金屬材料檢測在鋼鐵、鋁、銅等產業中至關重要,而光學發射光譜儀(OES)長期依賴於光電倍增管(PMT)技術。然而,隨著半導體技術的進步,CMOS(互補金屬氧化半導體)檢測器正在成為新一代金屬分析儀的主流選擇。CMOS 感測器可同時偵測完整波長範圍(120nm – 780nm),並提供更高的靈敏度、穩定性及靈活性,超越了 PMT 在多方面的限制。
「PMT 感測器需要為每個元素配置獨立檢測單元,而 CMOS 則可同時偵測完整光譜,提升效率並減少硬體需求。」
在傳統 PMT 系統中,每個 PMT 僅能偵測單一特定元素,因此儀器需要安裝多個 PMT 來涵蓋不同元素,這使得系統配置極為複雜,且難以調整。相較之下,CMOS+T 技術可透過單一感測器同時擷取完整光譜,並能透過軟體更新擴展元素偵測能力,減少硬體調整的需求。此外,CMOS 採用固態設計,不僅減少了維護需求,還提升了整體檢測速度,使低合金鋼的測試時間縮短至 20 秒內,適用於現場即時分析。
「CMOS 技術的高效能與靈活性,使其成為未來金屬分析儀的關鍵技術,適用於各種測試環境。」
PMT 雖然在靈敏度上仍然具備優勢,但其易受環境因素影響,如溫度變化可能導致測量準確度降低。而 CMOS 檢測器的設計克服了這一問題,提供更穩定的數據輸出,並內建雜訊抑制技術,確保長期測試的一致性。此外,PMT 儀器若要增加新的元素偵測,通常需要更換硬體並進行重新校準,這不僅費時,還可能影響生產流程。然而,CMOS 系統可透過軟體升級新增元素偵測功能,使未來擴展更加靈活且具成本效益。
「CMOS 技術不僅降低測試設備的維護成本,還能透過軟體升級快速擴充偵測能力(如新增元素或加大分析範圍),為企業提供長遠投資價值。」
最新的 SPECTROLAB S 分析儀採用了 CMOS+T 技術,結合全光譜檢測能力與高靈敏度,突破了 PMT 系統的極限。CMOS 感測器不僅能確保高精度測量,還能在元素波長發生干涉時,自動選擇替代波長進行補償,避免因單一感測器故障而導致測試無法進行。隨著金屬分析市場對於高效能、低成本且靈活性的需求提升,CMOS 技術預計將成為未來 OES 分析儀的標準配置。
「CMOS 檢測技術讓金屬分析儀具備更高精度、更快速度及更強擴充性,成為未來工業標準。」
比較項目 | PMT(光電倍增管) | CMOS(互補金屬氧化半導體) |
---|---|---|
靈敏度 | 高,但需多個 PMT 檢測不同元素 | 高,且具全光譜捕捉能力 |
偵測範圍 | 受限於 80 條波長 | 120nm - 780nm,全光譜覆蓋 |
元素偵測能力 | 每個 PMT 僅能偵測單一元素 | 可同時偵測多種元素,靈活性高 |
系統穩定性 | 易受溫度影響,需額外校正 | 內建雜訊抑制技術,穩定性高 |
維護與擴展性 | 更換元素需硬體改裝,成本高 | 透過軟體更新即可擴展偵測範圍 |
測量速度 | 需較長時間測量 | 測量速度更快,20 秒內完成測試 |
壽命與耐用性 | 易損壞,維修成本高 | 使用壽命長,可透過替代波長補償 |