การวิเคราะห์วัสดุอย่างแม่นยำและมีประสิทธิภาพเป็นสิ่งที่ไม่สามารถมองข้ามได้ในอุตสาหกรรมหลาย ๆ ด้าน โดยเฉพาะเมื่อพูดถึงการควบคุมคุณภาพของวัสดุและโลหะที่ใช้ในการผลิต เครื่อง “Spectrometer” ถือเป็นเครื่องมือสำคัญที่ช่วยให้การตรวจสอบองค์ประกอบของวัสดุต่าง ๆ เป็นไปอย่างแม่นยำและรวดเร็ว ไม่ว่าจะเป็นการตรวจสอบเกรดโลหะหรือการตรวจหาสารเจือปนที่อาจส่งผลต่อคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์ 

ในบทความนี้เราจะพาท่านไปเจาะลึกเกี่ยวกับเครื่อง Spectrometer ว่าควรพิจารณาอะไรบ้าง พร้อมแนวทางการเลือกให้เหมาะกับการใช้งานจริง

เครื่อง Spectrometer คืออะไร

Spectrometer (สเปกโตรมิเตอร์) หรือ “Spectrometre” ในบางการสะกด หมายถึง เครื่องมือวิเคราะห์ที่ใช้หลักการวัดสเปกตรัมของแสง รังสี หรือพลาสมา เพื่อระบุและวัดปริมาณองค์ประกอบของธาตุต่าง ๆ ภายในวัสดุ ไม่ว่าจะเป็นโลหะ อัลลอย แร่ หรือวัสดุอื่น ๆ ทั้งในรูปของของแข็ง ผง หรือของเหลว ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับประเภทของเครื่องที่ใช้

ในอุตสาหกรรมโลหะและวัสดุ เช่น โรงหล่อ (Foundry), โรงงานรีไซเคิลโลหะ, จุดรับซื้อเศษโลหะ หรือฝ่ายควบคุมคุณภาพ (QC) เครื่อง Spectrometer ถือเป็นเครื่องมือสำคัญในการวิเคราะห์คุณสมบัติของวัสดุ เพื่อให้มั่นใจว่าโลหะที่ใช้นั้นตรงตามมาตรฐานที่กำหนด ทั้งยังช่วยลดความเสี่ยงในการผลิต ลดต้นทุน และเพิ่มประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ได้อย่างมีนัยสำคัญ

 

ความสำคัญของเครื่อง Spectrometer

เครื่อง Spectrometer มีบทบาทสำคัญในหลากหลายขั้นตอนของกระบวนการผลิตและตรวจสอบ เช่น

• การตรวจสอบเกรดโลหะ (Alloy Grade Identification) เพื่อยืนยันว่าโลหะที่ใช้ตรงตามมาตรฐานหรือสูตรที่กำหนด
• การตรวจหาสารเจือปน (Tramp or Trace Elements) ใช้ตรวจจับธาตุที่อาจส่งผลเสียต่อคุณสมบัติของวัสดุ เช่น ความแข็ง ความเหนียว หรือการกัดกร่อน
• การคัดแยกโลหะรีไซเคิล ช่วยให้การคัดเกรดโลหะเป็นไปอย่างแม่นยำและรวดเร็ว
• การตรวจสอบการชุบเคลือบและการปนเปื้อนของโลหะหนัก เพื่อควบคุมคุณภาพของผิวชิ้นงานหรือชั้นฟิล์มต่าง ๆ
• การใช้งานในกระบวนการผลิตและงานภาคสนาม (QC / QA) สนับสนุนการควบคุมคุณภาพแบบเรียลไทม์ เพื่อให้ได้ผลการผลิตที่มีความสม่ำเสมอ

