一、原子熒光光譜儀結構

原子熒光光度計分(fen)為(wei)色(se)(se)(se)散(san)型和非(fei)色(se)(se)(se)散(san)型兩(liang)類。兩(liang)類儀(yi)(yi)器(qi)的結構(gou)基(ji)本(ben)相似(si)(si)，差別在(zai)于(yu)非(fei)色(se)(se)(se)散(san)儀(yi)(yi)器(qi)不(bu)用單(dan)(dan)色(se)(se)(se)器(qi)。色(se)(se)(se)散(san)型儀(yi)(yi)器(qi)由輻射光(guang)源(yuan)、單(dan)(dan)色(se)(se)(se)器(qi)、原子化器(qi)、檢(jian)(jian)測器(qi)、顯(xian)示和記錄裝置組成，非(fei)色(se)(se)(se)散(san)儀(yi)(yi)器(qi)沒有單(dan)(dan)色(se)(se)(se)器(qi)。熒光(guang)儀(yi)(yi)與原子吸收儀(yi)(yi)相似(si)(si)，但光(guang)源(yuan)與檢(jian)(jian)測部件不(bu)在(zai)一條直線上，而是(shi)90°直角，而避免激發(fa)光(guang)源(yuan)發(fa)射的輻射對原子熒光(guang)檢(jian)(jian)測信(xin)號(hao)的影響。

原子熒光(guang)光(guang)譜儀(yi)由下述五部(bu)分組成：

1、激發光源

用(yong)來激(ji)發(fa)原子使(shi)其產生原子熒(ying)光(guang)(guang)。光(guang)(guang)源(yuan)分連續光(guang)(guang)源(yuan)和(he)銳線(xian)光(guang)(guang)源(yuan)。連續光(guang)(guang)源(yuan)一(yi)般采(cai)(cai)用(yong)高(gao)壓(ya)氙(xian)燈(deng)(deng)，功(gong)率(lv)可高(gao)達數(shu)百瓦。這種燈(deng)(deng)測定(ding)的(de)靈敏度較低，光(guang)(guang)譜干(gan)擾較大，但是(shi)采(cai)(cai)用(yong)一(yi)個燈(deng)(deng)即可激(ji)發(fa)出(chu)各元(yuan)素的(de)熒(ying)光(guang)(guang)。常用(yong)的(de)銳線(xian)光(guang)(guang)源(yuan)為脈沖供電的(de)高(gao)強度空心陰極燈(deng)(deng)、無電極放(fang)電燈(deng)(deng)及(ji)70年代中期提出(chu)的(de)可控溫度梯度原子光(guang)(guang)譜燈(deng)(deng)。采(cai)(cai)用(yong)銳線(xian)光(guang)(guang)源(yuan)時(shi)，測定(ding)某種元(yuan)素需要配(pei)備該元(yuan)素的(de)光(guang)(guang)譜燈(deng)(deng)。

2、單色器

產生高(gao)純單色(se)(se)(se)光的(de)(de)裝置，其(qi)作(zuo)用(yong)為(wei)選出所需要(yao)測(ce)量的(de)(de)熒光譜(pu)線(xian)，排除其(qi)他(ta)光譜(pu)線(xian)的(de)(de)干(gan)擾。單色(se)(se)(se)器由狹縫、色(se)(se)(se)散(san)(san)(san)元(yuan)件（光柵或棱鏡）和(he)若干(gan)個反射(she)鏡或透(tou)鏡所組成(cheng)，色(se)(se)(se)散(san)(san)(san)系統對分辨能(neng)力要(yao)求(qiu)不高(gao)，但要(yao)求(qiu)有較大的(de)(de)集光本領(ling)。使(shi)用(yong)單色(se)(se)(se)器的(de)(de)儀器稱(cheng)為(wei)色(se)(se)(se)散(san)(san)(san)原子熒光光度計(ji)；非(fei)(fei)(fei)色(se)(se)(se)散(san)(san)(san)原子熒光分析儀沒有單色(se)(se)(se)器，一般僅配置濾光器用(yong)來分離分析線(xian)和(he)鄰(lin)近譜(pu)線(xian)，降(jiang)低(di)背景。非(fei)(fei)(fei)色(se)(se)(se)散(san)(san)(san)型(xing)儀器的(de)(de)濾光器非(fei)(fei)(fei)色(se)(se)(se)散(san)(san)(san)型(xing)儀器的(de)(de)優點(dian)是照(zhao)明(ming)立體角大，光譜(pu)通帶寬，熒光信號強度大，儀器結(jie)構簡單，操作(zuo)方便(bian)，價格便(bian)宜。缺點(dian)是散(san)(san)(san)射(she)光的(de)(de)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(jiang)被測(ce)元素轉(zhuan)化(hua)為(wei)(wei)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)蒸(zheng)氣(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)裝置(zhi)(zhi)。可(ke)分(fen)(fen)為(wei)(wei)火(huo)焰(yan)(yan)(yan)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)化(hua)器和電(dian)(dian)熱(re)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)化(hua)器。火(huo)焰(yan)(yan)(yan)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)化(hua)器是利用火(huo)焰(yan)(yan)(yan)使(shi)元素的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)合物分(fen)(fen)解并生(sheng)成原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)蒸(zheng)氣(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)裝置(zhi)(zhi)。所用的(de)(de)(de)(de)(de)火(huo)焰(yan)(yan)(yan)為(wei)(wei)空氣(qi)－乙炔焰(yan)(yan)(yan)、氬氫焰(yan)(yan)(yan)等(deng)。用氬氣(qi)稀(xi)釋加熱(re)火(huo)焰(yan)(yan)(yan)，可(ke)以減(jian)小(xiao)火(huo)焰(yan)(yan)(yan)中其他粒子(zi)(zi)(zi)(zi)，從而減(jian)小(xiao)熒(ying)光(guang)猝滅(mie)（受激發(fa)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)與其它(ta)粒子(zi)(zi)(zi)(zi)碰撞，部分(fen)(fen)能量(liang)變成熱(re)運動(dong)與其他形式(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)能量(liang)，因而發(fa)生(sheng)無輻射的(de)(de)(de)(de)(de)去激發(fa)，使(shi)熒(ying)光(guang)強度減(jian)少甚至(zhi)消失，該現象稱(cheng)為(wei)(wei)熒(ying)光(guang)猝滅(mie)）現象。電(dian)(dian)熱(re)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)化(hua)器是利用電(dian)(dian)能來產生(sheng)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)蒸(zheng)氣(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)裝置(zhi)(zhi)。電(dian)(dian)感耦合等(deng)離子(zi)(zi)(zi)(zi)焰(yan)(yan)(yan)也(ye)可(ke)作為(wei)(wei)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)化(hua)器，它(ta)具有散射干擾少、熒(ying)光(guang)效(xiao)率高的(de)(de)(de)(de)(de)特(te)點(dian)。

