一、原子熒光光譜儀結構

原子熒光光度計分為色(se)(se)散(san)(san)型和非色(se)(se)散(san)(san)型兩(liang)類(lei)。兩(liang)類(lei)儀(yi)器(qi)的(de)(de)結構(gou)基本(ben)相(xiang)似，差(cha)別在于(yu)非色(se)(se)散(san)(san)儀(yi)器(qi)不用單色(se)(se)器(qi)。色(se)(se)散(san)(san)型儀(yi)器(qi)由輻射光(guang)源、單色(se)(se)器(qi)、原(yuan)子化器(qi)、檢測(ce)(ce)器(qi)、顯示和記錄裝置組成，非色(se)(se)散(san)(san)儀(yi)器(qi)沒(mei)有單色(se)(se)器(qi)。熒光(guang)儀(yi)與原(yuan)子吸收儀(yi)相(xiang)似，但光(guang)源與檢測(ce)(ce)部件不在一條直(zhi)線上(shang)，而是(shi)90°直(zhi)角，而避免激(ji)發光(guang)源發射的(de)(de)輻射對原(yuan)子熒光(guang)檢測(ce)(ce)信號的(de)(de)影響。

原子(zi)熒光光譜儀由下述五部分組成(cheng)：

1、激發光源

用(yong)(yong)(yong)(yong)來激發(fa)原子使其產生原子熒光(guang)(guang)(guang)。光(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)分連(lian)續(xu)光(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)和銳線(xian)(xian)光(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)。連(lian)續(xu)光(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)一(yi)般采用(yong)(yong)(yong)(yong)高壓氙燈，功(gong)率可(ke)(ke)高達(da)數百瓦。這(zhe)種燈測定的(de)靈敏度(du)較低，光(guang)(guang)(guang)譜干擾較大，但(dan)是采用(yong)(yong)(yong)(yong)一(yi)個燈即可(ke)(ke)激發(fa)出(chu)各元素的(de)熒光(guang)(guang)(guang)。常用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)銳線(xian)(xian)光(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)為脈沖供電的(de)高強度(du)空心陰極燈、無電極放電燈及(ji)70年代中(zhong)期提(ti)出(chu)的(de)可(ke)(ke)控溫度(du)梯(ti)度(du)原子光(guang)(guang)(guang)譜燈。采用(yong)(yong)(yong)(yong)銳線(xian)(xian)光(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)時(shi)，測定某種元素需要(yao)配備該元素的(de)光(guang)(guang)(guang)譜燈。

2、單色器

產生高純單(dan)(dan)(dan)色(se)(se)(se)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)裝置，其作用(yong)為選出所需要(yao)測量的(de)(de)熒光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)線(xian)(xian)(xian)，排(pai)除其他光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)線(xian)(xian)(xian)的(de)(de)干(gan)擾。單(dan)(dan)(dan)色(se)(se)(se)器(qi)由狹縫、色(se)(se)(se)散元(yuan)件（光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)或棱鏡(jing)）和(he)若干(gan)個反射鏡(jing)或透(tou)鏡(jing)所組成，色(se)(se)(se)散系統對分(fen)(fen)辨能力要(yao)求不高，但要(yao)求有(you)(you)較(jiao)大的(de)(de)集光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)本領。使用(yong)單(dan)(dan)(dan)色(se)(se)(se)器(qi)的(de)(de)儀(yi)器(qi)稱為色(se)(se)(se)散原子(zi)熒光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)度計(ji)；非色(se)(se)(se)散原子(zi)熒光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)分(fen)(fen)析儀(yi)沒有(you)(you)單(dan)(dan)(dan)色(se)(se)(se)器(qi)，一般僅配置濾光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)用(yong)來分(fen)(fen)離分(fen)(fen)析線(xian)(xian)(xian)和(he)鄰(lin)近譜(pu)(pu)線(xian)(xian)(xian)，降低背景。非色(se)(se)(se)散型(xing)儀(yi)器(qi)的(de)(de)濾光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)非色(se)(se)(se)散型(xing)儀(yi)器(qi)的(de)(de)優(you)點是照(zhao)明立體角大，光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)通(tong)帶寬，熒光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)信(xin)號強度大，儀(yi)器(qi)結(jie)構簡單(dan)(dan)(dan)，操作方便(bian)，價格便(bian)宜(yi)。缺點是散射光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)影響大。

