手持光谱仪是一种基于XRF光谱分析技术的光谱分析仪器,当能量高于原子内层电子结合能的高能X射线与原子发生碰撞时,驱逐一个内层电子从而出现一个空穴,使整个原子体系处于不稳定的状态,当较外层的电子跃迁到空穴时,产生一次光电子,击出的光子可能再次被吸收而逐出较外层的另一个次级光电子,发生效应,亦称次级光电效应或无辐射效应。所逐出的次级光电子称为俄歇电子。当较外层的电子跃入内层空穴所释放的能量不被原子内吸收,而是以光子形式放出,便产生X射线荧光,其能量等于两能级之间的能量差。
奥林巴斯手持荧光光谱仪|常见的两种荧光光谱仪技术原理
X荧光光谱主要是激发源(X射线管)和探测系统。
其原理是:X射线管通过产生入射X射线(一次X射线)来刺激被测样品。受刺激样品中的每个元素都会辐射出二次X射线(也称为X荧光),不同元素辐射的二次X射线具有特定的能量特性或波长特性。探测系统测量二次X射线的能量、数量或波长。然后,仪器软件将探测系统收集到的信息转换为样品中各种元素的类型和含量。元素的原子受到高能辐射的刺激,导致内部电子的跳跃,并发射出具有一定特殊波长的X射线。因此,只要测量荧光X射线的波长或能量,就可以知道元素的类型,这是荧光X射线定性分析的基础。此外,荧光X射线的强度与相应元素的含量有一定的关系,因此可以对元素进行定量分析。当使用X射线照射样品时,样品可以刺激各种波长的荧光X射线,需要根据波长(或能量)分离混合X射线,分别测量不同波长(或能量)的X射线强度进行定性和定量分析,因此使用的仪器称为X荧光光谱仪。由于X荧光具有一定的波长和一定的能量,
手持荧光光谱仪有两种基本类型:波长色散和能量色散。
奥林巴斯手持荧光光谱仪|常见的三种荧光光谱仪技术原理---能量色散荧光光谱仪
能量色散法是简单地过滤X射线刺激所有被测元素的荧光,然后进入探测器,并使用仪器和软件来分离光谱。如果测量是元素周期表中相邻的两个元素,则由于光谱重叠而产生测量误差。能量色散仪器不损坏被测材料或产品,也不需要专业人员操作,缺点是铬和溴总量测量(一般不影响使用,因为许多情况可以确定,如铬总量超标,通常知道六价铬超标,特别是溴,如作为阻燃剂,无论哪种溴,总量超标都不合格)。
奥林巴斯手持荧光光谱仪|常见的三种荧光光谱仪技术原理--波长色散荧光光谱仪
波长法是由于其激发的荧光足够强,进入仪器分析的光谱是单一元素(“过滤”不需要测量的元素),不含其他元素的光谱,所以测量数据非常准确。该仪器的灵敏度高于能量色散型的数量级,即测量的数据不存在“灰色地域”没有测量,需要检测机构复检。缺点是波长法需要将被测材料粉碎压制成样品,然后才能准确测量。因此,它被用于材料厂。如果作样品(非破坏性),材料表面形状会有不同的误差。