XRF 분석기 교정 — 분석기 검교정·교정 주기·비파괴금분석기
교정을 왜 하고 얼마 만에 하며 안 하면 무엇이 어긋나는지. 함께 찾는 분석기 검교정·교정 주기·장비 관리도 정리했습니다. 금분석기 장비 도입 — 스펙·설치·교정과 인증.
XRF 분석기 교정, 왜 해야 하는가
비파괴금분석기는 시료를 녹이거나 깎지 않고 표면에 X선을 쏘아 나오는 형광을 읽는다. 읽은 값을 그대로 함량으로 바꾸는 것이 아니라, 미리 저장해 둔 기준값과 견주어 계산한다. 그 기준값이 어긋나면 기계는 아무 소리 없이 어긋난 답을 내놓는다. 고장이 아니라 정상 작동인데 답만 틀린 상태다. 교정은 이 기준값을 다시 맞추는 일이다. 현장에서 무서운 것은 기계가 죽는 것이 아니라 이 조용한 어긋남이다. 화면에는 여전히 소수점 두 자리까지 찍히고, 측정 시간도 그대로다. 손님 앞에서 숫자를 읽어 주고 값을 쳐 준 다음, 나중에 정련소나 도매처에서 다른 숫자가 나올 때 비로소 알게 된다. 그때는 이미 매입이 끝난 뒤다. X선관과 검출기는 쓰는 만큼 늙는다. 관 출력이 조금씩 떨어지고, 검출기의 에너지 분해능도 시간이 지나면 변한다. 이 변화는 하루아침에 오지 않고 몇 달에 걸쳐 천천히 온다. 그래서 "어제까지 잘 맞았으니 오늘도 맞겠지"가 통하지 않는다.
교정과 검교정, 표준물질은 무엇이 다른가
분석기 검교정이라는 말 안에는 사실 두 가지가 섞여 있다. 하나는 검사(측정값이 맞는지 확인만 하는 것)이고, 하나는 교정(어긋난 것을 다시 맞추는 것)이다. 업체에 맡기면 대개 검사 결과를 먼저 보여 주고, 벗어나 있으면 조정까지 하는 순서로 간다. 견적을 받을 때 "확인만인지, 조정까지인지"를 물어봐야 하는 이유다. 기준이 되는 것은 표준물질이다. 함량을 이미 아는 시편을 재서, 기계가 그 값을 제대로 읽는지 본다. 금은방에서 쓰는 것은 보통 순금, 18K, 14K 대에 걸친 몇 장의 표준편이다. 이 표준편 자체도 관리 대상이다. 긁히거나 때가 타거나 표면이 산화되면 기준이 기준 노릇을 못한다. 케이스에 넣어 두고, 잡을 때는 가장자리를 잡는다. 한 가지 더 구분할 것이 있다. 기계 스스로 켤 때 하는 초기 점검(에너지 보정, 검출기 안정화)과 표준물질로 하는 교정은 다른 일이다. 앞의 것은 매번 자동으로 돌아가지만 함량 기준까지 맞춰 주지는 않는다. 부팅할 때 아무 경고가 없다고 해서 교정이 된 것은 아니다.
교정 주기는 얼마인가
제조사 권고는 기기마다 다르고, 국내에 들어온 모델도 여러 가지라 하나로 말하기 어렵다. 다만 실무에서 통용되는 감각은 정기 교정을 연 단위로 잡고, 그 사이에는 매장에서 표준편으로 점검을 자주 하는 구조다. 정확한 권고 주기는 기기 설명서나 공급처에 확인하는 것이 맞다. 여기서 임의로 숫자를 정해 말할 일이 아니다. 주기보다 중요한 것은 사건 기준이다. 다음 경우에는 주기와 상관없이 점검한다. 기기를 옮겼을 때, 떨어뜨리거나 충격을 받았을 때, X선관이나 검출기 부품을 교체한 뒤, 소프트웨어나 교정 파일을 갱신한 뒤, 그리고 오랫동안 세워 뒀다가 다시 켰을 때다. 매장 안에서 하는 자체 점검은 어렵지 않다. 아침에 문 열고 표준편 한두 장을 정해진 자리에 놓고 재서, 그 값을 기록해 둔다. 값 하나만 보면 아무 의미가 없지만, 한 달치가 쌓이면 흐름이 보인다. 계속 같은 방향으로 조금씩 밀려가고 있다면 그것이 신호다.
