汽车行业解决方案(三)

　　三、涂覆层厚度测试

　　汽车涂层是涂层复合材料的一种重要应用。经过百余年的发展，汽车涂层从只具有单一功能的单层涂层发展成为了具有多种功能的多层涂层。而汽车涂层的力学性能决定着涂层的表面性能(如抗划伤能力、服役寿命等)，影响着整车质量的优劣。

　　为此天瑞仪器针对汽车涂覆层厚度测试行业推出了多款仪器，其中包括Thick 8000智能型全自动镀层测厚仪、Thick 800A镀层测厚仪和Genius 6000XRF手持式汽车行业分析仪。它们是天瑞集多年的经验，研发用于镀层行业的仪器，可全自动软件操作，可多点测试，由软件控制仪器的测试点，以及移动平台。下面我们就对这几类仪器进行介绍。

　　Thick 8000 智能型全自动镀层测厚仪

　　Thick 8000智能型全自动镀层测厚仪是天瑞集多年的经验，专门针对镀层厚度测量而精心设计的一款新型高端仪器，精密的三维移动平台、先进的图像识别，及大面积高分辨率的探测器，能够完美的测出汽车涂层。

　　性能优势

　　精密的三维移动平台

　　卓越的样品观测系统

　　先进的图像识别

　　轻松实现深槽样品的检测

　　四种微孔聚焦准直器，自动切换

　　双重保护措施，实现无缝防撞

　　采用大面积高分辨率探测器，有效降低检出限，提高测试精度

　　全自动智能控制方式，一键式操作

　　开机自动退出自检、复位

　　开盖自动退出样品台，升起Z轴测试平台，方便放样

　　关盖推进样品台，下降Z轴测试平台并自动完成对焦

　　直接点击全景或局部景图像选取测试点

　　点击软件界面测试按钮，自动完成测试并显示测试结果

　　技术指标

　　分析元素范围：硫(S)- 铀(U)

　　同时检测元素：多24种，多达5层镀层

　　检出限：可达2ppm薄可测0.005μm

　　分析含量：2ppm-99.9%

　　镀层厚度：50μm以内(每种材料有所不同)

　　重复性：可达0.1%

　　稳定性：可达0.1%

　　SDD探测器：分辨率低至135eV

　　采用先进的微孔准直技术，小孔径达0.1mm

　　小光斑可达0.1mm

　　样品观察：配备全景和局部两个工业高清摄像头

　　准直器：0.3×0.05mm、Ф0.1mm、Ф0.2mm与Ф0.3mm

　　四种准直器组合

　　仪器尺寸：690(W)×575(D)×660(H)mm

　　样品室尺寸：520(W)×395(D)×150(H)mm

　　样品台尺寸：393(W)×258(D)mm

　　X/Y/Z平台移动速度：额定速度200mm/s高速度333.3mm/s

　　X/Y/Z平台重复定位精度：小于0.1μm

　　操作环境湿度：≤90%

　　操作环境温度：15℃-30℃

　　应用实例

　　随着汽车工业的塑料化和全塑化汽车的出现，塑料电镀的应用日益广泛，目前国内外已广泛在(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯)共聚物(ABS)、聚丙烯、聚砜、聚碳酸酯、尼龙等靼料表面上进行电镀，其中尤以ABS塑料电镀应用广，电镀效果好。电镀亮铬的ABs塑料制品具有质地轻巧、造型优美的特点，铬层呈银蓝色镜面光泽，具有极好的反光性能和装饰性能，用在制造汽车灯罩上具有“韧、硬、刚”的特性。

　　使用Thick 8000仪器对某客户提供汽车ABS镀铜镀镍镀铬样品进行测试，其测试结果如下：

汽车ABS镀铜镀镍镀铬样品

汽车ABS镀铜镀镍镀铬样品谱图

　　测试结果：

　　Thick 800A 镀层测厚仪

　　Thick 800A是天瑞集多年的经验，专门研发用于镀层行业的一款仪器，可全自动软件操作，可多点测试，由软件控制仪器的测试点，以及移动平台。是一款功能强大的仪器，配上专门为其开发的软件，在汽车涂覆层测厚中可谓大展身手。

