Generalidades

Este analizador XRD portátil, de alta capacidad, contenido en una sola unidad y operado por baterías, cuenta principalmente con un sistema de haz cerrado XRD para brindar una identificación completa de fase de componentes superiores, ligeros o de trazas en una rápida exploración XRF de elementos —desde el calcio (Ca) hasta el uranio (U). Su exclusiva técnica de preparación de muestras (en pequeñas cantidades) y su cámara de ensayos permiten análisis rápidos y en campo.

Tecnologías patentadas por la NASA y Olympus

Concebido para efectuar estudios químicos y mineralógicos en el marco de la misión Mars Science Laboratory (MSL) dirigida por la NASA, el TERRA de Olympus es un analizador robusto y completamente portátil que se beneficia de dos tecnologías avanzadas —la difracción de rayos X (XRD) y la fluorescencia de rayos X (XRF)—, las cuales permiten su uso en aplicaciones terrestres. Combinando ambas innovaciones tecnológicas de Olympus y de la NASA, el TERRA da vida a una nueva forma de efectuar mediciones por XRD y XRF.

Gracias a su detector de carga acoplada (CCD, por sus siglas en inglés), desarrollado específicamente para producir una excitación atómica directa en el material, el analizador TERRA permite reunir simultáneamente los datos provenientes de los fotones de rayos X para ambas técnicas XRD y XRF. Esto es posible mediante el funcionamiento de la cámara integrada, que detecta la posición de ambos fotones de energía al mismo tiempo Con una resolución de energía de ~200 eV (5,9 keV), el analizador TERRA hace que su experiencia analítica sea tan simple como al visualizar el análisis espectral en la pantalla de su PC.

Fácil preparación de muestras

Terra

El analizador TERRA simplifica de manera radical el procedimiento de preparación de las muestras recolectadas para los experimentos por difracción de rayos X. Usualmente, una muestra debía ser molida finamente y, después, ser comprimida hasta formar una bolita, conocida también como «pellet», para asegurar que los cristales asuman orientaciones aleatorias.

Sin embargo, con las celdas (o cámaras) vibrantes, patentadas TERRA, la etapa previamente mencionada se elimina automáticamente. Las celdas alojan las muestras. Para ello, se requiere solo la cantidad de 15 mg de muestra; ya que, mediante el proceso de convección por agitación de las celdas, el analizador obtendrá una óptica de orientaciones múltiples de la estructura cristalina del mineral. Este proceso brindará un excelente patrón de difracción de rayos X, sin ser afectado por la problemática de preferencia de orientación que normalmente se encuentra al emplear métodos de preparación de muestras convencionales.

Debido a su sistema superior de manipulación de material pulverizado, a sus goniómetros no mecanizados, y a la ausencia de dificultad al desplazar sus piezas móviles, el analizador TERRA es ideal para aplicaciones en donde portabilidad y fácil uso son aspectos primordiales.

SwiftMin

Datos de difracción de rayos X (XRD)

$Datos de difracción de rayos X (XRD)$

Datos de fluorescencia de rayos X (XRF)

Datos de fluorescencia de rayos X (XRF)

Software de análisis cuantitativo XRD y Search/Match (es. Búsqueda /Correspondencia) incluído.

Software XPowder

El analizador TERRA es enviado junto con su útil y práctico software XPowder para procesar los datos de difracción de rayos X adquiridos. Este incluye la base de datos mineralógica AMCSD de la Sociedad Estadounidense de Matemáticas. De ser necesario, el software XPowder brinda la capacidad de utilizar los archivos ICDD Powder Diffraction en formato PDF.

Para análisis cuantitativos, el software XPowder consta de métodos de análisis cuantitativos completos, dotados de un ratio de intensidad de referencia (RIR), y herramientas completas de análisis para cada uno de estos métodos.

Además, el TERRA brinda los datos de los patrones XRD en una numerosa variedad de formatos, permitiendo su análisis e interpretación más fácil y accesible en programas terciarios.

Conectividad

El analizador TERRA puede ser operado gracias a su software auxiliar integrado. Es posible acceder a este último mediante una conexión inalámbrica de 802.11b/g. Esta operación a distancia permite ampliar el rango de flexibilidad para controlar el analizador y efectuar el tratamiento subsecuente de datos.