ด้วยความสามารถในการตรวจวิเคราะห์ธาตุอย่างแม่นยำ รวดเร็ว และไม่ทำลายตัวอย่าง เครื่อง Spectrometer จึงเป็นหัวใจสำคัญของงานวิเคราะห์วัสดุในทุกอุตสาหกรรม ตั้งแต่งานวิจัย ไปจนถึงสายการผลิตระดับอุตสาหกรรมหนัก

 

ประเภทของเครื่อง Spectrometer สำหรับใช้งานในโลหะ

สำหรับอุตสาหกรรมโลหะและวัสดุ เครื่อง Spectrometer เป็นเครื่องมือสำคัญที่ใช้ในการวิเคราะห์องค์ประกอบของวัสดุต่าง ๆ ซึ่งแต่ละชนิดของเครื่องมีลักษณะการทำงานและจุดเด่นที่แตกต่างกันไป การเลือกใช้เครื่องที่เหมาะสมจึงขึ้นอยู่กับลักษณะของงานที่ต้องการ ในที่นี้เราจะพูดถึง 3 ประเภทหลักของเครื่อง Spectrometer ที่นิยมใช้อย่างแพร่หลาย ได้แก่

 

1. Optical Emission Spectrometer (OES)

เครื่อง Optical Emission Spectrometer หรือ OES ใช้หลักการปล่อยประกายไฟหรือพลาสมาจากผิวโลหะ เพื่อวิเคราะห์แสงที่ปล่อยออกมา โดยแสงนี้จะมีความยาวคลื่นเฉพาะที่สามารถบ่งชี้ธาตุที่มีอยู่ในโลหะได้

หลักการทำงาน

1. การเตรียมชิ้นงาน: ชิ้นงานโลหะจะต้องถูกทำความสะอาด และในบางกรณีอาจต้องขัดให้ผิวเรียบ เพื่อให้ได้ผลการวิเคราะห์ที่แม่นยำ
2. การใช้โพรบ (spark stand): โพรบหรืออิเล็กโทรดจะสัมผัสกับผิวโลหะ จากนั้นจะปล่อยประกายไฟ (หรือทำอาร์กไฟฟ้า) เพื่อสร้างพลาสมาบนผิวโลหะ
3. การสร้างพลาสมา: การปล่อยประกายไฟหรืออาร์กจะทำให้เกิดพลาสมาที่มีอุณหภูมิสูงมาก โดยพลาสมานี้จะปล่อยแสงออกมาในช่วงความยาวคลื่นที่เฉพาะของแต่ละธาตุ
4. การวัดแสง: เครื่อง OES จะใช้เครื่องวัดสเปกตรัมเพื่อวัดความเข้มของแสงในแต่ละความยาวคลื่น ซึ่งแสงนี้จะถูกแปลงเป็นข้อมูลที่แสดงเป็น % หรือ ppm ของธาตุแต่ละตัวที่มีอยู่ในโลหะ

ข้อดี

• ความแม่นยำสูง โดยเฉพาะในการวัดธาตุเบื้องต้นหรือสารเจือปน (trace elements)
• เหมาะกับการวิเคราะห์โลหะหล่อและงานที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมคุณภาพในโรงงาน
• สามารถวัดธาตุที่เครื่อง XRF อาจไม่สามารถวัดได้ เช่น คาร์บอน, ฟอสฟอรัส, กำมะถัน, โบรอน, และไนโตรเจน

ข้อจำกัด

• ต้องเตรียมผิวของชิ้นงานให้สะอาดและเรียบ
• เป็นเครื่องที่ไม่สะดวกสำหรับงานภาคสนามที่ต้องการความรวดเร็ว
• เครื่องส่วนใหญ่จะเป็นแบบตั้งโต๊ะหรือเครื่องติดตั้ง ซึ่งไม่เหมาะกับการพกพา
• ต้องใช้แก๊สเฉพาะเช่น อาร์กอนในบางกรณี

เครื่อง OES จึงเป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมในงานที่ต้องการความละเอียดสูงและการวิเคราะห์ที่เป็นมาตรฐานในโรงงานหรือกระบวนการผลิตที่ต้องการความแม่นยำสูง

