Online-Röntgenfluoreszenz in der Galvanik: Ist XRF für die Messaufgabe geeignet?

Hinweis zur Unabhängigkeit: Metrohm ist Partner von Analytic Journal. Die Partnerschaft umfasst Sichtbarkeit, etwa ein Firmenprofil und Verlinkung. Sie hat keinen Einfluss auf Themenwahl, Darstellung oder Bewertung in diesem Artikel.

Definition

Online-XRF (Online-Röntgenfluoreszenzanalyse, RFA) bestimmt die Elementgehalte eines Prozessstroms automatisch aus der charakteristischen Röntgenstrahlung, die zuvor angeregte Atome aussenden. Sie liefert den Gesamtgehalt eines Elements, nicht dessen Bindungsform oder Oxidationsstufe.

Warum ist das Thema relevant?

In Beschichtungsbädern entscheiden wenige Gramm Metall pro Liter darüber, ob eine Schicht die Spezifikation trifft. Abscheidung, Ausschleppung und Verdunstung verändern die Badzusammensetzung laufend. Eine Stichprobe im Labor zeigt die Abweichung erst mit der Verzögerung von Probenahme, Transport und Analysenlauf.

Online-XRF verspricht Metallgehalte ohne Reagenzien und ohne aufwendige Probenvorbereitung, direkt am Bad. Ob das für eine konkrete Messaufgabe trägt, hängt weniger vom Spektrometer ab als von der gesamten Messkette. Dieser Artikel ordnet die Technik für die Galvanik ein und liefert am Ende eine Fragenliste für das Herstellergespräch.

Funktionsprinzip

Eine Röntgenröhre bestrahlt die Probe. Die angeregten Atome senden Fluoreszenzstrahlung mit elementtypischer Energie aus, und die Intensität steigt mit dem Gehalt des Elements. Eine Kalibrierung rechnet die gemessene Intensität in eine Konzentration um.

Auf dem Weg zum Detektor wird die Strahlung durch die Probe und das Messfenster abgeschwächt. Dieser Matrixeffekt hängt von der Zusammensetzung der Lösung ab und gehört zu den Hauptgründen, warum eine Werkskalibration allein selten genügt.

Energiedispersive und wellenlängendispersive Systeme

Beide Bauarten messen dieselbe Fluoreszenzstrahlung, trennen sie aber unterschiedlich. Für den Online-Einsatz ist keine der beiden grundsätzlich überlegen, die Wahl folgt aus Elementen, Konzentrationsbereich, Interferenzen und Messzeit.

Merkmal	EDXRF (energiedispersiv)	WDXRF (wellenlängendispersiv)
Trennung der Strahlung	Photonenenergie im Detektor, meist Silizium-Drift-Detektor (SDD)	Beugung an einem Analysatorkristall
Spektrale Auflösung	geringer	höher
Aufbau	kompakt, ohne bewegten Kristall	komplexer, Justage und Wartung aufwendiger
Beispiele in der Marktübersicht	Malvern Panalytical Epsilon Xflow, Metrohm 2060, Thermo Fisher AnStat-430	Metso Courier 6G SL kombiniert beide Kanäle; XOS Sindie Online (monochromatisch)

Zuordnung nach Herstellerangaben, Stand Oktober 2026.

Online, at-line, in-line: drei Messkonzepte

Die Begriffe werden von Herstellern nicht einheitlich verwendet. Für die Auswahl zählt, wo gemessen wird und wie oft ein Wert für einen bestimmten Prozessstrom vorliegt.

Messkonzept	Ausführung	Typisch für
In-line / in-situ	Messung direkt im Prozessstrom, ohne Probenleitung	Förderstrecken, Messkanäle
Online / on-stream	Automatische Probenentnahme und Messung in einer Durchflusszelle	Flüssigkeiten, Suspensionen
At-line	Probenentnahme nahe am Prozess, Messung im lokalen Gerät, nicht zwingend automatisch	Schnelle Kontrolle neben der Anlage

Online bedeutet nicht kontinuierlich. Ein Beispiel zur Größenordnung: Bei einer gemeinsamen Messzelle und 20 Messstellen mit je 60 Sekunden Messzeit liegt ein neuer Wert pro Stelle frühestens nach 20 Minuten vor, Spülzeiten nicht eingerechnet. Das ist eine Rechnung unter der Annahme sequenzieller Messung, keine Herstellerangabe.

Wo Online-XRF stark ist

Für Hauptmetalle im Bad bringt Online-XRF Eigenschaften mit, die andere Verfahren nur teilweise bieten. Die folgenden Punkte beruhen auf Herstellerangaben und auf dem Messprinzip. Betriebskosten werden bewusst nicht beziffert, weil dazu keine belastbaren öffentlichen Zahlen vorliegen.

