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(he)非色(se)散(san)型兩(liang)(liang)類(lei)(lei)。兩(liang)(liang)類(lei)(lei)儀(yi)(yi)(yi)(yi)器的(de)結(jie)構基本相似(si)，差別在(zai)于非色(se)散(san)儀(yi)(yi)(yi)(yi)器不(bu)用單色(se)器。色(se)散(san)型儀(yi)(yi)(yi)(yi)器由輻射(she)(she)光(guang)源、單色(se)器、原(yuan)子化器、檢(jian)測器、顯示和(he)記錄裝(zhuang)置組(zu)成，非色(se)散(san)儀(yi)(yi)(yi)(yi)器沒(mei)有(you)單色(se)器。熒(ying)(ying)光(guang)儀(yi)(yi)(yi)(yi)與原(yuan)子吸收儀(yi)(yi)(yi)(yi)相似(si)，但光(guang)源與檢(jian)測部(bu)件不(bu)在(zai)一(yi)條直線上，而是90°直角，而避免激發(fa)光(guang)源發(fa)射(she)(she)的(de)輻射(she)(she)對原(yuan)子熒(ying)(ying)光(guang)檢(jian)測信號的(de)影(ying)響(xiang)。

原子熒光光譜儀由(you)下述五(wu)部分(fen)組(zu)成：

1、激發光源

用(yong)(yong)(yong)來激發原(yuan)子使其產生原(yuan)子熒(ying)光(guang)(guang)。光(guang)(guang)源(yuan)(yuan)分(fen)連續光(guang)(guang)源(yuan)(yuan)和銳線光(guang)(guang)源(yuan)(yuan)。連續光(guang)(guang)源(yuan)(yuan)一(yi)般采(cai)用(yong)(yong)(yong)高(gao)(gao)壓氙燈(deng)(deng)(deng)，功率可高(gao)(gao)達(da)數百瓦。這種燈(deng)(deng)(deng)測定(ding)的靈敏度(du)較(jiao)低，光(guang)(guang)譜(pu)干擾(rao)較(jiao)大，但是采(cai)用(yong)(yong)(yong)一(yi)個燈(deng)(deng)(deng)即可激發出各元素(su)的熒(ying)光(guang)(guang)。常(chang)用(yong)(yong)(yong)的銳線光(guang)(guang)源(yuan)(yuan)為脈沖供電(dian)的高(gao)(gao)強度(du)空心陰(yin)極燈(deng)(deng)(deng)、無電(dian)極放(fang)電(dian)燈(deng)(deng)(deng)及70年代中期提出的可控溫度(du)梯度(du)原(yuan)子光(guang)(guang)譜(pu)燈(deng)(deng)(deng)。采(cai)用(yong)(yong)(yong)銳線光(guang)(guang)源(yuan)(yuan)時，測定(ding)某種元素(su)需要配(pei)備(bei)該元素(su)的光(guang)(guang)譜(pu)燈(deng)(deng)(deng)。

2、單色器

產(chan)生高純(chun)單(dan)色(se)光的(de)裝(zhuang)置，其(qi)作用(yong)為選出所需要(yao)測量的(de)熒(ying)光譜(pu)線(xian)(xian)，排除(chu)其(qi)他光譜(pu)線(xian)(xian)的(de)干擾。單(dan)色(se)器由狹縫、色(se)散元件（光柵(zha)或(huo)棱(leng)鏡）和若干個反射(she)鏡或(huo)透鏡所組成，色(se)散系統對分辨能(neng)力(li)要(yao)求不高，但(dan)要(yao)求有(you)較大(da)(da)的(de)集(ji)光本領(ling)。使用(yong)單(dan)色(se)器的(de)儀器稱為色(se)散原子熒(ying)光光度計；非(fei)色(se)散原子熒(ying)光分析儀沒有(you)單(dan)色(se)器，一(yi)般僅配(pei)置濾光器用(yong)來(lai)分離分析線(xian)(xian)和鄰(lin)近譜(pu)線(xian)(xian)，降低背景。非(fei)色(se)散型儀器的(de)濾光器非(fei)色(se)散型儀器的(de)優點是照明立(li)體角大(da)(da)，光譜(pu)通帶(dai)寬，熒(ying)光信號(hao)強(qiang)度大(da)(da)，儀器結(jie)構簡(jian)單(dan)，操(cao)作方便，價格便宜。缺(que)點是散射(she)光的(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