측정 오차는 어디서 생기나
교정이 맞아 있어도 측정값은 흔들린다. 흔들리는 원인을 알아야 교정 문제인지 다루는 방법 문제인지 구분할 수 있다. 첫째는 표면이다. XRF는 표면 몇 마이크로미터를 읽는다. 도금된 물건은 도금층을 읽고 속을 못 본다. 니켈이나 로듐 도금 위에서 잰 값은 안쪽 함량과 다를 수밖에 없다. 땜 자국, 광약 찌꺼기, 손 기름도 마찬가지로 값을 흔든다. 그래서 의심스러운 물건은 한쪽 면을 살짝 정리한 뒤 재거나, 애초에 다른 방법과 병행한다. 둘째는 형태와 두께다. 얇은 체인, 곡면이 심한 반지, 속이 빈 물건은 X선이 충분히 들어갔다 나오지 못해 값이 낮게 나오는 경향이 있다. 측정창에 밀착되지 않은 것도 같다. 평평하고 넓은 면을 골라 대는 것이 기본이다. 셋째는 시간이다. 측정 시간을 짧게 잡으면 통계적으로 값이 더 흔들린다. 급하다고 짧게 끊어 재고 그 값으로 매입가를 정하면 그날은 넘어가도 누적되면 손해가 쌓인다. 넷째는 합금 조성이다. 같은 14K라도 구리, 은, 팔라듐 비율이 다르면 스펙트럼이 달라진다. 교정 곡선이 다루지 않는 조성이 들어오면 값이 밀린다. 백금이나 팔라듐 제품을 다루려면 그쪽 교정이 따로 되어 있어야 한다.
교정을 안 하면 무엇이 어긋나는가
가장 먼저 어긋나는 것은 매입가다. 함량 1%가 밀리면 그만큼 값이 밀린다. 낮게 읽으면 손님과 다투게 되고, 높게 읽으면 그 차이를 매장이 뒤집어쓴다. 한 건이면 넘길 수 있지만 몇 달 누적되면 장부와 실물이 안 맞는 형태로 나타난다. 그다음은 정련 정산이다. 매장에서 읽은 값과 정련소에서 나온 값이 계속 벌어지면, 처음에는 정련소를 의심하다가 결국 우리 기계를 다시 보게 된다. 이때 자체 점검 기록이 없으면 언제부터 어긋났는지 알 방법이 없어서, 그동안 산 물건을 통째로 다시 따져야 한다. 마지막은 신뢰다. 손님이 같은 물건을 들고 다른 곳에서 재 봤을 때 숫자가 다르면, 손님 입장에서는 어느 쪽이 틀렸는지 알 수 없고 그냥 "여기는 다르게 나온다"로 기억한다. 감정 결과를 종이에 적어 주는 매장이라면 그 종이가 곧 근거가 되므로 더 그렇다.
장비 관리, 매장에서 매일 할 일
측정창 필름은 소모품이다. 얇은 필름이 검출기를 보호하는데, 여기에 흠이 나거나 이물이 붙으면 값이 흔들린다. 찢어졌는데 모르고 계속 쓰면 검출기 안으로 먼지가 들어간다. 하루에 한 번은 들여다보고, 교체 필름은 늘 여유분을 두는 것이 낫다. 먼지와 습기, 온도도 관리 대상이다. 작업대 옆에서 광내는 매장이라면 연마 가루가 끊임없이 날린다. 쓰지 않을 때는 덮개를 덮고, 에어컨 바람이 직접 닿는 자리나 창가 햇빛이 드는 자리는 피한다. 전원은 되도록 안정된 회선에 물리고, 순간 정전이 잦은 건물이면 무정전 장치를 두는 것을 고려한다. 기록도 관리다. 자체 점검값, 정기 교정 날짜와 성적서, 부품 교체 이력, 소프트웨어 갱신 날짜를 한 곳에 모아 둔다. 종이 노트든 엑셀이든 상관없다. 나중에 값이 이상해졌을 때 이 기록이 있으면 원인을 찾는 시간이 크게 줄어든다.
