NITON-XL3t(美国力通-矿石元素分析仪)用户手册-中文.doc

NITON-XL3t(美国力通-矿石元素分析仪)用户手册-中文.doc

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NITONXL3t系列

手持式元素分析仪

操作手册

关于本用户手册

·警告！

在没有阅读并完全了解本使用手册之前，请勿使用仪器！

·注意！

NITON分析仪不防火，分析样品时，如果涉及高温环境要谨慎。

目录

第1章仪器概述 7

NITONXRF分析仪外观概览 7

控制面板（Controlpanel） 7

LCD触摸屏 9

数据接口 10

仪器启动 11

导航菜单（NAV） 14

电池指示 15

菜单路径 16

第2章应用 17

导航菜单（NAV） 17

工具菜单（TOOLS） 18

平均数举例 21

塑料分析模式 22

厚度校正 23

电子合金分析 28

电子合金Cu/Zn模式 31

电子合金Ta/Hf模式 33

ROHS达标 35

分析土壤或矿石样品 38

数据输入屏幕 40

查看样品信息 43

数据输入屏幕导航 44

虚拟键盘 45

制备或不制备样品——现场和非现场测量的比较 47

现场分析未经处理的样品 48

快速检测 48

现场测量 49

直接读取岩石表面的数据 49

分析岩心 50

粗样品的预测量 51

现场与实验室分析的比较 52

非现场分析制备合格的样品 52

样品收集 53

制备大块土壤样品 54

清洁仪器 55

样品制备 56

圆锥四分法 57

将处理好的样品放入样杯 58

样品制备——液体和泥浆样品 60

矿石Ta/Hf模式（MiningModeTa/Hf） 61

矿石Cu/Zn模式（MiningModeCu/Zu） 63

土壤模式 65

土壤标样 66

NIST土壤标样和替代物的对比表 69

校正因子（CalFactor） 72

氧化物与元素含量 76

查看数据 77

元素筛选 78

所关注元素的检出 79

谱图查询 80

清空内存 81

数据删除 82

编辑数据库 84

编辑合金成分含量 86

探测器自校正 87

规格 89

日期和时间调整 92

屏幕旋转设置 92

背景灯调节 94

硬件设置屏幕 95

滤光片设置界面 98

摄像头和小点功能设置 101

小点模式的应用 103

语言设置 103

打印机设置屏幕 105

提示音设置 107

元素分类显示菜单 109

设置元素检出限 113

设置显示单位菜单 117

显示单位屏幕 118

第3章日常维护指南 119

电池和电池充电 119

保养、清洁和维修 123

更换Kapton窗口 124

XL3t分析仪的存放和运输 126

第4章辐射安全 128

X射线管的保险装置 128

监控您的辐射 131

如何安全使用NITONXL3t分析仪 131

正确使用NITONXL3t分析仪 134

避免过度暴露 134

分析不同样品的安全须知 134

辐射简介-充He 135

主辐射 139

次射线 139

深部和浅部剂量 139

贮存和运输 140

紧急处理程序 140

常见问题解答 142

设置无线连接 143

附录 145

附录1能谱表 145

附录2谱图 147

附录3警告 148

附录4注意 149

第1章仪器概述

NITONXRF分析仪外观概览

本款NITONXL3t系列分析仪是手持式的高性能x射线荧光（XRF）元素分析仪。

图1-1.仪器外观概览

控制面板（Controlpanel）

控制面板位于仪器上表面下部，在LCD触摸屏（LCDtouchscreen）（参见图1-1）的正下方。

控制面板包括一个四方向导航键（4waytouchpad），一个选择按钮（Selectbutton）和左右各一个控制按钮。

使用控制面板或者直接触摸屏幕都可以操作仪器屏幕和菜单。

您可以通过“四方向导航键（4waytouchpad）”的移动来选定菜单选项。

“开/关/退出键（on/off/escapebutton）”电源开关按钮，也当做退出键来使用。

短按“开/关/退出键（on/off/escapebutton）”，执行退出功能，显示将会从当前显示的画面回到上一级菜单。

图1-2.控制面板

开启仪器时，需要持续按住“开/关/退出键（on/off/escapebutton）”3秒以上，

