگاه کوانتومتر

اجزای دستگاه کوانتومتر 

اجزای این دستگاه 4 نوع می باشند. این 4 مورد اجزای این دستگاه را تشکیل می دهند که در زیر به آن ها اشاره می کنیم.

  • گاز خنثی

 در ابتدا برای آنالیز و تحلیل این آزمایش از گازهای نجیب هلیوم، آرگون و یا خلوط این دو گاز هلیوم و آرگون با خلوص 99.99 درصد استفاده می شود. مسلما این گازها ناخالصی دارند. برای اینکه این ناخالصی ها را از بین ببرند یک دستگاه تصفیه برای گازهای خنثی استفاده می کنند. از این گازهای خنثی برای نگهداری از قوس ( جرقه) و همچنین جلوگیری از منتشز شدن عناصری که نامبوط هستند در قسمت جرقه به کار می گیرند. جریانات گازهای خنثی ذرات فلزی که توسط تخلیه الکتریکی پراکنده شده اند را از محفظه مورد نظر خارج می کنند.

CD انجام می شود.

  • تحریک کننده

 تحریک کننده در دستگاه کوانتومتر خود به دو بخش تقسیم می شود. این دو بخش شامل موارد زیر است:

  • جرقه ای: در این بخش تحریک را با شدت و ولتاژ بالا انجام می دهند. در این بخش یک نقطه از نمونه استاندارد شده را به مدت نیم دقیقه به حالت تبخیر نگه می داریم تا برانگیخته شود. در نتیجه این برانگیختگی تمامی عناصر به صورت همزمان طیف تولید می کنند و در نهایت آنالیز به صورت دقیق تر انجام می گیرد.
  • کمانی: این روش برای آنالیزهایی می باشد که دقت پایین تری می خواهد و به طور کلی برای آنالیزهای کیفی و کمی می باشد. در نتیجه نمونه استاندارد شده تنها به مدت 3 ثانیه مورد تحریک با ولتاژ بالا قرار می گیرد.
  • سیستم اپتیک

سیستم Optic از یک سیستم تک رنگ و یک نمونه آشکارساز تشکیل شده است. این سیستم تک رنگ وظیفه انجام عمل جدا کردن خطوط متعدد موجود در طیف نشری را بر عهده دارد. این سیستم شامل یک سیستم شکاف و یک عامل تجزیه کننده نور می باشد. نورهای هرز موجود توسط یک سیستم شکاف از بین می روند و همچنین تجزیه کننده های نور تابش را بر طبق طول موج ها تجزیه و آنالیز می کنند. این نوع تجزیه کننده ها دو مدل دارند. این دو نوع منشور و شبکه هستند.

  • آشکارساز

از آشکارسازها برای اندازه گیری میزان تابش نور استفاده می شود. این عمل با تبدیل انرژی تابشی به انرژی الکتریکی انجام می شود. این آشکارسازها اغلب در دو مدل فتومالتی پلایر و نیمه هادی با تعیین محدودیت ظرفیت نوری به اسم C

برخی از کاربردهای دستگاه کوانتومتر

  • شناسایی کردن عناصر Trace
  • شناسایی عناصر ناخواسته
  • آنالیز کردن انواع چدن ها مثل چدن خاکستری
  • آنالیز و بررسی انواع فولادهای آلیاژی مانند فولادهای کربنی و …
  • تعیین و مشخص کردن میزان محلول و غیرمحلول
  • اندازه گیری میزان سر در برنج های دارای سرب
  • تعیین و شناخت میزان هیدروژن
  • تعیین ترکیب شیمیایی
  • شناسایی کردن مواد فلزی

و بسیاری دیگر از کاربردهایی که با استفاده از این دستگاه انجام می شود.

برخی از کاربردهای دستگاه کوانتومتر

سخن پایانی 

همانطور که در قسمت های بالاتر نیز اشاره شد فهمیدیم که از این دستگاه برای اندازه گیری عناصر در قطعات استفاده می شود. با توجه به تعریف دستگاه کوانتومتری و انواع کاربردهای آن، مزایا و معایب آن اطلاعات مفیدی در اختیارتان قرار گرفته شد.