科技创新赋能产业升级：五大工业检测仪器深度解析

在工业制造与资源开发领域，精准检测技术是保障产品质量、提升生产效率的核心支撑。随着国家持续推进能源革命与制造业智能化转型，先进检测仪器的应用场景不断拓展。本文聚焦元素分析仪、矿石分析仪、相控阵探伤仪、涡流探伤仪及超声波测厚仪五大设备，剖析其技术原理、应用价值。

元素分析仪：成分检测的“火眼金睛”

元素分析仪通过光谱、X射线荧光（XRF）或电感耦合等离子体（ICP）技术，快速测定材料中的元素种类与含量，精度可达ppm级。在山西的冶金、化工及环保领域，该设备被广泛应用于原料质量控制、污染物监测及废料回收分析。

元素分析仪的种类‌主要包括‌火焰原子吸收光谱仪（AAS）、‌电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）、‌质谱仪（MS）以及X射线荧光光谱仪(XRF)等。其中，X射线荧光光谱仪主要利用样品中元素吸收、发射和散射X射线的特性来进行分析。当金属样品受到激发，样品中的元素会被激发到高能态，并随后释放出特征光谱。通过分析这些光谱的强度和波长，可以确定样品中各个元素的含量。奥林巴斯科学事业部于2022年拆分独立为EVIDENT公司，凭借先进的技术和可靠的性能，推出全新Vanta系列手持式XRF元素分析仪，小巧轻便、结实耐用。且可以快速准确地分析出样品中从Mg到U的元素成分及其含量，具有高精度、高效率、非破坏性等特点。

另外，Vanta系列元素分析仪作为一款拥有先进技术的分析仪器，在科学研究和工业生产中发挥着重要作用，其利用X射线荧光（XRF）技术进行分析。作为非破坏性分析方法，在检测过程中不会对样品造成任何损伤，在多个领域有着广泛的应用，包括但不限于：

地质学：用于岩石、矿石等地质样品的元素分析。

环境科学：检测土壤、水体等环境样品中的重金属含量。

金属材料：分析合金材料的元素成分，确保产品质量。

矿产勘探：在矿产勘探过程中进行元素分析，辅助勘探工作。

水泥行业：分析水泥生产过程中的重金属元素含量，把控水泥质量。

技术参数：Vanta系列元素分析仪广泛覆盖从Mg（镁）到U（铀）等多种元素，可达到1ppm-99.99%的高精度测量。

性能与特点：Vanta系列元素分析仪采用先进的Axon技术，提高X射线计数率和降低电子噪声，确保每次测试前无需外部标样，自动能量校准核查。

支持点触或扣动扳机控制测试开始，无需长扣扳机；配备扳机锁功能，可设定锁定时间以增强安全性。

支持多种数据传输方式（如MicroSD卡、USB、WIFI、蓝牙）和存储格式（如pdf或Excel），具备14GB嵌入存储，并可扩展存储容量。

通常采用Linux操作系统，支持多种操作语言（如英语、简体中文等），满足不同用户的语言需求。

Vanta系列金属元素分析仪，兼具高速度、低检出限(LOD)和宽元素范围等特性，是快速完成合金辨别的标准选择。同样采用专有的Axon技术，能够快速获得多次准确重复的数据。通过智能云连接技术改进了元素分析和材料鉴别体验。支持通过无线连接在智能手机、平板电脑或PC机上查看检测数据，实现工作的无缝衔接。用户可以根据自身特定需求，选择添加定制的分析功能。机身设计坚固，符合IP54/55评级标准，并通过了坠落测试，确保在废料场等艰苦的工作环境下也能提供精确的元素分析。

另外，还有专门为贵金属等行业推出的Vanta系列贵金属分析仪，是一款专为珠宝、钱币、手表等贵重物品设计的台式X射线荧光（XRF）分析仪。采用非破坏性检测方法，不会对样品造成任何损伤，并且能够准确测量金、银、铂、钯等贵金属的纯度，以及检测其他多种金属元素，为用户提供可靠的检测结果，特别适合用于贵重物品的检测。通过一键操作，即可在几秒钟内获得分析结果，快速准确地定价。作为一款台式分析仪，Vanta系列贵金属分析仪提供了一种经济实惠的贵金属检测方法，对于珠宝商、典当行等需要频繁检测贵重物品的行业来说，具有很高的投资回报率。

