Квантометр

Оптический квантометр основан на сканировании анализируемого участка вещества или изделия с помощью плазмы микроискры с управляемыми параметрами — амплитудой, частотой и временем разряда. Излучение от искры анализируется фотоэлектрическими детекторами оптического (или рентгеновского) диапазонов с последующей математической обработкой данных отсчётов с вычислением на выходе типа и концентраций компонентов и величин углубления атомов или молекул одного вещества в массивные слои другого. Результат обычно представляется в микрометрах.

Длительность построения полной кривой распределения концентраций элементов по глубине слоя колеблется от 10 до 15 минут, а поверхностной регистрации элементов — от 30 до 120 секунд.

Существуют квантометры для измерения ФАР-излучения (ФАР — фотосинтетически активная радиация, часть доходящей до биоценозов солнечной радиации в диапазоне от 400 до 700 нм) для определения мощности солнечного излучения, используемого растениями для фотосинтеза.

На рисунке показан вакуумный 24-канальный квантометр ДФС-41 для экспрессного и маркировочного анализа чугунов, простых и среднелегированных сталей на легирующие элементы, металлоиды и вредные примеси, аналитические линии которых расположены в вакуумной УФ-области. Здесь 1 — вакуумный полихроматор с вогнутой дифракционной решёткой с фокусным расстоянием, равным 1 м, рабочий диапазон 0,175—0,38 мкм; 2 — генератор искры ИВС-1 для возбуждения эмиссионных линий атомов в пробе; 3 — электронно-регистрирующее устройство ЭРУ-1; 4 — блок цифрового отсчёта. Время анализа 10 элементов у ДФС-41 составляет время порядка 2 минут.

Квантометры иногда называют фотоэлектрическими спектрографами прямого отсчёта. В отличие от обычных спектрометров, длительность количественного анализа квантометров в 4 — 5 раз меньше. Квантометры обладают следующими преимуществами:

• Высокая скорость анализа, позволяющая использовать их для поточного контроля качества продукции, непосредственно на конвейере или производстве, в том числе и тяжёлой промышленности и металлургии;
• Отсутствие механически движущихся частей;
• Высокая надёжность прибора в тяжёлых промышленных условиях (в том числе и горячих производствах);
• Возможность измерений распределения элементов по глубине залегания (в случае рентгеновских квантометров), концентраций легирующих примесей, химической однородности поверхностных слоёв;
• Возможность использования квантометров в линиях с обратной связью для корректировки параметров устройств, автоматического управления составом атмосферы на производстве;
• Возможность создания на его основе автономных автоматизированных производственных комплексов.

Квантометры применяются для контроля состава металла непосредственно во время плавки.