日立分析儀器(上海)有限公司

自動(dòng)對焦如何節(jié)省XRF鍍層分析時(shí)間

時(shí)間:2022-7-28 閱讀:285
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利用鍍層XRF(X射線熒光)進(jìn)行測量涉及多項(xiàng)步驟,但是對焦(即正確設(shè)置X射線管、零件和檢測器之間的幾何位置)是最關(guān)鍵的步驟,因?yàn)樗苯佑绊懡Y(jié)果的準(zhǔn)確性。在操作員找到測量位置后,需要對焦零件。

傳統(tǒng)儀器通過激光對焦或視頻對焦完成上述對焦。日立的XRF鍍層分析儀FT230可以使用激光對焦,但也提供兩種自動(dòng)對焦功能來加速和簡化這一步驟。

自動(dòng)對焦如何節(jié)省XRF鍍層分析時(shí)間

 

自動(dòng)接近功能可測量從X射線管到零件之間的距離,并自動(dòng)將X射線管移動(dòng)到預(yù)定義的工作距離。自動(dòng)對焦(有時(shí)又稱“與距離無關(guān)的測量”)也會(huì)測量從X射線管到零件之間的距離,但不會(huì)移動(dòng)X射線管,而是將X射線管保持在相同的高度,并使用測得的距離來校正新的幾何計(jì)算模式以獲得正確結(jié)果。兩種方法均有各自的用途,使用任一種方法都可以大大提高測試程序的速度。這會(huì)讓您會(huì)節(jié)省很多時(shí)間??!

自動(dòng)接近相關(guān)說明

為從XRF鍍層分析儀獲得一致的結(jié)果,在每次進(jìn)行測量時(shí),最好使X射線管、零件和探測器之間的距離保持相同。這是因?yàn)閄射線的強(qiáng)度取決于距離而且射線管—零件—探測器之間幾何位置的變化會(huì)影響厚度測量結(jié)果。

在一般情況下,XRF鍍層分析儀采用對焦激光和視頻對焦(評估圖像對比度)這兩種方法中的一種來保持這種重要的幾何位置。臺(tái)式分析儀的分析頭(包括X射線管和探測器)上下移動(dòng),直至分析儀對焦程序得以完成,在某些情況下,需操作員略微進(jìn)行最后調(diào)整。前述程序的初始化、移動(dòng)和完成需要一定時(shí)間,而且如果操作員需做出決策,也可能引入誤判。

日立FT230可配置一種被稱為自動(dòng)接近的功能,只需點(diǎn)擊一下即可將分析頭移動(dòng)到正確位置。儀器內(nèi)部的傳感器可測量到樣品的距離。當(dāng)啟用自動(dòng)接近功能時(shí),儀器會(huì)將前述距離與校準(zhǔn)中所選工作距離(也被稱為焦距)進(jìn)行比較,并將分析頭移至該位置。由此為操作員提供高置信度的準(zhǔn)確結(jié)果,而無需花費(fèi)較長時(shí)間,也不會(huì)在零件對焦中出錯(cuò)。

一項(xiàng)簡單的實(shí)驗(yàn)可舉例說明自動(dòng)接近功能的優(yōu)點(diǎn)。將六份高度為4.8 – 6.6”(1.9 – 2.6 cm)的零件加載到樣品室內(nèi)。操作員創(chuàng)建多點(diǎn)程序,以便在各零件上分別測量一個(gè)位置。

這項(xiàng)操作由經(jīng)過培訓(xùn)的同一操作員采用兩種方法完成:一種方法是對焦激光(分析頭移動(dòng),而操作員決定零件何時(shí)對焦);另一種方法是自動(dòng)接近(分析頭自動(dòng)移動(dòng)到正確焦距處,無需操作員干預(yù))。由于兩種場景中的測量時(shí)間相同,因此只需考慮程序創(chuàng)建時(shí)間。相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下所示:

僅采用激光對焦創(chuàng)建6點(diǎn)程序所需時(shí)間:44秒

采用自動(dòng)接近創(chuàng)建6點(diǎn)程序所需時(shí)間:29秒

節(jié)省時(shí)間:15秒(即省時(shí)33%)

 