矿石分析仪：矿山开发的“智能导航”

矿石分析仪结合X射线衍射（XRD）与近红外光谱技术，可现场快速识别矿物种类、品位及伴生元素，大幅减少实验室送检周期。在吕梁、忻州等矿产资源富集区，该设备被用于矿山勘探、选矿流程优化及尾矿资源化利用。山西焦煤集团引入手持式矿石分析仪后，露天煤矿开采效率提升20%，同时降低了矿石贫化率。值得一提的是，在2022年奥林巴斯科学事业部拆分独立成立EVIDENT公司之后，全新推出的Vanta系列手持式矿石分析仪可为一系列采矿和地球化学应用在现场进行即时元素测量，在矿产勘探、矿石分析以及环境监测等领域有显著的优势和广泛的应用。

其中，Vanta系列手持式矿石分析仪可为一系列采矿和地球化学应用在现场进行即时元素测量，而且在矿产资源的整个开发周期中，都具有很大的灵活性。与传统的实验室技术相比，可以更快地提供有助于正确决策的地球化学数据，在勘探阶段快速做出正确的决策。

此外Vanta系列在线矿石分析仪在地质选矿和采矿方面，可以对岩芯进行扫查，对传送带上的矿石进行分析，并提供实时结果，以监控选矿和采矿过程中发生的变化，并确保矿石品位的一致性。

Vanta系列矿石分析仪能够测量从镁（Mg）到铀（U）之间的多种元素，包括但不限于常见的金属元素（如铝、硅、铁、铜、锌等）、贵金属元素（如金、银、铂、钯等）以及其他重要的工业和环境监测元素。适用于多种矿石类型的分析，包括但不限于铝土矿、镁矿、锂矿（锂辉石、锂云母、锂磷硅石等）、铅锌矿、金矿、银矿、锡矿、钽铌矿、钨矿、铁矿、铜矿、镍矿、碲矿、稀土矿、贵金属矿以及石英矿等。无论是固体矿石、研磨矿粉、液体矿浆还是尾矿和矿渣，奥林巴斯矿石分析仪都能进行现场直接检测，提供实时的元素含量数据。

现场监测RCRA所涉及的金属和优先控制的污染金属。原土地、污染水、废水、等有害物质的现场处置最小化处理并给污染控制、补救方法的深度分析提供理论依据。

应用领域

特别是Vanta系列手持式分析仪，在多个领域都有广泛的应用。

矿产勘探与开发

现场即时元素测量：Vanta系列手持式矿石分析仪能够在矿场现场快速准确地检测矿石的成分和含量，避免了将样品运送到专业检测实验室可能产生的变质和运输成本。这对于矿产资源的快速评估和开发具有重要意义。

矿体评定与边界圈定：通过实时检测管道中的矿石含量和大规模对矿区进行快速勘查，Vanta系列手持式矿石分析仪可以有效地确定矿区模式、矿山测绘，并快速跟踪矿化异常，找到“热点”带，有效地圈定矿体边界。

矿石品位与过程控制：在矿石浮选、冶炼等过程中，Vanta系列在线矿石分析仪可以实时监测矿石的品位，确保生产过程的稳定性和产品质量的控制。

环境监测

重金属污染检测：Vanta系列手持式分析仪可以检测土壤、水体中的重金属元素含量，为环境污染评估和治理提供重要数据支持。

废物管理与处理：在废物处理和处置过程中，Vanta系列手持式分析仪可以分析废物的成分，指导废物的分类、回收和处理。

工业生产

原材料检测：在工业生产中，Vanta系列手持式析仪可以检测原材料的成分和纯度，确保生产过程的稳定性和产品质量。

合金与金属材料分析：通过合金Plus模式等特定分析模式，Vanta系列手持式分析仪可以对合金和金属材料进行精确分析，为材料科学研究和生产提供数据支持。

其他领域

考古与文化遗产保护：Vanta系列手持式分析仪可以用于考古遗址中文物和遗迹的分析，以及文化遗产保护中的材料检测和监测。

公共安全与应急响应：在公共安全事件和应急响应中，Vanta系列手持式分析仪可以快速检测有害物质和污染物，为决策提供支持。

相控阵探伤仪：无损检测的“三维透视”

