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技術(shù)文章

直讀光譜儀的結(jié) 構(gòu)、工作原理及功能?

閱讀:28發(fā)布時間:2025-1-7

原理簡介:  

光電直讀光譜儀為發(fā)射光譜儀,主要通過測量樣品被激發(fā)時發(fā)出代表各元素的特征光譜光(發(fā)射光譜)的強度而對樣品進行定量分析的儀器。  

目前無論國內(nèi)還是國外的光電直讀光譜儀,基本可按照功能分為4個模塊,即:  

1、激發(fā)系統(tǒng):任務(wù)是通過各種方式使固態(tài)樣品充分原子化,并放出各元素的發(fā)射光譜光。  

2、光學(xué)系統(tǒng):對激發(fā)系統(tǒng)產(chǎn)生出的復(fù)雜光信號進行處理(整理、分離、篩選、捕捉)。  

3、測控系統(tǒng):測量代表各元素的特征譜線強度,通過各種手段,將譜線的光強信號轉(zhuǎn)化為電腦能夠識別的數(shù)字電信號。控制整個儀器正常運作  

4、計算機中的軟件數(shù)據(jù)處理系統(tǒng):對電腦接收到的各通道的光強數(shù)據(jù),進行各種算法運算,得到穩(wěn)定,準確的樣品含量。  

二、光電直讀光譜儀4個模塊的種類和特點:  

1、激發(fā)系統(tǒng):  

(1)高能預(yù)燃低壓火花激發(fā)光源+高純氬氣激發(fā)氣氛:采用高能預(yù)燃,大幅降低了樣品組織結(jié)構(gòu)對原子化結(jié)果的影響  

(2)高壓火花激發(fā)光源+高純氬氣激發(fā)氣氛:采集光強不穩(wěn)定  

(3)低壓火花激發(fā)光源+高純氬氣激發(fā)氣氛:對同一樣品光強穩(wěn)定,但是對于樣品組織結(jié)構(gòu)對原子化的影響無能為力  

(4)直流電弧激發(fā)光源+高純氬氣激發(fā)氣氛:對樣品中的痕量元素光譜分辨率和檢出限有好效果。  

(5)數(shù)控激發(fā)光源+高純氬氣激發(fā)氣氛:按照樣品中各元素的光譜特性,把激發(fā)過程分為靈活可調(diào)的幾個時間段,每段時間只針對某幾個情況相近的元素給出的激發(fā)狀態(tài)進行激發(fā),并僅采集這幾個元素。把各元素的激發(fā)狀態(tài)按照試驗情況進行分類討論)  

2、光學(xué)系統(tǒng):  

(1)帕邢-龍格光學(xué)系統(tǒng)(固定光路,凹面光柵及排列在羅蘭軌道上的固定出射狹縫陣列):光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,笨重,體積大。  

(2)中階梯光柵交叉色散光學(xué)系統(tǒng)(采用雙單色器交叉色散技術(shù),達到了高級次同級的高分辨率,同時又用二次色散解決了光譜的級次重疊問題):體積小,分辨率高,一般采集接固體成像系統(tǒng)。  

3、測控系統(tǒng):  

(一)測量系統(tǒng):  

(1)光電倍增管+積分電路+模數(shù)轉(zhuǎn)化電路:一般作為帕邢-龍格光學(xué)系統(tǒng)或C-T光學(xué)系統(tǒng)的光譜采集器,一個光電倍增管加上之后的電路只能采集一根譜線的強度。  

(2)CCD/CID檢測器+DSP:一般作為中階梯光柵交叉色散光學(xué)系統(tǒng)的采集器,靈敏度略低于光電倍增管,但是可做全譜采集。  

(二)控制:  

(1)多層光電隔離的激發(fā)控制+光路控制+采集控制  

(2)采用高抗干擾的通訊協(xié)議進行可又數(shù)據(jù)反饋的高效率控制。  

4、計算機軟件及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng):  

(1)內(nèi)標法  

(2)通過標準物質(zhì)繪制曲線。  

(3)通過PDA技術(shù)篩選數(shù)據(jù)。  

(4)通過軟件通道的測量數(shù)據(jù)進行背景、以及第三元素干擾的去干擾運算。  

(5)通過控制樣品找回儀器的漂移量。



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