บริษัท Chemical House & Lab Instrument นำเข้าและจัดจำหน่าย เครื่อง Optical Emission Spectrometer รุ่น OE720 และ OE750 จาก Hitachi High-Tech อ่านข้อมูลผลิตภัณฑ์เพิ่มเติมได้ที่: เครื่องวิเคราะห์ส่วนผสมของโลหะแบบตั้งโต๊ะ Arc Spark Spectrometer : OE Series

 

2. X-ray Fluorescence (XRF) Spectrometer

เครื่อง X-ray Fluorescence (XRF) Spectrometer ใช้หลักการยิงรังสี X-ray ไปยังพื้นผิวของชิ้นงาน ซึ่งจะกระตุ้นให้อิเล็กตรอนจากระดับชั้นลึกของอะตอมถูกขับออกมา เมื่ออิเล็กตรอนจากระดับชั้นสูงลงมาแทนที่จะปล่อยรังสี X ฟลูออเรสเซนซ์ที่มีลักษณะเฉพาะของแต่ละธาตุ จากนั้นเครื่องจะวัดความเข้มของรังสี X ที่ปล่อยออกมาเพื่อคำนวณปริมาณของธาตุในตัวอย่าง

หลักการทำงาน

1. การวางชิ้นงาน: ชิ้นงานจะถูกวางในตำแหน่งที่เครื่องสามารถยิงรังสี X-ray ลงไปได้อย่างแม่นยำ
2. การวัดรังสี X: เครื่องจะใช้เครื่องวัดสเปกตรัมในการวิเคราะห์รังสี X ที่ปล่อยออกมาจากชิ้นงาน
3. การแปลงสเปกตรัม: โดยใช้หลักการ fundamental parameters หรือ empirical calibration เครื่องจะสามารถแปลงสเปกตรัมที่ได้เป็นเปอร์เซ็นต์ (%), ppm หรือปริมาณของธาตุในตัวอย่าง

ข้อดี

• ไม่ทำลายตัวอย่าง: เครื่อง XRF เป็นเครื่องมือที่ non-destructive ซึ่งหมายถึงไม่ทำลายหรือเปลี่ยนแปลงตัวอย่างในการวิเคราะห์
• พกพาสะดวก: รุ่น Handheld หรือ Portable เหมาะกับการใช้งานในพื้นที่ภาคสนาม
• รวดเร็ว: สามารถให้ผลลัพธ์ได้อย่างรวดเร็ว เหมาะสำหรับงานที่ต้องการการตรวจสอบอย่างทันท่วงที เช่น การคัดแยกเศษโลหะ, การตรวจสอบเกรดโลหะ หรือการรีไซเคิล

ข้อจำกัด

• จำกัดธาตุบางประเภท: เครื่อง XRF อาจมีข้อจำกัดในการวัดธาตุที่มีน้ำหนักเบามาก เช่น Lithium (Li) หรือ Beryllium (Be)
• ผลกระทบจากความลึก: เครื่องมักมีข้อจำกัดในเรื่องการวัดจากพื้นผิว ทำให้ไม่สามารถวิเคราะห์ได้ลึกมากนัก (surface effect)
• ข้อควรระวังเรื่องรังสี: ต้องระมัดระวังการใช้งานเนื่องจากมีการใช้รังสี X ซึ่งอาจเป็นอันตรายหากไม่ปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัย

เครื่อง XRF จึงเป็นเครื่องมือที่เหมาะสำหรับงานที่ต้องการความรวดเร็วและสามารถใช้งานภาคสนามได้ดี แต่ต้องคำนึงถึงข้อจำกัดในบางกรณีและระมัดระวังด้านความปลอดภัยของรังสีเอกซ์ ที่ใช้

อ่านข้อมูลผลิตภัณฑ์: Handheld XRF รุ่น X-MET8000 จาก Hitachi 

 

3. Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS)

เครื่อง Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) เป็นเทคโนโลยีการวิเคราะห์โลหะที่ค่อนข้างใหม่ในกลุ่มเครื่องมือพกพา โดยใช้เลเซอร์พลังสูงยิงไปที่ผิวชิ้นงานเพื่อสร้างพลาสมาที่มีอุณหภูมิสูงมาก ซึ่งจะปล่อยแสงออกมา จากนั้นเครื่องจะทำการวิเคราะห์แสงที่ปล่อยออกมา โดยหลักการนี้คล้ายกับเครื่อง OES แต่ LIBS มีข้อได้เปรียบในเรื่องความสะดวกในการใช้งานภาคสนามและการพกพา

หลักการทำงาน

1. การยิงเลเซอร์: เครื่อง LIBS จะยิงลำแสงเลเซอร์ไปยังพื้นผิวของชิ้นงาน โดยจะใช้พลังงานสูงเพื่อทำให้เกิดพลาสมา
2. การเกิดพลาสมา: เมื่อพลาสมาเกิดขึ้น จะปล่อยแสงหรือสเปกตรัมที่มีลักษณะเฉพาะของแต่ละธาตุในชิ้นงาน
3. การวัดแสง: เครื่องจะวัดความเข้มของแสงในแต่ละความยาวคลื่นและแปลงเป็นข้อมูลเชิงปริมาณ เช่น เปอร์เซ็นต์ (%) หรือ ppm

ข้อดี

• เหมาะกับงานภาคสนาม: LIBS เป็นเครื่องมือที่มีความสะดวกในการพกพาและเหมาะกับการใช้งานในงานรีไซเคิลหรือการคัดแยกเกรดโลหะ
• ไม่ใช้รังสี X: เนื่องจากไม่ต้องใช้แหล่งรังสี X จึงมีข้อจำกัดด้านใบอนุญาตน้อยกว่าเครื่อง XRF หรือ OES
• พกพาสะดวก: รูปแบบพกพาได้ทำให้เหมาะกับงานที่ต้องการความยืดหยุ่น

ข้อจำกัด

• ความแม่นยำ: ในบางงานที่ต้องการการวัดที่มีความแม่นยำสูงมาก ๆ เช่น ppm ต่ำสุด เครื่อง LIBS อาจให้ผลลัพธ์ที่มีความแม่นยำน้อยกว่าเครื่อง OES
• ผลกระทบจาก matrix effect: บางครั้งอาจต้องทำการวัดซ้ำหลายครั้งเพื่อให้ได้ผลที่แม่นยำ
• ข้อจำกัดในการวัดธาตุบางชนิด: เครื่องอาจมีข้อจำกัดในการวิเคราะห์ธาตุบางชนิดเมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องมืออื่น ๆ

เครื่อง LIBS เป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับงานที่ต้องการความสะดวกและการใช้งานในภาคสนาม แต่ก็ต้องพิจารณาข้อจำกัดในด้านความแม่นยำและการวัดธาตุที่อาจจะมีความท้าทายอยู่บ้าง

แนะนำเครื่อง LIBS จาก Chemical House & Lab Instrument ที่ได้มาตรฐาน พร้อมใช้งานในอุตสาหกรรม: เครื่องวิเคราห์ส่วนผสมของโลหะแบบพกพาHandheld LIBS : Vulcan

 

หลักการเลือกใช้เครื่อง Spectrometer ให้เหมาะสมกับงาน

การเลือกใช้เครื่อง Spectrometer เป็นการลงทุนที่สำคัญในการปรับปรุงคุณภาพและประสิทธิภาพในกระบวนการผลิตหรือการวิเคราะห์วัสดุต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็นในโรงงานผลิตหรือการใช้งานในภาคสนาม เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่แม่นยำและตอบโจทย์ความต้องการอย่างแท้จริง ท่านควรพิจารณาปัจจัยต่าง ๆ ต่อไปนี้ก่อนตัดสินใจเลือกเครื่องที่เหมาะสมกับงาน