Mehrere Metalle in einer Messung. Ein Lauf liefert die Gehalte aller Elemente im Messbereich des Systems, bei Metrohm laut Herstellerangabe von Magnesium bis Uran. Titration und Photometrie bestimmen je Methode in der Regel einen Parameter.
Keine Reagenzien, zerstörungsfreie Messung. Laut Herstellerangaben wird die Probe nicht verbraucht, und es fallen keine Reagenzien und kein Reagenzabfall an.
Direkte Messung an der flüssigen Probe. Die Messung erfolgt laut Herstellerangaben in einer Durchflusszelle. Verdünnungen, wie sie für Badkonzentrationen im g/L-Bereich bei ICP-OES typischerweise nötig sind, gehören nicht zum Messprinzip.
Schnelle Werte. Metrohm nennt für das 2060 XRF ein Ergebnis in unter 60 Sekunden je Messstelle (Herstellerangabe).
Keine Prozessgase. Das Messprinzip kommt ohne Argon (ICP-OES) sowie ohne Brenn- oder Inertgase (AAS) aus. Das ist ein qualitativer Betriebsmittelvorteil; eine Kostenaussage folgt daraus nicht, weil Anschaffung, Wartung, Strahlenschutzorganisation und Personal mitzurechnen sind.
Wenige Verbrauchsteile. Verschleißkomponenten sind im Wesentlichen Messfenster beziehungsweise Messzelle sowie Röhre und Detektor. Helmut Fischer nennt für die Messzelle des XAN eine Standzeit von bis zu einem Jahr im Laborversuch. Im realen Bad ist die Standzeit badabhängig und gehört zu den Herstellerfragen.
Kombinierbar mit anderen Verfahren. Anbieter kombinieren XRF mit Titration oder Photometrie auf einer Plattform. Damit lassen sich Metalle per XRF und Größen wie Säuregehalt oder organische Zusätze mit dem jeweils geeigneten Verfahren erfassen.

Wann XRF, wann Titration oder Photometrie? Automatische Titration und Online-Photometrie bleiben in der Galvanik etablierte Alternativen. Die Photometrie bestimmt Metalle, etwa Nickel, Kupfer oder Eisen, über farbbildende Reaktionen. Sie ist je Methode auf einen Parameter ausgelegt, braucht Reagenzien und kann durch Begleitionen und die Eigenfarbe der Matrix gestört werden. Die Titration erfasst zusätzlich Größen, die XRF nicht sieht, etwa Säuregehalt, Cyanid oder Chrom(VI). Der Vorteil von XRF liegt bei mehreren Metallen, vielen Messstellen und im Online-Betrieb. Wer nur ein oder zwei Parameter in wenigen Bädern bestimmt, ist mit Titration oder Photometrie oft einfacher bedient. Einschätzung der Redaktion.

Die Messkette: Worauf es im Betrieb ankommt

Das Spektrometer ist selten der kritische Teil. Die typischen Fehlerstellen liegen vor dem Gerät, am Fenster und in der Kalibrierung, und sie liefern ohne Überwachung plausible, aber falsche Zahlen. Mit den unten genannten Gegenmaßnahmen lassen sie sich eingrenzen.

Messkette der Online-XRF von der Probenahme bis zum Prozessleitsystem
Abbildung: Messkette der Online-XRF mit den typischen Fehlerstellen. Eigene Darstellung, Analytic Journal.

Stelle der Messkette	Typischer Fehler	Folge	Gegenmaßnahme
Probenahme und Probenführung	Totvolumen, Gasblasen, Partikel, Verschleppung zwischen Messstellen	Wert ist präzise, aber nicht repräsentativ	Kurze Leitungen, ausreichende Spülung, Entgasung
Messfenster	Belag, Abrasion oder chemischer Angriff auf das dünne Fenster	Intensität sinkt, Wert wird systematisch zu niedrig	Fensterwechsel oder Reinigung, Überwachung der Zählrate
Kalibrierung	Nur Werkskalibration, Kalibrierproben ohne reale Matrixschwankung	Systematische Abweichung im Betrieb	Kalibrierung mit realen Badproben, Kontrollproben gegen Laborreferenz
Langzeitverhalten	Alterung von Röhre und Detektor	Langsame Drift	Regelmäßige Kontrollprobe, dokumentierte Nachkalibrierung
Schnittstelle zur Leittechnik	Messwert ohne Status oder Plausibilitätsinformation	Regelung arbeitet mit falschem Wert weiter	Status und Alarm mit übertragen

Probenahme und Probenführung

Die beste Wiederholpräzision hilft nicht, wenn die Probe das Bad nicht abbildet. Bei Badflüssigkeiten sind Werkstoffe der Probenleitung, Temperatur und Gasblasen die ersten Prüfpunkte. Die Herstellerunterlagen zu Zink-Nickel-Bädern nennen dafür chemikalienbeständige Komponenten und, bei mehreren Bädern an einem Gerät, getrennte Flüssigkeitskanäle gegen Verschleppung.

Messfenster und Belag

Viele Systeme trennen Probe und Röntgenröhre durch ein dünnes Fenster. Ein Belag auf diesem Fenster schwächt die Strahlung, und leichte Elemente sind davon stärker betroffen. Metso nennt für sein Multistream-System einen automatischen Fensterwechsler, um Belag und Stillstand zu begrenzen. Ob und wie schnell sich in einem bestimmten Galvanikbad Beläge bilden, ist badabhängig und gehört zu den Herstellerfragen.

Bestimmungsgrenze und Störgrößen

Die erreichbare Bestimmungsgrenze ist keine Eigenschaft des Geräts, sondern ein Ergebnis aus Anregung, Messzeit, Detektor und Matrix. Längere Messzeiten verbessern die Zählstatistik und damit die Grenze, verlängern aber die Aktualisierungszeit je Messstelle. In einem Bad mit hohem Salzgehalt und hohen Hauptmetallgehalten sinkt die Empfindlichkeit für Nebenbestandteile.

