一、原子熒光光譜儀結構

原子熒光光度計分為色(se)散(san)(san)型(xing)和非(fei)色(se)散(san)(san)型(xing)兩(liang)(liang)類。兩(liang)(liang)類儀(yi)器(qi)(qi)的(de)結(jie)構基本相(xiang)(xiang)似，差(cha)別在于非(fei)色(se)散(san)(san)儀(yi)器(qi)(qi)不(bu)用(yong)單色(se)器(qi)(qi)。色(se)散(san)(san)型(xing)儀(yi)器(qi)(qi)由輻(fu)射光(guang)(guang)(guang)(guang)源、單色(se)器(qi)(qi)、原(yuan)子化器(qi)(qi)、檢(jian)測器(qi)(qi)、顯示和記錄裝(zhuang)置組成，非(fei)色(se)散(san)(san)儀(yi)器(qi)(qi)沒(mei)有單色(se)器(qi)(qi)。熒光(guang)(guang)(guang)(guang)儀(yi)與(yu)原(yuan)子吸收儀(yi)相(xiang)(xiang)似，但光(guang)(guang)(guang)(guang)源與(yu)檢(jian)測部件不(bu)在一條直線(xian)上，而是90°直角(jiao)，而避免激發光(guang)(guang)(guang)(guang)源發射的(de)輻(fu)射對原(yuan)子熒光(guang)(guang)(guang)(guang)檢(jian)測信號的(de)影響。

原子熒(ying)光光譜儀(yi)由下述五部(bu)分組成(cheng)：

1、激發光源

用(yong)來激發原子使其(qi)產生原子熒(ying)光(guang)。光(guang)源分連續光(guang)源和銳線(xian)光(guang)源。連續光(guang)源一般采(cai)用(yong)高(gao)壓氙(xian)燈(deng)(deng)，功(gong)率(lv)可(ke)高(gao)達數百瓦(wa)。這種燈(deng)(deng)測定的(de)靈敏度(du)較低，光(guang)譜干擾(rao)較大，但是采(cai)用(yong)一個燈(deng)(deng)即(ji)可(ke)激發出各元(yuan)素的(de)熒(ying)光(guang)。常用(yong)的(de)銳線(xian)光(guang)源為(wei)脈沖供電(dian)的(de)高(gao)強(qiang)度(du)空心陰極燈(deng)(deng)、無電(dian)極放(fang)電(dian)燈(deng)(deng)及70年(nian)代(dai)中期提(ti)出的(de)可(ke)控溫度(du)梯度(du)原子光(guang)譜燈(deng)(deng)。采(cai)用(yong)銳線(xian)光(guang)源時，測定某種元(yuan)素需要配(pei)備(bei)該元(yuan)素的(de)光(guang)譜燈(deng)(deng)。

2、單色器

產生高(gao)(gao)純單色(se)(se)(se)(se)光的裝(zhuang)置，其作用為選出(chu)所需要測量的熒(ying)光譜(pu)(pu)線(xian)(xian)，排除其他(ta)光譜(pu)(pu)線(xian)(xian)的干擾。單色(se)(se)(se)(se)器(qi)(qi)(qi)由狹縫、色(se)(se)(se)(se)散元件（光柵或棱鏡）和(he)(he)若(ruo)干個反射鏡或透鏡所組(zu)成(cheng)，色(se)(se)(se)(se)散系統對分(fen)(fen)辨能力要求不(bu)高(gao)(gao)，但(dan)要求有(you)較大的集(ji)光本領。使用單色(se)(se)(se)(se)器(qi)(qi)(qi)的儀器(qi)(qi)(qi)稱為色(se)(se)(se)(se)散原子熒(ying)光光度計；非(fei)色(se)(se)(se)(se)散原子熒(ying)光分(fen)(fen)析(xi)儀沒有(you)單色(se)(se)(se)(se)器(qi)(qi)(qi)，一般(ban)僅配置濾(lv)光器(qi)(qi)(qi)用來分(fen)(fen)離分(fen)(fen)析(xi)線(xian)(xian)和(he)(he)鄰近譜(pu)(pu)線(xian)(xian)，降低背(bei)景(jing)。非(fei)色(se)(se)(se)(se)散型儀器(qi)(qi)(qi)的濾(lv)光器(qi)(qi)(qi)非(fei)色(se)(se)(se)(se)散型儀器(qi)(qi)(qi)的優(you)點(dian)是照明立體角(jiao)大，光譜(pu)(pu)通帶寬，熒(ying)光信號強度大，儀器(qi)(qi)(qi)結構簡單，操作方便，價格(ge)便宜。缺(que)點(dian)是散射光的影響大。

