奧林巴斯手持熒光光譜儀|常見的兩種熒光光譜儀技術(shù)原理

手持光譜儀是一種基于XRF光譜分析技術(shù)的光譜分析儀器，當(dāng)能量高于原子內(nèi)層電子結(jié)合能的高能X射線與原子發(fā)生碰撞時(shí)，驅(qū)逐一個(gè)內(nèi)層電子從而出現(xiàn)一個(gè)空穴，使整個(gè)原子體系處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，當(dāng)較外層的電子躍遷到空穴時(shí)，產(chǎn)生一次光電子，擊出的光子可能再次被吸收而逐出較外層的另一個(gè)次級(jí)光電子，發(fā)生效應(yīng)，亦稱次級(jí)光電效應(yīng)或無輻射效應(yīng)。所逐出的次級(jí)光電子稱為俄歇電子。當(dāng)較外層的電子躍入內(nèi)層空穴所釋放的能量不被原子內(nèi)吸收，而是以光子形式放出，便產(chǎn)生X射線熒光，其能量等于兩能級(jí)之間的能量差。
奧林巴斯手持熒光光譜儀|常見的兩種熒光光譜儀技術(shù)原理
X熒光光譜主要是激發(fā)源（X射線管)和探測(cè)系統(tǒng)。
其原理是：X射線管通過產(chǎn)生入射X射線(一次X射線)來刺激被測(cè)樣品。受刺激樣品中的每個(gè)元素都會(huì)輻射出二次X射線（也稱為X熒光），不同元素輻射的二次X射線具有特定的能量特性或波長(zhǎng)特性。探測(cè)系統(tǒng)測(cè)量二次X射線的能量、數(shù)量或波長(zhǎng)。然后，儀器軟件將探測(cè)系統(tǒng)收集到的信息轉(zhuǎn)換為樣品中各種元素的類型和含量。元素的原子受到高能輻射的刺激，導(dǎo)致內(nèi)部電子的跳躍，并發(fā)射出具有一定特殊波長(zhǎng)的X射線。因此，只要測(cè)量熒光X射線的波長(zhǎng)或能量，就可以知道元素的類型，這是熒光X射線定性分析的基礎(chǔ)。此外，熒光X射線的強(qiáng)度與相應(yīng)元素的含量有一定的關(guān)系，因此可以對(duì)元素進(jìn)行定量分析。當(dāng)使用X射線照射樣品時(shí)，樣品可以刺激各種波長(zhǎng)的熒光X射線，需要根據(jù)波長(zhǎng)（或能量）分離混合X射線，分別測(cè)量不同波長(zhǎng)（或能量）的X射線強(qiáng)度進(jìn)行定性和定量分析，因此使用的儀器稱為X熒光光譜儀。由于X熒光具有一定的波長(zhǎng)和一定的能量，
手持熒光光譜儀有兩種基本類型：波長(zhǎng)色散和能量色散。
奧林巴斯手持熒光光譜儀|常見的三種熒光光譜儀技術(shù)原理---能量色散熒光光譜儀
能量色散法是簡(jiǎn)單地過濾X射線刺激所有被測(cè)元素的熒光，然后進(jìn)入探測(cè)器，并使用儀器和軟件來分離光譜。如果測(cè)量是元素周期表中相鄰的兩個(gè)元素，則由于光譜重疊而產(chǎn)生測(cè)量誤差。能量色散儀器不損壞被測(cè)材料或產(chǎn)品，也不需要專業(yè)人員操作，缺點(diǎn)是鉻和溴總量測(cè)量（一般不影響使用，因?yàn)樵S多情況可以確定，如鉻總量超標(biāo)，通常知道六價(jià)鉻超標(biāo)，特別是溴，如作為阻燃劑，無論哪種溴，總量超標(biāo)都不合格）。
奧林巴斯手持熒光光譜儀|常見的三種熒光光譜儀技術(shù)原理--波長(zhǎng)色散熒光光譜儀
波長(zhǎng)法是由于其激發(fā)的熒光足夠強(qiáng)，進(jìn)入儀器分析的光譜是單一元素（“過濾”不需要測(cè)量的元素)，不含其他元素的光譜，所以測(cè)量數(shù)據(jù)非常準(zhǔn)確。該儀器的靈敏度高于能量色散型的數(shù)量級(jí)，即測(cè)量的數(shù)據(jù)不存在“灰色地域”沒有測(cè)量，需要檢測(cè)機(jī)構(gòu)復(fù)檢。缺點(diǎn)是波長(zhǎng)法需要將被測(cè)材料粉碎壓制成樣品，然后才能準(zhǔn)確測(cè)量。因此，它被用于材料廠。如果作樣品(非破壞性)，材料表面形狀會(huì)有不同的誤差。