相控阵超声波探伤仪通过电子控制阵列探头声束偏转与聚焦，实现复杂结构件的高分辨率成像检测。相比传统超声波检测，其可覆盖更大检测范围，且能生成三维缺陷图谱。在山西装备制造领域，该技术被用于风电主轴、高铁轮对等关键部件的内部缺陷排查。

超声相控阵定义

通过软件可以单独控制相控阵探头中每个晶片的激发时间，从而控制产生波束的角度、聚焦位置和焦点尺寸。

相控阵探伤仪在各行各业的应用都十分广泛，主要包括工业制造、航空航天、石油石化、建筑工程等。EVIDENT的OmniscanX4多技术探伤仪结合了先进的全聚焦相控阵技术、直观的菜单功能以及优秀的成像分析能力，在腐蚀检测、焊缝检测、HTHA缺陷检测等方面被广泛使用。

常见的探头阵列几何外形如下：

线形阵

1.维线形阵

2.维矩形阵

圆形阵

1.维环形阵

2.维扇形阵

其中，EVIDENT的相控阵探头可以分为多种类型，如角度声束探头、带有整合型楔块的探头等，以满足不同应用需求。这些探头中的多个换能器在电子系统的控制下，可以独立或组合工作，通过调整每个换能器的激发时序和相位，使发出的超声波波束在空间中形成特定的形状和方向，如扇形、线性等。这种灵活的波束形成能力使相控阵技术能够实现对复杂形状和结构的被检测对象的全面扫描。

技术特点：

1.实时彩色成像，包括A/B/C/D和S-扫描，便于缺陷判读，不会误判或漏判缺陷；

2.相控阵技术可以实现线性扫查、扇形扫查和动态深度聚焦，从而同时具备宽波束和多焦点的特性，因此检测速度可以更快更准；

3、相控阵具有更高的检测灵活性，可以实现其它常规检测技术所不能实现的功能，如对复杂工件检测；

4、容易检测各种走向、不同位置的缺陷，缺陷检出率高，检测范围广，定量、定位精度高；

5、扫查装置简单，便于操作和维护；使用更便捷，对人体无伤害，对环境无污染；

6、检测结果受人为因素影响小，数据便于储存、管理和调用，以及连接电脑打印查看。也可以直接连接鼠标在仪器上操作。

7、可以节省许多成本费用，一探头和各角度楔块的多用处，可以自动生成图文缺陷报告，若有内部网路可以直接发送质检报告到数据中心查阅。

8、EVIDENT的相控阵探伤仪通过控制多个换能器的激发时序和相位来形成特定形状和方向的超声波波束，实现对被检测材料内部缺陷的精确扫描和成像。这种技术在无损检测领域具有广泛的应用前景和重要的实用价值。

高效检测：相控阵技术可以实现快速扫描，覆盖更大的检测区域，从而提高检测效率。例如，OmniscanX4全聚焦相控阵探伤仪支持多种超声技术，可以将不同的检测技术组合或分开使用，使整个焊缝区域都可以被覆盖，并轻松识别与定量缺陷。

精确成像：通过控制波束的形状和方向，相控阵技术可以获得更清晰的图像，有助于更准确地识别缺陷的位置、大小和性质。奥林巴斯探伤仪中的全聚焦方式成像和高级可视化能力进一步增强了图像的清晰度和检测结果的准确性。

灵活应用：相控阵技术可以适应不同的检测环境和对象，如桥梁、压力容器、航空航天器等。奥林巴斯探伤仪的轻便耐用设计以及强大的功能使得它成为这些领域广泛应用的无损检测工具

涡流探伤仪：金属表面的“微观侦探”