將被(bei)測(ce)元(yuan)素轉(zhuan)化為(wei)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)蒸(zheng)氣(qi)的裝(zhuang)置(zhi)。可分為(wei)火(huo)(huo)焰(yan)(yan)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)化器(qi)(qi)(qi)(qi)和(he)電(dian)(dian)(dian)熱原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)化器(qi)(qi)(qi)(qi)。火(huo)(huo)焰(yan)(yan)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)化器(qi)(qi)(qi)(qi)是利(li)用(yong)(yong)火(huo)(huo)焰(yan)(yan)使(shi)元(yuan)素的化合(he)物分解并生(sheng)(sheng)成原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)蒸(zheng)氣(qi)的裝(zhuang)置(zhi)。所用(yong)(yong)的火(huo)(huo)焰(yan)(yan)為(wei)空氣(qi)－乙炔焰(yan)(yan)、氬氫焰(yan)(yan)等。用(yong)(yong)氬氣(qi)稀釋(shi)加熱火(huo)(huo)焰(yan)(yan)，可以減(jian)小火(huo)(huo)焰(yan)(yan)中(zhong)其(qi)(qi)他粒子(zi)(zi)(zi)，從(cong)而(er)減(jian)小熒(ying)光猝(cu)滅(mie)(mie)（受激發原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)與其(qi)(qi)它(ta)粒子(zi)(zi)(zi)碰撞，部分能量(liang)變(bian)成熱運(yun)動與其(qi)(qi)他形式的能量(liang)，因而(er)發生(sheng)(sheng)無輻(fu)射的去激發，使(shi)熒(ying)光強度(du)減(jian)少(shao)甚至消失，該現象稱為(wei)熒(ying)光猝(cu)滅(mie)(mie)）現象。電(dian)(dian)(dian)熱原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)化器(qi)(qi)(qi)(qi)是利(li)用(yong)(yong)電(dian)(dian)(dian)能來產生(sheng)(sheng)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)蒸(zheng)氣(qi)的裝(zhuang)置(zhi)。電(dian)(dian)(dian)感耦(ou)合(he)等離子(zi)(zi)(zi)焰(yan)(yan)也可作(zuo)為(wei)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)化器(qi)(qi)(qi)(qi)，它(ta)具(ju)有散(san)射干擾少(shao)、熒(ying)光效率高的特點。

4、檢測系統

常用(yong)的(de)檢(jian)測(ce)器為光電倍增(zeng)管。在多元素(su)原子(zi)熒(ying)光分析(xi)儀(yi)中(zhong)，也用(yong)光導攝(she)象(xiang)管、析(xi)象(xiang)管做檢(jian)測(ce)器。檢(jian)測(ce)器與激發光束成直角配置，以(yi)避免激發光源對檢(jian)測(ce)原子(zi)熒(ying)光信號(hao)的(de)影響。

5、顯示裝置

顯示測量結果的裝置。可以是電表、數字表、記錄儀等。

二、原子熒光光譜儀的原理

原子熒光(guang)光(guang)譜法是(shi)通(tong)過測量待測元素的原子蒸氣在輻(fu)射能激(ji)發(fa)下產(chan)生的熒光(guang)發(fa)射強度，來確定待測元素含(han)量的方(fang)法。

氣態自由原(yuan)子吸收特征波(bo)長(chang)輻(fu)射(she)(she)后，原(yuan)子的外(wai)層電子從基(ji)態或(huo)低(di)(di)能(neng)級(ji)躍遷到高能(neng)級(ji)經過約10-8s，又(you)躍遷至(zhi)基(ji)態或(huo)低(di)(di)能(neng)級(ji)，同時(shi)發射(she)(she)出與(yu)原(yuan)激發波(bo)長(chang)相同或(huo)不同的輻(fu)射(she)(she)，稱為原(yuan)子熒(ying)光(guang)。原(yuan)子熒(ying)光(guang)分為共振熒(ying)光(guang)、直(zhi)躍熒(ying)光(guang)、階躍熒(ying)光(guang)等。

發射的(de)熒光(guang)(guang)(guang)強(qiang)度(du)和原(yuan)子(zi)(zi)(zi)化器(qi)中(zhong)單(dan)位體(ti)積該元素基態原(yuan)子(zi)(zi)(zi)數(shu)成正比(bi)，式中(zhong)：I f為(wei)熒光(guang)(guang)(guang)強(qiang)度(du)；φ為(wei)熒光(guang)(guang)(guang)量子(zi)(zi)(zi)效率，表示(shi)單(dan)位時間(jian)內(nei)發射熒光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)子(zi)(zi)(zi)數(shu)與(yu)吸收激發光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)子(zi)(zi)(zi)數(shu)的(de)比(bi)值(zhi)，一般小(xiao)于1；Io為(wei)激發光(guang)(guang)(guang)強(qiang)度(du)；A為(wei)熒光(guang)(guang)(guang)照射在檢測(ce)器(qi)上(shang)的(de)有(you)效面積；L為(wei)吸收光(guang)(guang)(guang)程長度(du)；ε為(wei)峰值(zhi)摩爾吸光(guang)(guang)(guang)系數(shu)；N為(wei)單(dan)位體(ti)積內(nei)的(de)基態原(yuan)子(zi)(zi)(zi)數(shu)。

原子熒光發射中，由于部分能(neng)量轉(zhuan)變成熱能(neng)或其他(ta)形式能(neng)量，使(shi)熒光強度減少甚至(zhi)消失，該現(xian)象(xiang)稱為熒光猝滅(mie)。