一、原子熒光光譜儀結構

原子熒光光度計分為色(se)散(san)(san)型和非(fei)(fei)色(se)散(san)(san)型兩類(lei)。兩類(lei)儀(yi)器(qi)(qi)的結構基本相似(si)，差別(bie)在于(yu)非(fei)(fei)色(se)散(san)(san)儀(yi)器(qi)(qi)不(bu)用單色(se)器(qi)(qi)。色(se)散(san)(san)型儀(yi)器(qi)(qi)由輻射(she)光(guang)源(yuan)、單色(se)器(qi)(qi)、原(yuan)子(zi)化器(qi)(qi)、檢測器(qi)(qi)、顯(xian)示和記錄(lu)裝置組成，非(fei)(fei)色(se)散(san)(san)儀(yi)器(qi)(qi)沒有單色(se)器(qi)(qi)。熒光(guang)儀(yi)與原(yuan)子(zi)吸收(shou)儀(yi)相似(si)，但光(guang)源(yuan)與檢測部件(jian)不(bu)在一條直線上(shang)，而是90°直角，而避免激發光(guang)源(yuan)發射(she)的輻射(she)對原(yuan)子(zi)熒光(guang)檢測信號的影響。

原(yuan)子(zi)熒光光譜儀由下述五部分組成：

1、激發光源

用(yong)來激發(fa)原(yuan)子(zi)使(shi)其產生原(yuan)子(zi)熒(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)。光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源分連(lian)續光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源和銳(rui)線(xian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源。連(lian)續光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源一(yi)般(ban)采(cai)用(yong)高壓氙燈(deng)(deng)，功(gong)率可高達(da)數百(bai)瓦(wa)。這種燈(deng)(deng)測定(ding)的靈(ling)敏(min)度(du)較低，光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜干擾(rao)較大，但是(shi)采(cai)用(yong)一(yi)個燈(deng)(deng)即可激發(fa)出(chu)各元(yuan)(yuan)素(su)的熒(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)。常用(yong)的銳(rui)線(xian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源為脈沖供電的高強度(du)空心陰極燈(deng)(deng)、無電極放(fang)電燈(deng)(deng)及70年代中期提出(chu)的可控溫度(du)梯度(du)原(yuan)子(zi)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜燈(deng)(deng)。采(cai)用(yong)銳(rui)線(xian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源時(shi)，測定(ding)某種元(yuan)(yuan)素(su)需要(yao)配備該元(yuan)(yuan)素(su)的光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜燈(deng)(deng)。

2、單色器

產生(sheng)高(gao)純單色(se)(se)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)裝置，其作用(yong)(yong)為(wei)選(xuan)出(chu)所需要測量的(de)熒(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)線(xian)，排除其他光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)線(xian)的(de)干(gan)擾。單色(se)(se)器(qi)(qi)由(you)狹(xia)縫(feng)、色(se)(se)散(san)元件（光(guang)(guang)(guang)(guang)柵或棱鏡）和若干(gan)個反射鏡或透鏡所組成，色(se)(se)散(san)系統對分(fen)辨能力要求不(bu)高(gao)，但要求有較大(da)的(de)集(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)本領。使用(yong)(yong)單色(se)(se)器(qi)(qi)的(de)儀器(qi)(qi)稱為(wei)色(se)(se)散(san)原(yuan)子熒(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)度(du)計；非色(se)(se)散(san)原(yuan)子熒(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)分(fen)析儀沒有單色(se)(se)器(qi)(qi)，一般僅(jin)配置濾光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)用(yong)(yong)來(lai)分(fen)離分(fen)析線(xian)和鄰近譜(pu)(pu)(pu)線(xian)，降低背景。非色(se)(se)散(san)型儀器(qi)(qi)的(de)濾光(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)非色(se)(se)散(san)型儀器(qi)(qi)的(de)優(you)點是照明立體角大(da)，光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)通帶寬，熒(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)信號強(qiang)度(du)大(da)，儀器(qi)(qi)結構簡單，操(cao)作方便(bian)，價格便(bian)宜。缺(que)點是散(san)射光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)影響大(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

