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技術(shù)支持

簡述等離子體發(fā)射光譜儀的基本工作原理
更新時間:2025-01-16   點擊次數(shù):58次
  等離子體發(fā)射光譜儀是一種利用等離子體作為激發(fā)源,通過測量元素在特定激發(fā)條件下發(fā)射的光譜線來定量分析樣品中各元素含量的分析儀器。具有靈敏度高、分析速度快、適用元素范圍廣等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、食品安全、材料科學(xué)、制藥、化學(xué)分析等領(lǐng)域。
  等離子體發(fā)射光譜儀的工作原理基于光譜分析法,依賴于樣品中的元素在高溫等離子體中被激發(fā)后,釋放出具有特定波長的光。每種元素在特定的激發(fā)條件下會發(fā)射特定波長的光,發(fā)射光的強度與元素的濃度成正比,通過測量這些光的強度,可以推算出元素的含量。具體的過程如下:
  1、樣品引入與氣化:
  樣品首先以液體或固體的形式引入儀器。通常通過噴霧器將液體樣品轉(zhuǎn)化為微小的霧滴,利用載氣(如氬氣)將其帶入等離子體中。在等離子體中,樣品中的元素會被氣化,形成離子或原子狀態(tài)。
  2、激發(fā)過程:
  樣品進入高溫等離子體后,等離子體溫度通常可以達到6000-8000K。這個高溫環(huán)境能夠激發(fā)樣品中的元素,使得元素的原子或離子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)或高能態(tài)。
 

等離子體發(fā)射光譜儀

 

  3、發(fā)射光譜:
  當(dāng)原子或離子處于激發(fā)態(tài)時,它們會向低能態(tài)躍遷,并釋放出能量,這些能量以光的形式釋放出來。不同元素的原子或離子發(fā)射的光具有特定的波長,每種元素有其發(fā)射光譜。通過測量這些光譜線的強度,可以得到樣品中各元素的含量。
  4、光譜檢測與分析:
  由發(fā)射光譜產(chǎn)生的光通過光纖或透鏡系統(tǒng)傳輸至光譜儀,通常包含一個光柵或棱鏡,用來將復(fù)合光分離成不同波長的光譜。通過探測器對這些光譜進行檢測和記錄,分析其強度和波長。光譜的強度與樣品中元素的濃度成正比,因此,通過定量分析光的強度,可以推算出元素的濃度。
  等離子體發(fā)射光譜儀憑借其高靈敏度、多元素同時分析能力、快速分析等優(yōu)點,成為現(xiàn)代分析化學(xué)中的重要工具。其通過高溫等離子體激發(fā)樣品中的元素,測量發(fā)射光的強度來定量分析元素的含量,適用于環(huán)境監(jiān)測、食品安全、材料科學(xué)、化工等多個領(lǐng)域。

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