一、原子熒光光譜儀結構

原子熒光光度計分為色散(san)型和非(fei)色散(san)型兩類(lei)。兩類(lei)儀(yi)器的(de)結構基本(ben)相(xiang)似(si)(si)，差(cha)別在于非(fei)色散(san)儀(yi)器不(bu)用(yong)單色器。色散(san)型儀(yi)器由(you)輻射光源、單色器、原(yuan)(yuan)子化器、檢測器、顯示(shi)和記錄裝置組成，非(fei)色散(san)儀(yi)器沒有單色器。熒光儀(yi)與(yu)原(yuan)(yuan)子吸(xi)收儀(yi)相(xiang)似(si)(si)，但光源與(yu)檢測部件不(bu)在一條直(zhi)線(xian)上，而是90°直(zhi)角，而避(bi)免激(ji)發(fa)(fa)光源發(fa)(fa)射的(de)輻射對(dui)原(yuan)(yuan)子熒光檢測信號的(de)影響。

原(yuan)子熒光(guang)(guang)光(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)由(you)下述(shu)五部(bu)分組成：

1、激發光源

用(yong)來激發(fa)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)使其(qi)產生原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)熒光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)。光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)分(fen)連(lian)續光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)和銳線(xian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)。連(lian)續光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)一般采用(yong)高(gao)壓氙(xian)燈(deng)(deng)(deng)，功率(lv)可(ke)(ke)高(gao)達數百瓦。這種燈(deng)(deng)(deng)測定的(de)(de)靈敏度(du)(du)較低，光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜干擾較大(da)，但是(shi)采用(yong)一個燈(deng)(deng)(deng)即可(ke)(ke)激發(fa)出各元(yuan)素(su)的(de)(de)熒光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)。常用(yong)的(de)(de)銳線(xian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)為脈(mo)沖供電的(de)(de)高(gao)強度(du)(du)空(kong)心陰極(ji)燈(deng)(deng)(deng)、無電極(ji)放電燈(deng)(deng)(deng)及70年代中期提出的(de)(de)可(ke)(ke)控溫度(du)(du)梯度(du)(du)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜燈(deng)(deng)(deng)。采用(yong)銳線(xian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)時(shi)，測定某(mou)種元(yuan)素(su)需要配備該元(yuan)素(su)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜燈(deng)(deng)(deng)。

2、單色器

產(chan)生高(gao)純單(dan)色(se)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)裝置，其(qi)(qi)作用(yong)為(wei)(wei)選出所需要測量的(de)(de)熒(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜線，排(pai)除其(qi)(qi)他光(guang)(guang)(guang)(guang)譜線的(de)(de)干擾。單(dan)色(se)器(qi)(qi)(qi)(qi)由狹縫、色(se)散(san)(san)(san)元件（光(guang)(guang)(guang)(guang)柵或(huo)棱鏡）和若(ruo)干個反射鏡或(huo)透鏡所組成，色(se)散(san)(san)(san)系統對分辨能力要求不高(gao)，但要求有較大的(de)(de)集光(guang)(guang)(guang)(guang)本領(ling)。使(shi)用(yong)單(dan)色(se)器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)儀器(qi)(qi)(qi)(qi)稱為(wei)(wei)色(se)散(san)(san)(san)原子(zi)熒(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)度計；非色(se)散(san)(san)(san)原子(zi)熒(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)分析儀沒有單(dan)色(se)器(qi)(qi)(qi)(qi)，一般(ban)僅配置濾光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)(qi)用(yong)來分離分析線和鄰近譜線，降低背景(jing)。非色(se)散(san)(san)(san)型儀器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)濾光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)(qi)非色(se)散(san)(san)(san)型儀器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)優點(dian)(dian)是照明(ming)立體角大，光(guang)(guang)(guang)(guang)譜通帶寬，熒(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)信號強度大，儀器(qi)(qi)(qi)(qi)結構簡單(dan)，操作方便，價格便宜。缺點(dian)(dian)是散(san)(san)(san)射光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)影(ying)響(xiang)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)素轉化(hua)(hua)(hua)為(wei)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)蒸(zheng)氣的(de)(de)(de)裝置(zhi)。可(ke)分(fen)為(wei)火焰(yan)(yan)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)化(hua)(hua)(hua)器(qi)(qi)和電(dian)(dian)(dian)熱(re)(re)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)化(hua)(hua)(hua)器(qi)(qi)。火焰(yan)(yan)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)化(hua)(hua)(hua)器(qi)(qi)是利(li)用火焰(yan)(yan)使(shi)元(yuan)素的(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)合物分(fen)解并(bing)生成原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)蒸(zheng)氣的(de)(de)(de)裝置(zhi)。所(suo)用的(de)(de)(de)火焰(yan)(yan)為(wei)空氣－乙(yi)炔焰(yan)(yan)、氬(ya)(ya)氫焰(yan)(yan)等。用氬(ya)(ya)氣稀釋加熱(re)(re)火焰(yan)(yan)，可(ke)以(yi)減(jian)小火焰(yan)(yan)中其他粒(li)子(zi)(zi)，從(cong)而(er)減(jian)小熒(ying)(ying)光猝滅（受激(ji)發(fa)(fa)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)與(yu)其它(ta)粒(li)子(zi)(zi)碰撞(zhuang)，部分(fen)能量變(bian)成熱(re)(re)運動與(yu)其他形式(shi)的(de)(de)(de)能量，因(yin)而(er)發(fa)(fa)生無輻射(she)的(de)(de)(de)去激(ji)發(fa)(fa)，使(shi)熒(ying)(ying)光強度減(jian)少甚至消(xiao)失，該現象稱為(wei)熒(ying)(ying)光猝滅）現象。電(dian)(dian)(dian)熱(re)(re)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)化(hua)(hua)(hua)器(qi)(qi)是利(li)用電(dian)(dian)(dian)能來(lai)產生原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)蒸(zheng)氣的(de)(de)(de)裝置(zhi)。電(dian)(dian)(dian)感耦(ou)合等離(li)子(zi)(zi)焰(yan)(yan)也(ye)可(ke)作為(wei)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)化(hua)(hua)(hua)器(qi)(qi)，它(ta)具有散射(she)干擾(rao)少、熒(ying)(ying)光效率(lv)高的(de)(de)(de)特點。

