X射線熒光光譜儀輔助檢測工作平臺設計及應用

張麗娜 楊浩 卓朝松

摘要：X射線熒光光譜儀貴金屬飾品檢測屬于無損檢測，操作簡單快速。為提高其檢測效率，根據貴金屬飾品不同的種類及形狀，設計并制作了戒指、手鐲和項鏈（手鏈）等3種類型輔助檢測工作平臺。實際應用結果表明：與X射線熒光光譜儀自帶xyz三軸工作平臺相比，輔助檢測工作平臺一次性擺放貴金屬飾品數量增加，檢測效率提升20.2 %以上，且檢測效果及穩定性良好，達到了設計要求。

關鍵詞：X射線熒光光譜儀;輔助檢測工作平臺;貴金屬飾品;檢測;設計

中圖分類號：TG146.3?O657.3文獻標志碼：A

文章編號：1001-1277（2020）07-0084-03?doi：10.11792/hj20200719

隨著經濟的發展和人民生活水平的提高，貴金屬飾品品類繁多，樣式多樣，簡單快速對貴金屬飾品全面準確的分析已成為迫切要求。X射線熒光光譜儀是依據不同元素的X射線熒光具有特定波長的特點來確定元素的組成[1]，屬于無損或微損檢測。其不同于密度法測定受樣品形狀、是否有孔、是否實心等方面的限制，成為貴金屬飾品檢驗機構的重要檢測手段。貴金屬飾品因價值高，一物一證，一一對應的特點，需在保證檢測結果可靠的前提下，提升檢測效率，滿足客戶要求。金、銀等貴金屬飾品檢測效率的影響因素很多，本文僅針對加快貴金屬飾品檢測速率，提高檢測效率，設計并制作了3種類型X射線熒光光譜儀輔助檢測工作平臺。實際應用后，貴金屬飾品的檢測時間有效縮短，一次性檢測數量大幅增加。

1?X射線熒光光譜儀自帶平臺

SPECTRO X射線熒光光譜儀自帶機械平臺（xyz三軸工作平臺，見圖1），其尺寸為240 mm×212 mm×5 mm（寬×深×厚），最大行程為240 mm×178 mm×160 mm（寬×深×高），分析尺寸為0.2 mm、0.5 mm、1.0 mm、2.5 mm、3.3 mm，可放置的最大樣品量為 3 kg。 依據飾品尺寸、寬度、長度等，可一次性放置戒指約80枚、手鐲約48枚、項鏈約16條、手鏈約40條。這些貴金屬飾品均是在檢測設備待機狀態下，由人工擺放在xyz三軸工作平臺上。

2?輔助檢測工作平臺設計與制作

為了加快貴金屬飾品檢測速度，提高檢測效率，在工作中通過不斷總結、優化，設計并制作了X射線熒光光譜儀輔助檢測工作平臺，其套裝在xyz三軸工作平臺上，為可裝可拆式輔助平臺。在儀器運行時，可將被測飾品（戒指、手鐲、項鏈或手鏈等）擺放在輔助檢測工作平臺上，即設備檢測和下批被測飾品的擺放同時進行，節省了檢測時間。同時，根據儀器工作平臺尺寸、最大行程、分析尺寸、可放置最大樣品量等因素要求，加大了被測飾品擺放密度（數量），極大地提高了檢測速度及效率。

輔助檢測工作平臺共設計3種，分別為戒指輔助檢測工作平臺、手鐲輔助檢測工作平臺和項鏈（手鏈）輔助檢測工作平臺，均由上下開口方盒組成，中間用240 mm×212 mm（寬×深）的分盒平板隔成方盒上端和方盒下端（見圖2）。方盒下端深度為X射線熒光光譜儀自帶xyz三軸工作平臺的厚度，使輔助檢測工作平臺可穩定地鑲嵌在其中，防止被測飾品在檢測過程中晃動，導致檢測結果不準確。方盒上端深度與被測飾品大小有關。例如：戒指掛到載物橫梁時，其下端剛好碰觸到已鋪好簿海綿墊的分盒平板上，保證其在檢測過程中由于摩擦力不易晃動，減小檢測誤差;載物橫梁上懸掛飾品的個數取決于飾品形狀、體積及測試距離等因素。手鐲輔助檢測工作平臺與戒指輔助檢測工作平臺類似，只需要方盒上端深度符合手鐲尺寸即可。項鏈（手鏈）輔助檢測工作平臺是將被測飾品直接平放在分盒平板上。

3?輔助檢測工作平臺應用

3.1?檢測數據對比

實驗選用925銀戒指樣品，同一檢測點分別采用xyz三軸工作平臺與輔助檢測工作平臺檢測3次，結果取平均值。為提升檢測效率，需一次性擺放盡可能多的飾品樣品進行檢測，因此檢測位置需覆蓋平臺邊緣。檢測點設置在平臺邊緣和中心位置，均勻分布，13個點具體分布見圖3。xyz三軸工作平臺與輔助檢測工作平臺測定結果對比見表1。

由表1可知：同一檢測點測定結果絕對誤差最大為0.10 %。楊浩[2]在X射線熒光光譜法測定銀首飾中銀含量的不確定度評定中指出，925 ‰銀飾品的測量不確定度為（93.07±0.16）%，k=2，輔助檢測工作平臺測定結果在測量不確定度范圍內。此外，輔助檢測工作平臺與xyz三軸工作平臺測定結果的相對標準偏差（RSD）均為0.07 %，表明2個工作平臺穩定性一致，均符合 GB/T 18043—2013 《首飾?貴金屬含量的測定?X射線熒光光譜法》要求[3]。

3.2?檢測數量及時間

xyz三軸工作平臺與輔助檢測工作平臺飾品檢測數量對比見表2，飾品測試時間（包括擺放、測試、裝回）對比見表3。

由表2、表3可知：輔助檢測工作平臺飾品檢測數量及平均測試時間均較xyz三軸工作平臺有所提高。戒指和手鐲吊放在輔助檢測工作平臺載物橫梁上，因而一次性擺放數量大大增加。此外，擺放下一批檢測飾品時，X射線熒光光譜儀不是待機狀態而是工作狀態，節約了時間，樣品理論測試時間為60 s/個，加上選擇測試點、平臺移動、儀器準備等時間，極限測試時間為78.8 s。根據測試計時評估，每類產品檢測最低提升效率達20.2 %;戒指、手鐲輔助檢測工作平臺的檢測效率提升了33.0 %以上。

4?結?語

根據X射線熒光光譜儀自帶機械平臺規格，共設計3種類型輔助檢測工作平臺，分別適用于戒指、手鐲、項鏈（手鏈）的檢測，與儀器自帶機械平臺檢測效果及穩定性一致。通過增加一次性擺放被測飾品數量，利用儀器檢測時擺放和收回被測飾品等設計功能，使每類飾品檢測效率提升20.2 %以上，特別針對戒指、手鐲輔助檢測工作平臺，檢測效率提升了33.0 %以上，具有良好的推廣應用價值。

[參 考 文 獻]

[1]?余東陽，劉文超，張遐.X射線熒光光譜法測定黃金首飾金含量不確定度的評定[J].標準科學，2017（7）：58-64.

[2]?楊浩.X射線熒光光譜法測定銀首飾中銀含量的不確定度評定[J].中國標準化，2018（10）：194-196.

[3]?中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.首飾?貴金屬含量的測定?X射線熒光光譜法：GB/T 18043—2013[S].北京：中國標準出版社，2013.