　　性能优势

　　满足各种不同厚度样品以及不规则表面样品的测试需求

　　φ0.1mm的小孔准直器可以满足微小测试点的需求

　　高精度移动平台可精确定位测试点，重复定位精度小于0.005mm

　　采用高度定位激光，可自动定位测试高度

　　定位激光确定定位光斑，确保测试点与光斑对齐

　　鼠标可控制移动平台，鼠标点击的位置就是被测点

　　高分辨率探头使分析结果更加精准

　　良好的射线屏蔽作用

　　测试口高度敏感性传感器保护

　　技术指标

　　元素分析范围：硫(S)～ 铀(U)

　　同时检测元素：多24个元素，5层镀层

　　检出限：可达2ppm，薄可测试0.005μm

　　分析含量：2ppm～99.9%

　　镀层厚度：50μm以内(每种材料有所不同)

　　任意多个可选择的分析和识别模型

　　相互独立的基体效应校正模型

　　多变量非线性回收程序

　　重复性：可达0.1%

　　稳定性：可达0.1%

　　操作环境温度：15℃～30℃

　　电源：交流220V±5V, 建议配置交流净化稳压电源

　　外观尺寸： 576(W)×495(D)×545(H)mm

　　重量：90kg

　　仪器配置

　　开放式样品腔

　　精密二维移动样品平台，探测器和X光管上下可动，实现三维移动

　　双激光定位装置

　　铅玻璃屏蔽罩

　　Si-Pin探测器

　　信号检测电子电路

　　高低压电源

　　X光管

　　高度传感器

　　保护传感器

　　计算机及喷墨打印机

　　应用实例

　　镀锌层测试

　　镀锌板是指表面镀有一层锌的钢板。全世界锌产量的一半左右均用于此种工艺，特别是汽车产品，镀锌板广泛应用于乘用车白车身、底盘金属件。镀锌钢板是为防止钢板表面遭受腐蚀，延长其使用寿命，在钢板表面涂以一层金属锌，这种涂锌的薄钢板称为镀锌板。

　　使用Thick 800A仪器对某客户提供汽车铁镀锌样品进行测试，其测试结果如下：

汽车铁镀锌样品

Thick 800A汽车铁镀锌样品测试谱图

　　测试结果：

　　Genius 6000XRF手持式汽车行业分析仪

　　天瑞仪器在已掌握的台式X荧光光谱仪技术的基础上，结合国外相关新的技术发展成果，研发出自己的商品化手持式X荧光光谱仪。新一代Genius 6000XRF分析仪是专门针对汽车行业在现场以及对大件不可分拆样品进行X荧光分析的需求而设计的，产品超小、超轻、超美、超安全、超方便、超长待机时间、超防水、超准、超快等特点，并引入了数字多道技术，使仪器检出限更好，稳定性更高，适用面更广。

　　使用Genius 6000XRF手持式汽车行业分析仪可对汽车中的涂覆层构件的涂覆层厚度进行准确的测试。且具有测试结果精准、稳定性好、测试范围广的优点。

　　应用实例

　　对汽车的金属镀件进行测试，器件为铁镀铜镀镍镀铬样品，由于样品体积较大无法使用台式机测试，使用Genius 6000XRF仪器进行测试。其测试结果如下：

四、金属材料分析

　　金属材料对在汽车行业中有着不可取代的地位。对于现代汽车而言，其金属部分占到汽车总重的80%以上。这些金属材料中主要的组成部分是钢材与铝合金等，这些金属的品质很严重地关系到汽车的质量。国家针对汽车用合金制定了很多标准，比如：《GB/T 23301-2009 汽车车轮用铸造铝合金 》、《GB11262-1989 汽车车轮轮辋用热轧型钢》、《GB 1501-1979汽车车轮挡圈用热轧型钢》《GB/T 20564-2007汽车用高强度冷连轧钢板及钢带》1、2、3、4、5、6、7部分等。这些标准对汽车合金材料成分提出了一定的要求。

　　针对合金测试，天瑞仪器特别推出了EDX 4500 X荧光光谱仪、OES 1000(火花)光电直读光谱仪、CS-188高频红外碳硫分析仪及Genius 6000XRF 手持式汽车行业分析仪。这些仪器各项性能指标优秀且作为一种专门针对汽车行业的测试方法可以大大节省企业成本，获得多位业内专家的好评。

