年輪元素分析儀
樹木年代學(xué)發(fā)展至今，已形成了一套比較完備的基本理論和分析方法。森林生態(tài)、森林火災(zāi)、歷史時期氣候、大氣污染、考古、火山爆發(fā)、地震、洪水發(fā)生頻率等十幾個方面的研究也發(fā)展起來。為適應(yīng)不同的研究目的，分析手段多樣化，年輪的寬度測量，密度測量，元素分析等新技術(shù)和新方法可以從樹木樣品中提取更多有用的信息，使得相關(guān)領(lǐng)域研究內(nèi)容更加豐富。
年輪元素分析儀是一款高端的測量分析設(shè)備，在世界上同時采用了XRF和X-射線成像技術(shù)，可用于木材、湖海沉積物、堆積物、泥炭等樣品的濃度和元素分析?？蓽y量的元素有Al、Si、S、Cl、K、Ca、Cr、Mn、Fe、Cu、Zn、As、Hg、Pb等，其中許多可測至痕量水平以下，對靈敏度和分辨率要求較高的研究尤其適合。
原理：
系統(tǒng)采用X-射線成像和XRF（X-射線熒光）技術(shù)，獲得樣品高分辨率的數(shù)碼圖像。利用X-射線成像技術(shù)得到樣品的密度圖像，用于樣品的密度分析；采用XRF技術(shù)得到樣品多種元素分布圖像。然后利用系統(tǒng)軟件對所得圖像信息進行分析。
系統(tǒng)特點：
◎ 結(jié)合了X-射線成像與XRF元素分析
◎ 可得高精度的樣品密度圖像和元素曲線
◎ 利用XRF分實現(xiàn)多種元素的分析
◎ 可分析不同類型、形狀、尺寸和厚度的樣品，可以是樹木生長錐取下的樹木樣品，也可是片狀、塊狀樣品或圓形沉積物樣品等，不需要對樣品做前期表面處理，樣品準備簡單
◎ 自動進行多樣品分析
◎ X-射線成像的信息以數(shù)字化方式儲存，結(jié)果可即時顯示。
軟件特點：
年輪元素分析儀利用數(shù)據(jù)分析軟件對所測數(shù)據(jù)進行分析，特點如下：
- 用戶可選擇分析區(qū)域、分辨率以及掃描時間。
- 批量工作功能支持無人看守下的批量測量
- 可得多種元素的密度曲線（使用XRF）
- 簡化分析過程，通過參數(shù)設(shè)置控制整個分析過程。
系統(tǒng)組成：
X-射線發(fā)生器，標準LFF型X光顯像管，PolyflatTM 扁平X光束光學(xué)系統(tǒng)，X光束調(diào)節(jié)器，控制臺，樣品槽，X-射線檢測器，密度校準塑料楔，操作臺，平板掃描儀，冷卻裝置，計算機，軟件，用戶手冊
技術(shù)指標：
1）測量原理：X-射線熒光分析和數(shù)字X-射線成像技術(shù)
2）X 射線發(fā)生器：60 kV，55 mA，功率3.3 kW
3）顯像管：一個標準的LFF型X光顯像管（Cr）。功率工作壽命2000h，功率降低壽命延長。當使用鉻管進行木材密度分析時，樣品厚度范圍為1~10mm，厚度較厚的樣品(厚50 mm )，通常選擇Mo管，這需要另一種類型的X-射線成像感應(yīng)器。
4）光學(xué)系統(tǒng)：PolyflatTM 技術(shù)，PolyflatTM 扁平X光束光學(xué)系統(tǒng)，用于局部區(qū)域的快速測量，測量點面積為50微米×20厘米， X-射線圖像的分辨率達10x20微米，寬15~20mm（根據(jù)軟件設(shè)置），通過軟件組合片段圖片可得到寬度大于20mm的圖像。使用這種光束的XRF，水平方向的分辨率為50微米，垂直方向的分辨率為2mm。
5）X光束調(diào)節(jié)器：X光束調(diào)節(jié)器可使X-射線圖像在水平方向的分辨率達10微米
6）控制臺：一個300x200mmX/Y可移動電腦控制臺，掃描點長2.5微米，重現(xiàn)性好
7）樣品槽：多放9個長280mm，寬7~12mm的木條樣品。樣品槽可拿出。其他類型的樣品槽根據(jù)需要可訂購。
8）X-射線檢測器：線性排列感應(yīng)元件，其測量所得圖像的格式為16 bits。包含控制、操作及數(shù)據(jù)采集所需的硬件和軟件。適于厚度不超過15mm木材類樣品的測量。
9）密度校準塑料楔：用于密度校準，位于樣品固定槽上方。
10）操作臺：780×800×1600mm（長×寬×高），用于放置上面提到的所有原件。測量區(qū)用一塊透明板遮擋，用于防塵，防X-射線泄露。操作臺內(nèi)置安全控制系統(tǒng)，打開瞬間，X-射線會自動關(guān)閉。
11）掃描儀：一個平板掃描儀，用于測量前，條形樣品槽內(nèi)樣品的掃描。
12）冷卻裝置：冷卻水泵
13）電源：建議配置UPS
14）重量：250kg
應(yīng)用案例：
賽馬環(huán)境科學(xué)中心應(yīng)用年輪元素分析儀進行歐洲赤松密度的研究。
參考文獻：
1. Wood L.J., Smith D.J., Climate and glacier mass balance trends from ad 1780 to present in the Columbia Mountains, British Columbia, Canada. The Holocene, DOI: 10.1177/0959683612465450
2. Frühwald K., Hasenstab A., Osterloh K., Detection of Incipient Decay of Wood with Non- and Minor-Destructive Testing Methods. Nondestructive Testing of Materials and Structures; O. Büyük®ztürk et al. (eds.), DOI 10.1007/978-94-007-0723-8_51
3. Luostarinen K., Her®j®rvi H., Relation of arabinogalactans to density, growth rate and shear strength in wood of cultivated Siberian larch. Eur. J. Wood Prod. (2013) 71: p29–36, DOI 10.1007/s00107-012-0651-6
4. Zubizarreta-Gerendiain A., Gort-Oromi J., Meht®talo L., Peltola H., Ven®l®inen A., Pulkkinen P., Effects of cambial age, clone and climatic factors on ring width and ring density in Norway spruce (Picea abies) in. southeastern Finland. Forest Ecology and Management (2012) v263 p9-16
