一、原子熒光光譜儀結構

原子熒光光度計分為(wei)色散(san)型和非(fei)色散(san)型兩類。兩類儀(yi)(yi)器(qi)的結構基本(ben)相(xiang)似，差別在于非(fei)色散(san)儀(yi)(yi)器(qi)不用單色器(qi)。色散(san)型儀(yi)(yi)器(qi)由輻射(she)光源、單色器(qi)、原(yuan)子(zi)化器(qi)、檢測(ce)(ce)器(qi)、顯示和記錄裝(zhuang)置組成(cheng)，非(fei)色散(san)儀(yi)(yi)器(qi)沒(mei)有單色器(qi)。熒光儀(yi)(yi)與(yu)原(yuan)子(zi)吸收(shou)儀(yi)(yi)相(xiang)似，但(dan)光源與(yu)檢測(ce)(ce)部件不在一條直(zhi)線上，而是90°直(zhi)角，而避免激發光源發射(she)的輻射(she)對原(yuan)子(zi)熒光檢測(ce)(ce)信(xin)號(hao)的影響。

原子(zi)熒光光譜儀(yi)由下(xia)述五部分組成(cheng)：

1、激發光源

用(yong)來激(ji)(ji)發原子(zi)(zi)使(shi)其產生原子(zi)(zi)熒光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)。光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)分(fen)連(lian)續光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)和銳(rui)線光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)。連(lian)續光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)一(yi)般采用(yong)高(gao)(gao)壓氙(xian)燈，功率可(ke)高(gao)(gao)達數百瓦。這種(zhong)燈測定(ding)的(de)靈(ling)敏度(du)(du)較低，光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜干(gan)擾較大，但是采用(yong)一(yi)個燈即(ji)可(ke)激(ji)(ji)發出各元素(su)(su)(su)的(de)熒光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)。常(chang)用(yong)的(de)銳(rui)線光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)為脈沖(chong)供電(dian)的(de)高(gao)(gao)強度(du)(du)空心陰極(ji)燈、無電(dian)極(ji)放(fang)電(dian)燈及70年代中期提出的(de)可(ke)控溫度(du)(du)梯度(du)(du)原子(zi)(zi)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜燈。采用(yong)銳(rui)線光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)時(shi)，測定(ding)某種(zhong)元素(su)(su)(su)需要配(pei)備該元素(su)(su)(su)的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜燈。

2、單色器

產生高純單(dan)(dan)色(se)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)裝置，其(qi)作用(yong)(yong)(yong)為(wei)選出所需要測量(liang)的(de)(de)熒(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜線(xian)，排除(chu)其(qi)他光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜線(xian)的(de)(de)干(gan)擾(rao)。單(dan)(dan)色(se)器(qi)由狹縫、色(se)散(san)元件（光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵或(huo)棱鏡）和若干(gan)個反射(she)鏡或(huo)透鏡所組(zu)成(cheng)，色(se)散(san)系統對(dui)分(fen)辨能力要求不高，但要求有較大(da)的(de)(de)集光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)本領。使用(yong)(yong)(yong)單(dan)(dan)色(se)器(qi)的(de)(de)儀器(qi)稱為(wei)色(se)散(san)原子(zi)熒(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)度計；非(fei)色(se)散(san)原子(zi)熒(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)分(fen)析儀沒(mei)有單(dan)(dan)色(se)器(qi)，一(yi)般僅(jin)配置濾(lv)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)用(yong)(yong)(yong)來分(fen)離分(fen)析線(xian)和鄰近譜線(xian)，降低(di)背景。非(fei)色(se)散(san)型(xing)儀器(qi)的(de)(de)濾(lv)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)非(fei)色(se)散(san)型(xing)儀器(qi)的(de)(de)優點是(shi)照明立體角大(da)，光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜通帶寬(kuan)，熒(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)信號強度大(da)，儀器(qi)結構簡單(dan)(dan)，操作方便(bian)，價格便(bian)宜。缺點是(shi)散(san)射(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)影響(xiang)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(yuan)素(su)轉化為原(yuan)(yuan)子(zi)蒸(zheng)氣的裝置(zhi)。可分為火(huo)焰(yan)原(yuan)(yuan)子(zi)化器(qi)和電(dian)熱原(yuan)(yuan)子(zi)化器(qi)。火(huo)焰(yan)原(yuan)(yuan)子(zi)化器(qi)是利用火(huo)焰(yan)使元(yuan)素(su)的化合物分解并(bing)生成原(yuan)(yuan)子(zi)蒸(zheng)氣的裝置(zhi)。所用的火(huo)焰(yan)為空氣－乙炔焰(yan)、氬(ya)(ya)氫(qing)焰(yan)等。用氬(ya)(ya)氣稀(xi)釋加熱火(huo)焰(yan)，可以減小火(huo)焰(yan)中(zhong)其(qi)(qi)他粒子(zi)，從而減小熒光(guang)猝(cu)滅（受(shou)激發(fa)原(yuan)(yuan)子(zi)與其(qi)(qi)它粒子(zi)碰撞，部分能(neng)(neng)量變成熱運動與其(qi)(qi)他形(xing)式的能(neng)(neng)量，因(yin)而發(fa)生無輻射(she)的去激發(fa)，使熒光(guang)強度減少甚至消失，該現(xian)象(xiang)稱為熒光(guang)猝(cu)滅）現(xian)象(xiang)。電(dian)熱原(yuan)(yuan)子(zi)化器(qi)是利用電(dian)能(neng)(neng)來產生原(yuan)(yuan)子(zi)蒸(zheng)氣的裝置(zhi)。電(dian)感耦合等離子(zi)焰(yan)也可作為原(yuan)(yuan)子(zi)化器(qi)，它具有散射(she)干(gan)擾少、熒光(guang)效率高的特點(dian)。