Störgröße	Wirkung auf die Messung	Prüfpunkt
Spektrale Interferenz benachbarter Elemente	Linien überlagern sich, der Gehalt wird zu hoch oder zu niedrig berechnet	Welche Begleitelemente sind im Bad, und wie behandelt sie das Auswertemodell
Hoher Salz- und Hauptmetallgehalt	Absorption und Streuung in der Lösung, geringere Empfindlichkeit für Nebenbestandteile	Bestimmungsgrenze in der eigenen Matrix bestimmen lassen, nicht in Reinstlösung
Schwankender Feststoffanteil oder Trübung	Zusätzliche Schwächung, Abweichung ohne Störungsmeldung	Filtration, Entgasung oder Rührung in der Probenführung vorsehen
Temperatur der Probe	Dichteänderung und damit verändertes Signal	Zulässigen Temperaturbereich und Kompensation erfragen
Leichte Elemente	Starke Absorption in Probe und Messfenster	Fensterwerkstoff und Anregung auf das Zielelement abstimmen

Kalibrierung und Validierung

Ein hohes Bestimmtheitsmaß R² beschreibt die Gerade, nicht das Ergebnis im Betrieb. Belastbar wird eine Methode erst durch Kontrollproben, Wiederholpräzision, Abweichung gegenüber einem Laborverfahren und Langzeitdrift. Entscheidend sind Kalibrierproben, die auch die realen Schwankungen der Matrix abbilden.

Totzeit und Regelung

Die Gesamtzeit vom Bad bis zum Messwert im Leitsystem setzt sich zusammen aus Probenahme, Transport, Spülen, Messung, Auswertung und Übertragung. Bei Multiplexbetrieb kommen Umschalt- und Spülzeiten dazu. Ob die Aktualisierungszeit reicht, bestimmt die Verbrauchsrate der Badbestandteile und die Regelstrategie.

Elementanalytik ist keine Speziationsanalytik

XRF erfasst Elemente, keine chemischen Verbindungen. Gesamtchrom ist nicht Chrom(VI), und der Gesamtnickelgehalt sagt nichts darüber, in welcher Form das Nickel im Bad vorliegt. Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff, also die Bausteine organischer Zusätze, liegen außerhalb des Elementbereichs industrieller Online-XRF, den die Hersteller je nach System mit Magnesium oder Calcium bis Uran angeben.

Marktauszug: Online-XRF-Systeme

Die folgende Übersicht ist ein informativer Auszug aus dem Markt, ohne Anspruch auf Vollständigkeit. Analytic Journal bewertet Hersteller und Geräte redaktionell unabhängig. Alle Leistungsangaben sind Herstellerangaben und nicht unabhängig verifiziert. Verlinkt sind der Firmenbuch-Eintrag und die Quelle von Partnern der Plattform; die Angaben der übrigen Hersteller stammen aus deren öffentlich zugänglichen Produktunterlagen, abgerufen am 20.10.2026.

Die Übersicht umfasst sechs Anbieter von Online-XRF-Systemen für Flüssigkeiten, zu denen öffentlich zugängliche Produktunterlagen vorlagen. Die Reihenfolge ist alphabetisch und stellt keine Wertung dar.

Hersteller (Land)	System	Prinzip	Herstellerangaben zur Messaufgabe	Quelle
Helmut Fischer (Deutschland)	FISCHERSCOPE XAN Liquid Analyzer	XRF mit Silizium-Driftdetektor, Bauart vom Hersteller nicht näher bezeichnet	Bis zu vier Galvanikbäder nacheinander, je Bad eine eigene Messzelle; genannt u. a. Zink-, Nickel-, Zink-Nickel-, Gold-, Silber-, Chrom-, Palladium- und Rhodiumbäder	Herstellerunterlagen
Malvern Panalytical (Vereinigtes Königreich, Spectris-Gruppe)	Epsilon Xflow	EDXRF, 15-W-Röhre, SDD	Konfigurierbare Durchflusszelle; genannt u. a. Hydrometallurgie, Schwefel in Kraftstoffen, Bergbauabwasser	Herstellerunterlagen
Metrohm (Deutschland)	2060 XRF Process Analyzer	EDXRF, SDD	Flüssige Proben, Magnesium bis Uran, bis zu 20 Messstellen, Ergebnis in unter 60 s; genannt u. a. Galvanikbäder und Batterieproduktion	Metrohm (Herstellerseite)
Metso (Finnland)	Courier 6G SL	WDXRF und EDXRF	Bis zu 24 Prozessströme, Gold direkt bis 0,2 g/t, automatischer Fensterwechsler; Erzaufbereitung	Herstellerunterlagen
Thermo Fisher Scientific (USA)	AnStat-430	EDXRF, SDD, Röntgenröhre statt radioaktiver Quelle	Ein Prozessstrom je Gerät, Probenahme und Messung in einer Einheit; Erzschlämme	Herstellerunterlagen
XOS (USA)	Sindie Online	Monochromatische WDXRF	Schwefel von 0,5 bis 3000 ppmw, Messzeit 15 bis 300 s, bis zu vier Ströme; Methode ASTM D7039	Herstellerunterlagen

Der Link beim Herstellernamen führt auf die Seite eines Partners von Analytic Journal. Hersteller ohne Link haben kein Partnerprofil; das sagt nichts über die Eignung ihrer Systeme aus.

