สำหรับงานอุตสาหกรรมและห้องปฏิบัติการที่ต้องตรวจสอบองค์ประกอบของวัสดุอย่างแม่นยำและรวดเร็ว XRF Spectrometer (X-Ray Fluorescence Spectrometer) คือหนึ่งในเครื่องมือหลักที่ถูกเลือกใช้ เพราะสามารถวิเคราะห์องค์ประกอบธาตุได้โดยไม่ทำลายตัวอย่าง
เครื่องมือนี้มีบทบาทสำคัญทั้งในการควบคุมคุณภาพวัตถุดิบ ตรวจสอบสเปกผลิตภัณฑ์ และวิเคราะห์ทางเคมีในหลายอุตสาหกรรม ตั้งแต่โลหะ เหมืองแร่ ซีเมนต์ ไปจนถึงพลังงานและอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งในบทความนี้เราจะพาไปดูให้ชัดว่า XRF Spectrometer คืออะไร และถูกนำไปใช้ในอุตสาหกรรมใดบ้าง
XRF Spectrometer คืออะไร
XRF Spectrometer (X-Ray Fluorescence Spectrometer) คือ เครื่องมือวิเคราะห์องค์ประกอบธาตุของวัสดุโดยอาศัยหลักการเรืองแสงเอกซ์ (X-Ray Fluorescence) สามารถบอกได้ว่าวัสดุนั้นประกอบด้วยธาตุอะไร และมีปริมาณเท่าไร ที่สำคัญคือเป็นการวิเคราะห์แบบไม่ทำลายตัวอย่าง (Non-destructive)
หลักการทำงาน
การทำงานของ XRF Spectrometer มีขั้นตอนหลัก ๆ คือ
- เครื่องจะยิง แสง X-ray ไปยังผิวของตัวอย่าง
- อะตอมในวัสดุจะดูดซับพลังงาน ทำให้อิเล็กตรอนในระดับชั้นในถูกกระตุ้น
- เมื่อตัวอะตอมคืนสู่สภาพปกติ จะปล่อยพลังงานออกมาในรูปของ รังสีเอกซ์เรืองแสง ซึ่งมีพลังงานจำเพาะตามชนิดของธาตุ
พลังงานของรังสีที่ปล่อยออกมานี้เปรียบเสมือนลายเซ็นของแต่ละธาตุ XRF Spectrometer จึงสามารถระบุได้ว่าในตัวอย่างมีธาตุอะไรอยู่บ้าง
กระบวนการวิเคราะห์และเทคนิคเพื่อความแม่นยำ
ภายในเครื่อง XRF Spectrometer จะมี
- ตัวตรวจวัดรังสี (Detector) สำหรับรับสัญญาณรังสีเอกซ์
- ระบบประมวลผลที่แปลงสัญญาณเป็นกราฟสเปกตรัม แสดงตำแหน่ง (ชนิดธาตุ) และความสูงของยอดสัญญาณ (ปริมาณธาตุ)
เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่แม่นยำ จะมีการ
- ปรับเทียบเครื่อง (Calibration) ด้วยมาตรฐานอ้างอิงที่ทราบค่าแน่นอน
- เลือกเงื่อนไขการวัด เช่น เวลาในการวัด ขนาดจุดวัด และโหมดการวิเคราะห์ ให้เหมาะกับชนิดวัสดุและช่วงความเข้มข้นของธาตุที่ต้องการดู
ทั้งหมดนี้ทำให้ XRF Spectrometer เป็นเครื่องมือที่ตอบโจทย์งานวิเคราะห์วัสดุในภาคอุตสาหกรรมและห้องปฏิบัติการที่ต้องการความเร็ว ความแม่นยำ และไม่ต้องทำลายตัวอย่าง
อ่านเพิ่มเติม: รู้จักกับ Spectrometer เครื่องมือวัดสเปกตรัมมากประโยชน์รู้จักกับ Spectrometer เครื่องมือวัดสเปกตรัมมากประโยชน์
ประเภทของ XRF Spectrometer
