X荧光光谱仪(XRF)由激发源(X射线管)和探测系统构成。X射线管产生入射X射线(一次X射线),激发被测样品,产生X荧光(二次X射线),探测器对X荧光进行检测。
X荧光光谱仪的组成部分:
1、光源
激发元素产生特征X射线的机理是必须使原子内层电子轨道产生电子空位,从而对样品进行光谱分析检测。X荧光光谱仪中激发样品的光源主要包括有:具有各种功率的X射线管、放射性同位素激发源、电子或质子激发源、同步辐射光源。其中X射线管又分为侧窗、端窗、透射靶和复合靶。
2、高压发生器
X荧光光谱仪通常采用谐波调制电路来作为高压发生器,在检测的时候,通过高压触发可控硅使之形成方波交流电源,经过变压器件变压之后再将其整流为高压直流电源供X光管使用。
3、探测器
探测器能够将X射线荧光光量子转变成为一定形状和数量的电脉冲,表征X射线荧光的能量和强度。在所X荧光光谱仪测量的能量范围内具有较高的探测效率,而且输出信号非常容易处理。
4、闪烁计数器
X荧光光谱仪的闪烁计数器是由闪烁体、光导、光电倍增管及相关电路共同组成,入射的Z射线与闪烁体作用使之发光,光子经光导进入光电倍增管电阴极并产生光电子,光电子在点位不同的各个再生级之间加速并产生倍增,能够形成较强的电脉冲讯号。
X荧光光谱仪(XRF)主要由激发源X射线管产生入射X射线(一次X射线),激发被测样品。受激发的样品中的每一种元素会放射出二次X射线,并且不同的元素所放射出的二次X射线具有特定的能量特性或波长特性。探测系统测量这些放射出来的二次X射线的能量及数量。然后,仪器软件将探测系统所收集到的信息转换成样品中各种元素的种类及含量。
元素的原子受到高能辐射激发而引起内层电子的跃迁,同时发射出具有一定特殊性波长的X射线,根据莫斯莱定律,荧光X射线的波长λ与元素的原子序数Z有关,其数学关系如下:
λ=K(Z-s)-2
式中K和S是常数。
而根据量子理论,X射线可以看成由一种量子或光子组成的粒子流,每个光具有的能量为:
E=hν=hC/λ
式中,E为X射线光子的能量,单位为keV;h为普朗克常数;ν为光波的频率;C为光速。
因此,只要测出荧光X射线的波长或者能量,就可以知道元素的种类,这就是荧光X射线定性分析的基础。此外,荧光X射线的强度与相应元素的含量有一定的关系,据此,可以进行元素定量分析。
1、本仪器采用X光管产生激发源,因此,在不使用时,仪器会自动将X光管的高压断掉,使X光管的电源处理待机状态。此时,仪器将不会产生任何射线,同时大大延长X光管的寿命。
2、在放置样品时,只要开启防护罩,仪器也自动将X光管停止,不再产生X射线,完全可以保护使用者的人身安全。
3、开启、关闭仪器盖子时,应轻开轻放。
4、设备使用的操作人员,必须要接受安全和操作培训后,才可上机,以确保设备的安全操作与正确使用。
5、养成正确使用设备的习惯
(1)开机顺序:开稳压电源——开测试仪及外部设备(显示器、打印机)——开计算机主机。
(2)关机顺序:退出测试程序——关计算机主机——关测试仪及外设——关稳压电源。
(3)不要频繁地开关机,电源的频繁通断给仪器造成的冲击不容忽视。
(4)在使用中严格按照操作规程来对仪器进行操作
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