4、檢測系統

常用的(de)檢(jian)測器(qi)(qi)為光電倍增管(guan)(guan)(guan)。在多元素原子熒光分析儀中(zhong)，也用光導攝象管(guan)(guan)(guan)、析象管(guan)(guan)(guan)做檢(jian)測器(qi)(qi)。檢(jian)測器(qi)(qi)與激發(fa)光束(shu)成直角配置，以避免激發(fa)光源對檢(jian)測原子熒光信號的(de)影響(xiang)。

5、顯示裝置

顯示(shi)測量結果(guo)的裝置。可以是(shi)電表(biao)、數字表(biao)、記(ji)錄儀等。

二、原子熒光光譜儀的原理

原子熒(ying)光(guang)光(guang)譜法(fa)是通過測(ce)(ce)量待測(ce)(ce)元素(su)的(de)原子蒸氣在輻射能激發下產(chan)生的(de)熒(ying)光(guang)發射強度，來確定(ding)待測(ce)(ce)元素(su)含量的(de)方法(fa)。

氣態自由(you)原(yuan)(yuan)子(zi)吸收(shou)特征(zheng)波(bo)長輻射后(hou)，原(yuan)(yuan)子(zi)的(de)外(wai)層電子(zi)從基態或低(di)能級躍遷到高能級經過約(yue)10-8s，又躍遷至(zhi)基態或低(di)能級，同(tong)(tong)時發射出與原(yuan)(yuan)激發波(bo)長相同(tong)(tong)或不同(tong)(tong)的(de)輻射，稱為原(yuan)(yuan)子(zi)熒(ying)(ying)光(guang)。原(yuan)(yuan)子(zi)熒(ying)(ying)光(guang)分為共(gong)振(zhen)熒(ying)(ying)光(guang)、直(zhi)躍熒(ying)(ying)光(guang)、階躍熒(ying)(ying)光(guang)等。

發射的熒(ying)(ying)光強(qiang)度和(he)原子(zi)化器(qi)中單位體積該元素基態(tai)原子(zi)數成正(zheng)比(bi)，式中：I f為(wei)熒(ying)(ying)光強(qiang)度；φ為(wei)熒(ying)(ying)光量子(zi)效(xiao)率，表示單位時間內發射熒(ying)(ying)光光子(zi)數與吸收(shou)激發光光子(zi)數的比(bi)值，一般小于1；Io為(wei)激發光強(qiang)度；A為(wei)熒(ying)(ying)光照(zhao)射在檢(jian)測器(qi)上的有(you)效(xiao)面(mian)積；L為(wei)吸收(shou)光程長(chang)度；ε為(wei)峰值摩爾(er)吸光系數；N為(wei)單位體積內的基態(tai)原子(zi)數。

原子熒光(guang)發射(she)中(zhong)，由于部分(fen)能量轉變成熱能或其(qi)他(ta)形式能量，使熒光(guang)強(qiang)度減少甚(shen)至消失，該現象稱(cheng)為(wei)熒光(guang)猝滅。