Especificaciones

Resolución XRD	Anchura de media altura (FWHM, por sus siglas en inglés) de 0,25° en función de 2θ
Rango XRD	5-55°, en función del ángulo 2θ.
Tipo de detector	1024 × 256 píxeles con sensor de carga acoplada (CCD o charge-coupled device) a efecto Peltier bidimensional.
Resolución de energía	De 250 eV a 5,9 keV
Rango de energía XRF	De 3 a 25 KeV
Tamaño de molido de muestras	de <150 μm (tamiz de 100).
Cantidad de muestra	~15 mg
Ánodo de tubo de rayos X	cobre (Cu) o cobalto (Co) [de serie, cobre]
Tensión (V) de tubos de rayos X	30 (kV)
Potencia de tubo de rayos X	10 W
Almacenamiento de datos	40 Gb - disco duro interno resistente
Conexión inalámbrica (wireless)	802.11b/g para un control a distancia desde el navegador web
Temperatura de funcionamiento	De -10 °C a 35 °C
Peso	14,5 kg con cuatro (4) baterías
Tamaño	48,5 cm × 39,2 cm × 19,2 cm (19,1 pulg. × 15,4 pulg. × 7,6 pulg.)
Recinto	estructura resistente según el grado de protección IP67 y el estándar MIL C-4150J
Autonomía/duración en campo	~4 horas (baterías intercambiables en modo de activación)

Aplicaciones

Las tecnologías XRD y XRF, integradas a equipos portátiles, han revolucionado completamente el estudio geoquímico y mineralógico, la exploración y el control de calidad de los minerales, los análisis de procesos metalúrgicos, las inspecciones in situ de materiales peligrosos y la diferenciación in situ de los productos farmacéuticos falsificados. Los datos de alta calidad y la rapidez de los análisis, brindados por el analizador TERRA, permiten una clasificación cuantitativa en tiempo real sobre la composición química de la muestra, desde su lugar de origen. Es decir, justo en donde usted necesita más de ello.

Minerales y menas

Mena del hierro: analice rápidamente menas ricas en hierro, gracias a los índices de intensidad de referencia del software Xpowder, para generar automáticamente las composiciones cuantitativas de las muestras, incluso cuando ciertas fases están completamente ausentes. Entre los minerales destacan el cuarzo, oligisto (o hematita), magnetita, goethita y muchos otros más.
Calcita en carbón: cuantificación de la calcita (CaCO₃, carbonato de calcio). Este mineral es bastante reconocido; ya que, a través de su calcinación, consigue reducir las emisiones de dióxido de carbono (CO2) de las centrales termoeléctricas de carbón pulverizado.
Hidróxido de potasio o potasa: análisis de hidróxido de potasa para la identificación de fases y la obtención de informes cuantitativos de los minerales identificados, tales como la silvita, la halita, la langbeinita (sulfato de magnesio de potasio) y la leonita. El software Sietronics Siroquant está disponible para extraer mayores datos.
Piedra caliza y cemento: análisis cuantitativos rápidos de minerales que componen mayoritariamente las piedra caliza. Entre ellos destacan: el cuarzo alfa, el amianto, la calcita, la dolomita y entre otros minerales. Si el sitio en donde se extiende la cantera contiene varios niveles de dolomita, el analizador TERRA identifica rápidamente dicho mineral en un rango del 0,50 % al 9,0 %, con un margen de error de tan sólo el 0,02 %.

Petroquímica

Registro de lodos: identificación y cuantificación de minerales en las excavaciones de esquisto, por el método de perforación rotatoria, para obtener una evaluación rápida de los distintos estratos de un mineral en el sitio de inspección.
Tuberías: el software Smart Sense del TERRA permite una prestación, mediante la relación pico-eco de fondo, para identificar y cuantificar los materiales de corrosión en las tuberías. Simultáneamente, las mediciones por fluorescencia de rayos X brindan una rápida identificación de los elementos que constituyen dichos materiales.
Analice nueva y fácilmente los relaves para determinar el funcionamiento de las plantas de procesamiento de minerales o evaluar proyectos anteriores.

