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主營(yíng)產(chǎn)品:X射線(xiàn)熒光光譜儀

直讀光譜儀的原理

點(diǎn)擊次數(shù):1228  更新時(shí)間:2023-02-17

1、光譜分類(lèi)及原子光譜分析方法有哪些?


  光譜按強(qiáng)度隨波長(zhǎng)或頻率的分布輪廓,可分為線(xiàn)狀光譜、帶狀光譜和連續(xù)光譜;按能量傳遞方式可分為吸收光譜、發(fā)射光譜、熒光光譜和拉曼光譜;按電磁輻射的本質(zhì),光譜可分為:原子光譜、分子光譜、X射線(xiàn)能譜、γ射線(xiàn)能譜等。電磁波譜根據(jù)能量的高低排列由短波段的γ射線(xiàn)、X射線(xiàn)到紫外光、可見(jiàn)光、紅外光再到長(zhǎng)波段的微波和射頻波,如表1所示的光譜類(lèi)型。


電磁波譜與相關(guān)的光譜類(lèi)型

波長(zhǎng)范圍電磁波區(qū)域光譜分析類(lèi)型

<0.005nmγ射線(xiàn)區(qū)(穆斯堡爾譜)

0.005~10nmX射線(xiàn)區(qū)(X射線(xiàn)熒光光譜)

10~200nm真空紫外區(qū)原子光譜

200~400nm近紫外區(qū)

400~800nm可見(jiàn)光區(qū)

0.8~2.5μm近紅外光區(qū)分子光譜

2.5~50μm中紅外光區(qū)

50~1000μm遠(yuǎn)紅外光區(qū)

1~300mm微波區(qū)

>300mm射頻區(qū)(核磁共振波譜)



  原子是由原子核和核外電子組成的,核外電子處在不同的軌道上即不同的能級(jí)上,能量變化是量子化的。當(dāng)外層電子產(chǎn)生躍遷時(shí),所發(fā)射或吸收的光譜即為原子光譜,原子光譜屬于線(xiàn)狀光譜,是元素的固有特征。


  原子光譜的分析技術(shù)包括原子發(fā)射光譜(AES)、原子吸收光譜(AAS)和原子熒光光譜(AFS)及X射線(xiàn)熒光光譜(XRF)分析方法。


2、什么是AES?常見(jiàn)的AES儀器有哪些?


  AES的全稱(chēng)是“Atomic Emission Spectrometry",即原子發(fā)射光譜,其產(chǎn)生的原理是由原子中核外電子受到外來(lái)能量的激發(fā),躍遷到激發(fā)態(tài),再由高能態(tài)回到較低的能態(tài)或基態(tài)時(shí),以輻射形式釋放能量而產(chǎn)生的光譜。


  基于AES技術(shù)的儀器有:火花/電弧源原子發(fā)射光譜儀(AES)、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀(ICP-AES或ICP-OES)、輝光放電原子發(fā)射光譜儀(GD-OES)等。通常AES指火花源原子發(fā)射光譜儀,也叫直讀光譜儀。


3、光譜儀定性和定量計(jì)算原理是什么?


  光譜儀是指能夠?qū)⒐庠窗l(fā)射出來(lái)的具有各種波長(zhǎng)的復(fù)色光按照波長(zhǎng)順序展開(kāi),并通過(guò)檢測(cè)器測(cè)量不同波長(zhǎng)光譜強(qiáng)度的儀器。利用光譜儀獲得的元素特征波長(zhǎng)信息可以定性判斷樣品中是否含有該元素;通過(guò)元素特征譜線(xiàn)的強(qiáng)度可以定量計(jì)算該元素含量,即利用一系列標(biāo)樣制定工作曲線(xiàn),對(duì)比待測(cè)試樣和工作曲線(xiàn)坐標(biāo)上的強(qiáng)度,得到待測(cè)試樣精確的含量。


4、直讀光譜儀器的誤差來(lái)源有哪些?


  1)系統(tǒng)誤差也叫可測(cè)誤差,一般包括儀器的本身波動(dòng);樣品的給定值和實(shí)際值存在一定的偏差(標(biāo)準(zhǔn)樣品的元素定值方法可能和實(shí)際檢測(cè)方法不一致,這樣檢測(cè)結(jié)果會(huì)有方法上的差異;同一種方法的檢測(cè)結(jié)果也存在一定的波動(dòng));待測(cè)樣品和系列標(biāo)樣之間存在成分的差異,可能導(dǎo)致在蒸發(fā)、解離過(guò)程中的誤差,如背景強(qiáng)度的差別和基體蒸發(fā)的差異等。 


  2)偶然誤差是一種無(wú)規(guī)律性的誤差,如試樣不均勻;檢測(cè)時(shí)周?chē)臏貪穸?、電源電壓等的變化;樣品本身的成分差異等?/span>


  3)過(guò)失誤差是指分析人員工作中的操作失誤所得到的結(jié)果,可以避免。如制樣不精確,樣品前處理不符合要求,控樣和待測(cè)試樣存在制樣偏差,選擇了錯(cuò)誤的分析程序等。


5、直讀光譜儀有哪些種類(lèi)?


  直讀光譜儀可以有不同的劃分方法。


  根據(jù)光柵所處的環(huán)境不同,可分為真空型和非真空型直讀光譜儀,其中非真空型直讀光譜儀又可分為空氣型直讀光譜儀(無(wú)法測(cè)定真空紫外波段的C、P、S、As等元素含量)和充惰性氣體型直讀光譜儀(可以測(cè)定真空紫外元素);


根據(jù)儀器的結(jié)構(gòu)不同,又可分為多道直讀光譜儀和全譜直讀光譜儀,其中前者多采用光電倍增管作為檢測(cè)器,后者多采用陣列檢測(cè)器(如CCD)。


隨著CCD技術(shù)的不斷發(fā)展,直讀光譜儀開(kāi)始朝小型化、全譜型方向發(fā)展。小型化儀器功耗小,占用空間小且易于維護(hù);全譜直讀光譜儀能夠獲得全波段范圍內(nèi)的光譜,滿(mǎn)足多基體分析要求,譜線(xiàn)選擇靈活,可以有效扣除光譜干擾,分析更準(zhǔn)確,而多道直讀光譜儀只能檢測(cè)有限數(shù)量的光譜,很難做到這一點(diǎn)。

斯派克直讀光譜儀



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