ROHS仪器大多基于X射线荧光光谱(XRF)技术实现有害物质检测,其原理与技术的核心在于通过“激发-发射-分析”的过程,精准识别材料中的元素组成及含量。
XRF技术的基本原理:当高能X射线(由仪器内的X射线管或放射性同位素源产生)照射到样品表面时,样品中的原子内层电子(如K层、L层)会被击出,形成空穴。此时,外层电子(如L层、M层)会跃迁至内层填补空穴,同时释放出具有特定能量的特征X射线(即荧光X射线)。每种元素的特征X射线能量是仅有的(如铅的Kα线约72.8keV,镉的Kα线约23.1keV),通过检测这些荧光的能量与强度,即可判断样品中存在哪些元素及其相对含量。
ROHS仪器的关键技术实现:
激发源:主流设备采用X射线管(如铑靶、钨靶),通过调节管电压(通常5-50kV)和电流(1-100mA),产生不同能量的初级X射线,以适应轻元素(如钠、镁)和重元素(如铅、汞)的激发需求。部分便携式设备使用放射性同位素源(如银-109、镉-109),但能量固定,灵活性较低。
探测器:分为比例计数器(用于轻元素)和硅漂移探测器(SDD)/半导体探测器(用于重元素)。SDD是目前高端仪器的标配,具有高分辨率(可区分相邻元素能量差仅0.1keV)、快响应速度(适合短时间检测)的特点,能精准识别铅、镉、汞等限值极低的元素。

数据分析系统:仪器内置的软件会将探测器接收的荧光信号转换为能量-强度谱图,通过算法匹配已知元素的特征峰位置(如铅的Kα峰在72.8keV处),并结合标准曲线计算具体含量(如ppm级精度)。
技术的优势与局限:XRF技术的较大优势是非破坏性(样品无需溶解或破坏)、快速(单次检测仅需几十秒至几分钟)、多元素同步分析(可同时检测数十种元素)。但其局限性在于对超轻元素(如氢、氦)不敏感,且对表面涂层较厚的样品(如喷漆金属)需通过打磨去除表层干扰。
理解XRF技术的原理与仪器实现方式,有助于用户根据检测需求(如元素范围、精度要求)选择合适的ROHS仪器,并通过规范操作充分发挥其检测效能。