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詳解X射線熒光光譜儀的三大基本組成結構

點擊次數(shù):4684次  更新時間:2020-04-28
   X射線熒光光譜儀是用來測定物質(zhì)中元素的種類和含量的儀器,大家都知道物質(zhì)是由元素構成的,每一種元素的原子能級結構是特定的,躍遷時產(chǎn)生的特征X射線的能量也是固定的(兩軌道電子殼層的能量差)。因此通過測定特征X射線的能量,便可以確定相應元素,而特征X射線的強弱則代表該元素的含量。

  根據(jù)以上原理,X射線熒光光譜儀的核心結構為激發(fā)源和探測器,其中,激發(fā)源是激發(fā)元素產(chǎn)生特征X射線的構件,有帶電粒子激發(fā)、電磁輻射激發(fā)、內(nèi)轉(zhuǎn)換現(xiàn)象和核衰變等方式,而常用的激發(fā)源是電磁輻射激發(fā),探測器是將X射線熒光的能量和強度轉(zhuǎn)化成一定形狀和數(shù)量的電脈沖,實質(zhì)上就是一個能量→電量的傳感器,常用的探測器有正比計數(shù)器、閃爍計數(shù)器和半導體計數(shù)器。
 

X射線熒光光譜儀

  由于X光具有一定波長,同時又有一定能量,因此,X射線熒光光譜儀有兩種基本類型:波長色散型和能量色散型。下面我們就來詳細了解下X射線熒光光譜儀的結構組成。
 
  1、X射線管
  X射線熒光光譜儀工作需要用X射線管作為激發(fā)光源。X射線管產(chǎn)生的一次X射線,作為激發(fā)X射線熒光的輻射源。只有當一次X射線的波長稍短于受激元素吸收限lmin時,才能有效的激發(fā)出X射線熒光。
  X射線管的靶材和管工作電壓決定了能有效激發(fā)受激元素的那部分一次X射線的強度。管工作電壓升高,粘度的主要決定是密封性短波長一次X射線比例增加,故產(chǎn)生的熒光X射線的強度也增強。X射線管產(chǎn)生的X射線透過鈹窗入射到樣品上,激發(fā)出樣品元素的特征X射線,正常工作時,X射線管所消耗功率的0.2%左右轉(zhuǎn)變?yōu)閄射線輻射,其余均變?yōu)闊崮苁筙射線管升溫,因此必須不斷的通冷卻水冷卻靶電極。
 
  2、分光系統(tǒng)
  分光系統(tǒng)的主要部件是晶體分光器,它的作用是通過晶體衍射現(xiàn)象把不同波長的X射線分開。分光晶休靠一個晶體旋轉(zhuǎn)機構帶動。因為試樣位置是固定的,為了檢測到波長為λ的熒光X射線,分光晶體轉(zhuǎn)動θ角,檢測器必須轉(zhuǎn)動2θ角。目前的X射線熒光光譜儀備有不同晶面間距的晶體,用來分析不同范圍的元素。
 
  3、檢測記錄系統(tǒng)
  X射線熒光光譜儀用的檢測器有流氣正比計數(shù)器和閃爍計數(shù)器。它主要由金屬圓筒負極和芯線正極組成,筒內(nèi)充氬(90%)和甲烷(10%)的混合氣體,X射線射入管內(nèi),使Ar原子電離,生成的Ar+在向陰極運動時,又引起其它Ar原子電離,雪崩式電離的結果,產(chǎn)生一脈沖信號,脈沖幅度與X射線能量成正比。所以這種計數(shù)器叫正比計數(shù)器,為了保證計數(shù)器內(nèi)所充氣體濃度不變,氣體一直是保持流動狀態(tài)的。流氣正比計數(shù)器適用于輕元素的檢測。
  以上就是X射線熒光光譜儀基本組成結構的詳細介紹,供大家參考,希望給您有所幫助!
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