1. ประเภทของชิ้นงานและโลหะ

การเลือกเครื่อง Spectrometer ขึ้นอยู่กับประเภทของชิ้นงานที่คุณต้องการวิเคราะห์ หากคุณต้องการวิเคราะห์วัสดุที่มีความหลากหลายหรือมีการปนเปื้อนของธาตุต่าง ๆ เครื่องที่ใช้เทคโนโลยีที่สามารถวัดธาตุที่มีปริมาณน้อยได้อย่างแม่นยำ เช่น OES หรือ LIBS อาจเป็นตัวเลือกที่ดี ขึ้นอยู่กับประเภทโลหะหรือวัสดุที่คุณกำลังใช้งาน

2. ความแม่นยำและขอบเขตการวัด (detection limits)

ความแม่นยำในการวิเคราะห์และขอบเขตการวัดเป็นปัจจัยสำคัญในการเลือกเครื่อง Spectrometer หากคุณต้องการวัดธาตุที่มีปริมาณน้อยมาก เช่น สารเจือปนในโลหะ หรือธาตุที่มีการปนเปื้อนในระดับต่ำ เครื่อง OES อาจเหมาะสมที่สุด ในขณะที่ XRF และ LIBS ก็มีข้อดีในด้านความสะดวกในการใช้งานภาคสนาม แต่ความแม่นยำอาจไม่สูงเท่ากับ OES

3. สภาพแวดล้อมการใช้งาน 

พิจารณาว่าคุณจะใช้เครื่องในสภาพแวดล้อมแบบไหน หากเครื่องต้องใช้งานในโรงงานที่มีอุปกรณ์และสถานที่ที่เหมาะสมในการตั้งเครื่อง OES หรือ XRF อาจเป็นทางเลือกที่ดี เนื่องจากมีขนาดและการตั้งที่ค่อนข้างถาวร แต่หากคุณต้องการใช้เครื่องในภาคสนามที่ต้องการการเคลื่อนย้ายสะดวก เครื่อง LIBS หรือ XRF แบบพกพา จะเหมาะสมมากกว่า

4. ความปลอดภัยและใบอนุญาต

เครื่อง Spectrometer บางประเภท เช่น XRF หรือเครื่องที่ใช้รังสีอาจมีข้อกำหนดด้านความปลอดภัยและใบอนุญาตที่เข้มงวดกว่าเครื่องอื่น ๆ การใช้งานเครื่องเหล่านี้อาจต้องมีการฝึกอบรมพิเศษและการปฏิบัติตามมาตรฐานด้านความปลอดภัยอย่างเคร่งครัด ดังนั้นคุณควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าเครื่องที่เลือกสามารถใช้ได้ตามกฎหมายและมาตรฐานความปลอดภัยที่เกี่ยวข้อง

5. ความสะดวกในการใช้งาน

เครื่อง Spectrometer ควรมีการออกแบบที่ใช้งานง่าย เพื่อให้ผู้ใช้สามารถใช้งานได้โดยไม่จำเป็นต้องมีความเชี่ยวชาญสูง เครื่องที่มาพร้อมกับระบบซอฟต์แวร์ที่สามารถประมวลผลและแสดงผลลัพธ์อย่างรวดเร็วและแม่นยำจะช่วยให้การวิเคราะห์มีประสิทธิภาพมากขึ้น นอกจากนี้ การเลือกเครื่องที่มีระบบการรายงานที่เข้าใจง่ายและสะดวกในการใช้งานก็เป็นอีกปัจจัยที่ไม่ควรมองข้าม