关闭仪器时，则需要持续按住“开/关/退出键（on/off/escapebutton）”10秒以上。

可以在任意屏幕直接关闭仪器

可以通过触摸屏来操作仪器。

选择某一选项，只需点击该选项图标即可。

还可以使用四方向键、“开/关/退出键（On/off/escapebutton）”来完成分析工作。

LCD触摸屏

XL3t分析仪上的LCD触摸屏可以翻转，这就使观察数据更加方便。

LCD触摸屏与仪器相连，可以在0°和85°之间任意角度。

LCD触摸屏可以停留在任意角度。

如果您想固定屏幕，需要将触摸屏放回到0°，并固定位于屏幕上方的屏幕锁。

图1-3.XL3t分析仪的可倾斜显示屏

l升起LCD触摸屏，需要稍微拉起LCD触摸屏顶端中央的“锁扣”，并轻轻翻转屏幕直到合适的角度。

l如果想合起LCD触摸屏，请将屏幕轻轻推至底部，听到“咔”的一声，即确定触摸屏按压进屏幕锁舌内了。

·注意：

LCD触摸屏不能从XL3t分析仪上取下！

如果取下或试图取下LCD触摸屏会损坏您的仪器，将不予保修。

·注意：

存放或者运输您的XL3t分析仪时，请合上屏幕。

数据接口

图1-4.数据传输接口

USB接口（最左端）（USBPort）

通过USB接口仪器可以和计算机相连，实现上传和下载文件。

远程扳机接口（从左数第二个）（RemoteTriggerPort）

当使用加长杆、三角架和测试架来操作仪器时，可以通过此接口控制仪器扳机。

串口（从左数第三个）（SerialPort）

通过串口仪器可以和计算机相连，实现上传和下载文件。

电源口（最右端）（PowerPort）

通过电源接口，仪器可以直接由外接电源（充电器）供电。

仪器启动

长按在控制面板上的“开/关/退出键（On/off/escapebutton）”大约10秒，即打开仪器。

图1-5.系统启动屏幕

开始启动时，屏幕将显示启动屏幕（见图1-5），然后将自动从9秒-0秒倒计时。

图1-6.登陆界面

当开始启动完成之后，开始屏幕会被登陆界面所取代（见图1-6）。

此时点击屏幕任意位置继续。

之后，登陆界面会被警告界面（见图1-7）所取代，提示您在仪器的灯闪烁时，将产生射线。

您必须点击“Yes”确定，方能登陆。

如果您点击了“No”，系统将退回到登陆界面。

图1-7.警告界面

当选择了“Yes”之后，虚拟数字键盘将出现在屏幕上，让您登陆。

图1-8.虚拟数字键盘

输入您的4位数字密码，然后点击“E”键。

系统默认的密码是1234。

如果您输错了密码，可以点击“<”键退格或者是“C”键来清除全部输入。

在您完全输入了密码之后，“USER”（意为“用户”）的字样将显示在屏幕的最下方。

然后主菜单将呈现。

检查时间/日期。

时间和日期应该设置得和您的记录方式相符而且准确。

您的分析仪应在-10℃~50℃的环境下储存或使用。

如果分析仪过热，您将无法使用其测量。

如果仪器摸上去很热，您应该让其冷却，随后再进行测试。

导航菜单（NAV）

图1-9.导航菜单

导航菜单会显示在任何一个画面中，在菜单中，详细的选项将随着画面的内容而变化。

例如，在浏览菜单中，导航按键会随着您现在使用的模式而变化。

点击屏幕上的“导航键（NAV）”即可进入导航菜单。

一个下拉菜单会显示出来。

选择导航菜单中的某个选项，将直接引导您进入特定的菜单，不管您现在处于哪个菜单中。

选择“查看（View）”，将直接进入“数据（Data）”菜单。

导航菜单不能通过控制面板来选择。

电池指示

电池指示在任何菜单中都会显示，在屏幕的右上角。

通过图画显示出您当前的剩余电量，使您不致出现意外关机的情况。

图1-10.电池指示

指示中，绿色的部分越多说明电池的电量越足。

如果显示红色，说明电池电量不足，此时最好更换另一块电池，以防因电量不足而导致意外关机。

警告！

如果出现了扳机没有按下，但X射线光管依然在工作的情况，请立刻卸下电池，使X射线管停止工作，然后致电ThermoFisherScientific设在中国的服务中心。

菜单路径

菜单路径用图片形式显示了如何从主菜单开始进入各个分项功能菜单。

图1-11.菜单路径举例

如图1-11在菜单路径中，命令顺序是从高向低的，从主菜单开始，以最终的功能菜单结束。

图中箭头指示了菜单的变化，所选择的图标被黑框高亮显示了出来。

菜单路径可以理解为：

如果想到达右下角这一画面，需要从主菜单开始，选择“模式（Mode）”图标，选择“合金（Alloy）”图标，选择“成分分析（Chemistry）”，然后选择“所有合金（AllAlloys）”图标。