4、檢測系統

常用(yong)(yong)的檢測器(qi)(qi)為光(guang)電倍增(zeng)管(guan)。在多元素原子熒光(guang)分析(xi)儀(yi)中，也用(yong)(yong)光(guang)導攝象管(guan)、析(xi)象管(guan)做檢測器(qi)(qi)。檢測器(qi)(qi)與激(ji)(ji)發(fa)光(guang)束成直角配置，以避免激(ji)(ji)發(fa)光(guang)源(yuan)對檢測原子熒光(guang)信(xin)號(hao)的影響(xiang)。

5、顯示裝置

顯示測量(liang)結果的(de)裝置(zhi)。可以是電表、數字表、記錄儀等。

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)量(liang)待測(ce)元素的原子蒸氣在(zai)輻射(she)(she)能激發下產生的熒(ying)光(guang)發射(she)(she)強度，來確定待測(ce)元素含量(liang)的方法(fa)。

氣(qi)態(tai)自由原子(zi)吸收特征(zheng)波長輻射(she)后，原子(zi)的(de)外(wai)層電子(zi)從基態(tai)或低(di)能(neng)級躍(yue)遷到高能(neng)級經(jing)過(guo)約10-8s，又(you)躍(yue)遷至基態(tai)或低(di)能(neng)級，同(tong)(tong)時(shi)發射(she)出(chu)與原激發波長相(xiang)同(tong)(tong)或不同(tong)(tong)的(de)輻射(she)，稱為原子(zi)熒(ying)光(guang)。原子(zi)熒(ying)光(guang)分為共振熒(ying)光(guang)、直躍(yue)熒(ying)光(guang)、階(jie)躍(yue)熒(ying)光(guang)等。

發(fa)(fa)(fa)射(she)(she)的熒(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)強(qiang)度和原(yuan)子化器中單位(wei)體積該(gai)元(yuan)素基(ji)態原(yuan)子數(shu)成正(zheng)比，式中：I f為熒(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)強(qiang)度；φ為熒(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)量子效(xiao)率，表(biao)示單位(wei)時間(jian)內(nei)發(fa)(fa)(fa)射(she)(she)熒(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)子數(shu)與吸收激發(fa)(fa)(fa)光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)子數(shu)的比值(zhi)，一(yi)般小于(yu)1；Io為激發(fa)(fa)(fa)光(guang)(guang)(guang)強(qiang)度；A為熒(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)照射(she)(she)在檢測器上的有效(xiao)面積；L為吸收光(guang)(guang)(guang)程長度；ε為峰值(zhi)摩(mo)爾吸光(guang)(guang)(guang)系數(shu)；N為單位(wei)體積內(nei)的基(ji)態原(yuan)子數(shu)。

原(yuan)子(zi)熒(ying)光(guang)(guang)發射中，由于部分(fen)能量(liang)(liang)轉變成熱能或其他(ta)形式能量(liang)(liang)，使熒(ying)光(guang)(guang)強度減少甚(shen)至消失，該現象(xiang)稱為熒(ying)光(guang)(guang)猝滅。