โดยหลัก ๆ แล้ว XRF Spectrometer สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทใหญ่ ๆ ได้แก่ Energy Dispersive XRF (EDXRF) และ Wavelength Dispersive XRF (WDXRF) ซึ่งแต่ละแบบจะเหมาะกับรูปแบบงานและความละเอียดที่แตกต่างกัน
1. Energy Dispersive XRF (EDXRF) – เครื่องวิเคราะห์แบบกระจายตามพลังงาน
EDXRF เป็นเทคโนโลยีที่ใช้กันแพร่หลาย เน้นความรวดเร็ว ใช้งานง่าย และรองรับตัวอย่างหลากหลาย เหมาะกับทั้งงานควบคุมคุณภาพ (QC) และงานตรวจคัดแยก (Screening)
แนะนำเครื่อง EDXRF 2 แบบ จาก Chemical House & Lab Instrument
- Handheld XRF รุ่น XMET8000 (Hitachi) เป็นเครื่อง XRF Spectrometer แบบมือถือ พกพาไปตรวจวัดนอกสถานที่ได้สะดวก เหมาะกับงาน
- คัดแยกโลหะและโลหะผสม (PMI / Alloy sorting)
- ตรวจสอบวัสดุหน้างาน ตรวจรับวัตถุดิบ หรือใช้ในโรงงาน
จุดเด่นคือ วัดผลได้รวดเร็ว เคลื่อนย้ายง่าย และไม่ต้องเตรียมตัวอย่างซับซ้อน
- Benchtop XRF รุ่น Thermo Scientific ARL QUANT’X เป็นเครื่อง XRF Spectrometer แบบตั้งโต๊ะ ให้ความเสถียรและความแม่นยำสูงกว่า เหมาะกับห้องปฏิบัติการและงานที่ต้องการผลเชิงปริมาณที่เชื่อถือได้
- รองรับตัวอย่างทั้งของแข็ง ผง และของเหลว
- ใช้ในงานวิเคราะห์องค์ประกอบในโลหะ ซีเมนต์ แร่ วัสดุก่อสร้าง ฯลฯ
2. Wavelength Dispersive XRF (WDXRF) – เครื่องวิเคราะห์แบบกระจายตามความยาวคลื่น
WDXRF เป็นเทคโนโลยี XRF Spectrometer ที่เน้นความละเอียดและความแม่นยำสูงกว่า โดยแยกสัญญาณตามความยาวคลื่นของรังสีเอกซ์เรืองแสง เหมาะสำหรับงานวิเคราะห์ที่ต้องการ
- ความแม่นยำสูง (High accuracy)
- การควบคุมคุณภาพในอุตสาหกรรมที่มีมาตรฐานเข้มงวด เช่น ซีเมนต์ โลหะ เหมืองแร่ ปิโตรเคมี
แนะนำเครื่อง WDXRF ที่ใช้งานในภาคอุตสาหกรรม จาก Chemical House & Lab Instrument
- Thermo Scientific ARL Perform’X Spectrometer
- Thermo Scientific ARL Opti’X Spectrometer
ทั้งสองรุ่นถูกออกแบบมาสำหรับห้องแล็บอุตสาหกรรมที่ต้องการความแม่นยำสูง การทำซ้ำได้ดี และรองรับตัวอย่างในกระบวนการผลิตจำนวนมาก
เปรียบเทียบความแตกต่างระหว่าง Energy Dispersive XRF กับ Wavelength Dispersive XRF
| หัวข้อเปรียบเทียบ | Energy Dispersive XRF (EDXRF)เครื่องวิเคราะห์แบบกระจายตามพลังงาน | Wavelength Dispersive XRF (WDXRF)เครื่องวิเคราะห์แบบกระจายตามความยาวคลื่น |
|
หลักการวิเคราะห์สัญญาณ |