涡流探伤仪利用电磁感应原理，通过检测导电材料表面涡流场变化，识别裂纹、腐蚀等缺陷，尤其适用于金属管材、线材的快速在线检测。山西的铝镁合金加工、不锈钢制品企业中，该设备已成为生产线上不可或缺的“质量守门员”。

涡流探伤仪常用于军工、航空、铁路、工矿企业，可在野外或现场使用，是具有多功能、实用性强、高性能、价格比特点的仪器，广泛应用于各类有色金属、黑色金属管、棒、线、丝、型材的在线、离线探伤。对金属管、棒、线、丝、型材的缺陷，如表面裂纹、暗缝、夹渣和开口裂纹等缺陷均具有较高的检测灵敏度。EVIDENT的涡流检测设备NORTEC600采用了涡流探伤领域的先进技术，准确可靠，可用于各种探测表面或近表面的缺陷，以及对螺栓孔的检测。

应用领域

表面检测

NORTEC600的高性能、高质量的电子设备及其独特的鲜亮显示为表面检测应用提供了前所未有的高质量信号。

NORTEC600仪器还包含用于中高频表面检测的所有标准功能，其中包括阻抗图显示、10×10栅格、扫频（带状图）、多种报警配置、自动提离等功能。

NORTEC600的新添功能，如：平衡点十字准线、细（扩展）栅格和网栅格、自动内部平衡线路（使用BNC接口时），使其成为一款可在表面检测应用中操作十分熟练的工具。

机轮检测

机轮检测应用可以很好地表明NORTEC600高级电子线路的完善水平。用于这种应用的探头通常会显示低波幅信号，因此经常需要使用一个前置放大器。但是，由于NORTEC600具有宽泛的增益范围（0–100dB）和先进的电子设备，仪器可以在机轮检测过程中传送优质信号，因此无需使用前置放大器。

用于螺栓孔检测的经过改进的滤波器（600S和600D）

NORTEC600具有简化的配置和经过改进的滤波器系统，是一款用于螺栓孔（旋转扫查器）检测的理想仪器。新添的NORTEC600滤波器被默认设置为显示一种形似数字6的响应信号（这是旋转螺栓孔应用的典型信号形状）。用户根据自己的需要，还可将滤波器设置为显示形似数字8的响应信号。若要更简便地进行配置，操作人员还可以激活新链接选项，这个选项可以根据扫查器的速度设置，自动调整滤波器设置。

电导率和涂层厚度测量（600C、600S和600D）

NORTEC600改进的电导率模式新添了一个简单明了的校准向导，向导中包含有由用户定义的电导率和涂层厚度参考信息。NORTEC600可以测量非铁磁性材料的电导率以及材料上的薄如0.64mm的非导电性涂层的厚度。

适用于焊缝检测的优化配置

NORTEC600仪器具有小巧便携、坚固耐用的机型特点，因此可以完美地适用于在极端恶劣环境中进行的焊缝检测应用。当检测人员借助绳索攀爬到高处对焊缝进行检测时，可以将胸挂带连接到仪器四个角的锚固装置上，将仪器挂在胸前对焊缝进行检测。

NORTEC600带有一个即需即用的焊缝设置，从而可以简化仪器的准备和校准过程。在单频或双频模式下还可以对漆层厚度进行评估（仅NORTEC600D型号）。

超声波测厚仪：防腐监测的“安全卫士”

超声波测厚仪通过测量声波在材料中的传播时间，非破坏性计算厚度值，精度可达0.01mm。在山西化工、火电及油气管道领域，该设备被广泛用于压力容器、管道壁厚监测，预防因腐蚀导致的泄漏风险。

超声波测厚仪主要有主机和探头两部分组成。主机电路包括发射电路、接收电路、计数显示电路三部分，由发射电路产生的高压冲击波激励探头，产生超声发射脉冲波，脉冲波经介质介面反射后被接收电路接收，通过单片机计数处理后，经液晶显示器显示厚度数值，它主要根据声波在试样中的传播速度乘以通过试样的时间的一半而得到试样的厚度。例如奥林巴斯超声波测厚仪，可以从工件的一侧精密测量工件的厚度，包括塑料、橡胶等非金属材料、金属材料、复合材料等大多数工程材料，也可以用于从管道或容器的外侧测量内壁腐蚀的减薄程度。

