山東東儀光電儀器有限公司
一、?光電直讀光譜儀原理:
光電直讀光譜儀?是一種用于物質成分分析的儀器,其工作原理主要包括以下幾個步驟:?
1.??樣品激發?:樣品在高能量光源(如電弧、火花或激光)的作用下被激發,使其原子或分子處于高能量狀態。當這些原子或分子從高能狀態回到低能狀態時,會發射出特定波長的光。
2.??光譜分離?:發射的光通過光學系統(如光柵或棱鏡)進行分離,不同波長的光被分離成一系列光譜線。光柵是光電直讀光譜儀中常用的分光元件,它通過衍射原理將光分成不同的波長。
3.??光電檢測?:分離后的光譜線被導向光電檢測器,如光電倍增管(PMT)或電荷耦合器件(CCD)。這些檢測器將光信號轉換為電信號,不同波長的光對應不同的電信號強度。
4.??數據處理?:電信號被傳輸到數據處理系統,通過計算機進行分析和處理。數據處理系統會將電信號轉換為光譜圖,并根據光譜線的強度和位置進行定性和定量分析。
光電直讀光譜儀具有分析速度快、結果可靠等特點,廣泛應用于工業分析等領域。隨著計算機技術的發展,光電直讀光譜儀在20世紀70年代開始迅速發展,提高了分析精度和速度,并實現了分析結果的數據處理和分析過程的自動化控制。
二、光電直讀光譜儀的光電探測器該如何選擇:
1、光電倍增管(PMT):光電倍增管是點或線測量,只能讀取分立的譜線,每個元素對應一個PMT,,譜線是單一波長的接收,不能連續接收,元素越多PMT越多。
2、電荷耦合器CCD:CCD是面掃面測量,可根據需求來選擇分析譜線,特別是可以利用一個元素有多條譜線的原理,針對某個元素選用多個分析譜線來做分析。
3、PMT與CCD技術參數對比:
CCD | PMT |
無電流增益 | 光電轉換,有電流增益 |
合金效果較好 | 合金與高純金屬檢測效果好 |
全譜檢測 | 一個通道對應一種元素 |
結構簡單,易于后期升級,無需改動儀器硬件 | 后期升級較麻煩,受儀器空間的限制 |
暗電流相對較高,信噪比相對較低 | 暗電流低,信噪比高 |
動態范圍相對較窄 | 動態范圍寬 |
儀器體積較小 | 體積較大 |
無法用于單次火花和時間分辨光譜技術 | 可以用于單次火花和時間分辨光譜技術 |
檢測下限相對較高 | 檢測下限較低 |
受外界溫度影響相對較小 | 受外界溫度影響相對較大 |
價格相對適中 | 價格較高, |
三、PMT與CCD優缺點
1、CCD(全譜)優點:
(1)、對于任何一個元素,都有許多譜線可供選擇,能夠覆蓋完整的含量范圍。對于某個特定的含量范圍,我們也可以同時選擇幾條譜線進行分析,對這些譜線的結果進行統計計算,這樣可以提高分析結果的準確性
(2)、全譜分析,避免以后增加增通道的麻煩,增加基體,也不需要添加硬件。
(3)、更適合多元素合金分析,整個波長范圍內的所有譜線均可利用,我們可以選擇元素的優良線來分析,不會因為空間有限而被迫放棄某些波長
2、CCD(全譜)缺點:
(1)、不適合高純物質中雜質元素的分析。
(2)、動態范圍相對較窄
PMT(通道)優點:
1、 一個元素對應一個或多個通道,分析下限更低,適合做痕量分析。
2、 適合測高純金屬(純度>99.99%的金屬)
3、 動態范圍更寬,PMT的動態范圍是106,而CCD的是105
PMT(通道)缺點:
1、 增加元素需要增加硬件。