直讀光譜的那些事兒
拓普思實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)
2019-01-08
“直讀光譜的介紹篇”
1、原子發(fā)射光譜儀由哪幾部分構(gòu)成？
原子發(fā)射光譜儀器一般由激發(fā)光源、色散系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)組成。
激發(fā)光源——提供試樣蒸發(fā)，原子化，激發(fā)的能量；
色散系統(tǒng)——將光源產(chǎn)生的復(fù)合光按波長(zhǎng)順序分開(kāi)；
檢測(cè)系統(tǒng)——檢測(cè)并記錄光譜。
根據(jù)所檢測(cè)到的特征譜線的波長(zhǎng)和強(qiáng)度來(lái)測(cè)定物質(zhì)的元素組成和含量。
2、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，滿足多基體分析要求，譜線選擇靈活，可以扣除光譜干擾，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)。
“直讀光譜的選擇篇”
1、全譜型光譜儀和多道型光譜儀各有什么特點(diǎn)？
全譜型光譜儀具有以下特點(diǎn)：
1）全譜檢測(cè)，能夠獲得紫外至可見(jiàn)的所有譜線，可根據(jù)需求來(lái)選擇分析譜線，易于實(shí)現(xiàn)多基體的分析；
2）能根據(jù)元素的含量范圍和基體種類(lèi)選擇分析譜線，實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的測(cè)量；
3）易于擴(kuò)展升級(jí)，用戶若需增加新基體或新元素的分析，只需添加相應(yīng)分析程序，無(wú)需改變儀器硬件；
4）譜線信息豐富，結(jié)合扣背景、譜線分離等先進(jìn)的算法，可以準(zhǔn)確扣除各種光譜干擾；
5）儀器校準(zhǔn)方便快捷，只需通過(guò)智能校準(zhǔn)算法，即可實(shí)現(xiàn)光譜校正，無(wú)任何運(yùn)動(dòng)部件；
多道光譜儀的主要特點(diǎn)：
1）多采用PMT檢測(cè)器，具有噪聲低、動(dòng)態(tài)范圍大的優(yōu)點(diǎn)，特別適合高純金屬的分析；
2）數(shù)據(jù)讀出速度快，可實(shí)現(xiàn)光譜時(shí)域解析（TRS）、單火花評(píng)估等功能，從而滿足酸溶物和夾雜物等特殊分析需求；
3）定制化生產(chǎn)，通道選擇出廠前已配置完成，升級(jí)困難。
4）受到PMT體積和安裝空間的限制，元素配置的通道有限，在分析不同含量范圍和基體種類(lèi)的樣品時(shí)，往往采用同一分析譜線，不能實(shí)現(xiàn)較好的分析效果；
5）測(cè)量的是出縫寬度內(nèi)的整體光強(qiáng)，這種方法無(wú)法去除背景和光譜干擾。
2、實(shí)現(xiàn)真空紫外波段測(cè)量的手段有哪些？
在直讀光譜儀的實(shí)際應(yīng)用中，如C、P、S、As等元素的光譜線均在真空紫外波段，而空氣中的氧及水蒸氣等會(huì)對(duì)這些譜線產(chǎn)生強(qiáng)烈的吸收，使光譜強(qiáng)度急劇減弱，影響元素測(cè)量，所以應(yīng)當(dāng)將光室中的空氣除去。
目前主流市場(chǎng)上主要有兩種方式可以實(shí)現(xiàn)真空紫外波段元素的測(cè)量：光室抽真空或充惰性氣體（如氬氣、氮?dú)獾龋?
抽真空型的直讀光譜儀需要用額外的真空泵，存在油蒸汽污染嚴(yán)重、噪聲大等環(huán)境問(wèn)題。同時(shí)，功耗高、真空穩(wěn)定速度慢，儀器需長(zhǎng)期開(kāi)機(jī)，浪費(fèi)嚴(yán)重。
光室充惰性氣體能實(shí)現(xiàn)真空紫外探測(cè)能力的同時(shí)，還具有穩(wěn)定時(shí)間短，無(wú)噪聲等優(yōu)點(diǎn)，且能避免由于真空系統(tǒng)造成的光室變形、儀器漂移和環(huán)境污染等問(wèn)題。目前，市場(chǎng)主流光譜儀多采用CCD傳感器作為檢測(cè)裝置，光室體積可做到很小，更有利于惰性氣體環(huán)境建立，從而得到更好的紫外元素分析效果，且該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)過(guò)十多年市場(chǎng)驗(yàn)證，穩(wěn)定可靠。
