天瑞X熒光光譜儀

一、X-射線熒光光譜儀(XRF) 簡(jiǎn)介
X-射線熒光光譜儀(XRF)是一種較可以對(duì)多元素進(jìn)行快速同時(shí)測(cè)定的儀器。在X射線激發(fā)下，被測(cè)元素原子的內(nèi)層電子發(fā)生能級(jí)躍遷而發(fā)出次級(jí)X射線(即X-熒光)。波長(zhǎng)和能量是從不同的角度來(lái)觀察描述X射線所采用的兩個(gè)物理量。
       波長(zhǎng)色散型X射線熒光光譜儀(WD-XRF)，是用晶體分光而后由探測(cè)器接收經(jīng)過(guò)衍射的特征X射線信號(hào)。如果分光晶體和控測(cè)器作同步運(yùn)動(dòng)，不斷地改變衍射角，便可獲得樣品內(nèi)各種元素所產(chǎn)生的特征X射線的波長(zhǎng)及各個(gè)波長(zhǎng)X射線的強(qiáng)度，可以據(jù)此進(jìn)行定性和定量分析。該儀器產(chǎn)生于50年代，由于可以對(duì)復(fù)雜體系進(jìn)行多組分同時(shí)測(cè)定，受到觀注，特別在地質(zhì)部門(mén)，先后配置了這種儀器，分析速度顯著提高，起了重要作用。
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，在60年代初發(fā)明了半導(dǎo)體探測(cè)器以后，對(duì)X-熒光進(jìn)行能譜分析成了可能。能譜色散型X熒光光譜儀(ED-XRF)，用X射線管產(chǎn)生原級(jí)X射線照射到樣品上，所產(chǎn)生的特征X射線(熒光)直接進(jìn)入半導(dǎo)體探測(cè)器，便可以據(jù)此進(jìn)行定性分析和定量分析。
由于普通能量色散X熒光采用低功率X射線管，又采用濾光片扣除背景和干擾，其背景偏高，分辨率偏小，使得應(yīng)用范圍受到限制，特別是在輕元素的分析受到限制。隨之X射線偏振器的誕生，產(chǎn)生了一款的能量色散X熒光光譜儀，既偏振式能量色散X熒光光譜儀ED(P)-XRF，再加上SDD探測(cè)器的使用，不僅提高了(相對(duì)使用正比計(jì)數(shù)管和Si(PIN)探測(cè)器的儀器)的分辨率，免去Si(Li)探測(cè)器使用液氮冷卻的繁瑣和危險(xiǎn)，填補(bǔ)了原來(lái)普通能量色散X熒光的輕元素檢出限高，分辨率差的缺陷，又使得(相對(duì)波長(zhǎng)色散X熒光用戶)購(gòu)買(mǎi)和使用X熒光儀器的成本大大減低，這使得偏振式能量色散X熒光光譜儀ED(P)-XRF在分析領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，越來(lái)越受到廣泛關(guān)注。

二 、三類(lèi)儀器對(duì)比
雖然偏振式能量色散X熒光光譜儀ED(P)-XRF、波長(zhǎng)色散型(WD-XRF)X射線熒光光譜儀與能量色散型(ED-XRF)X射線熒光光譜儀同屬于X射線熒光光譜儀，它們產(chǎn)生信號(hào)的方法相同，zui后得到的波譜或能譜也為相似，但由于色散、采集數(shù)據(jù)的方式不同，三種儀器在原理、儀器結(jié)構(gòu)和功能上也有所不同。
1、原理區(qū)別
X-射線熒光光譜法，是用X-射線管發(fā)出的初級(jí)線束輻照樣品，激發(fā)各化學(xué)元素發(fā)出二次譜線(X-熒光)。波長(zhǎng)色散型熒光光譜儀(WD-XRF)是用X射線直接照射樣品發(fā)射X熒光，分光晶體將熒光光束色散后，測(cè)定各種元素的特征X-射線波長(zhǎng)和強(qiáng)度，從而測(cè)定各種元素的含量;而普通能量色散型熒光光譜儀(ED-XRF)是通過(guò)濾光片得到背景相對(duì)較低的X射線，照射樣品發(fā)射X熒光，X熒光借助高分辨率敏感半導(dǎo)體檢測(cè)器與多道分析器將未色散的X-射線按光子能量進(jìn)行色散，根據(jù)各元素特征能量的強(qiáng)度高低來(lái)測(cè)定各元素的量;而偏振式能量色散X熒光光譜儀ED(P)-XRF是采用偏振次級(jí)靶，得到單色的X射線照射樣品，再X熒光借助高分辨率敏感半導(dǎo)體檢測(cè)器與多道分析器將未色散的X-射線按光子能量進(jìn)行色散，根據(jù)各元素特征能量的強(qiáng)度高低來(lái)測(cè)定各元素的量，這就大大提高了儀器的信噪比，提高了能譜儀分析輕元素的能力。
2、結(jié)構(gòu)和功能方面的區(qū)別
波長(zhǎng)色散型熒光光譜儀(WD-XRF)，一般由光源(X-射線管)、樣品室、分光晶體和檢測(cè)系統(tǒng)等組成。為了準(zhǔn)確測(cè)量衍射光束與入射光束的夾角，分光晶體是安裝在一個(gè)的測(cè)角儀上，還需要一龐大而并復(fù)雜的機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置。由于晶體的衍射，造成強(qiáng)度的損失，需要作為光源的X射線管的功率要大，一般為2～3千瓦。但X射線管的效率低，只有1%的電功率轉(zhuǎn)化為X射線輻射功率，大部分電能均轉(zhuǎn)化為熱能產(chǎn)生高溫，所以X射線管需要專(zhuān)門(mén)的冷卻裝置(水冷或油冷)，這就使得儀器結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，硬件成本高，因此波譜儀的價(jià)格比能譜儀要高的多。
普通能量色散型X-熒光光譜儀(ED-XRF)，一般由光源(X-射線管)、濾光片、樣品室和檢測(cè)系統(tǒng)等組成，與波長(zhǎng)色散型X熒光光譜儀(WD-XRF)的區(qū)別在于它不用分光晶體，機(jī)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，價(jià)位比較低，但輕元素的檢出限較高。
偏振式能量色散X熒光光譜儀ED(P)-XRF，不采用濾光片，而采用偏振次級(jí)靶，其它與普通能量色散X熒光光譜儀(ED-XRF)相似，結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，價(jià)位也遠(yuǎn)低于波長(zhǎng)色散型熒光光譜儀(WD-XRF)，但在輕元素的檢出限方面接近波長(zhǎng)色散型熒光光譜儀(WD-XRF)。