一、原子熒光光譜儀結構

原子熒光光度計分為色(se)散(san)型和非色(se)散(san)型兩類。兩類儀器(qi)的結構基本相似，差別在(zai)于非色(se)散(san)儀器(qi)不用單(dan)色(se)器(qi)。色(se)散(san)型儀器(qi)由輻射光(guang)源(yuan)、單(dan)色(se)器(qi)、原子化器(qi)、檢(jian)測器(qi)、顯示和記(ji)錄裝置組成，非色(se)散(san)儀器(qi)沒有單(dan)色(se)器(qi)。熒光(guang)儀與原子吸收儀相似，但(dan)光(guang)源(yuan)與檢(jian)測部(bu)件不在(zai)一條(tiao)直(zhi)線(xian)上，而是90°直(zhi)角，而避免激發光(guang)源(yuan)發射的輻射對原子熒光(guang)檢(jian)測信號的影響。

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

1、激發光源

用來激(ji)發原(yuan)子(zi)使其產(chan)生原(yuan)子(zi)熒光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)。光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)分(fen)連續光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)和銳線光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)。連續光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)一(yi)(yi)般采(cai)用高壓氙燈(deng)，功率(lv)可(ke)高達(da)數百瓦。這種燈(deng)測(ce)定的(de)(de)靈敏度(du)(du)較低，光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜干擾(rao)較大，但是采(cai)用一(yi)(yi)個(ge)燈(deng)即可(ke)激(ji)發出(chu)各(ge)元素(su)的(de)(de)熒光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)。常(chang)用的(de)(de)銳線光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)為脈(mo)沖(chong)供電的(de)(de)高強度(du)(du)空(kong)心陰極燈(deng)、無電極放電燈(deng)及70年代中期提出(chu)的(de)(de)可(ke)控溫(wen)度(du)(du)梯度(du)(du)原(yuan)子(zi)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜燈(deng)。采(cai)用銳線光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)時(shi)，測(ce)定某種元素(su)需(xu)要配備該元素(su)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜燈(deng)。

2、單色器

產生(sheng)高純(chun)單(dan)(dan)色(se)(se)(se)光(guang)的裝(zhuang)置，其作用為選(xuan)出所需要(yao)測量(liang)的熒(ying)光(guang)譜(pu)線，排除其他(ta)光(guang)譜(pu)線的干(gan)擾。單(dan)(dan)色(se)(se)(se)器由狹縫(feng)、色(se)(se)(se)散元件（光(guang)柵或(huo)棱鏡(jing)）和(he)若干(gan)個(ge)反射(she)鏡(jing)或(huo)透鏡(jing)所組(zu)成，色(se)(se)(se)散系統對分辨能(neng)力(li)要(yao)求不高，但要(yao)求有(you)較大(da)(da)(da)的集光(guang)本領。使用單(dan)(dan)色(se)(se)(se)器的儀(yi)器稱(cheng)為色(se)(se)(se)散原子熒(ying)光(guang)光(guang)度(du)計(ji)；非色(se)(se)(se)散原子熒(ying)光(guang)分析(xi)儀(yi)沒有(you)單(dan)(dan)色(se)(se)(se)器，一般僅配(pei)置濾(lv)光(guang)器用來分離分析(xi)線和(he)鄰近(jin)譜(pu)線，降低背(bei)景。非色(se)(se)(se)散型儀(yi)器的濾(lv)光(guang)器非色(se)(se)(se)散型儀(yi)器的優點是照(zhao)明立體角(jiao)大(da)(da)(da)，光(guang)譜(pu)通帶寬(kuan)，熒(ying)光(guang)信號強度(du)大(da)(da)(da)，儀(yi)器結(jie)構簡單(dan)(dan)，操作方便(bian)，價格便(bian)宜(yi)。缺點是散射(she)光(guang)的影響大(da)(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