ตรวจวัด “พลังงาน” ของรังสีเอกซ์เรืองแสงที่ปล่อยออกมาจากตัวอย่างด้วยตัวตรวจวัดพลังงาน (Energy-dispersive detector) แล้วแยกธาตุจากค่าพลังงาน | ใช้ผลึกวิเคราะห์ (Crystal) แยกสัญญาณตาม “ความยาวคลื่น” ของรังสีเอกซ์เรืองแสง ก่อนส่งเข้าตัวตรวจวัด ทำให้แยกสัญญาณได้ละเอียดกว่า |
| ความเร็วในการวิเคราะห์ | เร็วกว่า เหมาะกับงานตรวจจำนวนตัวอย่างมาก ๆ งาน QC หน้างาน หรืองาน Screening | ช้ากว่า EDXRF เนื่องจากต้องสแกนทีละความยาวคลื่น แต่ให้ข้อมูลละเอียดและเสถียรกว่า เหมาะกับงานวิเคราะห์เชิงลึก |
| ความแม่นยำ / ความละเอียด (Accuracy / Resolution) | ความละเอียดสเปกตรัมต่ำกว่า เหมาะกับงานทั่วไปที่ไม่ต้องการแยกธาตุที่ใกล้กันมาก ๆ | ความละเอียดสูง แยกพีคธาตุที่มีพลังงานใกล้กันได้ดี เหมาะกับงานที่ต้องการความแม่นยำและความเที่ยงตรงสูง เช่น ซีเมนต์ โลหะมาตรฐาน เหมืองแร่ |
|
ประเภทงานที่เหมาะสม |
งาน QC รวดเร็ว, คัดแยกโลหะ, ตรวจวัตถุดิบหน้างาน, งานรีไซเคิล, งานที่ต้องการความคล่องตัวและ throughput สูง | งานควบคุมคุณภาพหลักประจำโรงงาน, งานห้องแล็บที่ต้องการรายงานเชิงปริมาณแม่นยำ, งานวิจัยวัสดุ, อุตสาหกรรมที่มีสเปกเข้มงวด (ซีเมนต์ โลหะ เหมืองแร่ ปิโตรเคมี) |
| รูปแบบเครื่องที่พบได้บ่อย | มีทั้งแบบ Handheld (พกพา), Benchtop ตั้งโต๊ะ ใช้งานง่าย ตั้งค่าไม่ซับซ้อน | มักเป็นแบบ Benchtop / Floor-standing ขนาดใหญ่ เป็นระบบแล็บเต็มรูปแบบ |
|
การติดตั้งและดูแลรักษา |
ติดตั้งง่ายกว่า โครงสร้างระบบไม่ซับซ้อนมาก ดูแลง่าย เหมาะกับโรงงานที่เริ่มใช้ XRF | ต้องการสภาพแวดล้อมและการดูแลแบบห้องแล็บชัดเจน มีระบบออปติกและกลไกมากขึ้น ต้องการผู้ใช้ที่มีความชำนาญมากกว่า |
|
จุดเด่นหลัก |
รวดเร็ว ยืดหยุ่น ใช้งานง่าย ไม่ทำลายตัวอย่าง เหมาะกับการตรวจเยอะ ๆ ต่อวัน หรือหน้างานภาคสนาม | ความแม่นยำสูง ความละเอียดดี LOD ต่ำ เหมาะเป็นมาตรฐานกลางของแล็บอุตสาหกรรมและงานที่ต้องการความเที่ยงตรงสูง |
| จุดที่ต้องพิจารณา | ความแม่นยำและ LOD อาจไม่เพียงพอสำหรับงานมาตรฐานเข้มงวดบางประเภท | ลงทุนสูงกว่า ใช้เวลาในการวิเคราะห์มากกว่า และต้องการบุคลากรที่มีประสบการณ์ในการตั้งค่าการวิเคราะห์ |
การใช้งานเครื่อง XRF Spectrometer ในอุตสาหกรรมต่าง ๆ
อุตสาหกรรมการผลิตโลหะ