　　EDX 4500 X荧光光谱仪

　　EDX 4500 X荧光光谱仪利用智能真空系统，对Si、P、S、Al、Mg等轻元素具有良好的激发效果，利用XRF技术可对高含量的Cr、Ni、Mo等重点关注的元素进行精确分析，多可测80种化学元素，高效超薄窗X光管，指标达到先进水平，新的数字多道技术，计数率达到100000CPS，精度更高，在汽车金属材料检测中效果更好，对于解决汽车金属材料成品中的元素成份分析有着独特的优势。

　　性能优势

　　1.高效超薄窗X光管，指标达到先进水平

　　2.新的数字多道技术，让测试更快，计数率达到100000CPS，精度更高，在合金检测中效果更好

　　3.SDD硅漂移探测器，良好的能量线性、能量分辨率和能谱特性，较高的峰背比

　　4.天瑞仪器专利产品—信噪比增强器(SNE)，提高信号处理能力25倍以上

　　5.低能X射线激发待测元素，对Si、P等轻元素激发效果好

　　6.智能抽真空系统，屏蔽空气的影响，大幅扩展测试的范围

　　7自动稳谱装置保证了仪器工作的一致性

　　8高信噪比的电子线路单元

　　9针对不同样品自动切换准直器和滤光片，免去手工操作带来的繁琐

　　10.解谱技术使谱峰分解，使被测元素的测试结果具有相等的分析精度

　　11.多参数线性回归方法，使元素间的吸收、增强效应得到明显的抑制

　　12.内置高清晰摄像头

　　13.液晶屏显示让仪器的重要参数(管压、管流、真空度)一目了然

　　技术指标

　　产品型号：EDX 4500

　　测量元素范围：钠(Na)～铀(U)

　　元素含量分析范围：ppm～99.99%(不同材质的分析范围不同)

　　同时分析元素：一次性可测几十种元素?

　　分析精度：0.05%(含量高于96%以上的样品、21次测试稳定性)

　　测量时间：60s～200s

　　探测器能量分辨率为：145±5eV

　　管压：5KV～50KV

　　管流：50uA～1000uA

　　测量对象状态：粉末、固体、液体

　　输入电压：AC 110V/220V

　　环境温度：15℃～30℃

　　环境湿度：35%～70%

　　样品腔体积：320mm×100mm

　　外形尺寸：660mm×510mm×350mm

　　重量：65Kg

　　仪器配置

　　高效超薄窗X光管

　　SDD硅漂移探测器

　　数字多道技术

　　信噪比增强器 SNE

　　钢铁行业测试专用配件

　　光路增强系统

　　高信噪比电子线路单元

　　内置高清晰摄像头

　　自动切换型准直器和滤光片

　　自动稳谱装置

　　三重安全保护模式

　　相互独立的基体效应校正模型

　　多变量非线性回归程序

　　可靠的整体钢架结构

　　90mm×70mm的状态显示液晶屏

　　真空泵

　　应用实例

　　现阶段汽车车身所使用的合金材料还是冷连轧钢板及钢带为主，这种钢板的材质严格关系到汽车车身的安全性能问题。每一块汽车钢板都必须通过严格的筛查后才能使用。使用EDX 4500仪器既可以满足材料筛查的需求，还能快速、无损地进行车身检测，大大地节省了测试成本。如下为客户提供汽车用S梁材料，我们对其进行快速检测。

汽车S梁样品

汽车S梁样品测试谱图

　　测试结果：

　　测试结论可知该仪器满足该类器件的测试需求(除C元素)。

　　OES 1000(火花)光电直读光谱仪

　　金属零部件作为汽车中主要的结构和功能部件，影响着整辆车的技术性能和质量水平，而金属零部件材料的元素含量则是材料表征和控制的重要参数，天瑞仪器针对金属零部件专制研发出OES 1000(火花)光电直读光谱仪，该款仪器能快速、精确、稳定、可靠地测试几十种元素，几乎覆盖所有常见的关注元素。对金属材料成品中的元素成分分析有独特的优势。

　　性能优势

　　1.仪器全年工作，具有优异的稳定性和可靠性

　　2.可在约50秒内同时分析32个通道

　　3.单一分光室，方便保养、维护

　　4.原厂分析程序，可校正集体效应和谱线干扰

　　5.使用认证标样来标定和标准化工作曲线，保证分析的准确度

　　6.光源设计紧凑，有效降低电磁干扰，改善仪器稳定性

　　7.高质量的真空光学系统

　　8.高质量的恒温和防震性能

　　技术指标

　　分光室设计：帕邢-龙格装置，1米焦距

　　根据测试需求分为真空型(真空度≤3Pa)、空气型两种

　　恒温控制(32℃±0.1℃)

