直讀光譜的那些事兒
拓普思實驗室系統(tǒng)
2018-11-20
“直讀光譜的介紹篇”
1、原子發(fā)射光譜儀由哪幾部分構成？
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)生的復合光按波長順序分開；
檢測系統(tǒng)——檢測并記錄光譜。
根據(jù)所檢測到的特征譜線的波長和強度來測定物質(zhì)的元素組成和含量。
2、直讀光譜儀有哪些種類？
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（無法測定真空紫外波段的C、P、S、As等元素含量）和充惰性氣體型直讀光譜儀（可以測定真空紫外元素）；
根據(jù)儀器的結構不同，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器，后者多采用陣列檢測器（如CCD）。
隨著CCD技術的不斷發(fā)展，直讀光譜儀開始朝小型化、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；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，分析更準確，而多道直讀光譜儀只能檢測有限數(shù)量的光譜，很難做到這一點。
“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？
全譜型光譜儀具有以下特點：
1）全譜檢測，能夠獲得紫外至可見的所有譜線，可根據(jù)需求來選擇分析譜線，易于實現(xiàn)多基體的分析；
2）能根據(jù)元素的含量范圍和基體種類選擇超優(yōu)的分析譜線，實現(xiàn)更準確的測量；
3）易于擴展升級，用戶若需增加新基體或新元素的分析，只需添加相應分析程序，無需改變儀器硬件；
4）譜線信息豐富，結合扣背景、譜線分離等先進的算法，可以準確扣除各種光譜干擾；
5）儀器校準方便快捷，只需通過智能校準算法，即可實現(xiàn)光譜校正，無任何運動部件；
多道光譜儀的主要特點：
1）多采用PMT檢測器，具有噪聲低、動態(tài)范圍大的優(yōu)點，特別適合高純金屬的分析；
2）數(shù)據(jù)讀出速度快，可實現(xiàn)光譜時域解析（TRS）、單火花評估等功能，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的樣品時，往往采用同一分析譜線，不能實現(xiàn)的分析效果；
5）測量的是出縫寬度內(nèi)的整體光強，這種方法無法去除背景和光譜干擾。
2、實現(xiàn)真空紫外波段測量的手段有哪些？
在直讀光譜儀的實際應用中，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對這些譜線產(chǎn)生強烈的吸收，使光譜強度急劇減弱，影響元素測量，所以應當將光室中的空氣除去。
目前主流市場上主要有兩種方式可以實現(xiàn)真空紫外波段元素的測量：光室抽真空或充惰性氣體（如氬氣、氮氣等）。
抽真空型的直讀光譜儀需要用額外的真空泵，存在油蒸汽污染嚴重、噪聲大等環(huán)境問題。同時，功耗高、真空穩(wěn)定速度慢，儀器需長期開機，浪費嚴重。
光室充惰性氣體能實現(xiàn)真空紫外探測能力的同時，還具有穩(wěn)定時間短，無噪聲等優(yōu)點，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)境污染等問題。目前，市場主流光譜儀多采用CCD傳感器作為檢測裝置，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，且該項技術已經(jīng)過十多年市場驗證，穩(wěn)定可靠。