第2章应用

导航菜单（NAV）

导航菜单使您在很多菜单间直接切换，而不必打断当前的显示或操作。

从导航键的下拉菜单中选择目标。

图2-1.导航菜单

工具菜单（TOOLS）

工具菜单使您可以进行与数据相关的操作，比如打印或取平均数。

从工具键的下拉菜单中选择相应的功能。

图2-2.工具菜单

下面是一些工具菜单中最常见的功能。

打印（Print）

从这里您可以通过相连接的打印机打印样品测试数据。

背光（Backlight）

从这里您可以选择背光的开或关。

向前平均（AvgForward）

可以向前把不同的读取数据自动取平均数显示。

选择“向前平均（AvgForward）”来开始对未来的几个样品数据取平均数。

“向前平均（AvgForward）”会自动选取您设置好的几个样品来取平均数。

先在虚拟键盘中选择您所需要的样品的数量，随后机器会自动取平均数计算。

比如说，如果您在虚拟键盘中选择了3，然后仪器会自动计算之后您测量的三个数据。

把平均值会显示在第4个数据中。

向后平均（AvgBack）

使您可以向后将几个读数取平均数显示出来。

选择“向后平均（AvgBack）”来实现此功能。

比如说，您当前组后一个读数是#15，选择3可以将#13、14、15这三个数据取平均数，并将计算结果显示在#16中。

平均的数据的个数是通过虚拟键盘选择的，和您登陆时所使用的虚拟键盘一样。

图2-3.平均数虚拟键盘

·注意：

您不可以将几个包含不同元素列表的数据平均，或者使用了不同的滤光片设置——不管是向前平均还是向后平均都是如此。

·Alloy和Mining模式各自使用了相同的元素设置，所以当切换滤光片时也可以使用平均数。

薄膜样品和大块样品模式各自使用了不同的元素列表，所以并不能取平均数，您不可以将几种不同模式的数据取平均数。

·注意：

工具菜单只有当观看数据时可用，并且只能通过触摸屏或者是NDTr软件选取。

停止向前/向后平均（StopAvgFwd）

如果想停止向前/向后平均，只需点击工具下拉菜单，选择“停止向前平均（StopAvgFwd）”或者“停止向后平均（StopAvgBack）”。

图2-4.工具菜单-平均数

平均数举例

图2-5.平均数举例：

3读数

塑料分析模式

图2-6.塑料分析模式

“塑料分析模式（PlasticsAnalysisMode）”可以从“大块样品模式（BulkModeMenu）”进入。

此模式可对塑料和电子产品进行测试以确定其中的关键元素。

仪器首先会判断样品是PVC材料还是非PVC材料。

因为PVC材料的密度远大于非PVC材料，仪器会使用不同的校准模式以确保得到最准确的结果。

在“塑料分析模式菜单（PlasticsAnalysisModeMenu）”里选择“数据输入（DataEntry）”图标，从而准备开始进行样品测试。

用虚拟键盘将样品信息直接输入到仪器中，所输入的信将是下一个测试数据的样品信息。

厚度校正

塑料和一般聚合物不同于金属或者土壤，是很弱的X光吸收体。

这是因为聚合物主要有很轻的元素构成，比如碳和氢。

