直讀光譜的那些事兒
拓普思實驗室系統
2018-12-29
直讀光譜的介紹篇”
1、原子發射光譜儀由哪幾部分構成？
原子發射光譜儀器一般由激發光源、色散系統和檢測系統組成。
激發光源——提供試樣蒸發，原子化，激發的能量；
色散系統——將光源產生的復合光按波長順序分開；
檢測系統——檢測并記錄光譜。
根據所檢測到的特征譜線的波長和強度來測定物質的元素組成和含量。
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。
根據光柵所處的環境不同，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技術的不斷發展，直讀光譜儀開始朝小型化、全譜型方向發展。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，可根據需求來選擇分析譜線，易于實現多基體的分析；
2）能根據元素的含量范圍和基體種類選擇分析譜線，實現更準確的測量；
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、動態范圍大的優點，特別適合高純金屬的分析；
2）數據讀出速度快，可實現光譜時域解析（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，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，不能實現較好的分析效果；
5）測量的是出縫寬度內的整體光強，這種方法無法去除背景和光譜干擾。
2、實現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、噪聲大等環境問題。同時，功耗高、真空穩定速度慢，儀器需長期開機，浪費嚴重。
光室充惰性氣體能實現真空紫外探測能力的同時，還具有穩定時間短，無噪聲等優點，且能避免由于真空系統造成的光室變形、儀器漂移和環境污染等問題。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，且該項技術已經過十多年市場驗證，穩定可靠。