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)素(su)轉化(hua)(hua)為(wei)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)蒸(zheng)氣的(de)(de)(de)裝置。可(ke)(ke)分為(wei)火(huo)焰(yan)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)化(hua)(hua)器和電熱原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)化(hua)(hua)器。火(huo)焰(yan)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)化(hua)(hua)器是(shi)利用火(huo)焰(yan)使元(yuan)素(su)的(de)(de)(de)化(hua)(hua)合物分解并生成原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)蒸(zheng)氣的(de)(de)(de)裝置。所用的(de)(de)(de)火(huo)焰(yan)為(wei)空氣－乙炔(gui)焰(yan)、氬(ya)氫焰(yan)等(deng)。用氬(ya)氣稀釋(shi)加熱火(huo)焰(yan)，可(ke)(ke)以減(jian)(jian)小火(huo)焰(yan)中其他粒子(zi)(zi)，從而減(jian)(jian)小熒光猝滅(mie)（受激發原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)與其它(ta)粒子(zi)(zi)碰撞，部分能(neng)量變成熱運動與其他形式的(de)(de)(de)能(neng)量，因而發生無輻射的(de)(de)(de)去激發，使熒光強度減(jian)(jian)少(shao)甚至(zhi)消(xiao)失，該(gai)現(xian)象稱為(wei)熒光猝滅(mie)）現(xian)象。電熱原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)化(hua)(hua)器是(shi)利用電能(neng)來產生原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)蒸(zheng)氣的(de)(de)(de)裝置。電感(gan)耦合等(deng)離子(zi)(zi)焰(yan)也可(ke)(ke)作為(wei)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)化(hua)(hua)器，它(ta)具有散射干擾少(shao)、熒光效(xiao)率高的(de)(de)(de)特點。

4、檢測系統

常(chang)用的(de)檢測(ce)器(qi)為光電(dian)倍增管(guan)。在多元素原(yuan)子熒光分析儀中，也(ye)用光導攝象(xiang)(xiang)管(guan)、析象(xiang)(xiang)管(guan)做檢測(ce)器(qi)。檢測(ce)器(qi)與激發光束成直角(jiao)配置，以(yi)避免激發光源對檢測(ce)原(yuan)子熒光信(xin)號(hao)的(de)影(ying)響。

5、顯示裝置

顯示測(ce)量(liang)結果的(de)裝置。可以是(shi)電表、數字表、記錄儀(yi)等(deng)。

二、原子熒光光譜儀的原理

原子(zi)(zi)熒光(guang)光(guang)譜法是通過測(ce)(ce)量待測(ce)(ce)元素(su)的原子(zi)(zi)蒸氣在輻(fu)射能激發下產生的熒光(guang)發射強度(du)，來確定待測(ce)(ce)元素(su)含量的方法。

氣態(tai)自由原(yuan)子吸收(shou)特(te)征波長(chang)輻(fu)射(she)后(hou)，原(yuan)子的外層電(dian)子從(cong)基(ji)態(tai)或低能(neng)級(ji)(ji)躍(yue)(yue)遷到高能(neng)級(ji)(ji)經過約(yue)10-8s，又躍(yue)(yue)遷至基(ji)態(tai)或低能(neng)級(ji)(ji)，同(tong)時發射(she)出與(yu)原(yuan)激(ji)發波長(chang)相同(tong)或不(bu)同(tong)的輻(fu)射(she)，稱為(wei)原(yuan)子熒光(guang)。原(yuan)子熒光(guang)分(fen)為(wei)共振熒光(guang)、直(zhi)躍(yue)(yue)熒光(guang)、階躍(yue)(yue)熒光(guang)等。

發(fa)射(she)的(de)熒光(guang)(guang)(guang)(guang)強度(du)(du)和原(yuan)子(zi)化器(qi)中單(dan)(dan)位體(ti)積(ji)(ji)該(gai)元素基態(tai)原(yuan)子(zi)數(shu)成正比，式中：I f為(wei)(wei)熒光(guang)(guang)(guang)(guang)強度(du)(du)；φ為(wei)(wei)熒光(guang)(guang)(guang)(guang)量子(zi)效(xiao)率，表示單(dan)(dan)位時間內發(fa)射(she)熒光(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)子(zi)數(shu)與吸收(shou)激發(fa)光(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)子(zi)數(shu)的(de)比值，一(yi)般小于1；Io為(wei)(wei)激發(fa)光(guang)(guang)(guang)(guang)強度(du)(du)；A為(wei)(wei)熒光(guang)(guang)(guang)(guang)照射(she)在檢測器(qi)上的(de)有效(xiao)面積(ji)(ji)；L為(wei)(wei)吸收(shou)光(guang)(guang)(guang)(guang)程(cheng)長度(du)(du)；ε為(wei)(wei)峰值摩爾吸光(guang)(guang)(guang)(guang)系數(shu)；N為(wei)(wei)單(dan)(dan)位體(ti)積(ji)(ji)內的(de)基態(tai)原(yuan)子(zi)數(shu)。

原子熒(ying)光(guang)(guang)發射中，由于部(bu)分能(neng)量(liang)轉變成(cheng)熱能(neng)或其他形式能(neng)量(liang)，使熒(ying)光(guang)(guang)強度減少甚至消失，該現象稱(cheng)為熒(ying)光(guang)(guang)猝滅。