　　特殊材质铸造，保证光室形变小

　　多安装通道：32

　　凹面光栅：刻线密度2160gr/mm

　　曲率半径998.8mm

　　逆线色散率0.47nm/mm

　　波长范围170～463mm

　　狭缝宽度：入射狭缝20μm，

　　出射狭缝为整体狭缝，宽度为35～75μm

　　光电倍增管：10级侧窗型，熔融石英或玻璃外壳

　　分辨率：依光栅、出射狭缝和级次而不同

　　分析时间：依样品种类而不同，一般少于40秒

　　激发光源：高压火花放电，放电频率200或400Hz，电极间距3～4mm

　　测光方式：采用光电倍增管检测器测光，光电倍增管负高压连续可调，传统的分段积分法

　　控制系统：利用FPGA技术，控制整个仪器的工作状态

　　尺寸重量：1680mm(L)×1000(W)×1150(H)(包括激发台) 重量500kg

　　技术优势

　　国际供应商提供核心部件

　　光谱色散元件---全息凹面光栅由法国Jobin Yvon制造，保证优异的光谱分辨能力;

　　光谱检测器---光电倍增管由日本滨松制造，确保谱线检测灵敏、低噪声，可精确测量P、S、B等真空紫外谱线，器件寿命一般高于十年;

　　真空光室系统核心部件---真空泵由美国Varian制造，保证光室清洁、无油状态。

　　样品台预防电磁辐射和噪声设计

　　激发电源设计紧凑，样品台安装在密闭的钢铁护罩门中，并配以门开闭状态确认开关，有效降低测试样品时高强度的电火花产生的电磁辐射和噪声。

　　整体出射狭缝设计

　　高精度刻制整体狭缝带保证各预制元素谱线狭缝同时安装，此设计实现了原厂生产快速调试和后期客户处快速通道补充安装。

　　检测器分立连续负高压模块

　　创新的检测器分立连续负高压模块设计实现了检测器负高压连续、大范围的调节。使负高压调节更为精准，使光电倍增管工作于适合负高压。

　　光室恒温系统

　　光室恒温腔体内配置反馈式加热装置和高效隔温层，有效保证光室内恒温。由此抑制温度变化下机械件尺寸微弱变化导致的光路漂移。除特殊维护，平时保养一般不需进行描迹。同时检测器工作在恒温环境有助于光电转换性能的稳定。

　　快速同时分析钢铁、有色金属材料中多种元素

　　将已预处理样品置于样品台后，OES 1000可在至多40秒内呈现测试结果。可根据客户需求，测试几乎所有钢铁、有色金属材料中常见元素含量。

　　专业的测试方案

　　长期测试技术服务的积淀，天瑞仪器为钢铁、有色金属材料分析用户提供成熟的测试方案;

　　测试方案采用针对材料元素含量分类的分析程序，满足用户各类常见测试需求;

　　分析程序由原厂采用国际、国家标准样品校准，经专业仪器软件拟合、校正;

　　用户只需采用原厂配置少量标准化样品即可完成日常维护，不需购买大量制作分析程序的标准样品。

　　应用实例

　　长久以来，金属零部件作为汽车中主要的结构和功能部件，影响整辆车的技术性能和质量水平。金属零部件的材料中元素含量是材料表征和控制的重要参数，研发、生产、采购过程中需对其进行精确的测量，才能实现对汽车质量的控制。

　　直读光谱仪作为金属元素快速分析仪器，为金属零部件材料元素检验提供完备的解决方案，可按用户需求快速分析钢铁和有色金属材料，为客户提供有力保障。

　　CS-188 高频红外碳硫分析仪

　　CS-188高频红外碳硫分析仪，以热释电传感器为核心，由高频感应燃烧炉和计算机组成的智能化红外分析仪，能快速、准确地测量出汽车钢铁材料中碳、硫元素的含量，是集光、机、电、计算机、分析技术等为一体的高新技术产品。具有测量范围宽、分析结果准确可靠等特点。软件具有中文菜单操作，屏幕显示的图、文及数据的采集、处理等达到了目前国内先进水平，是诸多行业测定碳、硫两种元素理想的分析设备。