將被測元素轉化(hua)為(wei)(wei)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)蒸(zheng)(zheng)氣(qi)(qi)的(de)(de)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)。可分為(wei)(wei)火(huo)焰(yan)(yan)(yan)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)化(hua)器(qi)(qi)和電(dian)(dian)熱(re)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)化(hua)器(qi)(qi)。火(huo)焰(yan)(yan)(yan)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)化(hua)器(qi)(qi)是(shi)利用(yong)火(huo)焰(yan)(yan)(yan)使元素的(de)(de)化(hua)合(he)物分解并生(sheng)成原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)蒸(zheng)(zheng)氣(qi)(qi)的(de)(de)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)。所(suo)用(yong)的(de)(de)火(huo)焰(yan)(yan)(yan)為(wei)(wei)空氣(qi)(qi)－乙炔焰(yan)(yan)(yan)、氬氫(qing)焰(yan)(yan)(yan)等。用(yong)氬氣(qi)(qi)稀釋加熱(re)火(huo)焰(yan)(yan)(yan)，可以減(jian)小火(huo)焰(yan)(yan)(yan)中其(qi)他(ta)粒子(zi)(zi)，從而減(jian)小熒光(guang)猝(cu)滅(mie)（受(shou)激發(fa)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)與(yu)其(qi)它粒子(zi)(zi)碰撞(zhuang)，部分能量變成熱(re)運動(dong)與(yu)其(qi)他(ta)形式的(de)(de)能量，因而發(fa)生(sheng)無輻射(she)的(de)(de)去激發(fa)，使熒光(guang)強度減(jian)少甚(shen)至(zhi)消失(shi)，該現(xian)象稱(cheng)為(wei)(wei)熒光(guang)猝(cu)滅(mie)）現(xian)象。電(dian)(dian)熱(re)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)化(hua)器(qi)(qi)是(shi)利用(yong)電(dian)(dian)能來產(chan)生(sheng)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)蒸(zheng)(zheng)氣(qi)(qi)的(de)(de)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)。電(dian)(dian)感(gan)耦(ou)合(he)等離子(zi)(zi)焰(yan)(yan)(yan)也可作(zuo)為(wei)(wei)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)化(hua)器(qi)(qi)，它具有散(san)射(she)干擾(rao)少、熒光(guang)效率高的(de)(de)特點。

4、檢測系統

常用的(de)檢(jian)測(ce)器(qi)(qi)為(wei)光(guang)(guang)電倍(bei)增(zeng)管。在多元素(su)原(yuan)子(zi)熒光(guang)(guang)分析(xi)儀中，也(ye)用光(guang)(guang)導(dao)攝象管、析(xi)象管做檢(jian)測(ce)器(qi)(qi)。檢(jian)測(ce)器(qi)(qi)與激發光(guang)(guang)束成直角配置，以避免(mian)激發光(guang)(guang)源對檢(jian)測(ce)原(yuan)子(zi)熒光(guang)(guang)信號的(de)影(ying)響。

5、顯示裝置

顯示測量結(jie)果的裝置。可(ke)以是(shi)電表、數(shu)字表、記錄儀等(deng)。

二、原子熒光光譜儀的原理

原(yuan)子(zi)熒光光譜法是通過(guo)測(ce)量待測(ce)元(yuan)素(su)的(de)原(yuan)子(zi)蒸(zheng)氣在輻射能激發(fa)下產生的(de)熒光發(fa)射強度，來(lai)確(que)定待測(ce)元(yuan)素(su)含量的(de)方(fang)法。

氣態(tai)自由(you)原(yuan)(yuan)子(zi)吸(xi)收特征(zheng)波長輻(fu)射(she)后，原(yuan)(yuan)子(zi)的外(wai)層電(dian)子(zi)從基態(tai)或低能級(ji)躍(yue)遷到高(gao)能級(ji)經過(guo)約10-8s，又躍(yue)遷至(zhi)基態(tai)或低能級(ji)，同時發射(she)出與(yu)原(yuan)(yuan)激發波長相同或不同的輻(fu)射(she)，稱為(wei)原(yuan)(yuan)子(zi)熒(ying)光。原(yuan)(yuan)子(zi)熒(ying)光分為(wei)共振熒(ying)光、直(zhi)躍(yue)熒(ying)光、階躍(yue)熒(ying)光等。

發(fa)(fa)射的熒(ying)光(guang)(guang)(guang)強(qiang)度(du)(du)和(he)原(yuan)子(zi)化器中單位(wei)體積(ji)(ji)該元素基(ji)(ji)態(tai)原(yuan)子(zi)數成正比，式中：I f為(wei)熒(ying)光(guang)(guang)(guang)強(qiang)度(du)(du)；φ為(wei)熒(ying)光(guang)(guang)(guang)量子(zi)效(xiao)率(lv)，表(biao)示(shi)單位(wei)時間內發(fa)(fa)射熒(ying)光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)子(zi)數與吸收(shou)激發(fa)(fa)光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)子(zi)數的比值，一般小于1；Io為(wei)激發(fa)(fa)光(guang)(guang)(guang)強(qiang)度(du)(du)；A為(wei)熒(ying)光(guang)(guang)(guang)照射在檢測器上的有效(xiao)面積(ji)(ji)；L為(wei)吸收(shou)光(guang)(guang)(guang)程長(chang)度(du)(du)；ε為(wei)峰(feng)值摩(mo)爾(er)吸光(guang)(guang)(guang)系數；N為(wei)單位(wei)體積(ji)(ji)內的基(ji)(ji)態(tai)原(yuan)子(zi)數。

原子(zi)熒(ying)光發射中(zhong)，由于部分能量轉變成熱能或其他形式能量，使熒(ying)光強度減少(shao)甚至消失(shi)，該現象稱(cheng)為熒(ying)光猝滅(mie)。