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波长色散探测器之流气式正比计数器

钓鱼岛是中国的

2024/07/10

X射线荧光光谱仪（XRF）

在平时工作中，身边总是有人在问波长色散分析仪的探测器用的是什么检测器？是什么原理？有的为啥还有需要气体的，搞的好麻烦，气体爆炸怎么办……

今天我们就来聊聊波长色散分析仪的检测器。波长色散的x荧光光谱仪由于要使用分光晶体，从而使得待测元素的分析仪谱线可以较好的分离，故通常使用分辨率不那么高的流气式正比计数器和NaI闪烁计数器作为光谱仪的探测器。

主要说说流气式正比计数器气体正比计数器又可以分为封闭式和流气式正比计数器，由于封闭式正比例计数器分辨率太低，而且温差电冷能量探测器已经实用化，所以封闭式正比例计数器将会慢慢被淘汰。

我们主要来说说流气式正比例计数器，一般情况下，流气式正比计数器为一个直径2cm住状体，中间有一根20-30μm的金属丝，用作前放信号和外部高压的接头，筒状体内部充入惰性气体和淬灭气体，通常为90％的氩气和10％的甲烷气体混合器，并在金属丝和柱壳间施加1400V~1800V的电压。当流气式正比计数器中的探测气体收到X射线的照射时，或产生大量的负电子和正电性氩离子组成的离子对。假设入射X射线的光子能量为E，产生离子对的有效电离能为V，由入射X射线光子产生的平均离子对数n与入射X射线光子的能量成正比，与离子对的有效电离能成反比：n=E/V

产生的电子在电压作用下会逐渐加速飞向样机金属丝，并引发进一步的氩原子电离，这一效应被称为电离增益，流气正比探测器的电离增益一般为6*10四次方。。。。

经放大后的电流由电容收集，产生的脉冲电压与入射光子的能量成正比。在这里需要注意的是，脉冲高度和强度的区别。
脉冲高度：指由单个X射线产生的单个脉冲电压幅度。
X射线强度：指每秒钟测得的脉冲数。
重点来了，探测器的分辨率一般定义为峰高一半处所对应的谱峰宽度，简称谱峰半高宽。

流气式正比计数器一般适用于较长波长的X射线探测，通常用于0.15~5nm波长的X射线探测，对于0.15以下的波长，探测的灵敏度很低，这也就是为什么目前很多的X荧光分析仪会设置有多个检测器的原因。

希望这样的小知识普及能够让大家明白什么是流气式正比计数器，并且知道他的原理，这样见到这类型的分析仪就不会在这边面有疑问啦！

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