儀器產(chǎn)生的光斑尺寸應(yīng)在需要測(cè)量的部件的尺寸范圍內(nèi)。如果光斑尺寸大于所聚焦的區(qū)域，則測(cè)量結(jié)果將失去準(zhǔn)確性，因?yàn)榉治鰞x將納入部件外周圍區(qū)域的成分。即便其只是空氣，相關(guān)的測(cè)量結(jié)果也會(huì)受到影響。準(zhǔn)直器是XRF分析儀的一部分，用于將X射線導(dǎo)向樣品并限定光斑尺寸。
準(zhǔn)直器主要是一個(gè)金屬塊，上面有一個(gè)精確的鉆孔。其可阻擋部分X射線信號(hào)，只允許少量X射線穿過準(zhǔn)直器到達(dá)樣品。
準(zhǔn)直器尺寸與光斑尺寸比較
許多XRF儀器均配有一系列不同尺寸的準(zhǔn)直器，以便在測(cè)量不同尺寸樣品時(shí)選擇。這可以確保通過優(yōu)化準(zhǔn)直器的選擇，在每次測(cè)量時(shí)獲得最佳精密度（將在本指南后文更全面地討論詳情）。但這并不像為0.3mm（12mil）部件選擇0.3mm（12mil）準(zhǔn)直器那般簡單。實(shí)際上，當(dāng)X射線穿過準(zhǔn)直器到達(dá)至樣品表飽和厚度/LOD厚度面時(shí)，會(huì)存在光束發(fā)散，因此需要在進(jìn)行準(zhǔn)直器選擇時(shí)考慮這一點(diǎn)。
3、探測(cè)器選擇
XRF儀器中主要有兩種類型的探測(cè)器：比例計(jì)數(shù)器和基于半導(dǎo)體的探測(cè)器，如SDD探測(cè)器。上述兩種探測(cè)器都具有自身的優(yōu)點(diǎn)，可按照具體需求加以選擇。
比例計(jì)數(shù)器
此類探測(cè)器是充裝惰性氣體的金屬桶柱，當(dāng)其受到X射線照射時(shí)會(huì)發(fā)生電離。電離氣體會(huì)產(chǎn)生與吸收的能量成正比的信號(hào)。它們應(yīng)用于最早期的鍍層分析儀，且至今仍得到廣泛應(yīng)用。
硅漂移探測(cè)器
存在多種不同的半導(dǎo)體探測(cè)器，但我們會(huì)考慮使用硅漂移探測(cè)器或SDD，因?yàn)樗亲畛Ｒ姷囊环N探測(cè)器。當(dāng)SDD受到X射線照射時(shí)，探測(cè)器材料發(fā)生電離，產(chǎn)生一定數(shù)量的電荷。電荷量與樣品中的元素含量相關(guān)。
應(yīng)選擇哪種探測(cè)器？
本質(zhì)上而言，比例計(jì)數(shù)器（PC）對(duì)于元素種類很少的簡單分析而言非常有效。它們可以提高錫或銀等高能量元素的靈敏度，尤其是使用小型準(zhǔn)直器測(cè)量時(shí)，而SDD則更適合用于磷。比例計(jì)數(shù)器的成本低于SDD型的成本。但SDD可提供更好的分辨率——即測(cè)量譜圖會(huì)更清晰。如果樣品中存在幾個(gè)元素，則這一特點(diǎn)更顯得非常重要。下圖展示兩者的不同之處：
在圖中，紅色譜峰是使用SDD獲得的結(jié)果；灰色是用比例計(jì)數(shù)器測(cè)量的同一樣品譜圖。SDD不會(huì)像比例計(jì)數(shù)器那樣易受到大氣溫度變化的顯著影響。在檢出限非常低的情況下，這一特點(diǎn)非常重要。因此，對(duì)于非常 薄或復(fù)雜的鍍層，SDD是最佳選擇。
4、識(shí)別譜圖
我們已經(jīng)討論了XRF的工作原理及其向我們提供的信息。接下來值得仔細(xì)探討的是儀器提供的信息以及對(duì)這些信息的解析。
上圖是XRF測(cè)量的典型結(jié)果?？煽吹綐悠分胁煌貙?duì)應(yīng)不同的能量峰值。峰值的高度是不同能級(jí)的X射線強(qiáng)度，即在給定能量下檢測(cè)出的讀數(shù)數(shù)量。強(qiáng)度用于計(jì)算樣品中特定元素的含量。對(duì)于鍍層分析，該強(qiáng)度與樣品上鍍層的厚度或成分相關(guān)。分析儀將獲取這樣的信息，并計(jì)算得出鍍層的實(shí)際厚度和成分信息。我們將在后面章節(jié)中探討校準(zhǔn)的重要性以及如何確?？煽康暮穸葴y(cè)量結(jié)果。
對(duì)于較薄鍍層，可獲得電鍍材料以及基材的讀數(shù)，因?yàn)槿肷涞腦射線能夠穿透外層鍍層，而從基板發(fā)射的X射線則能夠穿過鍍層并到達(dá)探測(cè)器。然而，隨著鍍層厚度的增加，會(huì)發(fā)現(xiàn)基材強(qiáng)度逐漸降低，因?yàn)殄儗訒?huì)衰減X射線。
二、基礎(chǔ)知識(shí)：如何選擇正確的測(cè)量
XRF
厚度約在0.001μm-50μm（0.05-2000μin）間的金屬或合金鍍層，幾乎無論其鍍于任何基底材料上（包括金屬、聚合物、陶瓷和玻璃），均可以使用臺(tái)式或手持式XRF儀器準(zhǔn)確測(cè)量。臺(tái)式XRF光譜儀設(shè)計(jì)用于測(cè)量小零件上單層和多層鍍層的鍍層厚度和成分，或大零件上的單個(gè)部件和特定區(qū)域。這可以通過光圈的選擇予以實(shí)現(xiàn)，光圈可以限定用于測(cè)量零件的X射線束大小。手持式XRF儀器設(shè)計(jì)用于測(cè)量大型零件上的鍍層厚度和成分，因其更適于或必須將儀器帶到零件上測(cè)量，而不適于將零件置于儀器下。
臺(tái)式和手持式XRF的區(qū)別
●臺(tái)式XRF分析儀可配置多種功能，包括用于可重復(fù)定位的高精密電動(dòng)樣品臺(tái)和校準(zhǔn)工具、用于清晰樣品成像的可調(diào)照明裝置和可縮放攝像頭，以及用于自動(dòng)化測(cè)量任務(wù)的硬件和軟件。
●手持式儀器除了本身具有的便攜特征之外，其還可測(cè)量因尺寸過大或過重而無法放入臺(tái)式樣品艙的
零件，包括能夠進(jìn)入更大工件的深處進(jìn)行測(cè)量。此類儀器也是運(yùn)行工況檢查和供應(yīng)鏈監(jiān)控的理想選
擇。
