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光電直讀光譜儀組成模塊

文章附圖

一、原理簡介:

光電直讀光譜儀為發射光譜儀,主要通過測量樣品被激發時發出代表各元素的特征光譜光(發射光譜)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、激發系統:任務是通過各種方式使固態樣品充分原子化,并放出各元素的發射光譜光.

2、光學系統:對激發系統產生出的復雜光信號進行處理(整理、分離、篩選、捕捉).

3、測控系統: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化為電腦能夠識別的數字電信號.控制整個儀器正常運作

4、計算機中的軟件數據處理系統:對電腦接收到的各通道的光強數據,進行各種算法運算,得到穩定,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、激發系統:

(1)高能預燃低壓火花激發光源+高純氬氣激發氣氛: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)高壓火花激發光源+高純氬氣激發氣氛:采集光強不穩定

(3)低壓火花激發光源+高純氬氣激發氣氛:對同一樣品光強穩定,但是對于樣品組織結構對原子化的影響無能為力

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

(5)數控激發光源+高純氬氣激發氣氛:按照樣品中各元素的光譜特性,把激發過程分為靈活可調的幾個時間段,每段時間只針對某幾個情況相近的元素給出最佳的激發狀態進行激發,并僅采集這幾個元素.把各元素的激發狀態按照試驗情況進行分類討論)

2、光學系統:

(1)帕邢-龍格光學系統(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):光學系統結構穩定,笨重,體積大.

(2)中階梯光柵交叉色散光學系統(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.

3、測控系統:

(一)測量系統:

(1)光電倍增管+積分電路+模數轉化電路:一般作為帕邢-龍格光學系統或C-T光學系統的光譜采集器,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控制+光路控制+采集控制

(2)采用高抗干擾的通訊協議進行可又數據反饋的高效率控制.

4、計算機軟件及數據處理系統:

(1)內標法

(2)通過標準物質繪制曲線.

(3)通過PDA技術篩選數據.

(4)通過軟件通道的測量數據進行背景、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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