在线 XRF 监测技术

什么是在线 XRF 技术?

在线 X 射线荧光(XRF)技术是一种无损分析技术,可于生产线现场实时测量材料元素组成。在生产膜电极催化层时,企业可将 XRF 监测仪集成到生产线,连续监控生产质量。该监测仪能及时精准反馈涂层厚度或成分变化信息,企业据此迅速调整生产参数,保障生产稳定,提高生产效率。

为何选择在线 XRF?

借助在线 XRF 监测技术,企业能够在生产过程中实时监测材料的厚度以及元素载量,从而减少耗时的离线分析环节。

核心优势

XRF(X射线荧光)提供无损解决方案,无需进行样品制备。

X 射线管的寿命约为 10000 小时,采用在线 XRF 可以在生产线上实现 7 天 / 24 小时的连续分析。

每条产线上可以安装多个 CCM/MEA 催化剂涂层质量在线监测仪,在一个控制监测界面上收集所有数据,节省时间。无需费时逐个收集监测数据。

HORIBA 解决方案

HORIBA 具有超过 50 年的 XRF技术经验积累,在线 XRF 监测技术可以适用于卷对卷生产工艺 (R2R),实时监控和分析涂布过程,对材料性能进行质量控制。

应用场景:

  • 催化剂涂层膜(CCM)中铂催化剂的载量监测 - 点此查看详情
  • 多层片式陶瓷电容器(MLCC)Ni 电极膜的厚度监测
  • 钢材中添加元素的浓度
  • 金属膜上防腐蚀膜的厚度监测
  • 散热片材料的金属厚度监测
     

在线XRF监测解决方案也适用于 电池生产 – 请我们联系获得更多信息。.

催化剂涂层膜(CCM)中的铂催化剂载量

HORIBA 提供专用于燃料电池和电解槽的 XV-100 CCM/MEA 催化层质量在线监测仪, 。

在燃料电池的生产中,燃料电池膜电极催化剂涂层的材料成本极高,几乎占成品膜电极单元总成本的 80%。其中催化层所使用的贵金属催化剂用量尤为关键,因为即便用量存在极小误差,也会导致燃料电池性能变差、制造成本升高。在线 XRF 技术能够提供实时数据,当发现催化层过厚或过薄时,工作人员可立即调整工艺,从而实现生产优化。

XV-100
XV-100

CCM/MEA 催化剂涂层质量在线监测仪

Illustration of a potential system integration setup for in-line XRF in a roll-to-roll coating process.

Example setup for an integrated in-line XRF system.

无缝集成生产系统

在线 XRF 监测仪配备微型计算机,即便没有外接电脑,也能稳定运行。而且,多个 XRF 监测仪可与第三方设备(如涂布机)实现同步测量。该系统能通过 PLC(可编程逻辑控制器)或 PC 接入工业网络,通过触控屏和 PC 完成维护设置。
 

关键优势:

  • 灵活的连接方式: 通过可编程逻辑控制器(PLC)或PC轻松连接系统到企业的工业网络。
  • 可扩展系统: 集成多个设备,包括 X 射线监测单元和其他制造商的设备,如涂布机。
  • 稳定的运行: 内置微型计算机,无需 PC 即可确保系统运行稳定。
     

直观易读的软件界面,显著提高效率

模块化的过程控制软件包可轻松集成到生产过程中,并可根据实际需求进行定制。这种集成方式可实现动态响应,例如,当 XRF 单元检测到涂层厚度不足时,系统能自动调整涂布路径,有效提高了生产环境的效率与适应性。

技术规格

在线 XRF 监测系统现有两种不同传感器类型可选,各具独特性能。如需定制版本或详细技术参数,请联系我们

Schematic drawing of a standard sensor type.标准传感器

可进行长距离工作(≥50mm),即使发生上下抖动,也可以灵活处理。此外,它支持高速测量(最小 10 毫秒),可应用于各种卷对卷过程,包括:

  • 金属膜的厚度测量
  • 锂离子电池片的厚度测量
  • 燃料电池催化剂的载量
  • 钢材中元素的浓度


Schematic drawing of a transmission sensor type.透射传感器

吸收测量:通过测量初级 X 射线的吸收能量,可以测量用标准传感器无法测量的厚膜厚度

典型应用场景:

  • 散热片材料的金属膜厚度,如银膜,厚度在 150um 或以上
  • 多孔金属板的厚度
  • 电源器件的散热片厚度


如需了解其他型号的详细信息,请与我们联系。 我们可为您提供特定需求的定制化解决方案。

测量原理X 射线荧光
检测器硅漂移检测器
测量元素Rh, W, Ag
X 射线管电压15 – 50 KV
X 射线管电流4 – 200 μA
工作距离5 – 150 mm (标准)
采集频率10 ms – 10 min
数据接口MODBUS® TCP, OPC UATM

*MODBUS 是施耐德电气美国公司的注册商标。OPC UA 是 OPC 协会的商标。 其他接口(如 EtherCAT、Profinet 等)可通过定制化服务实现。

附加功能

  • 移动单元
  • X 射线防护装置
  • 数据传输
     

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FAQ

In-line X-ray fluorescence (XRF) is a non-destructive analytical technique used directly on the production line to measure the elemental composition of materials in real time. By integrating XRF into the process line, manufacturers can achieve consistent quality, improve production efficiency, and respond quickly to variations in coating thickness or composition.

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