這看似省時(shí)不多,但在通常情況下,若每天重復(fù)這種操作50次,則操作員可節(jié)省12分鐘,并將所節(jié)省的時(shí)間用于開展其它工作。在200天內(nèi)采用自動(dòng)接近功能可為XRF操作員創(chuàng)造近40小時(shí)或者近1個(gè)工作周的額外生產(chǎn)力。自動(dòng)接近功能可與廣域相機(jī)等其它功能相結(jié)合,以在擬測量樣品的制備過程中節(jié)省更多時(shí)間。

自動(dòng)對焦相關(guān)說明

在定位零件進(jìn)行測量后,按下開始按鈕之前的最后一項(xiàng)步驟是對焦零件。通??梢岳脤辜す饣蛘邎D像對比度評估程序來實(shí)現(xiàn)該操作。

無論采用對焦激光還是圖像對比度評估程序,分析儀的分析頭(包括X射線管和探測器)均會(huì)上下移動(dòng),直至分析儀的對焦程序得以完成,在某些情況下,需要操作員進(jìn)行較小的/細(xì)微的最終調(diào)整。前述程序的初始化、移動(dòng)和完成需要一定時(shí)間,而且如果操作員需做出決策,也可能引入誤判。

日立FT230也可配備自動(dòng)對焦功能,無需操作員參與,而且不會(huì)移動(dòng)分析儀的分析頭。當(dāng)啟用自動(dòng)對焦功能時(shí),相機(jī)不斷對焦于測量十字線中的零件。相應(yīng)程序甚至測量到每個(gè)零件的距離,這使得操作員可以測量具有不同高度或者臺(tái)階式幾何形狀的零部件。這種快到令人難以置信的測量速度可在確保操作員花費(fèi)更少時(shí)間設(shè)置零件的同時(shí)應(yīng)對更大的測試量。

一項(xiàng)簡單的實(shí)驗(yàn)可舉例說明自動(dòng)對焦功能的優(yōu)點(diǎn)。將六份高度為4.8 – 6.6”(1.9 – 2.6 cm)的零件加載到樣品室內(nèi)。操作員創(chuàng)建多點(diǎn)程序,以便在各零件上分別測量一個(gè)位置。

該操作由經(jīng)過培訓(xùn)的同一操作員采用兩種方法完成:一種方法是對焦激光(分析頭移動(dòng),而操作員決定零件何時(shí)對焦);另一種方法是自動(dòng)對焦(分析頭不會(huì)移動(dòng),而且操作員也沒有就對焦進(jìn)行任何輸入操作)。由于兩種場景中的測量時(shí)間相同,因此只需考慮程序創(chuàng)建時(shí)間。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下所示:

僅采用激光對焦創(chuàng)建6點(diǎn)程序所需時(shí)間:44秒

采用自動(dòng)對焦創(chuàng)建6點(diǎn)程序所需時(shí)間:17秒

節(jié)省時(shí)間:27秒(即省時(shí)62%) 

 

這種省時(shí)量對于單次運(yùn)行而言相當(dāng)不錯(cuò);但是,考慮到通常每天至少需進(jìn)行50次類似運(yùn)行,可以節(jié)省多少時(shí)間?答案是一天中總共可節(jié)省22分鐘以上,而且操作員還能騰出時(shí)間開展其它工作。在200天內(nèi)自動(dòng)對焦功能可為XRF操作員創(chuàng)造超過76小時(shí)或者近兩個(gè)工作周的額外生產(chǎn)力。自動(dòng)對焦功能可與廣域相機(jī)等其它功能相結(jié)合,以在擬測量樣品的制備過程中節(jié)省更多時(shí)間。

零件高度的范圍越大,自動(dòng)對焦功能的優(yōu)勢就越明顯,因?yàn)椴僮鲉T在分析頭位置調(diào)整方面所花時(shí)間更少。此外,在采用對焦激光方法時(shí),零件高度的范圍受工作距離(也被稱為焦距)限制。通過自動(dòng)對焦功能,F(xiàn)T230可測量其高度變化不超過3.1”(80mm)的零件。 

最后,F(xiàn)T230臺(tái)式XRF鍍層分析儀設(shè)計(jì)針對于大量縮短測量時(shí)間。由于樣品設(shè)置和測量方法的選擇會(huì)花費(fèi)大多數(shù)時(shí)間,而自動(dòng)化和創(chuàng)新軟件的引入使FT230分析儀得以實(shí)現(xiàn)簡單化、智能化。

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