Identifique rápidamente materiales peligrosos mediante los análisis efectuados con el analizador XRD portátil TERRA

Identificación rápida de materiales peligrosos tanto a nivel local como mundial.
Identificación de materiales explosivos, materiales fusionados e inhibidores.
Identificación y cuantificación de materiales sospechosamente peligrosos: Azida de pentrita (tetranitrato de pentaeritritol), pólvora negra de clorato de potasio o clorato potásico (KClO₃), perclorato de potasio (KCIO₄), nitrato de potasio (KNO₃), pólvora destellante de KCIO₃ y cascandita.
Identificación rápida del asbesto, también llamado amianto, con propiedades aislantes sobre el terreno.

Productos farmacéuticos

Identificación rápida de productos farmacéuticos
Obtención rápida y no destructiva de las huellas/trazas de las fórmulas de fármacos y precursores.
Ensayos para la detección de cantidades de ingredientes activos e inactivos, y extraños o sustitutos.
Rápida monitorización XRD para asegurar el bienestar del paciente y proteger la reputación e intereses legítimos de las empresas farmacéuticas.

Olympus XRD

Benefits of Olympus XRD Analyzers

$X-ray diffraction analyzers for lithology and mineralogy$
Easy Sample Preparation: Conventional XRD instruments typically require extensive sample collection and preparation, since a large batch of sample must be finely ground and pressed carefully into a pellet. If the sample is ground too finely or pressed with too much pressure, you could introduce sample preparation effects, such as preferred orientation. In contrast, our XRD analyzers require only 15 mg of sample, easily obtained with the supplied sample kit.
Simultaneous Measurement: Conventional XRD instruments take a few seconds to collect each 2-theta measurement, so scanning the entire 2-theta range can take as long as several hours. Olympus XRD analyzers use a charge-coupled device (CCD) detector to simultaneously collect the entire 2-theta range, so the complete diffraction pattern is visible almost immediately.
2D X-Ray Diffractometer: Many XRD tools use an X-ray detector that captures the photons coming off the sample in only one plane, or a 1D experiment. Our CCD-based XRD instrument can collect a slice of the diffraction ring to help users understand if the sample was prepared correctly (particle statistics and/or preferred orientation of the crystals). Using this information, you can confirm the quantitative data is accurate and representative.
Transmission Geometry: Unlike larger conventional XRD instruments that use reflective geometry, our analyzers feature a transmission geometry where the X-ray beam passes through the sample. The amount of sample in the cell is fixed so that changes in density will not affect the resolution. This is particularly important in lower density materials, such as pharmaceutical samples, where the fixed penetration results in improved resolution when compared to a reflection-based instrument.
Energy Discrimination X-Ray Detector: Larger conventional XRD instruments typically cannot use an energy sensitive detector, so the detector is impacted by photons not used in the XRD experiment. In contrast, our XRD analyzer removes photons not directly involved in the X-ray diffraction experiment, such as X-ray fluorescence photons, to provide a better signal-to-noise pattern.
Cobalt and Copper Tube Options: Olympus XRD analyzers come standard with a rugged cobalt (Co) target X‐ray tube. This anode is the preferred choice of geologists and mineralogists, as it is excellent at analyzing samples with high iron (Fe) content. However, some applications (i.e. high manganese content), require a copper (Cu) target X‐ray tube. Olympus supplies either X-ray tube anode, depending on application needs.

How Olympus XRD Works

The Olympus XRD diffractometers use a unique method to rapidly and easily collect and process XRD data.

Olympus XRD Technology

Microfocus X-Ray Tube
X-Ray Beam
Collimator
Sample
CCD Detector

Our instruments use transmission geometry (represented in the image above), rather than reflection geometry used in conventional goniometer-based XRD models. With no moving parts, we achieve randomization using a unique vibrating sample holder. It generates a constant frequency that randomizes the powder, known as powder liquefaction.

The powder sits in between two windows of either Mylar or Kapton, as shown in the image below.

Thanks to our convective technique, every grain of sample in the chamber passes through the X-ray beam in every possible orientation within 30 seconds. With this method, Olympus XRD tools achieve 100% randomization, a critical component of precise and accurate X-ray diffraction. Requiring a mere 15 mg of sample, Olympus XRD can simultaneously collect the entire practical 2-theta range. The lack of moving parts also makes our XRD products reliable and virtually maintenance free.