摘要
金屬PMI (Positive Material Identification 材料可靠性鑑別)在金屬產業中佔有相當重要的一席之地，金屬成分會影響物性及化性表現，造成的危害可大可小，小則造成加工製程困難增加成本；大則影響工安造成人員損傷，甚至是其他無法挽回的損傷。目前業界中PMI的方式很多，例如：SPARK金屬分光儀、手持式XRF、LIBS等，每種方式都有其相關的限制
甚麼是SPARK金屬分光儀?
SPARK金屬分光儀又稱為火花直讀光譜儀(OES)，是用來分析檢測金屬合金成分的重要設備，基本原理是透過高能量的電弧燒灼金屬表面，使表面離子化產生電漿， 藉由偵測電漿使元素電子軌域電子做能階躍遷產生的放射光譜，進行金屬和金元素成份分析。
為何要使用SPARK金屬分光儀?
重點元素分析能力
金屬材料特性與合金內所含元素種類、濃度不同，會造成金屬材料有不同的物理性質與化學性質。下列就以不鏽鋼為基質，說明不同牌號內的元素比例含量，對材料造成的改變。
碳(C)：鋼中最重要的元素，碳的含量增加，屈服點和抗拉強度都會提升，但鋼的可焊性、延展性、鍛造性和機械加工性都會因此而降低，當碳含量過高時，會降低鋼的耐大氣腐蝕能力。
磷(P)：不同強度的鋼當中磷的含量不相同，在高強度鋼中，磷的含量約為0.03~0.05%之間，另外低合金高強度鋼中則會高達0.1%。磷可增加鋼的強度，提高抗腐蝕性，但是磷也會增強脆化的效果，金屬材料將變得容易損壞。
硫(S)：通常硫被認為是雜質，會降低鋼的延展性和韌性，在鍛造和軋制時會產生裂紋，因此通常要求硫含量需小於0.055%，優質鋼則會要求在0.040%以下。
在風電機組中，不同部件會使用不同種類的金屬材料，例如：軸承(FCD800)，齒輪(20CrMnMo)合金結構鋼及其他約13種常見的金屬牌號，這些金屬大多含有碳、磷、硫等輕元素，這些元素的對材料的性能影響很大，會影響機構的使用年限，若使用可使用OES分光儀做檢測分析，獲得準確數據，確保這些部件都是合適的金屬牌號。
擁有極高的公信力
在國際金屬標準品的認證，進行認證時會同時用多種方法進行成分的量測進行驗證，其中一定會使用分光儀進行量測，確認標準品符合規範，給與認證。
除了國際認證以外，金屬產業(alloy)中大多數都以OES分析報告作為材證，原因是OES的元素檢測範圍最廣，可測得碳、磷、硫等輕元素以及多數常見的元素，同時金屬分光儀擁有極高的感度，可達到小數下三到六位。更重要的是金屬分光儀擁有多種制具以及槍型探頭，對於待測物的形狀大小不受限制，不論是平板、線材、棒狀都可以獲得優良的測試結果。檢測範圍廣、精度高以及樣品不受限，這些優點使得SPARK金屬分光儀成為公信力極高的元素分析儀器之一。
移動式金屬分光儀如何應用
進料檢驗，材證可信嗎?
前兩年日本鋼鐵大廠神戶製鋼的事件，投下了一顆震撼彈。神戶製鋼是國際間為一行跨鋼鐵、粉末冶金、鋁合金三大領域的金屬原料製造商，穩定的供貨能力與先進的技術面，獲得各大重工、汽車產業鏈信賴，這次材料數據不確實事件影響的不只是當地車廠，連美國三大車廠也可能受到影響。
目前金屬行業中普遍的現象，「相信供應商所提供的材證文件」，如同神戶製鋼這樣擁有專業形象的大廠，所提供的材證都可能會有疑慮，根據一個粗略的統計，經PMI 發現材質不符合比率約在2~20%之間，這樣的數據更顯示自主進行分析檢驗的重要性。
針對進料檢驗，除了材證可以選擇第三方檢驗，但時間太長，必須先經過採樣、送樣第三方，拿到檢測報告時已過了一周，這段時間倉庫內堆放著未經確認的材料，若材料有誤，來來回回的時間相當驚人，造成許多不必要的時間成本。使用移動式高感度PMT金屬分光儀，原料入庫前進行檢查，可以在第一時間發現問題，立刻著手處理，免去往來實驗室、第三方的時間。
材料管理，投料前的確認
倉庫的管理，領料確認相當重要。領料錯誤造成的影響不只是料品的數量對不上，使用者使用這些錯誤的料品進行的產出，將造成一連串的問題。以焊接來說，錯誤的焊料對於連接金屬效果很差，同時還會傷害與連接的金屬。為了要有效避免原物料的誤用、混用。實驗室設備可以準確地分析，但有許多物料非常大型，要先進行破壞取樣，再送到實驗室。移動式SPARK金屬分光儀(採用超感度光電倍增管檢測器PMT)可以在出貨或施工時直接在現場快速檢測，搭配槍式探頭，可以對多種形態的物料進行分析，有效避免原物料的誤用或混用。
