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详解X射线荧光光谱仪的三大基本组成结构

点击次数:856次  发布时间:2020-04-28
   X射线荧光光谱仪是用来测定物质中元素的种类和含量的仪器,大家都知道物质是由元素构成的,每一种元素的原子能级结构是特定的,跃迁时产生的特征X射线的能量也是固定的(两轨道电子壳层的能量差)。因此通过测定特征X射线的能量,便可以确定相应元素,而特征X射线的强弱则代表该元素的含量。

  根据以上原理,X射线荧光光谱仪的核心结构为激发源和探测器,其中,激发源是激发元素产生特征X射线的构件,有带电粒子激发、电磁辐射激发、内转换现象和核衰变等方式,而常用的激发源是电磁辐射激发,探测器是将X射线荧光的能量和强度转化成一定形状和数量的电脉冲,实质上就是一个能量→电量的传感器,常用的探测器有正比计数器、闪烁计数器和半导体计数器。
 

X射线荧光光谱仪

  由于X光具有一定波长,同时又有一定能量,因此,X射线荧光光谱仪有两种基本类型:波长色散型和能量色散型。下面我们就来详细了解下X射线荧光光谱仪的结构组成。
 
  1、X射线管
  X射线荧光光谱仪工作需要用X射线管作为激发光源。X射线管产生的一次X射线,作为激发X射线荧光的辐射源。只有当一次X射线的波长稍短于受激元素吸收限lmin时,才能有效的激发出X射线荧光。
  X射线管的靶材和管工作电压决定了能有效激发受激元素的那部分一次X射线的强度。管工作电压升高,粘度的主要决定是密封性短波长一次X射线比例增加,故产生的荧光X射线的强度也增强。X射线管产生的X射线透过铍窗入射到样品上,激发出样品元素的特征X射线,正常工作时,X射线管所消耗功率的0.2%左右转变为X射线辐射,其余均变为热能使X射线管升温,因此必须不断的通冷却水冷却靶电极。
 
  2、分光系统
  分光系统的主要部件是晶体分光器,它的作用是通过晶体衍射现象把不同波长的X射线分开。分光晶休靠一个晶体旋转机构带动。因为试样位置是固定的,为了检测到波长为λ的荧光X射线,分光晶体转动θ角,检测器必须转动2θ角。目前的X射线荧光光谱仪备有不同晶面间距的晶体,用来分析不同范围的元素。
 
  3、检测记录系统
  X射线荧光光谱仪用的检测器有流气正比计数器和闪烁计数器。它主要由金属圆筒负极和芯线正极组成,筒内充氩(90%)和甲烷(10%)的混合气体,X射线射入管内,使Ar原子电离,生成的Ar+在向阴极运动时,又引起其它Ar原子电离,雪崩式电离的结果,产生一脉冲信号,脉冲幅度与X射线能量成正比。所以这种计数器叫正比计数器,为了保证计数器内所充气体浓度不变,气体一直是保持流动状态的。流气正比计数器适用于轻元素的检测。
  以上就是X射线荧光光谱仪基本组成结构的详细介绍,供大家参考,希望给您有所帮助!
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