설치할 때 정해지는 것들
교정은 설치 단계에서 이미 절반이 결정된다. 놓는 자리부터 그렇다. 진동이 오는 자리, 문 여닫을 때 흔들리는 매대, 온도가 크게 오르내리는 자리는 피한다. 한번 자리를 잡으면 자주 옮기지 않는 것이 좋다. 옮길 때마다 점검이 필요해지기 때문이다. 납품받을 때 무엇이 함께 오는지 확인한다. 표준물질 몇 장이 오는지, 초기 교정이 되어 있는지, 성적서가 있는지, 다루는 합금 범위가 어디까지인지. 백금이나 은을 자주 볼 매장인데 금 위주 교정만 되어 있으면 나중에 따로 손봐야 한다. 인증 관련해서도 설치 때 정리해 둔다. XRF는 X선을 내는 장비라 국내에서는 관련 법에 따른 신고·등록 절차와 안전 관리 의무가 따른다. 구체적인 절차와 대상 여부는 기기 종류와 출력에 따라 달라지므로 공급처와 관할 기관에 확인해야 한다. 대개는 공급처가 대행해 주지만, 그 뒤의 정기적인 의무는 사용하는 쪽에 남는다는 점을 알고 시작하는 편이 낫다.
교정을 맡길 때 확인할 것
업체에 맡기기 전에 세 가지를 정리한다. 우리 기기의 모델과 일련번호, 마지막 교정 날짜, 그리고 지금 무엇이 이상한지다. "값이 낮게 나온다"보다 "18K 표준편이 지난달부터 0.5% 낮게 나온다"가 훨씬 빨리 해결된다. 자체 점검 기록이 여기서 값을 한다. 교정이 끝나면 성적서를 받는다. 어떤 표준물질로 쟀는지, 조정 전후 값이 어떻게 달라졌는지가 적혀 있어야 쓸모가 있다. 조정 전 값이 없으면 그동안 얼마나 어긋나 있었는지 알 수 없고, 이미 매입한 물건을 되짚어 볼 근거도 없다. 기기를 보내야 하는 경우라면 그동안 매장이 어떻게 돌아갈지도 미리 정한다. 대체 장비를 빌릴 수 있는지, 며칠이 걸리는지는 업체와 시기에 따라 다르니 맡기기 전에 물어야 한다. 성수기에 무작정 보냈다가 며칠을 손 놓는 경우가 있다.
자주 묻는 질문
부팅할 때 자동으로 보정한다는 메시지가 뜨는데, 그러면 교정된 것 아닌가요?
다른 일입니다. 부팅 때 도는 것은 에너지 위치를 맞추고 검출기를 안정시키는 내부 점검이고, 함량 기준을 맞추는 교정은 표준물질을 대고 하는 별도 작업입니다. 부팅 경고가 없다고 해서 함량이 맞는다는 뜻은 아닙니다.
표준편으로 재 보니 조금 다르게 나오는데 바로 교정을 맡겨야 하나요?
먼저 재는 방법부터 봅니다. 표준편이 긁히거나 지문이 묻지 않았는지, 측정창 필름이 멀쩡한지, 표준편을 창에 제대로 밀착시켰는지, 측정 시간을 짧게 끊지 않았는지를 확인하고 서너 번 다시 잽니다. 그래도 같은 방향으로 계속 벗어나면 교정 대상입니다.
도금된 물건은 왜 값이 다르게 나오나요?
XRF가 표면 아주 얇은 층을 읽기 때문입니다. 도금층이 있으면 그 층을 읽고 안쪽은 보지 못합니다. 교정 문제가 아니라 방식의 한계라, 도금이 의심되면 한쪽을 정리해서 속을 드러내고 재거나 다른 방법과 함께 씁니다.
교정 기록은 얼마나 오래 보관해야 하나요?
법적 보관 의무는 기기 종류와 해당 규정에 따라 달라지므로 공급처에 확인하는 것이 맞습니다. 실무적으로는 매입 이력과 맞춰 볼 수 있을 만큼은 남겨 둡니다. 값이 어긋난 것을 뒤늦게 알았을 때 되짚어야 하는 기간이 곧 보관해야 할 기간입니다.