比方说，0.5mm厚的钢材可以完全阻挡23.1keV能量的镉X射线，但相等情况下，对于PVC材质则需要10mm厚，对于PE材质则需要至少100mm厚。

幸运的是聚合体中会含有镉，铅和其他受限元素，也含有相当数量的锑（Sb），溴（Br），钛（Ti）等元素。

这些元素的存在大大加强了对X光的吸收，以至于原本需要100mm厚的PE材质只需要15mm厚就可以满足要求。

如果所分析的PVC聚合物样品的厚度低于5mm或者一个“典型”PE样品的厚度低于9mm，那么被测量的X光的强度将会是由分析物浓度和样品厚度所构成的函数。

这就是为什么在对薄样品（低于饱和厚度）进行测试时需要对厚度进行修正的原因。

如何应用厚度校正

图2-7.如何使用厚度校正

在测试开始前，为了使仪器将厚度修正用到检测的浓度结果，用户必须在“厚度校正（ThicknessCorrection）”画面输入目标塑料被测物的厚度，以mm为单位。

输入的厚度可以精确到小数点后两位，尽管实际上一位小数已经足以进行有效的校正。

何时使用厚度校正

“厚度修正（ThicknessCorrection）”只用于分析塑料制品。

实验证明，当测试时间为60秒，样品厚度为0.3mm时，校正运算可以得出令人满意的结果。

然而，推荐的修正使用范围是1mm以上。

这种修正不能用于薄膜，比如单片箔和塑料薄膜；薄膜的分析要用“薄样品模式（ThinSampleMode）”。

不论何时只要有可能就应该尽量采用厚的样品进行分析。

比方说，如果被测物体是一片壁厚为0.3mm的热缩套管碎片，最佳的方式就是取得几片这样的套管碎片（比如说4条）并把它们堆叠成多层的样子，厚度修正值设定为1.2mm。

这样做可以使测试更快并更准确。

以厚度修正值为0.3mm来对单层的套管碎片进行分析是有可能的，但将几片套管碎片堆叠起来测试可以降低测量相对误差（取决于一个约等于层数平方根的因子）。

相反的，若以单层较薄样品测试时，为了保持相同的测试相对误差，要相应延长测试时间为堆叠时的4倍（取决于层数）。

我们能够发现当以单层较薄样品测试时，测试时间将很快提高到不切实际的地步。

最常见的需要使用厚度修正的实例是分析塑料布或者电缆的塑胶绝缘层和热缩套管。

平坦的塑料布或者塑料外壳不会产生问题。

既可以按照原样进行分析，也可以堆叠起来进行分析。

塑料绝缘体比如电缆电线的塑料外套就需要一些更为复杂的方法。

首先要将导线移除仅留下绝缘外套用于检测。

然后要将绝缘外套压平并输入一个相当于两倍绝缘外套管壁厚度的修正值。

或者，如果绝缘外套比较硬，就需要将其纵向切开放在仪器上。

输入的厚度修正值应该与管壁厚度一致。

这两种操作方式示于下图，图2-8和图2-9。

图2-8.切成标准长度的绝缘线

图2-9.抽去导线的PVC绝缘线

有一种有趣的情况关于大直径热缩套管。

人们很容易按照原样进行检测–参见图2-10.

图2-10.对于热缩套管的错误测量方式

虽然上方管壁发出的铅，溴或铬的X光不会影响测量信号，但是镉，锑，锡或钡的X光会大大影响整个信号。

因此必须压平套管或者将其切成片状再做测试。

如下图：

图2-11.

