光谱仪,又称分光仪,广泛为认知的为直读光谱仪。以光电倍增管等光探测器测量谱线不同波长位置强度的装置。其构造由一个入射狭缝,一个色散系统,一个成像系统和一个或多个出射狭缝组成。以色散元件将辐射源的电磁辐射分离出所需要的波长或波长区域,并在选定的波长上(或扫描某一波段)进行强度测定。分为单色仪和多色仪两种。
一台典型的光谱仪主要由一个光学平台和一个检测系统组成。包括以下几个主要部分:
1. 入射狭缝: 在入射光的照射下形成光谱仪成像系统的物点。
2. 准直元件: 使狭缝发出的光线变为平行光。该准直元件可以是一独立的透镜、反射镜、或直接集成在色散元件上,如凹面光栅光谱仪中的凹面光栅。
3. 色散元件: 通常采用光栅,使光信号在空间上按波长分散成为多条光束。
4. 聚焦元件: 聚焦色散后的光束,使其在焦平面上形成一系列入射狭缝的像,其中每一像点对应于一特定波长。
5. 探测器阵列:放置于焦平面,用于测量各波长像点的光强度。该探测器阵列可以是CCD阵列或其它种类的光探测器阵列。
光谱仪应用很广,在农业、天文、汽车、生物、化学、镀膜、色度计量、环境检测、薄膜工业、食品、印刷、造纸、喇曼光谱、半导体工业、成分检测、颜色混合及匹配、生物医学应用、荧光测量、宝石成分检测、氧浓度传感器、真空室镀膜过程监控、薄膜厚度测量、LED测量、发射光谱测量、紫外/可见吸收光谱测量、颜色测量等领域应用广泛。
X射线光谱仪(rohs检测仪)通常可分为两大类,波长色散X射线荧光光谱仪(WDXRF)和能量色散X射线荧光光谱仪(EDXRF),波长色散光谱仪主要部件包括激发源、分光晶体和测角仪、探测器等,而能量色散光谱仪则只需激发源和探测器和相关电子与控制部件,相对简单。
波长色散X射线荧光光谱仪使用分析晶体分辨待测元素的分析谱线,根据Bragg定律,通过测定角度,即可获得待测元素的谱线波长:
nλ=2dsinaθ (n=1,2,3…)
式中 ,λ为分析谱线波长;d为晶体的晶格间距;θ为衍射角;n为衍射级次。利用测角仪可以测得分析谱线的衍射角,利用上式可以计算相应被分析元素的波长,从而获得待测元素的特征信息。
能量色散射线荧光光谱仪则采用能量探测器,通过测定由探测器收集到的电荷量,直接获得被测元素发出的特征射线能量:
Q=kE
式中,K为入射射线的光子能量;Q为探测器产生的相应电荷量;k为不同类型能量探测器的响应参数。电荷量与入射射线能量成正比,故通过测定电荷量可得到待测元素的特征信息。
待测元素的特征谱线需要采用一定的激发源才能获得。目前常规采用的激发源主要有射线光管和同位素激发源等。
为获得样品的定性和定量信息,除光谱仪外,还必须采用一定的样品制备技术,并对获得的强度进行相关的谱分析和数据处理。
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