ในอุตสาหกรรมโลหะ XRF Spectrometer เป็นหนึ่งในเครื่องมือหลักสำหรับ ตรวจสอบส่วนผสมของโลหะและโลหะผสม (Alloy) และยืนยันสเปกวัสดุที่ใช้ผลิตชิ้นส่วน เช่น เพลาชิ้นงาน โครงสร้าง เหล็กกล้า สเตนเลส หรือโลหะพิเศษ ซึ่งการวิเคราะห์ด้วย XRF ช่วยให้โรงงานสามารถลดความเสี่ยงการใช้วัสดุผิดเกรด ควบคุมคุณภาพการผลิตให้ตรงตามมาตรฐาน และรองรับการตรวจสอบย้อนกลับ (Traceability) ได้อย่างชัดเจน
อุตสาหกรรมเคมี
ในภาคอุตสาหกรรมเคมี XRF Spectrometer ถูกใช้เพื่อตรวจสอบองค์ประกอบธาตุของผลิตภัณฑ์และวัตถุดิบ เช่น ปุ๋ย สารช่วยในกระบวนการผลิต (Additives) และสารเคมีสำหรับอุตสาหกรรมต่าง ๆ ทำให้สามารถวิเคราะห์ส่วนผสมได้อย่างรวดเร็ว ตรวจสอบว่าค่าธาตุสำคัญอยู่ในช่วงที่กำหนด และสนับสนุนการควบคุมคุณภาพ (QC) ทั้งในไลน์ผลิตและห้องปฏิบัติการ
อุตสาหกรรมเหมืองแร่
ในอุตสาหกรรมเหมืองแร่ XRF Spectrometer เป็นเครื่องมือสำคัญในการวิเคราะห์ปริมาณธาตุในแร่ เช่น Fe, Cu, Ni, Zn, Au เป็นต้น และประเมินคุณภาพแหล่งแร่ และคัดเกรดวัตถุดิบก่อนเข้าสู่กระบวนการถลุงหรือแปรรูป ด้วยความที่ XRF วิเคราะห์ได้รวดเร็วและไม่ทำลายตัวอย่าง ทำให้เหมาะทั้งกับการตรวจวิเคราะห์ในภาคสนาม (ใช้เครื่องแบบ Handheld) และการควบคุมคุณภาพในโรงแต่งแร่หรือโรงงานถลุง
อุตสาหกรรมอาหารและยา
ในกลุ่มอาหารและยา XRF Spectrometer ถูกใช้ในงานตรวจสอบคุณภาพและความปลอดภัย เช่น การตรวจหาธาตุปนเปื้อนบางประเภทในวัตถุดิบหรือน้ำหนักสารเติมแต่ง และการตรวจสอบบรรจุภัณฑ์ เช่น ฟอยล์ โลหะ หรือวัสดุห่อหุ้ม แม้จะไม่ใช่เครื่องมือหลักเพียงตัวเดียวในงานควบคุมคุณภาพด้านอาหารและยา แต่ XRF เป็นอีกหนึ่งเทคนิคที่ช่วยเสริมความมั่นใจด้านมาตรฐานและความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
การรีไซเคิล
ในธุรกิจรีไซเคิลและการจัดการเศรษฐกิจหมุนเวียน (Circular Economy) XRF Spectrometer มีบทบาทสำคัญในการแยกประเภทโลหะและวัสดุที่มีองค์ประกอบต่างกัน รวมไปถึงการตรวจสอบโลหะผสมเพื่อคัดเกรดก่อนหลอมใหม่ การใช้ Handheld XRF ในลานเศษเหล็กหรือศูนย์รีไซเคิลช่วยให้สามารถคัดแยกวัสดุได้รวดเร็วและแม่นยำ เพิ่มมูลค่าเศษวัสดุที่ขายต่อหรือกลับไปใช้ในกระบวนการผลิต และลดความเสี่ยงการปนเปื้อนวัสดุผิดชนิดในระบบรีไซเคิล
ทั้งหมดนี้ทำให้ XRF Spectrometer กลายเป็นเครื่องมือวิเคราะห์ประจำอุตสาหกรรม ที่ช่วยทั้งควบคุมคุณภาพ ลดของเสีย และสนับสนุนการดำเนินงานอย่างมีประสิทธิภาพในหลายภาคส่วนของอุตสาหกรรมยุคใหม่
ประโยชน์ของการใช้ XRF Spectrometer
การนำเครื่อง XRF Spectrometer มาใช้ในอุตสาหกรรม มีประโยชน์ดังนี้
