鋼鐵的“潔凈度”是影響鋼材質量的重要因素，在煉鋼工藝中就有一項重要的要求是控制夾雜物的存在。傳統分析夾雜物的方法速度慢，周期長，無法快速確定鋼鐵的“潔凈度”，而SPECTRO火花直讀光譜儀的單火花評價技術可實現這一目標。

樣品受火花直讀光譜儀的光源生成的數千個火花放電激發后發出數千個光信號，各個單火花對應的光信號分別采集，用于數據處理和分析，如圖1。

 圖1

CMOS+T檢測器

SPECTROLAB S 擁有的基于CMOS（互補金屬氧化物半導體）的檢測器系統（圖2），其具有積分速度快，信號動態響應范圍寬等特點，這要歸功于斯派克專有的CMOS+T技術，這一創新提高了分析性能，使其成為和PMT（光電倍增管）同樣能實現單火花評價技術的檢測器。

圖2 CMOS檢測器系統

等離子體發生器光源

SPECTROLAB S 配備的等離子體發生器光源（圖3）具有非常堅固耐用的高能量 LDMOS 放電單元，這種高保真度的數字化的好處是保證每次產生的火花脈沖都是所需的火花脈沖。精度得到提高，生成的火花信號的相似性（單位均勻性）也得到提高。通過我們的離線脈沖控制，我們確保每個等離子發生器提供相同的火花信號，任何兩個等離子發生器之間的偏差可以忽略不計。每個等離子發生器都有可編程的輸出功率波形，用于如夾雜物分析的應用優化。

圖3 等離子體發生器光源

在單火花評價中，某些元素會出現遠超其平均強度的異常脈沖值。表現出這種效應的元素通常是鋼鐵中的Al、Ti、Ca、Mn和S等。這些元素出現這種不同行為的原因是其形成未溶解在金屬基質中的化合物或單元素相。基于單火花評價技術得到的強度信息就可用于：

? 快速檢測酸溶物和酸不溶物的含量如Al_sol/ins,B_sol/ins,Ti_sol/ins

以GBW01397為例，由下圖4 與表1 所示，酸溶物Al_sol,B_sol,Ti_sol的實測結果和證書值對比，結果均在證書標準值不確定度范圍之內。

圖4 GBW 01397 實測截圖

表1 GBW01397證書標準值及不確定度值

以鋼廠用戶實際試樣為例，樣品連續5次測試的單點值和統計值如下圖5：

圖5 鋼廠試樣實測截圖

? 評估夾雜物個數與尺寸

我們從原始的單火花信號可獲得異常脈沖數，可由此評估夾雜物的個數；同時可獲得異常脈沖的強度，對強度高低分級用于評估夾雜物的尺寸，如分為S,M,L可得到如圖6中的分析結果。

圖6

? 識別夾雜物中元素之間的相關性

我們從原始的單火花信號還可獲得不同元素在同一單火花的重合異常脈沖數，可由此評估夾雜物元素之間的相關性,如圖7示例。

圖7

對同一單火花的重合異常脈沖強度高低設置相同的分級還可用于評估此類夾雜物的尺寸，如圖8。

圖8

? 夾雜物分析的結果可在很短的時間內獲得。測量時間略微增加幾秒鐘，測量后可直接獲得酸溶物/酸不溶物含量、可評估夾雜物類型、個數和尺寸。

? 與傳統光學和掃描顯微鏡方法的成套設備成本相比，SPECTROLAB S 的單火花評價技術升級成本要低得多。

? SPECTROLAB S 始終配備齊全，無需更改硬件，因此即使在使用多年后，也可以隨時獲得單火花評價技術的分析功能。

? 運營成本保持不變。夾雜物分析無需額外的服務和維護工作。