該圖片由注冊用戶"天空之城"提供，版權聲明反饋

3、原子化器

將被測元(yuan)(yuan)素(su)轉化(hua)(hua)(hua)為(wei)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)蒸(zheng)氣(qi)的(de)(de)裝(zhuang)置(zhi)。可(ke)分(fen)為(wei)火(huo)(huo)(huo)焰(yan)(yan)(yan)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)化(hua)(hua)(hua)器和(he)電(dian)熱原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)化(hua)(hua)(hua)器。火(huo)(huo)(huo)焰(yan)(yan)(yan)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)化(hua)(hua)(hua)器是利(li)用(yong)(yong)(yong)火(huo)(huo)(huo)焰(yan)(yan)(yan)使(shi)元(yuan)(yuan)素(su)的(de)(de)化(hua)(hua)(hua)合(he)物(wu)分(fen)解(jie)并生(sheng)成原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)蒸(zheng)氣(qi)的(de)(de)裝(zhuang)置(zhi)。所用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)火(huo)(huo)(huo)焰(yan)(yan)(yan)為(wei)空氣(qi)－乙炔焰(yan)(yan)(yan)、氬氫焰(yan)(yan)(yan)等。用(yong)(yong)(yong)氬氣(qi)稀釋加熱火(huo)(huo)(huo)焰(yan)(yan)(yan)，可(ke)以減小火(huo)(huo)(huo)焰(yan)(yan)(yan)中其(qi)他粒子(zi)(zi)(zi)，從而(er)(er)減小熒光猝(cu)滅（受激(ji)發(fa)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)與其(qi)它(ta)(ta)粒子(zi)(zi)(zi)碰撞，部分(fen)能量變成熱運動與其(qi)他形式的(de)(de)能量，因而(er)(er)發(fa)生(sheng)無(wu)輻(fu)射(she)的(de)(de)去激(ji)發(fa)，使(shi)熒光強度減少甚至消(xiao)失(shi)，該現象稱為(wei)熒光猝(cu)滅）現象。電(dian)熱原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)化(hua)(hua)(hua)器是利(li)用(yong)(yong)(yong)電(dian)能來產生(sheng)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)蒸(zheng)氣(qi)的(de)(de)裝(zhuang)置(zhi)。電(dian)感耦(ou)合(he)等離子(zi)(zi)(zi)焰(yan)(yan)(yan)也可(ke)作(zuo)為(wei)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)化(hua)(hua)(hua)器，它(ta)(ta)具有散射(she)干(gan)擾少、熒光效(xiao)率高(gao)的(de)(de)特點。

4、檢測系統

常(chang)用(yong)的檢(jian)測器(qi)為光(guang)(guang)電倍(bei)增管(guan)。在(zai)多元素原(yuan)子(zi)熒光(guang)(guang)分析儀中，也用(yong)光(guang)(guang)導攝象管(guan)、析象管(guan)做檢(jian)測器(qi)。檢(jian)測器(qi)與激(ji)發(fa)光(guang)(guang)束(shu)成直(zhi)角配置，以(yi)避免激(ji)發(fa)光(guang)(guang)源對檢(jian)測原(yuan)子(zi)熒光(guang)(guang)信(xin)號(hao)的影響。

5、顯示裝置

顯(xian)示測量結果的裝置。可以是電表(biao)、數字(zi)表(biao)、記錄儀(yi)等。

二、原子熒光光譜儀的原理

原子熒(ying)光光譜法是通過(guo)測(ce)量待(dai)測(ce)元(yuan)素的(de)原子蒸氣在輻射能激發下(xia)產生(sheng)的(de)熒(ying)光發射強度，來確(que)定待(dai)測(ce)元(yuan)素含量的(de)方法。

氣態自由原(yuan)(yuan)子(zi)吸(xi)收特征(zheng)波(bo)長(chang)(chang)輻射(she)(she)后，原(yuan)(yuan)子(zi)的(de)外層電子(zi)從基態或低能級(ji)躍遷到高能級(ji)經過約10-8s，又躍遷至基態或低能級(ji)，同(tong)時發(fa)(fa)射(she)(she)出與原(yuan)(yuan)激發(fa)(fa)波(bo)長(chang)(chang)相同(tong)或不同(tong)的(de)輻射(she)(she)，稱為原(yuan)(yuan)子(zi)熒(ying)光。原(yuan)(yuan)子(zi)熒(ying)光分(fen)為共振熒(ying)光、直(zhi)躍熒(ying)光、階躍熒(ying)光等。

發(fa)射(she)的(de)(de)熒(ying)(ying)光(guang)強度(du)和(he)原子化器中(zhong)單(dan)位(wei)體(ti)積該元(yuan)素(su)基(ji)態原子數(shu)成正比(bi)，式中(zhong)：I f為(wei)熒(ying)(ying)光(guang)強度(du)；φ為(wei)熒(ying)(ying)光(guang)量子效(xiao)率，表示單(dan)位(wei)時間內(nei)發(fa)射(she)熒(ying)(ying)光(guang)光(guang)子數(shu)與吸收激(ji)(ji)發(fa)光(guang)光(guang)子數(shu)的(de)(de)比(bi)值，一(yi)般小(xiao)于(yu)1；Io為(wei)激(ji)(ji)發(fa)光(guang)強度(du)；A為(wei)熒(ying)(ying)光(guang)照射(she)在檢測器上的(de)(de)有效(xiao)面積；L為(wei)吸收光(guang)程長度(du)；ε為(wei)峰值摩爾吸光(guang)系數(shu)；N為(wei)單(dan)位(wei)體(ti)積內(nei)的(de)(de)基(ji)態原子數(shu)。

原子熒光發射中(zhong)，由于部分能量轉變成(cheng)熱能或其(qi)他形式能量，使熒光強(qiang)度減少甚至(zhi)消失(shi)，該現象稱為熒光猝滅。