图2-11.对于热缩套管的正确测量方式

·注意：

厚度修正只是当测试塑料/聚合物样品时使用。

电子合金分析

图2-12.电子合金菜单路径

在“电子合金测试菜单（ElectronicsAlloysTestMenu）”,可以立即利用合适的操作条件启动一次样品测试，利用“数据输入（DataEntry）”图标输入样品信息，或返回到“主菜单”。

在“电子合金测试菜单（ElectronicsAlloysTestMenu）”选择“数据输入（DataEntry）图标”进入

信息输入屏幕“数据输入屏幕（TheDataEntryScreen）”，输入所测样品信息。

所输入信息就是下一个测试样品的信息。

在此模式中,仪器会检测出样品的化学成分并与仪器内合金库进行对比，从而找到最佳的匹配。

图2-13.电子合金读数画面

图2-13中,读数显示了对SAC305测试8.9秒的结果为失败。

匹配指数是1.9，而2.0以下可看做良好匹配。

不需要更多的测试时间。

图2-14

图2-14显示的是一个谱线。

这个屏幕可以由导航菜单（NAVmenu）进入，显示的是一个数据的光谱。

详情参见附录C（AppendixC）。

电子合金Cu/Zn模式

图2-15.电子合金铜/锌菜单路径

在“电子合金模式菜单（ElectronicsAlloysModeMenu）”选择“电子合金铜/锌（Elec.AlloysCu/Zn）”图标，可以进入电子“合金铜/锌测试菜单（Elec.AlloysCu/ZnTestMenu）”。

在“电子合金铜/锌测试菜单（Elec.AlloysCu/ZnTestMenu）”，可以以一个适当的操作条件立即启动一次样品测试，可以利用“数据输入（DataEntry）”图标输入样品信息，或者可以返回“主菜单（MainMenu）”。

在“电子合金铜/锌测试菜单（Elec.AlloysCu/ZnTestMenu）”选择“数据输入（DataEntry）”图标，进入“数据输入屏幕（TheDataEntryScreen）”屏幕可以输入所要测试的样品的信息，所输入的信息就是下一个测试的样品的信息。

在“电子合金铜/锌模式（Elec.AlloysCu/ZnMode）”，除了所有规定元素（e.g.Ti,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Zr,Nb,Mo,W,etc.）以外还要分析铜/锌（Cu/Zn）成分。

若要使用“电子合金铜/锌模式（Elec.AlloysCu/ZnMode）”，必须确保样品中含有Cu,Zn,和/或Pb并且不含有Ta,Hf,或Re。

当使用电子合金铜/锌模式（Elec.AlloysCu/ZnMode）时，仪器无法测量样品中Ta,Hf或Re的含量。

仪器可以测出样品的成分含量，并对照NITON合金库找到最匹配的合金牌号。

在其他所有方面“电子合金铜/锌模式（Elec.AlloysCu/ZnMode）”与“电子合金模式（ElectronicAlloysMode）”是相同的。

电子合金Ta/Hf模式

图2-16.电子合金钽/铪菜单路径

在“电子合金模式菜单（ElectronicsAlloysModeMenu）”选择“电子合金钽/铪（Elec.AlloysTa/Hf）”图标，可以进入“电子合金钽/铪测试菜单（Elec.AlloysTa/HfTestMenu）”。

在“电子合金钽/铪测试菜单（Elec.AlloysTa/HfTestMenu）”，可以以一个适当的操作条件立即启动一次样品测试，可以利用“数据输入（DataEntry）”图标输入样品信息，或者可以返回“主菜单（MainMenu）菜单”。

在“电子合金钽/铪测试菜单（Elec.AlloysTa/HfTestMenu）”选择“数据输入（DataEntry）”图标，进入“数据输入屏幕（TheDataEntryScreen）”屏幕可以输入所要测试的样品的信息，所输入的信息就是下一个测试的样品的信息。

