光譜分析儀,是一種用于測量發(fā)光體的輻射光譜,即發(fā)光體本身的指�(biāo)參數(shù)的儀��
根據(jù)�(xiàn)代光譜儀器的工作原理,光譜儀可以分為兩大�:�(jīng)典光譜儀和新型光譜儀。經(jīng)典光譜儀器是建立在空間色散原理上的儀器:新型光譜儀器是建立在調(diào)制原理上的儀�.�(jīng)典光譜儀器都是狹縫光譜儀�。調(diào)制光譜儀是非空間分光�,它采用圓孔�(jìn)光根�(jù)色散組件的分光原�,光譜儀器可分為:棱鏡光譜儀,衍射光柵光譜儀和干涉光譜儀.光學(xué)多道分析儀OMA (Optical Multi-channel Analyzer)是近十幾年出�(xiàn)的采用光子探測器(CCD)和計(jì)算機(jī)控制的新型光譜分析儀�,它集信息采集,處�,存�(chǔ)諸功能于一�。由于OMA不再使用感光乳膠,避免和省去了暗室處理以及之后的一系列繁瑣處理,測量工�,使傳統(tǒng)的光譜技�(shù)�(fā)生了根本的改�,大大改善了工作條�,提高了工作效率:使用OMA分析光譜,測盆準(zhǔn)確迅�,方便,且靈敏度�,響�(yīng)�(shí)間快,光譜分辨率�,測量結(jié)果可立即從顯示屏上讀出或由打印機(jī),繪圖儀輸出.目前,它己被廣泛使用于幾乎所有的光譜測量,分析及研究工作�,特別適應(yīng)于對(duì)微弱信號(hào),瞬變信�(hào)的檢��
1. 采樣方式靈活,對(duì)于稀有和貴重金屬的檢測和分析可以節(jié)約取樣帶來的損��
2. 測試速率高,可設(shè)定多通道瞬間多點(diǎn)采集,并通過�(jì)算器�(shí)�(shí)輸出�
3. �(duì)于一些機(jī)械零件可以做到無損檢�,而不破壞樣品,便于�(jìn)行無損檢��
4. 分析速度較快,比較適用做爐前分析或現(xiàn)場分析,從而達(dá)到快速檢測�
5. 分析�(jié)果的�(zhǔn)確性是建立在化�(xué)分析�(biāo)樣的基礎(chǔ)��
1. �(duì)于非金屬和界于金屬和非金屬之間的元素很難做到�(zhǔn)確檢測�
2. 不是原始方法,不能作為仲裁分析方法,檢測�(jié)果不能做為國家認(rèn)證依�(jù)�
3. 受各企業(yè)�(chǎn)品相�(duì)壟斷的因�,購買和維護(hù)成本都比較高,性價(jià)比較��
4. 需要大量代表性樣品�(jìn)行化�(xué)分析建模,對(duì)于小批量樣品檢測顯然不切�(shí)��
5. 模型需要不斷更新,在儀器發(fā)生變化或者標(biāo)�(zhǔn)樣品�(fā)生變化時(shí),模型也要變��
6. 建模成本很高,三元素分析儀測試成本也就比較大了,當(dāng)然對(duì)于大量樣品檢測時(shí),測試成本會(huì)下降�
7. 易受光學(xué)系統(tǒng)參數(shù)等外部或�(nèi)部因素影響,�(jīng)常出�(xiàn)曲線非線性問�,對(duì)檢測�(jié)果的�(zhǔn)確度影響較大�
分析原理是將光源輻射出的待測元素的特征光譜通過樣品的蒸汽中待測元素的基�(tài)原子所吸收,由�(fā)射光譜被減弱的程�,�(jìn)而求得樣品中待測元素的含�,它符合郎珀-比爾定律 A= -lg I/I o= -lgT = KCL 式中I為透射光強(qiáng)�,I0為發(fā)射光�(qiáng)�,T為透射�,L為光通過原子化器光程由于L是不變值所以A=KC�
物理原理
任何元素的原子都是由原子核和繞核�(yùn)�(dòng)的電子組成的,原子核外電子按其能量的高低分層分布而形成不同的能級(jí),因�,一�(gè)原子核可以具有多種能�(jí)狀�(tài)�
能量的能�(jí)狀�(tài)稱為基態(tài)能級(jí)(E0=0�,其余能�(jí)稱為激�(fā)�(tài)能級(jí),而能的激�(fā)�(tài)則稱為激�(fā)�(tài)。正常情況下,原子處于基�(tài),核外電子在各自能量的軌道上�(yùn)�(dòng)�
如果將一定外界能量如光能提供給該基態(tài)原子,當(dāng)外界光能量E恰好等于該基�(tài)原子中基�(tài)和某一較高能級(jí)之間的能�(jí)差E�(shí),該原子將吸收這一特征波長的光,外層電子由基態(tài)躍遷到相�(yīng)的激�(fā)�(tài),而產(chǎn)生原子吸收光��
電子躍遷到較高能�(jí)以后處于激�(fā)�(tài),但激�(fā)�(tài)電子是不�(wěn)定的,大約經(jīng)�10-8秒以�,激�(fā)�(tài)電子將返回基�(tài)或其它較低能�(jí),并將電子躍遷時(shí)所吸收的能量以光的形式釋放出去,這�(gè)過程稱原子發(fā)射光�??梢娫游展庾V過程吸收輻射能量,而原子發(fā)射光譜過程則釋放輻射能量�
由于近紅外光在常�(guī)光纖中有良好的傳輸特�,且其儀器較簡單、分析速度�、非破壞性和樣品制備量小、幾乎適合各類樣品(液體、粘稠體、涂�、粉末和固體)分�、多組分多通道同時(shí)測定等特�(diǎn),成為在線分析儀表中的一枝奇葩。近幾年,隨著化�(xué)�(jì)量學(xué)、光纖和�(jì)算機(jī)技�(shù)的發(fā)�,在線近紅外光譜分析技�(shù)正以驚人的速度�(yīng)用于包括�(nóng)�、食�、化工、石�、制藥、煙草等在內(nèi)的許多領(lǐng)�,為科研、教�(xué)以及生產(chǎn)過程控制提供了一�(gè)十分廣闊的使用空�。光譜分析儀�(yīng)用于鋼鐵冶金、有色金屬、石油化�、機(jī)械制�、能源電�、鐵路運(yùn)�、航空航天、食品衛(wèi)�、環(huán)境保�(hù)以及教學(xué)科研等各�(gè)�(lǐng)��
直讀光譜儀一般屬于原子發(fā)射光譜,�(yīng)用于冶金,鑄�,有�,黑色金屬鑒�,石�,機(jī)械制造等行業(yè)。國際上比較有名的有美國熱電(收購瑞士ARL�,德國斯派克,德國布魯克,日本島津等比較有名�
手持式光譜儀屬于X射線熒光光譜儀,同樣屬于原子發(fā)射光譜儀,但和直讀光譜的激�(fā)方式不一�,直讀光譜靠高壓放電激�(fā),X射線是通過X光管來激�(fā),接收原件也不同,檢測元素范圍和精度低于直讀光譜,但�(yīng)用于合金材料牌號(hào)鑒別以及混料篩選,廢料回�,野外材料牌�(hào)鑒別有特殊用�,因可以做的小巧,一般做成手持式,方便攜帶�
1.把試樣在能量的作用下蒸�(fā)、原子化(�(zhuǎn)變成氣態(tài)原子),并使氣�(tài)原子的外層電子激�(fā)至高能態(tài)。當(dāng)從較高的能級(jí)躍遷到較低的能級(jí)�(shí),原子將釋放出多余的能量而發(fā)射出特征譜線。這一過程稱為蒸發(fā)、原子化和激�(fā),需借助于激�(fā)光源來實(shí)�(xiàn)�
2.把原子所�(chǎn)生的輻射�(jìn)行色散分�,按波長順序記錄在感光板�,就可呈�(xiàn)出有�(guī)則的光譜線條,即光譜圖。系借助于攝譜儀器的分光和檢測裝置來�(shí)�(xiàn)�
3.根�(jù)所得光譜圖�(jìn)行定性鑒定或定量分析。由于不同元素的原子�(jié)�(gòu)不同,當(dāng)被激�(fā)后發(fā)射光譜線的波長不盡相�,即每種元素都有其特征的波長,故根據(jù)這些元素的特征光譜就可以�(zhǔn)確無誤的鑒別元素的存�(定性分�),而這些光譜線的�(qiáng)度與試樣中該元素的含量有�(guān),因此還可利用這些譜線的強(qiáng)度來測定元素的含�(定量分析)