4、檢測系統

常用(yong)的(de)(de)檢測(ce)器為光(guang)(guang)(guang)(guang)電倍(bei)增管(guan)。在多元素原子(zi)熒光(guang)(guang)(guang)(guang)分析(xi)儀中，也用(yong)光(guang)(guang)(guang)(guang)導攝(she)象管(guan)、析(xi)象管(guan)做檢測(ce)器。檢測(ce)器與激(ji)發(fa)光(guang)(guang)(guang)(guang)束成直角(jiao)配置，以(yi)避免激(ji)發(fa)光(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)對檢測(ce)原子(zi)熒光(guang)(guang)(guang)(guang)信號的(de)(de)影響(xiang)。

5、顯示裝置

顯(xian)示測量結果的(de)裝置(zhi)。可(ke)以是電表、數(shu)字表、記錄儀(yi)等。

二、原子熒光光譜儀的原理

原(yuan)子熒光光譜(pu)法是通(tong)過測(ce)(ce)量待(dai)測(ce)(ce)元(yuan)素的(de)原(yuan)子蒸(zheng)氣在(zai)輻射(she)能激發(fa)下產生(sheng)的(de)熒光發(fa)射(she)強度，來(lai)確(que)定待(dai)測(ce)(ce)元(yuan)素含量的(de)方法。

氣(qi)態(tai)(tai)自由原子吸(xi)收特(te)征(zheng)波(bo)長(chang)輻射(she)(she)后，原子的(de)外層(ceng)電子從基態(tai)(tai)或(huo)(huo)低(di)能(neng)(neng)級(ji)(ji)躍遷(qian)到(dao)高能(neng)(neng)級(ji)(ji)經過約(yue)10-8s，又躍遷(qian)至(zhi)基態(tai)(tai)或(huo)(huo)低(di)能(neng)(neng)級(ji)(ji)，同(tong)時(shi)發(fa)射(she)(she)出與原激發(fa)波(bo)長(chang)相同(tong)或(huo)(huo)不同(tong)的(de)輻射(she)(she)，稱為原子熒(ying)光(guang)(guang)(guang)。原子熒(ying)光(guang)(guang)(guang)分為共振熒(ying)光(guang)(guang)(guang)、直躍熒(ying)光(guang)(guang)(guang)、階躍熒(ying)光(guang)(guang)(guang)等。

發射(she)的(de)熒(ying)(ying)光(guang)強(qiang)度(du)和(he)原(yuan)子化器中單位(wei)(wei)體積(ji)該元(yuan)素基態原(yuan)子數(shu)(shu)成正比(bi)，式中：I f為(wei)熒(ying)(ying)光(guang)強(qiang)度(du)；φ為(wei)熒(ying)(ying)光(guang)量子效率，表示單位(wei)(wei)時間內(nei)發射(she)熒(ying)(ying)光(guang)光(guang)子數(shu)(shu)與(yu)吸(xi)(xi)收激發光(guang)光(guang)子數(shu)(shu)的(de)比(bi)值，一般(ban)小于1；Io為(wei)激發光(guang)強(qiang)度(du)；A為(wei)熒(ying)(ying)光(guang)照射(she)在(zai)檢測器上的(de)有(you)效面積(ji)；L為(wei)吸(xi)(xi)收光(guang)程長度(du)；ε為(wei)峰值摩爾(er)吸(xi)(xi)光(guang)系數(shu)(shu)；N為(wei)單位(wei)(wei)體積(ji)內(nei)的(de)基態原(yuan)子數(shu)(shu)。

原(yuan)子熒(ying)光發(fa)射中(zhong)，由于部(bu)分能量(liang)轉變(bian)成熱能或其他(ta)形式(shi)能量(liang)，使熒(ying)光強度減(jian)少甚至消失，該現象(xiang)稱(cheng)為熒(ying)光猝(cu)滅。