將被測元(yuan)素(su)轉化(hua)為(wei)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)蒸氣(qi)的(de)裝置(zhi)。可(ke)分為(wei)火(huo)焰(yan)(yan)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)化(hua)器(qi)和電熱(re)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)化(hua)器(qi)。火(huo)焰(yan)(yan)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)化(hua)器(qi)是利用火(huo)焰(yan)(yan)使元(yuan)素(su)的(de)化(hua)合物分解并(bing)生成原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)蒸氣(qi)的(de)裝置(zhi)。所(suo)用的(de)火(huo)焰(yan)(yan)為(wei)空氣(qi)－乙炔焰(yan)(yan)、氬氫焰(yan)(yan)等。用氬氣(qi)稀釋(shi)加熱(re)火(huo)焰(yan)(yan)，可(ke)以減小火(huo)焰(yan)(yan)中其他粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)，從(cong)而減小熒光(guang)(guang)猝滅（受激(ji)發原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)與其它粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)碰撞，部分能量(liang)(liang)變成熱(re)運動與其他形式的(de)能量(liang)(liang)，因(yin)而發生無輻射(she)的(de)去激(ji)發，使熒光(guang)(guang)強度減少甚至消失(shi)，該(gai)現象(xiang)稱為(wei)熒光(guang)(guang)猝滅）現象(xiang)。電熱(re)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)化(hua)器(qi)是利用電能來產(chan)生原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)蒸氣(qi)的(de)裝置(zhi)。電感耦合等離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)焰(yan)(yan)也可(ke)作為(wei)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)化(hua)器(qi)，它具(ju)有散射(she)干擾少、熒光(guang)(guang)效率高的(de)特點。

4、檢測系統

常(chang)用的檢測(ce)器為光(guang)電倍增管。在多元(yuan)素原子熒光(guang)分析(xi)儀中，也用光(guang)導攝象管、析(xi)象管做檢測(ce)器。檢測(ce)器與激發光(guang)束成直角配(pei)置，以避免激發光(guang)源對檢測(ce)原子熒光(guang)信(xin)號(hao)的影(ying)響。

5、顯示裝置

顯示測量結果的裝置。可(ke)以是(shi)電表(biao)、數字表(biao)、記錄(lu)儀(yi)等。

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(dai)測(ce)元素的(de)原(yuan)子(zi)蒸氣(qi)在輻射能激發下產生的(de)熒光發射強度，來確定待(dai)測(ce)元素含量的(de)方法。

氣(qi)態(tai)自由(you)原子(zi)吸收特征波長輻射后，原子(zi)的外層電子(zi)從基態(tai)或(huo)低能級躍(yue)(yue)遷到高能級經過約10-8s，又躍(yue)(yue)遷至基態(tai)或(huo)低能級，同時發射出與原激發波長相同或(huo)不同的輻射，稱為原子(zi)熒(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)。原子(zi)熒(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)分為共振熒(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)、直躍(yue)(yue)熒(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)、階(jie)躍(yue)(yue)熒(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)等。

發(fa)(fa)射的(de)熒(ying)光(guang)(guang)(guang)強(qiang)度和原子(zi)化器中單(dan)位體積該元素基態(tai)原子(zi)數(shu)成正比，式(shi)中：I f為熒(ying)光(guang)(guang)(guang)強(qiang)度；φ為熒(ying)光(guang)(guang)(guang)量子(zi)效(xiao)率，表示單(dan)位時間內(nei)發(fa)(fa)射熒(ying)光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)子(zi)數(shu)與吸(xi)收激發(fa)(fa)光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)子(zi)數(shu)的(de)比值，一般(ban)小于1；Io為激發(fa)(fa)光(guang)(guang)(guang)強(qiang)度；A為熒(ying)光(guang)(guang)(guang)照射在(zai)檢測器上的(de)有效(xiao)面積；L為吸(xi)收光(guang)(guang)(guang)程長度；ε為峰(feng)值摩爾吸(xi)光(guang)(guang)(guang)系(xi)數(shu)；N為單(dan)位體積內(nei)的(de)基態(tai)原子(zi)數(shu)。

原子熒(ying)光(guang)(guang)發射中，由于部分能量(liang)轉變成(cheng)熱能或其他形式能量(liang)，使熒(ying)光(guang)(guang)強(qiang)度減(jian)少甚至消失，該(gai)現象稱為(wei)熒(ying)光(guang)(guang)猝(cu)滅。