相关应用

由于超声波处理方便，并有良好的指向性，超声技术测量金属，非金属材料的厚度，既快又准确，无污染，尤其是在只许可一个侧面可按触的场合，更能显示其优越性，广泛用于各种板材、管材壁厚、锅炉容器壁厚及其局部腐蚀、锈蚀的情况，因此对冶金、造船、机械、化工、电力、原子能等各工业部门的产品检验，对设备安全运行及现代化管理起着主要的作用。

超声清洗与超声波测厚仪仅是超声技术应用的一部分，还有很多领域都可以应用到超声技术。比如超声波雾化、超声波焊接、超声波钻孔、超声波研磨、超声波液位计、超声波物位计、超声波抛光、超声波清洗机、超声马达等等。超声波技术将在各行各业得到越来越广泛的应用。

其中奥林巴斯超声波测厚仪可以用于测量金属片、金属板、金箔等材料的厚度，确保产品质量符合标准；能够测量多层材料的厚度，如多层漆料、复合材料等，提供详细的厚度分布信息，如72DLPLUS测厚仪，最多可测量多达6层的多层涂料、漆料、塑料和其他材料的厚度；测量受腐蚀或侵蚀的管道、管件、压力容器等的剩余厚度，评估其安全性和使用寿命；同时奥林巴斯超声波测厚仪还可以被用于检测飞机零部件的厚度，预防飞行中的意外事故，确保设备的安全性和可靠性。

使用技巧

一般测量

1、在一点处用探头进行两次测厚，在两次测量中探头的分割面要互为90°，取较小值为被测工件厚度值。

2、30mm多点测量法：当测量值不稳定时，以一个测定点为中心，在直径约为30mm的圆内进行多次测量，取最小值为被测工件厚度值[2]。

精确测量法

在规定的测量点周围增加测量数目，厚度变化用等厚线表示。

连续测量法

用单点测量法沿指定路线连续测量，间隔不大于5mm。

网格测量法

在指定区域划上网格，按点测厚记录。此方法在高压设备、不锈钢衬里腐蚀监测中广泛使用。

其中，奥林巴斯超声波测厚仪在测量前要检查仪器状态，确保处于正常工作状态，检查电池电量是否充足，避免在电量低的情况下进行测量，以免影响测量结果；根据待测材料的类型和厚度范围选择合适的超声波探头，不同的探头适用于不同厚度和材料类型的测量，如对于较薄的材料可选择高频探头，对于较厚的材料可选择低频探头；清洁待测表面，确保表面光滑、无污物、无浮锈、鳞皮或部分脱离的涂膜等，以确保测量结果准确。必要时可用砂轮机进行适当的修磨，但需注意打磨平整，不平整的表面可能影响测量值的准确性；根据待测材料的声速和超声波探头的特性，设定合适的仪器参数，包括声速、探头类型等。如果已知材料声速，可预先调好声速值，然后在仪器附带的试块上进行校准；选择测量位置时，应避免测量位置有凹陷、凸起或气孔等表面缺陷，并确保超声波探头与待测表面保持良好的接触；将测量结果记录在相关文件中，并生成报告。报告应包括测量位置、测量日期、测量值等信息，以便于日后查询和参考；根据测量结果进行数据处理和分析，如计算平均值、标准差等统计量，以评估测量结果的可靠性和准确性。

本土化发展：从技术引进到自主创新

山西作为传统工业大省，正以检测仪器为突破口，加速智能制造与绿色矿山建设：

政策支持：省科技厅设立专项基金，鼓励校企合作研发国产化高端检测设备；

产业协同：太原、大同形成检测仪器产业集群，覆盖传感器、算法软件等全产业链；

应用深化：5G+工业互联网平台推动检测数据云端分析，助力企业数字化管理。

未来，随着智能化、便携化、多技术融合趋势的深化，山西有望在工业检测领域打造“技术高地”，为全国重工业转型升级提供示范样本。