Von den sechs geprüften Anbietern nennen zwei Galvanikbäder ausdrücklich: Helmut Fischer und Metrohm. Die übrigen Systeme sind auf Erzschlämme, Hydrometallurgie oder Kraftstoffe ausgelegt. Das schließt eine Eignung für Bäder nicht aus, verlagert die Prüfung aber vollständig ins Herstellergespräch.

Dokumentierte Anwendung am Zink-Nickel-Bad

Dass dieser Abschnitt Metrohm ausführlicher behandelt als andere Anbieter, liegt allein daran, dass diese Application Note frei zugänglich war, nicht an der Partnerschaft.

Metrohm hat im September 2025 die Application Note AN-PAN-1069 zur Online-Elementanalyse von Zink-Nickel-Beschichtungsbädern veröffentlicht. Sie ist die einzige Anwendung aus der Galvanik, deren Messbereiche und Kalibrierdaten bei der Recherche frei zugänglich geprüft werden konnten. Metrohm ist Partner von Analytic Journal; die Darstellung folgt ausschließlich den öffentlich zugänglichen Angaben.

Parameter	Angabe der Application Note
Gerät	2060 XRF Process Analyzer (EDXRF)
Messbereich Zink	6,5 bis 9,5 g/L
Messbereich Nickel	0,5 bis 2,5 g/L
Kalibrierung	Linear, Badproben mit bekannten Mengen aufgestockt, Kontrolle in Dreifachbestimmung
Bestimmtheitsmaß	etwa 0,998 für beide Elemente
Röhre und Fenster	Wolframanode, Fenster aus Prolen
Probenführung	Magnetventile und/oder Pumpen, je nach Vordruck der Probenleitung
Messzeit	nicht angegeben
Wiederholpräzision, Drift	nicht angegeben

Quelle: Metrohm, Application Note AN-PAN-1069, Stand der Seite Oktober 2026.

Die Zahlen beschreiben die untersuchte Anwendung, nicht den Messbereich des Geräts. Eine Application Note ist kein Validierungsbericht, und fehlende Angaben zu Präzision und Drift sind in diesem Format üblich. Genau deshalb braucht es die Fragen im Abschnitt zum Herstellergespräch.

Helmut Fischer nennt für den XAN Liquid Analyzer ebenfalls Zink-Nickel-Bäder und führt dazu die Application Note AN104. Deren Inhalt war für diesen Artikel nicht frei zugänglich und wird hier deshalb nicht mit Zahlen wiedergegeben. Belegbar sind von der offenen Produktseite nur die konstruktiven Angaben: bis zu vier Bäder nacheinander, je Bad eine eigene Messzelle mit getrennten Flüssigkeitskanälen gegen Verschleppung und eine Standzeit der Messzelle von bis zu einem Jahr im Laborversuch.

Damit gilt für beide Anbieter dasselbe: Öffentlich liegen keine Zahlen zur Wiederholpräzision und keine Vergleichsmessungen gegen ein Laborverfahren vor. Wer eine Anlage plant, muss diese Daten im Herstellergespräch einfordern.

Stärken und Grenzen

Merkmal	Stärke	Grenze
Elementspektrum	Mehrere Metalle gleichzeitig aus einer Messung	Nur Elemente, keine Verbindungen, Oxidationsstufen oder organischen Zusätze
Probenaufwand	Messung ohne Reagenzien, zerstörungsfrei (Herstellerangabe)	Probenführung und Fenster werden zum Wartungspunkt
Geschwindigkeit	Ergebnis je Messstelle innerhalb einer Minute, Herstellerangabe	Aktualisierungszeit je Stelle steigt mit der Zahl der Messstellen
Betriebsmittel	Keine Prozessgase, keine Reagenzien	Röhre, Detektor und Messfenster als Verschleißteile
Kalibrierung	Lineare Kalibrierung im Bereich der Anwendung möglich	Übertragbar nur auf Matrix und Bereich, in dem kalibriert wurde
Integration	Kombination mit nasschemischen Verfahren auf einer Plattform wird angeboten	Strahlenschutzrechtliche Einordnung muss geklärt sein

Anwendungsmatrix: Welche Messaufgabe im Galvanikbad?

Legende: ✅ in Herstellerapplikation dokumentiert, nicht unabhängig verifiziert | ⚠️ badspezifisch zu validieren | ❌ mit XRF nicht erfassbar

Messaufgabe	Eignung	Anmerkung
Zink und Nickel im Zn/Ni-Bad, Bereich g/L	✅	Messbereiche und Kalibrierung in der Application Note AN-PAN-1069 dokumentiert; Helmut Fischer nennt Zink-Nickel-Bäder ebenfalls, ohne veröffentlichte Messbereiche
Gold-, Silber-, Chrom-, Palladium- und Rhodiumbäder	⚠️	Von Helmut Fischer als Anwendung genannt, ohne veröffentlichte Messbereiche
Weitere Hauptmetalle im Bad, etwa Kupfer	⚠️	Keine Applikation in der Recherche gefunden, Kalibrierung mit eigener Matrix nötig
Spurenverunreinigungen im mg/L-Bereich	⚠️	Bestimmungsgrenze in der eigenen Matrix prüfen, in den geprüften Applikationen nicht dokumentiert
Metallgehalt in Spül- und Abwasser	⚠️	Eignung hängt von Grenzwert und erreichbarer Bestimmungsgrenze ab
Chrom(VI) neben Chrom(III)	❌	XRF liefert Gesamtchrom
Organische Zusätze, Glanzbildner	❌	Bestandteile (C, H, O, N) liegen außerhalb des Elementbereichs; andere Verfahren nötig
pH-Wert, Leitfähigkeit	❌	Keine elementspezifische Größe

Online-XRF im Vergleich zu Titration, Photometrie, AAS und ICP-OES

Die Spalte „Betriebsmittel“ beschreibt qualitativ, was das Verfahren im Betrieb verbraucht. Sie ist keine Kostenaussage.