　　性能优势

　　硬件：

　　1.高频燃烧和红外检测部分的分体设计

　　2.品牌计算机、液晶显示器和喷墨打印机

　　3.气路控制系统采用标准金属接插件，气路系统简洁，密封性好，系统连续分析10，0000个样品无故障

　　4.特有的反吹设计，可连续分析上千个样品不需要清扫炉头

　　5.高精度气体数字质量流量控制器，不受温度，压力等外界因素影响，精度和稳定性超过浮子流量计

　　6.红外探测装置采用国产仪器独有的光电一体化设计，结构精巧耐用，可靠性和稳定性达到J(军)级标准

　　7.瑞士调制电机，可连续工作30000小时无故障

　　8.超微孔不锈钢金属粉尘过滤器，耐蚀、无需清洗长期使用

　　软件：

　　独有的多曲线设计，系统多可存储碳10条曲线，硫10条曲线，而且支持用户自行设置曲线

　　独有的温度、压力、流量和峰宽补偿，分析结果准确

　　其他：

　　高精度天平(CS-188：万分位)，系统可自动辨识德国赛多利斯、上海、瑞士梅特勒和美国奥豪斯天平

　　分析结果可外送打印机打印

　　技术指标

　　仪器参数

　　碳元素：

　　分析范围：0.005%～5% 精度：0.00001%

　　相对偏差：(RSD)≤0.5%

　　分析时间：小于50s

　　符合ISO9556、JJG395-97要求

　　高频炉功率：2.0KW

　　高频炉频率：20MHz

　　分析样品：普通钢铁、铁合金、硅铁、矿石、稀土、焦炭等

　　硫元素：

　　分析范围：0.005%～3.5% 精度：0.00001%

　　相对偏差：(RSD)≤1.8%

　　分析时间：小于50s

　　符合ISO9556、JJG395-97要求

　　高频红外碳硫分析仪用于汽车钢铁材料中碳、硫含量的测定

　　1.仪器及试剂

　　CS-188

　　陶瓷坩埚

　　钢铁标样

　　钨助熔剂

　　2.仪器工作条件

　　高频炉顶氧流量：1.4L/min，分析气流量：3.2L/min，载气压力：0.08MPa;氧气纯度不小于99.5%;吹氧时间：20s;分析时间：45s

　　3.测试方法

　　称取0.3g左右样品于陶瓷坩埚中，再加一勺钨助熔剂(约1.5g)，置于高频炉中，待仪器稳定后开始测量

　　4.测试结果

　　分别对不同碳硫含量标样重复测定3次，计算其相对误差，数据列于下表

　　标准样品测试结果

　　从以上分析结果可以看出，CS-188碳硫分析仪能准确地测量汽车钢铁材料中碳、硫元素的含量，在精密度、重复性及准确度上均符合国标要求。

　　Genius 6000XRF手持式汽车行业分析仪

　　Genius 6000XRF手持式汽车行业分析仪是天瑞仪器在掌握的成熟的台式X射线荧光光谱仪技术的基础上，结合国外相关新的技术发展成果，以国际现有的商品化手持式X射线荧光光谱仪为性能目标，在手持式一代、二代和三代的开发基础上，加入了新的元素，研制出具有自主知识产权的，满足市场需求的智能、便携式第四代X荧光分析仪系列产品。Genius 6000XRF手持式汽车行业分析仪是针对汽车行业中的有害元素分析、镀层厚度测试以及合金成分分析而设计。

　　Genius 6000XRF适用于各类型汽车用合金样品的分析，测量精度是普通合金分析仪的2-3倍。被检测的样品可以是固体、碎屑等各类有形的合金物体。且具有测试结果精准、稳定性好、测试范围广的优点。

　　应用实例

　　便携式仪器存在携带方便，对样品体积要求小等优势。对于汽车材料测试便携式仪器同样也有用武之地，且测试结果可与实验室仪器媲美。下面就客户提供的汽车金属构件使用便携式仪器测试，同时使用实验室测试仪器测试结果与之进行比较。

　　测试结果如下：

　　更多汽车行业解决方案的内容请点击：

　　汽车行业解决方案(一)

　　汽车行业解决方案(二)