- ไม่ทำลายตัวอย่าง: XRF Spectrometer เป็นเทคนิคการวิเคราะห์แบบไม่ทำลายตัวอย่าง (Non-destructive) ตัวอย่างที่นำไปวัดยังคงสภาพเดิม ไม่ต้องตัด ชิ้น ไม่ต้องบด หรือเปลี่ยนรูป ทำให้เหมาะอย่างยิ่งกับชิ้นงานที่มีมูลค่าสูง ชิ้นส่วนสำคัญในกระบวนการผลิต หรือชิ้นงานที่ต้องเก็บไว้ใช้งานต่อ อีกทั้งยังช่วยลดขั้นตอนและความเสี่ยงจากการเตรียมตัวอย่างมากเกินไปด้วย
- การวิเคราะห์ที่รวดเร็ว: XRF Spectrometer สามารถให้ผลวิเคราะห์ได้ภายในเวลาไม่กี่วินาทีถึงไม่กี่นาที จึงรองรับการตรวจหลายตัวอย่างต่อเนื่องในไลน์ผลิตได้ดี ช่วยให้ทีมควบคุมคุณภาพ (QC) ตัดสินใจได้ทันที ไม่ต้องรอผลจากห้องแล็บนาน ๆ และช่วยให้โรงงานหรือห้องแล็บทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นในเชิงเวลา
- ความแม่นยำสูง: ด้วยหลักการวัดเชิงฟิสิกส์และระบบการปรับเทียบ (Calibration) ที่เหมาะสม XRF Spectrometer สามารถให้ข้อมูลองค์ประกอบธาตุที่มีทั้งความแม่นยำและความสามารถทำซ้ำ (Repeatability) ที่ดี รองรับการใช้งานทั้งเชิงคุณภาพว่ามีธาตุใดอยู่บ้าง และเชิงปริมาณว่ามีในสัดส่วนเท่าใด จึงเหมาะสำหรับใช้เป็นเครื่องมือหลักในงานควบคุมคุณภาพและการวิเคราะห์วัสดุในภาคอุตสาหกรรม
- สามารถใช้ในสถานที่จริง: ในกรณีของ XRF Spectrometer แบบพกพา (Handheld XRF) ผู้ใช้งานสามารถนำเครื่องมือไปตรวจวัดที่หน้างานจริงได้ เช่น เหมืองแร่ ลานรีไซเคิล ไซต์ก่อสร้าง หรือบริเวณไลน์ผลิต โดยไม่จำเป็นต้องตัดหรือขนย้ายตัวอย่างกลับห้องแล็บ ช่วยลดเวลา เพิ่มความยืดหยุ่นในการตรวจสอบวัสดุ และทำให้การยืนยันสเปกบนหน้างานเป็นเรื่องที่ทำได้สะดวกและรวดเร็วมากขึ้น
สรุป
โดยสรุป XRF Spectrometer เป็นเครื่องมือสำคัญในการวิเคราะห์องค์ประกอบธาตุของวัสดุ ที่ช่วยให้หลายอุตสาหกรรมสามารถควบคุมคุณภาพ ตรวจสอบสเปกวัตถุดิบ และยืนยันคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์ได้อย่างรวดเร็ว แม่นยำ และไม่ทำลายตัวอย่าง การนำ XRF มาใช้ในกระบวนการผลิตจึงมีส่วนช่วยลดความเสี่ยง ลดของเสีย และเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของโรงงานและห้องปฏิบัติการได้อย่างชัดเจน
ยกระดับคุณภาพงานวิเคราะห์และการควบคุมกระบวนการให้ได้มาตรฐานระดับสากล ด้วยเครื่อง XRF 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
Website: Chemical House & Lab Instrument Co., Ltd.
E-mail: mtsales@chemihouse.com หรือ info@chemihouse.com
Facebook : ch.chemicalhouse
| Line OA จาก QR Code ด้านล่าง