Verfahren	Wofür geeignet	Betriebsmittel	Grenze
Online-XRF	Mehrere Metalle gleichzeitig am Bad, in kurzen Intervallen	Keine Prozessgase, keine Reagenzien; Verschleißteile Messfenster, Röhre, Detektor	Elementgesamtgehalt, Matrix- und Fensterthemen, Strahlenschutzorganisation
Automatische Titration	Bestimmung eines Stoffes über eine chemische Reaktion, auch Säure-, Cyanid- und Chrom(VI)-Gehalte; etabliert und robust	Reagenzien, Reagenzabfall	Je Methode ein Parameter, Personal- und Wartungsaufwand je Messplatz
Online-Photometrie	Einzelne Metalle (etwa Nickel, Kupfer, Eisen) und weitere Badbestandteile über farbbildende Reaktionen; etabliert	Reagenzien, Reagenzabfall	Je Methode ein Parameter, Querempfindlichkeit durch Begleitionen und Eigenfarbe der Matrix
AAS (Labor)	Etabliertes Laborverfahren für Einzelelemente	Brenn- bzw. Inertgase, Verdünnung	Typischerweise ein Element je Messung, Probenvorbereitung, nicht am Bad
ICP-OES (Labor)	Referenzverfahren für Elementgehalte, niedrige Gehalte, Spuren	Argon, Verdünnung bzw. Aufschluss	Probenvorbereitung, Verzögerung bis zum Ergebnis, nicht am Bad
Ionenselektive Elektrode	Aktivität eines Ions direkt im Bad, schnelle Messung	Kalibrierlösungen, Elektrodenersatz	Nur wenige Ionen, Querempfindlichkeiten, regelmäßige Nachkalibrierung

Die Verfahren schließen sich nicht aus. Anbieter kombinieren XRF mit Titration oder Photometrie auf einer Plattform, und ICP-OES oder AAS dienen im Betrieb typischerweise als Referenz für die Kontrollproben. Welches Verfahren die Messaufgabe am wirtschaftlichsten löst, hängt von der Zahl der Metalle, der Zahl der Messstellen, dem Spurenbedarf und dem vorhandenen Personal ab. Für Spuren bleiben ICP-OES und AAS in der Regel das Mittel der Wahl; für einzelne Metalle in wenigen Bädern sind Titration und Photometrie oft die einfachere Lösung; für mehrere Hauptmetalle in mehreren Bädern kann Online-XRF Betriebsmittel und Handarbeit sparen. Einschätzung der Redaktion.

Szenario aus dem Anlagenbetrieb (konstruiert, keine dokumentierte Betriebserfahrung)

Das Szenario beschreibt ein System ohne Zählratenüberwachung und ohne Kontrollprobe in festem Intervall. Es zeigt, warum diese beiden Maßnahmen zur Messkette gehören, und trifft nicht auf jedes System zu.

Nachts um drei meldet der Analysator an einem Zink-Nickel-Bad langsam fallende Zinkwerte. Die Dosierung fährt nach, die Werte bleiben niedrig, die Dosierung fährt weiter nach. Ursache ist kein Zinkverlust, sondern ein beginnender Belag auf dem Messfenster, der die Intensität senkt.

Ohne Überwachung meldet das Gerät keine Störung, es misst weiter und liest systematisch zu niedrig. Das Bad wird überdosiert, und die Abweichung zeigt sich erst, wenn die Schichtqualität kippt oder die nächste Laborprobe vorliegt. Dagegen helfen eine überwachte Zählrate, eine Kontrollprobe in festem Intervall und ein dokumentiertes Fensterwechselintervall. Systeme mit überwachter Zählrate können eine sinkende Intensität erkennen; ob und wie ein bestimmtes System das meldet, ist Herstellerfrage. Das Szenario ist plausibel konstruiert und ersetzt keine Betriebserfahrung.

Validierung vor der Abnahme

Eine Werkskalibration ist der Ausgangspunkt, nicht der Nachweis. Der folgende Ablauf beschreibt, was eine Abnahme belastbar macht, und gehört vor der Bestellung als Leistung in den Auftrag.

Schritt	Inhalt	Ergebnis
Referenzverfahren festlegen	Laborverfahren mit bekannter Messunsicherheit, etwa ICP-OES oder Titration, bevorzugt in einem nach ISO/IEC 17025 akkreditierten Labor	Bezugsgröße für alle weiteren Schritte
Vergleichsmessungen an realen Badproben	Proben über den gesamten Betriebsbereich, nicht nur im Sollwert	Abweichung und systematischer Versatz je Element
Wiederholmessungen	Mehrfachmessung derselben Probe am Analysator	Wiederholpräzision
Matrixprüfung	Proben mit den real auftretenden Schwankungen von Begleitelementen und Salzgehalt	Robustheit des Kalibriermodells
Driftlauf über mehrere Wochen	Kontrollprobe in festem Intervall, Zählrate mitschreiben	Langzeitstabilität und Fensterzustand
Abnahmekriterien schriftlich	Zulässige Abweichung, Prüfintervall, Vorgehen bei Ausfall des Analysators	Grundlage für Abnahme und laufenden Betrieb

Wie viele Proben nötig sind und welche Abweichung zulässig ist, ergibt sich aus der Regelaufgabe und wird mit Hersteller und Referenzlabor festgelegt. Ein Plan, der nur im Sollwertbereich prüft, zeigt Abweichungen an den Bereichsgrenzen nicht. Pauschale Probenzahlen aus Fachbeiträgen ersetzen diese Festlegung nicht.

