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第3楼2009/02/09
激发光源是光电直读光谱仪系统中重要的组成部分,它担负着包括物质的蒸发,解离和原子化以及激发等几个主要过程,实际上衡量分析方法好坏的几个主要技术指标,如光谱分析的检出限、精密度和准确度等,在很大程度上取决于激发光源。
激发光源都具有两个作用过程。这个作用就是蒸发样品及激发原子产生光谱。这两种作用同时进行,共同决定光谱线的强度。试料中元素蒸发离解,将涉及试样成分的物理及化学性质。把蒸发出来的元素原子激发,自然和光源发生器的性质有关,更确切地说与发生器的电学特性有密切关系、所以可以说激发光源决定了光谱分析方法,因此对光源现状的了解,是光谱工作者需要的。
由于光谱分析的样品种类繁多,试样形状不同,元素激发难易不同等,想用一种激发光源能够满足不同任务的各种分析是非常困难的。因此各种类型的光源都有其特点和应用范围,要根据不同的分析目的选择不同类型的光源。
从定量分析的观点来考虑,对光源的要求如下:
1.分析灵敏度高,并能分析痕量、微量元素分析,灵敏度可达ppm或ppb数量级。
2.浓度灵敏度高,即当分析元素含量C有小的变化时,相应的分析线强度2变化要大,即dI/dc要大。
3.在激发过程中,光源应有良好的稳定性和再现性,这是保证分析准确度的基本要求。
4.基体效应小,试料中基体含量变化时,分析元素的结果不受基体变化的影响。第三元素的影响,组织结构的影响,试样形状和质量的影响要小。
5.予燃时间,曝光时间(积分)要短,可提高分析效率和分析速度。
6.仪器结构简单、体积小,操作容易、安全可靠。
由于光电直读光谱分析,用光电转换测量代替了感光板测量;测光误差≤0.2%是非常小,而光源误差在1%左右,在总的光谱分析误差中起显著作用,所以用光电直读光谱分析时,采用性能良好的激发光源具有十分重要的意义。
激发光源是采用上下两个电极的方法,通上电流,电极之间就形成一个光源。在这光源中,电极之间空气(或其他气体)一般处于大气压力。因此放电是在充有气体的电极之间发生,是依靠电极间流过电流使气体发光,是建立在气体放电的基础上。如低压火花和控波型光源是在电容电场作用下,采用控制气氛中放电,辉光光源是在直流电场作用下,稀薄控制气氛中放电。等离子体光源是在射频电磁场作用下控制气氛中放电,应该指出的是气体通过电流时,电极之间的电压和电流的关系不遵守欧姆定律的。
光源的作用
光源的作用,将待测元素变成气体状态,而后激发成光谱,根据该元素谱线强度转换成光电流,由计算机控制的测光系统按谱线的强度换算成元素的含量。
光源作用的这种动态过程,就是将样品由固态变成气态,其中一部份元素激发而发射光谱,而这些气态的样品又不断地向四周扩散,分析间隙的气态样品也在不断更新,要求达到一个动态平衡,当光源激发一定时间后,蒸气云中待测元素浓度增大,只有蒸气云中浓度大,才能得到大的光电信号,为保证足够大的光电流,必须使单位时间内进入蒸气云中样品量的蒸发速度快,要求扩散慢,确保样品停留在蒸气云中的时间长。