5. Starheim C.C.A., Smith D.J., Prowse T.D., Dendrohydroclimate reconstructions of July–August runoff for two nival-regime rivers in west central British Columbia. Hydrol. Process. 27, 405–420 (2013) (2012), DOI: 10.1002/hyp.9257
6. Helama S., Bégin Y., Vartiainen M., Peltola H., Kolstr®m T., Meril®inen J., Quantifications of dendrochronological information from contrasting microdensitometric measuring circumstances of experimental wood samples. Applied Radiation and Isotopes v70 p1014–1023 (2012)
7. Fries A., Genetic parameters, genetic gain and correlated responses in growth, fibre dimensions and wood density in a Scots pine. breeding population. Annals of Forest Science (2012), DOI 10.1007/s13595-012-0202-7
8. Luostarinen, K., Tracheid Wall Thickness and Lumen Diameter in Different Axial and Radial Locations in Cultivated Larix sibirica Trunks. Silva Fennica 46(5) p707-716
9. M®kinen H., Hynynen J., Predicting wood and tracheid properties of Scots pine. Forest Ecology and Management 279 (2012) p11–20
10. Bj®rklund J.A., Gunnarson B.E., Krusic P.J., Grudd H., Josefsson T., ®stlund L., Linderholm H.W., Advances towards improved low-frequency tree-ring reconstructions, using an updated Pinus sylvestris L. MXD network from the Scandinavian Mountains. Theor Appl Climatol DOI 10.1007/s00704-012-0787-7
11. Balouet J.C., Burken J.G., Karg F., Vroblesky D., Smith K.T., Grudd H., Rindby A., Beaujard F., Chalot M., Dendrochemistry of Multiple Releases of Chlorinated Solvents at a Former Industrial Site. Environ. Sci. Technol. 2012, 46, p9541®9547
12. Routa J., Kellom®ki S. , Strandman H., Bergh J., Pulkkinen P., Peltola H., The timber and energy biomass potential of intensively managed cloned Norway spruce stands. GCB Bioenergy (2013) 5, p43–52, doi: 10.1111/gcbb.12002
13. Melvin T.M., Grudd H., Briffa K.R., Potential bias in ‘updating’ tree-ring chronologies using regional curve standardisation: Re-processing 1500 years of Tornetr®sk density and ring-width data. The Holocene 23(3) p364–373 DOI: 10.1177/0959683612460791
14. Gunnarson B.E., Josefsson T., Linderholm H.W., ®stlund L., Legacies of pre-industrial land use can bias modern tree-ring climate calibrations. CR Vol. 53, No. 1. Online publication date: May 24, 2012 ISSN: 0936-577X; Online ISSN: 1616-1572
15. Starheim C.C.A., Smith D.J., Prowse T.D., Multi-century reconstructions of Pacific salmon abundance from climate-sensitive tree rings in west central British Columbia, Canada. Ecohydrology DOI: 10.1002/eco.1261
16. Puentes Rodriguez Y.*, Morales L., Willf®r S., Pulkkinen P.,, Peltola H., Pappinena A., Wood decay caused by Heterobasidion parviporum in juvenile wood specimens from normal- and narrow-crowned Norway spruce. Scandinavian Journal of Forest Research DOI:10.1080/02827581.2012.746387
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