Fragen an den Hersteller vor der Investition

Thema	Frage	Warum die Frage zählt
Messaufgabe	Gibt es eine Referenz für genau dieses Bad, diese Elemente und diesen Bereich?	Herstellerapplikationen gelten nur für die untersuchte Matrix
Aktualisierung	Wie oft liegt für jede Messstelle ein Wert vor, einschließlich Spülzeiten?	Messzeit und Aktualisierungszeit sind nicht dasselbe
Probenführung	Welche Werkstoffe haben Kontakt mit der Probe, und wie wird gespült und entgast?	Verschleppung und Gasblasen verfälschen den Wert
Messfenster	Welcher Fensterwerkstoff, welche Standzeit, welcher Wechselmechanismus?	Belag verursacht systematisch falsche Werte
Erkennung	Wie erkennt das System einen Belag oder eine Drift selbst?	Schleichende Fehler melden sich nicht von allein
Kalibrierung	Wie wird mit realen Badproben kalibriert, und wer macht es?	Eine Werkskalibration bildet die Matrix nicht ab
Validierung	Welche Wiederholpräzision, welche Abweichung zur Laboranalyse, welche Langzeitdrift liegen vor?	R² allein belegt die Genauigkeit im Betrieb nicht
Nachkalibrierung	In welchem Intervall und mit welchen Kontrollproben?	Bestimmt den laufenden Aufwand
Strahlenschutz	Welche rechtliche Einordnung gilt für das Gerät, und welche Unterlagen werden geliefert?	Genehmigung oder Anzeige hängt vom System ab
Schnittstellen	Welche Protokolle, welche Status- und Alarmsignale gehen an die Leittechnik?	Messwert ohne Status kann falsch geregelt werden
Verfügbarkeit	Welche Ausfallzeiten und Verschleißteile gibt es, und welche Betriebsdaten kann der Hersteller nennen?	Verfügbarkeit der ganzen Messkette zählt, nicht nur des Spektrometers
Betriebskosten	Welche Verbrauchs- und Ersatzteile fallen jährlich an?	Anschaffungspreis ist nur ein Teil der Kosten

Normen und rechtliche Grundlagen

Regelwerk	Gegenstand	Relevanz für Online-XRF in der Galvanik
Strahlenschutzgesetz (StrlSchG), § 12 und § 19	Betrieb von Röntgeneinrichtungen: grundsätzlich genehmigungsbedürftig, bei bestimmten Einrichtungen reicht eine Anzeige	Einordnung hängt vom konkreten System ab, Klärung mit Hersteller und Behörde
ISO/IEC 17025	Anforderungen an Prüf- und Kalibrierlaboratorien	Relevant für das Referenzlabor, gegen das kalibriert und validiert wird
ASTM D7039	Schwefel in Kraftstoffen mit monochromatischer WDXRF	Bezug zu XOS Sindie, nicht auf Galvanikbäder übertragbar
ISO 13032:2024	Niedrige Schwefelgehalte in Kraftstoffen mit EDXRF	Kraftstoffnorm, nicht auf Galvanikbäder übertragbar

Die analytischen Normen gelten für Kraftstoffe und sind keine Validierungsnormen für Online-XRF in Beschichtungsbädern. Für die Galvanik existiert in dieser Übersicht keine eigene Norm.

Welche Schritte im Strahlenschutz anfallen

Unabhängig davon, ob ein Gerät anzeige- oder genehmigungspflichtig ist, fällt ein fester Satz organisatorischer Aufgaben an. Die Liste nennt, worauf sich ein Betreiber einstellen sollte; welche Punkte im Einzelfall gelten, entscheidet die Einstufung des konkreten Geräts.

Einstufung des Geräts klären, auf Grundlage von Bauart und Bauartzulassung des Herstellers
Anzeige oder Genehmigung bei der zuständigen Behörde, je nach Einstufung
Strahlenschutzverantwortlichen benennen, bei Bedarf einen Strahlenschutzbeauftragten mit Fachkunde
Unterweisung der Beschäftigten und Dokumentation der Unterweisung
Wiederkehrende Prüfungen, Dichtheit von Abschirmung und Verriegelungen, Prüfprotokolle
Geräteunterlagen, Prüfberichte und Nachweise über die Betriebszeit aufbewahren

Dieser Abschnitt ist keine Rechtsberatung. Einstufung, Pflichten und Fristen sind mit dem Hersteller und der zuständigen Behörde zu klären.

F&A — Häufig gestellte Fragen

Was ist Online-XRF?
Online-XRF bestimmt Elementgehalte eines Prozessstroms automatisch aus der Röntgenfluoreszenzstrahlung, die angeregte Atome aussenden. Sie liefert Gesamtgehalte von Elementen, keine Bindungsformen. Die Probe wird dabei nicht verbraucht.