6. งบประมาณและค่าจ่ายในการบำรุงรักษา

งบประมาณเป็นอีกหนึ่งปัจจัยสำคัญในการเลือกเครื่อง Spectrometer เครื่องมือที่มีความแม่นยำสูงและสามารถวิเคราะห์ได้หลากหลายธาตุ เช่น OES อาจมีราคาค่อนข้างสูง แต่ก็มีความทนทานและสามารถทำงานได้หลากหลาย ในขณะที่เครื่องพกพาอย่าง LIBS หรือ XRF แบบพกพาจะมีราคาต่ำกว่า แต่ต้องพิจารณาเรื่องค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาและอุปกรณ์เสริมที่อาจมีผลต่อค่าใช้จ่ายระยะยาว

7. การดูแลจากตัวแทนจำหน่ายในประเทศ

การมีตัวแทนจำหน่ายหรือผู้ให้บริการที่สามารถให้คำปรึกษาและบริการหลังการขายในประเทศจะช่วยให้คุณมั่นใจในการใช้งานเครื่อง Spectrometer ระยะยาว ซัพพอร์ตจากตัวแทนจำหน่ายที่มีความเชี่ยวชาญและบริการที่ดีจะช่วยลดปัญหาที่อาจเกิดขึ้นในการซ่อมบำรุง และสามารถให้คำแนะนำในการใช้งานเครื่องมือได้อย่างมีประสิทธิภาพ

การเลือกเครื่อง Spectrometer ที่เหมาะสมกับงานของคุณจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการวิเคราะห์และควบคุมคุณภาพของวัสดุ ไม่ว่าจะเป็นในโรงงานหรือในภาคสนาม คำนึงถึงปัจจัยที่ได้กล่าวมา จะทำให้ท่านได้เครื่องมือที่ดีที่สุดและคุ้มค่าที่สุดสำหรับการใช้งานของท่าน

 

สรุป

เครื่อง Spectrometer เป็นเทคโนโลยีที่สำคัญในการวิเคราะห์วัสดุและโลหะ ด้วยความแม่นยำสูง ช่วยในการตรวจสอบเกรดโลหะ การคัดแยกสารเจือปน และการวิเคราะห์วัสดุรีไซเคิล เครื่องต่าง ๆ เช่น OES, XRF, และ LIBS มีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมการผลิตและควบคุมคุณภาพ และยังช่วยลดต้นทุนและความเสี่ยงในระยะยาวได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ยกระดับคุณภาพงานวิเคราะห์และการควบคุมกระบวนการให้ได้มาตรฐานระดับสากล ด้วยเครื่อง Spectrometer จาก Chemical House & Lab Instrument Co., Ltd. ผู้นำด้านเครื่องมือวัดอุตสาหกรรมที่เข้าใจความต้องการเฉพาะของแต่ละภาคการผลิต เราพัฒนาและจัดจำหน่ายเครื่องมือวัดครบวงจร ตั้งแต่เกจวัดมาตรฐานไปจนถึงระบบดิจิทัลขั้นสูง ที่สามารถเชื่อมต่อกับระบบของท่านได้อย่างราบรื่น เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานและลดความสูญเสียในกระบวนการผลิต พร้อมบริการหลังการขายแบบครบวงจร ทั้งการบำรุงรักษา สอบเทียบ และซ่อมแซมอย่างรวดเร็ว เพื่อให้การดำเนินงานของท่านต่อเนื่องได้อย่างมั่นใจ

ติดต่อสอบถามหรือขอใบเสนอราคาได้ที่

บริษัท เคมีเคิลเฮ้าส์ แอนด์ แล็บอินสทรูเม้นท์ จำกัด
Chemical House & Lab Instrument Co., Ltd.
โทร: (662) 184-4000 | Call Center: +66 (0)88 088 4399

ตัวแทนจำหน่ายเครื่องทดสอบ
| Email : : info@chemihouse หรือ mtsales@chemihouse
| Facebook : ch.chemicalhouse
| Line OA จาก QR Code ด้านล่าง