一、原子熒光光譜儀結構

原子熒光光度計分為(wei)色(se)(se)(se)(se)散(san)(san)(san)(san)型和非色(se)(se)(se)(se)散(san)(san)(san)(san)型兩類。兩類儀(yi)(yi)器(qi)的(de)結(jie)構基本相(xiang)似，差(cha)別在于非色(se)(se)(se)(se)散(san)(san)(san)(san)儀(yi)(yi)器(qi)不(bu)用單色(se)(se)(se)(se)器(qi)。色(se)(se)(se)(se)散(san)(san)(san)(san)型儀(yi)(yi)器(qi)由輻射光(guang)源、單色(se)(se)(se)(se)器(qi)、原子(zi)化(hua)器(qi)、檢測(ce)器(qi)、顯示和記(ji)錄(lu)裝(zhuang)置組成，非色(se)(se)(se)(se)散(san)(san)(san)(san)儀(yi)(yi)器(qi)沒有單色(se)(se)(se)(se)器(qi)。熒光(guang)儀(yi)(yi)與原子(zi)吸收儀(yi)(yi)相(xiang)似，但光(guang)源與檢測(ce)部件不(bu)在一條直線上，而(er)是90°直角，而(er)避免激發(fa)光(guang)源發(fa)射的(de)輻射對原子(zi)熒光(guang)檢測(ce)信(xin)號的(de)影響。

原(yuan)子熒(ying)光(guang)光(guang)譜儀由下述五部分(fen)組成：

1、激發光源

用(yong)來(lai)激發(fa)原子使其產生原子熒光(guang)。光(guang)源(yuan)分(fen)連(lian)續光(guang)源(yuan)和(he)銳(rui)線光(guang)源(yuan)。連(lian)續光(guang)源(yuan)一般采用(yong)高壓(ya)氙(xian)燈(deng)(deng)(deng)，功率可(ke)高達(da)數百瓦。這(zhe)種(zhong)燈(deng)(deng)(deng)測定(ding)的靈敏度(du)較低，光(guang)譜(pu)干擾較大，但(dan)是(shi)采用(yong)一個燈(deng)(deng)(deng)即(ji)可(ke)激發(fa)出(chu)各元(yuan)素的熒光(guang)。常用(yong)的銳(rui)線光(guang)源(yuan)為脈沖供(gong)電的高強度(du)空(kong)心陰極燈(deng)(deng)(deng)、無(wu)電極放電燈(deng)(deng)(deng)及(ji)70年代中期提出(chu)的可(ke)控(kong)溫度(du)梯度(du)原子光(guang)譜(pu)燈(deng)(deng)(deng)。采用(yong)銳(rui)線光(guang)源(yuan)時，測定(ding)某種(zhong)元(yuan)素需要(yao)配備該(gai)元(yuan)素的光(guang)譜(pu)燈(deng)(deng)(deng)。

2、單色器

產生高(gao)純單色光的(de)(de)裝(zhuang)置，其作用為選出(chu)所(suo)需要(yao)(yao)測量(liang)的(de)(de)熒(ying)(ying)光譜線，排除其他光譜線的(de)(de)干擾。單色器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)由狹縫、色散元件（光柵(zha)或棱(leng)鏡(jing)）和若干個反射(she)鏡(jing)或透鏡(jing)所(suo)組成，色散系統對分(fen)(fen)辨能力要(yao)(yao)求不(bu)高(gao)，但要(yao)(yao)求有(you)較大(da)(da)的(de)(de)集光本領(ling)。使用單色器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)儀(yi)(yi)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)稱為色散原子熒(ying)(ying)光光度計；非色散原子熒(ying)(ying)光分(fen)(fen)析儀(yi)(yi)沒(mei)有(you)單色器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)，一般(ban)僅配(pei)置濾光器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)用來分(fen)(fen)離(li)分(fen)(fen)析線和鄰近譜線，降低背景(jing)。非色散型儀(yi)(yi)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)濾光器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)非色散型儀(yi)(yi)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)優點(dian)是照明立體角大(da)(da)，光譜通帶寬，熒(ying)(ying)光信號強度大(da)(da)，儀(yi)(yi)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)結構簡單，操作方便(bian)，價格便(bian)宜。缺點(dian)是散射(she)光的(de)(de)影響大(da)(da)。