Was ist der Unterschied zwischen EDXRF und WDXRF?
EDXRF trennt die Strahlung über die Photonenenergie im Detektor, WDXRF über Beugung an einem Kristall. EDXRF baut kompakter, WDXRF löst die Linien feiner auf, ist aber aufwendiger in Justage und Wartung. Für Online-Anwendungen ist keine der beiden grundsätzlich überlegen.

Was misst Online-XRF im Galvanikbad und was nicht?
Sie misst Gesamtgehalte von Metallen wie Zink und Nickel im g/L-Bereich, in einer Herstellerapplikation dokumentiert. Sie erfasst weder Chrom(VI) neben Chrom(III) noch organische Zusätze, pH-Wert oder Leitfähigkeit. Für diese Größen sind andere Verfahren nötig.

Was sind die Stärken von Online-XRF im Galvanikbad?
Mehrere Metalle in einer Messung, keine Reagenzien, keine Prozessgase, schnelle Werte je Messstelle und die Kombinierbarkeit mit Titration oder Photometrie auf einer Plattform. Die Zeit- und Reagenzangaben sind Herstellerangaben. Die Stärken gelten für Gesamtgehalte von Hauptmetallen, nicht für Spuren oder Verbindungen.

Was ist der Unterschied zwischen Online-XRF und automatischer Titration?
Die Titration bestimmt einen Stoff über eine chemische Reaktion und verbraucht Reagenz. XRF misst den Gesamtgehalt eines Elements aus der Röntgenstrahlung, ohne Reagenzien. Beide Verfahren lassen sich auf einer Plattform kombinieren, was mehrere Anbieter für ihre Systeme beschreiben.

Wann ist Online-XRF besser als Titration, Photometrie, AAS oder ICP-OES?
Online-XRF ist im Vorteil, wenn mehrere Metalle gleichzeitig in kurzen Intervallen ohne Reagenzien, ohne Prozessgase und ohne Verdünnung gebraucht werden. Photometrie bestimmt einzelne Metalle über farbbildende Reaktionen, braucht Reagenzien und ist je Methode auf einen Parameter ausgelegt; sie ist bei wenigen Metallen oft die einfachere Lösung. Titration eignet sich, wenn ein Stoff über eine chemische Reaktion bestimmt werden soll oder nur wenige Parameter anfallen. ICP-OES und AAS bleiben Laborverfahren, gegen die kalibriert und kontrolliert wird, und sind bei Spuren im Vorteil.

Reicht ein Bestimmtheitsmaß von 0,998 als Nachweis der Genauigkeit?
Nein. Es beschreibt, wie gut die Kalibriergerade zu den Kalibrierproben passt. Die Genauigkeit im Betrieb zeigen erst unabhängige Kontrollproben, Wiederholpräzision, Abweichung zur Laboranalyse und Langzeitdrift.

Wie oft liefert ein Online-XRF mit mehreren Messstellen einen Wert?
Das hängt von Messzeit, Spülzeit und Zahl der Messstellen ab. Bei einer gemeinsamen Messzelle und sequenzieller Messung von 20 Stellen mit je 60 Sekunden liegt ein neuer Wert pro Stelle frühestens nach 20 Minuten vor. Der Hersteller muss die Aktualisierungszeit je Stelle einschließlich Spülung nennen.

Welche Normen und rechtlichen Vorgaben gelten für Online-XRF?
Für Online-XRF in Galvanikbädern existiert keine eigene Analysennorm; die vorhandenen XRF-Normen ISO 13032 und ASTM D7039 gelten für Schwefel in Kraftstoffen. In Deutschland regelt das Strahlenschutzgesetz den Betrieb von Röntgeneinrichtungen, nach § 12 grundsätzlich genehmigungsbedürftig, nach § 19 für bestimmte Einrichtungen anzeigebedürftig. Für das Referenzlabor, gegen das validiert wird, ist ISO/IEC 17025 maßgeblich. Welche Regelung im Einzelfall gilt, hängt vom konkreten System ab und ist mit Hersteller und zuständiger Behörde zu klären.

Welche Bestimmungsgrenze erreicht Online-XRF in einem Galvanikbad?
Das lässt sich nicht pauschal angeben, weil die Grenze aus Anregung, Messzeit, Detektor und vor allem der Matrix folgt. Ein hoher Salz- und Hauptmetallgehalt senkt die Empfindlichkeit für Nebenbestandteile deutlich. Eine belastbare Zahl liefert nur eine Messung in der eigenen Badmatrix, nicht ein Datenblattwert aus Reinstlösung.

Warum ist die Probenahme bei Online-XRF so kritisch?
Weil der Analysator nicht erkennen kann, ob die Probe das Bad überhaupt abbildet. Totvolumen, Gasblasen oder Verschleppung zwischen Messstellen liefern einen Wert, der präzise wiederholbar und trotzdem falsch ist. Ein belegtes Messfenster wirkt ähnlich: Die Intensität sinkt, und ohne Überwachung der Zählrate misst das Gerät systematisch zu niedrig. Über die Qualität des Ergebnisses entscheidet deshalb die Messkette und nicht der Spektrometertyp.

Was sind typische Fehler beim Einsatz von Online-XRF?
Häufig sind nicht repräsentative Probenahme, ein belegtes Messfenster, eine Kalibrierung ohne reale Matrixschwankungen und fehlende Statusinformation an die Leittechnik. Diese Fehler liefern plausible, aber falsche Werte. Eine Kontrollprobe in festem Intervall deckt sie auf.