在“电子合金钽/铪模式（ElectronicAlloyTa/HfMode）”，除了所有规定元素（例如Ti,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Zr,Nb,Mo,W,etc.）以外还要分析Ta/Hf/Re成分。

若要使用“电子合金钽/铪模式（ElectronicAlloyTa/HfMode）”，必须确保样品中含有Ta，Hf和/或Re并且不含有Cu，Zn，或Pb。

当使用“电子合金钽/铪模式（ElectronicAlloyTa/HfMode）时”，仪器无法测量样品中Cu，Zn，或Pb的含量。

此模式中，仪器可以测出样品的成分含量，并对照NITON合金库找到最匹配的合金牌号。

在其他所有方面“电子合金钽/铪模式（ElectronicAlloyTa/HfMode）”与“电子合金模式（ElectronicAlloysMode）”是相同的。

ROHS达标

ROHS操作程序

请参阅随机携带的标准操作程序StandardOperatingProcedures（SOP）。

SOP包含了最新的使用NITON仪器做RoHS和WEEE分析的指导。

NITON分析仪最新的RoHS标准操作程序可由热电公司根据要求来提供。

咨询更多的信息请联系供货商。

Pass（通过）：

符合RoHS规定的元素标准。

如果限值较低，则需要更长的测试时间来确定是否满足要求。

Inconclusive（待定）：

Br,Hg,Cr元素的结果没有最终确定，需要更长的时间来测试。

Fail（未通过）：

Cd元素超标。

屏幕中各符号的意义

a. 带星号（例如Cd*）表示元素浓度减去不确定值后大于未通过的界限。

b. 带问号（例如Cd?

）表示标问号的元素浓度还没最终确定，其含量值可能在失败界限和通过界限之间（若要改变通过/未通过界限请参阅用户指南）。

有时，标问号代表了需要更长的时间来判定是否通过RoHS界限。

c. 元素如果未标星号和问号（e.g.Cd），则表示该元素浓度加上不确定值后低于通过界限。

屏幕上显示分析结果为检测到（检测极限以上）和没有检测到（检测极限以下）的元素。

（参见测量时间部分：

统计精确度和检测极限的解释）不管有否检测到，5种RoHS元素总是首先显示在屏幕上。

注意：

RoHS元素在实际读数极限上没有检测出来也会显示“ND

一份完整的的元素测试表可以通过按向下的箭头按钮来查看显示读数。

可以查阅发行公告指南来修改元素显示屏。

分析土壤或矿石样品

·注意：

如果您关闭了您的NITON分析仪超过30分钟后再使用，一定要重新检查您对样品的测试过程及结果以确保工作正常。

如果读数不正常，您需要重新校准您的NITON分析仪。

当您的仪器关闭超过了30分钟，再次启动时，需要在校准前等待10分钟来预热仪器，除非您人为忽略了这项操作。

以下有6种不同的测量样品的方法，您可以通过选择任意一种方法来测量土壤样品，这取决于您当时所处的环境条件。

l只使用扳机的方法。

用这种方法，您只需要将测量窗口对准样品，然后扣动扳机。

l扳机—接近感应方法。

用这种方法，您需要将测量窗口对准样品，使接近感应器可以感受到样品，然后扣动扳机。

l一键式触发开关—接近感应方法。

使用这种方法，您需要将测量窗口对准样品，使接近感应器可以感受到样品，然后扣动扳机，需要停止时再次扣动扳机。

l扳机—连锁方法。

使用这种方法，您需要将测量窗口对准样品，然后将仪器后部的连锁持续按下，然后扣动扳机。

l扳机—连锁—接近感应方式。

使用这种方法，您需要将测量窗口对准样品，使仪器的接近感应装置可以感受到样品，然后将仪器后部的连锁持续按下，然后扣动扳机。

l简易扳机方式。

使用这种方式，您只需要将测试窗口对准样品，然后扣动一下扳机即可松开。

您的分析仪可以自动分析样品，直到仪器检测到前方没有样品，或者是对着空气