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(bei)測元素(su)轉(zhuan)化(hua)(hua)(hua)(hua)為原(yuan)子(zi)蒸(zheng)氣的裝置。可分為火(huo)(huo)(huo)焰原(yuan)子(zi)化(hua)(hua)(hua)(hua)器(qi)(qi)和電(dian)熱(re)原(yuan)子(zi)化(hua)(hua)(hua)(hua)器(qi)(qi)。火(huo)(huo)(huo)焰原(yuan)子(zi)化(hua)(hua)(hua)(hua)器(qi)(qi)是利用(yong)火(huo)(huo)(huo)焰使元素(su)的化(hua)(hua)(hua)(hua)合(he)物(wu)分解(jie)并(bing)生(sheng)成原(yuan)子(zi)蒸(zheng)氣的裝置。所用(yong)的火(huo)(huo)(huo)焰為空氣－乙炔(gui)焰、氬(ya)氫焰等。用(yong)氬(ya)氣稀釋加熱(re)火(huo)(huo)(huo)焰，可以減小(xiao)火(huo)(huo)(huo)焰中其他粒子(zi)，從(cong)而(er)減小(xiao)熒光(guang)猝滅(mie)（受激發(fa)原(yuan)子(zi)與其它粒子(zi)碰撞(zhuang)，部分能量變成熱(re)運動與其他形式(shi)的能量，因而(er)發(fa)生(sheng)無(wu)輻射的去激發(fa)，使熒光(guang)強(qiang)度(du)減少甚至(zhi)消(xiao)失，該現象(xiang)稱為熒光(guang)猝滅(mie)）現象(xiang)。電(dian)熱(re)原(yuan)子(zi)化(hua)(hua)(hua)(hua)器(qi)(qi)是利用(yong)電(dian)能來產生(sheng)原(yuan)子(zi)蒸(zheng)氣的裝置。電(dian)感耦合(he)等離子(zi)焰也可作為原(yuan)子(zi)化(hua)(hua)(hua)(hua)器(qi)(qi)，它具有散射干擾少、熒光(guang)效率高的特點。

4、檢測系統

常(chang)用的檢(jian)(jian)測器為(wei)光(guang)(guang)電倍增管。在多元素原(yuan)子(zi)熒光(guang)(guang)分析儀中，也用光(guang)(guang)導攝(she)象管、析象管做檢(jian)(jian)測器。檢(jian)(jian)測器與激發光(guang)(guang)束成直角配置(zhi)，以避免激發光(guang)(guang)源對檢(jian)(jian)測原(yuan)子(zi)熒光(guang)(guang)信號(hao)的影響。

5、顯示裝置

顯示測(ce)量結(jie)果(guo)的裝置。可以(yi)是電表(biao)、數字(zi)表(biao)、記(ji)錄儀等。

二、原子熒光光譜儀的原理

原(yuan)子熒光光譜法是通(tong)過測(ce)量待測(ce)元素(su)的原(yuan)子蒸氣(qi)在輻射(she)能激發下(xia)產生的熒光發射(she)強(qiang)度，來(lai)確定待測(ce)元素(su)含量的方(fang)法。

氣(qi)態自由原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)吸(xi)收(shou)特征波長輻射后，原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)的(de)外層電子(zi)從基(ji)態或(huo)(huo)低(di)能(neng)級躍遷到高能(neng)級經過(guo)約(yue)10-8s，又躍遷至基(ji)態或(huo)(huo)低(di)能(neng)級，同時發(fa)射出(chu)與原(yuan)(yuan)(yuan)激發(fa)波長相同或(huo)(huo)不同的(de)輻射，稱為(wei)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)熒(ying)光。原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)熒(ying)光分為(wei)共振熒(ying)光、直躍熒(ying)光、階躍熒(ying)光等。

發(fa)射的熒(ying)光(guang)(guang)(guang)強度(du)和原子(zi)化器中(zhong)單(dan)位(wei)體(ti)積(ji)該元素基態(tai)原子(zi)數(shu)成正(zheng)比，式中(zhong)：I f為(wei)熒(ying)光(guang)(guang)(guang)強度(du)；φ為(wei)熒(ying)光(guang)(guang)(guang)量子(zi)效率，表示單(dan)位(wei)時間內(nei)發(fa)射熒(ying)光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)子(zi)數(shu)與吸收激發(fa)光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)子(zi)數(shu)的比值，一(yi)般小于1；Io為(wei)激發(fa)光(guang)(guang)(guang)強度(du)；A為(wei)熒(ying)光(guang)(guang)(guang)照射在檢(jian)測器上的有(you)效面積(ji)；L為(wei)吸收光(guang)(guang)(guang)程長度(du)；ε為(wei)峰值摩爾吸光(guang)(guang)(guang)系(xi)數(shu)；N為(wei)單(dan)位(wei)體(ti)積(ji)內(nei)的基態(tai)原子(zi)數(shu)。

原子熒(ying)光(guang)(guang)發射中，由(you)于部分能(neng)(neng)量(liang)轉變成熱能(neng)(neng)或(huo)其他形式能(neng)(neng)量(liang)，使熒(ying)光(guang)(guang)強度(du)減少(shao)甚至消失，該現象稱為(wei)熒(ying)光(guang)(guang)猝滅(mie)。