Welche Fragen sollte man dem Hersteller vor dem Kauf stellen?
Wichtig sind eine Referenz für die eigene Matrix, die Aktualisierungszeit je Messstelle, die Selbstüberwachung von Fenster und Drift, die Validierungsdaten und die strahlenschutzrechtliche Einordnung. Die vollständige Liste steht im Abschnitt „Fragen an den Hersteller vor der Investition“.

Was dieser Artikel bewusst nicht behandelt

Bergbau und Erzaufbereitung. Die Hersteller dort messen Suspensionen mit anderen Anforderungen, unter anderem an Probenahme und Matrixkorrektur. Dieses Thema ist für einen künftigen Analytic-Journal-Artikel vorgesehen, aktuell noch ohne festen Termin.

Wirtschaftlichkeit und Amortisation. Belastbare, öffentlich verfügbare Betriebskostendaten fehlen, ein allgemeiner ROI wäre Spekulation. Der Abschnitt „Wo Online-XRF stark ist“ nennt deshalb nur qualitative Betriebsmittelunterschiede. Anwenderberichte zu Betriebsmitteln, Standzeiten und Wartung sind willkommen: info@analyticjournal.de. Dieses Thema ist für einen künftigen Analytic-Journal-Artikel vorgesehen, aktuell noch ohne festen Termin.

Handheld- und Labor-XRF sowie Schichtdickenmessung. Sie sind eigene Messaufgaben und nicht Gegenstand dieses Artikels. Dieses Thema ist für einen künftigen Analytic-Journal-Artikel vorgesehen, aktuell noch ohne festen Termin.

Fazit

Online-XRF eignet sich für Gesamtgehalte von Metallen im Galvanikbad, wenn die Messkette zur Matrix passt und validiert ist. Ihr Vorteil gegenüber Titration, Photometrie, AAS und ICP-OES liegt bei mehreren Metallen, kurzen Intervallen und dem Wegfall von Reagenzien und Prozessgasen. Sie ersetzt keine Verfahren für Spuren, Chrom(VI), organische Zusätze oder pH-Wert. Vor dem Kauf zählen Aktualisierungszeit, Fensterverhalten, Validierungsdaten und die strahlenschutzrechtliche Einordnung mehr als der Spektrometertyp.

Quellen

1. Normen und Richtlinien

Norm	Kurzbeschreibung	Relevanz
ISO 13032:2024	Niedrige Schwefelgehalte in Kraftstoffen, EDXRF	Kraftstoffbezug, nicht übertragbar
ASTM D7039	Schwefel in Kraftstoffen, monochromatische WDXRF	Bezug zu XOS Sindie
ISO/IEC 17025	Anforderungen an Prüf- und Kalibrierlaboratorien	Referenzlabor

2. Nationale Rechtsgrundlagen

Regelwerk	Kurzbeschreibung
Strahlenschutzgesetz (StrlSchG)	Genehmigung und Anzeige von Röntgeneinrichtungen, § 12 und § 19

3. Fachliteratur

Für Online-XRF in Galvanikbädern wurde bei der Recherche für diesen Artikel keine frei zugängliche unabhängige Fachpublikation geprüft. Aussagen zu Leistungsdaten stützen sich daher auf öffentliche Herstellerunterlagen und sind als solche gekennzeichnet. Betreiberberichte zu Fensterstandzeit, Drift und Wartung sind eine offene Lücke.

4. Organisationen und Datenquellen (abgerufen am 20.10.2026)

Analytic Journal verlinkt in Fachartikeln den Firmenbuch-Eintrag und die Quelle von Partnern der Plattform. Die übrigen Quellen sind mit Hersteller, Dokument und Abrufdatum benannt und über die Herstellerseiten auffindbar.

Helmut Fischer, FISCHERSCOPE XAN Liquid Analyzer, öffentlich zugängliche Produktunterlagen; die zugehörige Application Note AN104 war für diesen Artikel nicht frei zugänglich und wurde nicht ausgewertet
Malvern Panalytical, Epsilon Xflow, Produktunterlagen
Metrohm, 2060 XRF Process Analyzer, Produktunterlagen
Metrohm, Application Note AN-PAN-1069, Online-Elementanalyse von Zink-Nickel-Beschichtungsbädern, September 2025
Metso, Courier 6G SL, Produktunterlagen
Thermo Fisher Scientific, AnStat-430, Produktunterlagen
XOS, Sindie Online, Produktunterlagen

Änderungshinweis (26.10.2026, Version 2): Der Abschnitt „Wo Online-XRF stark ist“ wurde ergänzt, um Stärken und Einsatzgrenzen ausgewogener darzustellen. Die Überschrift „Die Messkette“ wurde neutraler gefasst. Das konstruierte Szenario wurde auf Systeme ohne Zählratenüberwachung eingegrenzt. Der Verfahrensvergleich wurde um Photometrie und AAS sowie die Spalte „Betriebsmittel“ erweitert, die Stärken-und-Grenzen-Tabelle, die F&A und das Fazit wurden angepasst. Anlass war redaktionelles Gegenlesen; die Änderungen erfolgten auf Entscheidung des Herausgebers.

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Herstellerangaben Stand 20.10.2026, Rechtsfragen zum Strahlenschutz bitte mit Hersteller und zuständiger Behörde klären.

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