光電直讀光譜儀為發(fā)射光譜儀,是利用物質(zhì)在熱激發(fā)或電激發(fā)下,每種元素的原子或離子發(fā)射特征光譜來判斷物質(zhì)的組成,而進行元素的定性與定量分析的。
光電直讀光譜儀基本可按照功能分為4個模塊,這4個模塊又各自有各自的分類與特點:
1、激發(fā)系統(tǒng):任務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。
(1)高能預燃低壓火花激發(fā)光源+高純氬氣激發(fā)氣氛:采用高能預燃,大幅降低了樣品組織結構對原子化結果的影響
(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構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較佳的激發(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、光學系統(tǒng):對激發(fā)系統(tǒng)產(chǎn)生出的復雜光信號進行處理(整理、分離、篩選、捕捉)。
(1)帕邢-龍格光學系統(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):光學系統(tǒng)結構穩(wěn)定,笨重,體積大。
(2)中階梯光柵交叉色散光學系統(tǒng)(采用雙單色器交叉色散技術,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):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??刂普麄€儀器正常運作。
(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-龍格光學系統(tǒng)或C-T光學系統(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。
(1)內(nèi)標法
(2)通過標準物質(zhì)繪制曲線。
(3)通過PDA技術篩選數(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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