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詳解X射線熒光光譜儀的三大基本組成結構

點擊次數:3503次  更新時間:2020-04-28
   X射線熒光光譜儀是用來測定物質中元素的種類和含量的儀器,大家都知道物質是由元素構成的,每一種元素的原子能級結構是特定的,躍遷時產生的特征X射線的能量也是固定的(兩軌道電子殼層的能量差)。因此通過測定特征X射線的能量,便可以確定相應元素,而特征X射線的強弱則代表該元素的含量。

  根據以上原理,X射線熒光光譜儀的核心結構為激發源和探測器,其中,激發源是激發元素產生特征X射線的構件,有帶電粒子激發、電磁輻射激發、內轉換現象和核衰變等方式,而常用的激發源是電磁輻射激發,探測器是將X射線熒光的能量和強度轉化成一定形狀和數量的電脈沖,實質上就是一個能量→電量的傳感器,常用的探測器有正比計數器、閃爍計數器和半導體計數器。
 

X射線熒光光譜儀

  由于X光具有一定波長,同時又有一定能量,因此,X射線熒光光譜儀有兩種基本類型:波長色散型和能量色散型。下面我們就來詳細了解下X射線熒光光譜儀的結構組成。
 
  1、X射線管
  X射線熒光光譜儀工作需要用X射線管作為激發光源。X射線管產生的一次X射線,作為激發X射線熒光的輻射源。只有當一次X射線的波長稍短于受激元素吸收限lmin時,才能有效的激發出X射線熒光。
  X射線管的靶材和管工作電壓決定了能有效激發受激元素的那部分一次X射線的強度。管工作電壓升高,粘度的主要決定是密封性短波長一次X射線比例增加,故產生的熒光X射線的強度也增強。X射線管產生的X射線透過鈹窗入射到樣品上,激發出樣品元素的特征X射線,正常工作時,X射線管所消耗功率的0.2%左右轉變為X射線輻射,其余均變為熱能使X射線管升溫,因此必須不斷的通冷卻水冷卻靶電極。
 
  2、分光系統
  分光系統的主要部件是晶體分光器,它的作用是通過晶體衍射現象把不同波長的X射線分開。分光晶休靠一個晶體旋轉機構帶動。因為試樣位置是固定的,為了檢測到波長為λ的熒光X射線,分光晶體轉動θ角,檢測器必須轉動2θ角。目前的X射線熒光光譜儀備有不同晶面間距的晶體,用來分析不同范圍的元素。
 
  3、檢測記錄系統
  X射線熒光光譜儀用的檢測器有流氣正比計數器和閃爍計數器。它主要由金屬圓筒負極和芯線正極組成,筒內充氬(90%)和甲烷(10%)的混合氣體,X射線射入管內,使Ar原子電離,生成的Ar+在向陰極運動時,又引起其它Ar原子電離,雪崩式電離的結果,產生一脈沖信號,脈沖幅度與X射線能量成正比。所以這種計數器叫正比計數器,為了保證計數器內所充氣體濃度不變,氣體一直是保持流動狀態的。流氣正比計數器適用于輕元素的檢測。
  以上就是X射線熒光光譜儀基本組成結構的詳細介紹,供大家參考,希望給您有所幫助!
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