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仪器检测-直读光谱仪的原理及结构简介

2019/1/25

仪器检测-直读光谱仪的原理及结构简介


直读光谱仪为发射光谱仪,主要通过测量样品被激发时发出代表各元素的特征光谱光(发射光谱)的强度而对样品进行定量分析的仪器。
   目前无论国内还是国外的光电直读光谱仪,基本可按照功能分为4个模块,即:

1、激发系统:任务是通过各种方式使固态样品充分原子化,并放出各元素的发射光谱光。

2、光学系统:对激发系统产生出的复杂光信号进行处理(整理、分离、筛选、捕捉)。

3、测控系统:测量代表各元素的特征谱线强度,通过各种手段,将谱线的光强信号转化为电脑能够识别的数字电信号。控制整个仪器正常运作

4、计算机中的软件数据处理系统:对电脑接收到的各通道的光强数据,进行各种算法运算,得到稳定,准确的样品含量。

二、光电直读光谱仪4个模块的种类和特点:

1、激发系统:

1)高能预燃低压火花激发光源+高纯氩气激发气氛:采用高能预燃,大幅降低了样品组织结构对原子化结果的影响

2)高压火花激发光源+高纯氩气激发气氛:采集光强不稳定

3)低压火花激发光源+高纯氩气激发气氛:对同一样品光强稳定,但是对于样品组织结构对原子化的影响无能为力

4)直流电弧激发光源+高纯氩气激发气氛:对样品中的痕量元素光谱分辨率和检出限有好效果。

5)数控激发光源+高纯氩气激发气氛:按照样品中各元素的光谱特性,把激发过程分为灵活可调的几个时间段,每段时间只针对某几个情况相近的元素给出佳的激发状态进行激发,并仅采集这几个元素。把各元素的激发状态按照试验情况进行分类讨论)

2、光学系统:

1)帕邢-龙格光学系统(固定光路,凹面光栅及排列在罗兰轨道上的固定出射狭缝阵列):光学系统结构稳定,笨重,体积大。

2)中阶梯光栅交叉色散光学系统(采用双单色器交叉色散技术,达到了高级次同级的高分辨率,同时又用二次色散解决了光谱的级次重叠问题):体积小,分辨率高,一般采集接固体成像系统。

3、测控系统:

(一)测量系统:

1)光电倍增管+积分电路+模数转化电路:一般作为帕邢-龙格光学系统或C-T光学系统的光谱采集器,一个光电倍增管加上之后的电路只能采集一根谱线 的强度。

2)CCD/CID检测器+DSP:一般作为中阶梯光栅交叉色散光学系统的采集器,灵敏度略低于光电倍增管,但是可做全谱采集。

(二)控制:

1)多层光电隔离的激发控制+光路控制+采集控制

2)采用高抗干扰的通讯协议进行可又数据反馈的高效率控制。 4、计算机软件及数据处理系统:

1)内标法

2)通过标准物质绘制曲线。

3)通过PDA技术筛选数据。

4)通过软件通道的测量数据进行背景、以及第三元素干扰的去干扰运算。

5)通过控制样品找回仪器的漂移量。

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