等離子體發(fā)射光譜儀的工作原理基于將樣品離子化為等離子體,并利用等離子體的熱力學特性產生放電,使得樣品中的元素被激發(fā)發(fā)出特定波長的光線,從而分析樣品中各元素的含量和類型。具體來說:
等離子體的產生:通過高頻電流在感應線圈內產生電磁場,使氬氣(Ar)電離形成高溫等離子體。
樣品與等離子體反應:樣品溶液經(jīng)霧化器形成氣溶膠,并由載氣引入等離子體,發(fā)生蒸發(fā)、原子化、激發(fā)和電離,并產生特征輻射譜線。
光譜分析:產生的特征輻射經(jīng)過分光系統(tǒng)分解成單色光譜,由檢測器檢測其能量,參照標準溶液計算出待測元素的含量。
等離子體發(fā)射光譜儀的使用注意事項:
點火分析前:確保驅氣時間大于1小時,以防止CID檢測器結霜,造成CID檢測器損壞。
日常維護:檢查霧化器,看是否有堵塞現(xiàn)象,及時清潔霧化器、中心管。使用過后,應定期進行儀器的清潔和維護,如更換燈絲和氣體溫控系統(tǒng)等,以保證儀器的正常運行。
操作要求:使用等離子體發(fā)射光譜儀需要具備基本的實驗室安全知識和操作技能,并在操作前仔細閱讀儀器的操作手冊。同時,對樣品進行適當?shù)臏蕚涔ぷ?,如粉碎、溶解、稀釋或濃縮,并避免與空氣或其他雜質接觸。
等離子體發(fā)射光譜儀主要由以下部分組成:
氣體源:提供高純度惰性氣體,如氬氣,以維持等離子體的形成和穩(wěn)定,同時也防止空氣中干擾元素的參與。
高頻功率源:產生高頻電場,使惰性氣體離子化并產生等離子體。電場的強度和頻率需要根據(jù)實驗條件進行調整,以保證等離子體可以在預期的溫度下形成和維持。
等離子體生成室:是等離子體形成的地方,通常由一個環(huán)形感應線圈制成。當高頻電場通過感應線圈時,感應線圈內的惰性氣體被離子化,并形成等離子體。
樣品裝置:將需要分析的樣品送入等離子體生成室中,通常采用氣體分流器或者噴霧器進行樣品加入。
光譜儀:用于分析等離子體中元素的發(fā)射光譜,典型的光譜儀包括光柵單色儀和CCD(Charge-Coupled Device)檢測器或CID檢測器。光譜儀會將不同波長的光線分解,并且將其聚焦到檢測器上進行檢測。
數(shù)據(jù)處理系統(tǒng):用于控制設備、收集和處理數(shù)據(jù),通常包括計算機、軟件和外圍設備,可以對獲取的數(shù)據(jù)進行處理和儲存。