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手持光谱仪的工作原理

       手持光谱仪是一种基于XRF光谱分析技术的光谱分析仪器，当能量高于原子内层电子结合能的高能X射线和原子发生碰撞的时候，驱逐出一个内层的电子从而出现一个空穴，让整个原子体系处于不稳定状态，当较外层的电子跃迁到空穴时，产生一次光电子，击出的光子可能再次被吸收从而逐出较外层的另一个次级光电子，发生俄歇效应，称之次级光电效应或无辐射效应，而逐出的次级电子称为俄歇电子。

       当较外层的电子跃入内层空穴所释放的能量不能被原子内吸收，而是以光子形式放出，便产生X射线荧光，其能量等于两能级之间的能量差。所以射线荧光的能量或者波长是特征性的，与元素有着一一对应的关系。

       分析仪器一直在仪器行业占有很大的占比，诸如气相色谱仪、液相色谱仪、离子色谱仪等，随着科学的发展和分析领域的细分，分析仪器的专业性深受科研工作者的青睐，气相吸收分子吸收光谱仪是应用气相分子吸收光谱法进行水质分析的一种仪器，目前有氨氮（HJ/T195-2005）、凯氏氮（HJ/T196-2005）、亚硝酸盐氮（HJ/T197-2005）、硝酸盐氮（HJ/T198-2005）、总氮（HJ/T199-2005）、硫化物（HJ/T200-2005）6个符合环保部标准方法的测定项目。

       气相分子吸收光谱法的理论基础是朗伯-比尔定律。测定时，通过特定的化学反应，将被测定成分转化为对应的某种气体，选择合适的波长，基态分子对该特征波长的分子振动吸收与浓度成正比，从而得出被测成分的含量。

朗伯-比尔定律

A=lg(1/T)=Kbc

A为吸光度,T为透射比(透光度),是出射光强度（I）比入射光强度(I0).

K为摩尔吸光系数.它与吸收物质的性质及入射光的波长λ有关.

c为吸光物质的浓度,单位为mol/L，b为吸收层厚度，单位为 .

气相分子吸收光谱仪可以对亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、氨氮、硫化物进行测定。

1、亚硝酸盐氮的测定

亚硝酸盐在柠檬酸和乙醇的作用下生成NO2，分析NO2浓度，从而得出亚硝酸盐含量。

2、硝酸盐氮的测定（类似方法测定总氮，现将不同价态氮全部消解为+5价）

70℃下，硝酸盐被三氯化钛-盐酸溶液还原成NO，分析NO浓度，从而得出硝酸盐氮含量。

3、氨氮的测定（类似方法测定凯氏氮）  

用次溴酸盐氧化样品中的氨氮为亚硝酸盐氮，然后按照亚硝酸盐氮测定分析方法，从而得出氨氮含量。

4、硫化物的测定 

硫化物在酸性环境中生成硫化氢，分析硫化氢含量，从而得出硫化物含量。

全谱直读光谱仪分析速度之快是其他方法无法比拟的。光谱仪分析时，一个样品中的许多元素可以同时分析出来。在分析过程中，由于分析样品的种类繁多，全谱直读光谱仪分析工作者应当掌握根据分析的任务制定出适用的分析方法，也应当明确作为定量分析则主要有高的准确度（即小的误差)。本章我们向读者介绍一些典型的直读光谱仪分析和应用的范例，供全谱直读光谱仪工作者参考。

稀土元素的分析

单向火花光源发射光谱已用于钢和铝中钢系列元素的分析，用传统的湿法化学方法或其他仪器分析法都很难作稀土元素的分析。因为钢系列元素的化学、物理性能十分相近，而且在绝大多数材料中的含量也很低。直读光谱仪系列分析是一种分析钢和铝的较好的方法。在不增加更多费用的情况下，钢和铝中稀土元素同其他元素能一起迅速地分析出来。

钢中稀土元素的分析

在铁基材质中，通过形成稀土硫化物和稀土氧化物，稀土元素可将硫化物杂质去掉，从而改善铁基材料在轧制过程中的塑性和延展性，相反它会影响韧性。在铸铁中，稀土元素也形成稀土硫化物，这就能有效地形成球墨状态。在铸铁中要加的稀土材料，其含量的多少取决于使铸铁中碳元素球墨化所需要的量。然而目前大多数铸造厂都用镁去处理球墨铸铁（稀土元素价格比较贵）。由于国内稀土资源丰富，通常在钢中加入稀土元素。原则上是铈、钢等加入高强度低合金钢中，以减少在焊接连接过程中叠层结构产生的裂缝。本项目应用中，首先选取Z好的元素谱线，制定校正曲线，Z后，研究分析精度和准确度。

对谱线的选择，取决于以下几个因素：

（1）仪器制造厂家有选用谱线的经验，知道哪条谱线Z适合于自己生产的光学系统和光源。所选用的谱线就其材料基体而言是不受其他元素线的干扰。

（2）含量范围。因为一个元素的不同谱线其强度不同，所以谱线可能满足不了用户提出的含量范围，有时需选择两条谱线。

（3）元素间的相互干扰。在分析元素的谱线侧旁存在另一元素的谱线时，而且该元素的含量很高，它将会使所要分析的元素谱线强度增加。因此，得出的分析含量会比实际的高。选择谱线时要减少这种元素间干扰效应。

（4）特殊的聚焦。通常由于发射谱线相互很近，有时必须采用光学系统部件进行补偿。

                                               南京诺金高速分析仪器厂

全谱直读火花光谱仪是一种用于物理学、化学领域的分析仪器。主要应用于定量测量金属中元素含量，测试时间短，测量元素种类多。

赛默飞ARL easySpark 1160全谱直读火花光谱仪拥有使其成为稳定直读光谱仪的所有特点。它以交钥匙方式交付，发货前在工厂进行全面校准，以及性能、准确度和质量的彻底检测。同时提供全套必要的工具，以便完成简易安装、简易操作和简易维护。

ARL easySpark 1160 在对各类金属材料进行分析，比如铁和钢、铝及其合金、青铜、黄铜等等，以测定含有的所有元素时，为这类分析带来了更多的好处。它充分发挥了CCD技术的全部优势，同时分析性能未打任何折扣。

直读光谱仪在固体金属样品的元素分析中被广泛使用且技术先进。全谱直读火花光谱仪ARL easySpark 1160的优势有：

·可对绝大多数金属和合金进行快速元素分析
·所有需要元素含量从ppm到百分比的确定
·非凡的准确度、精确度和稳定性
·简单的安装、操作和维护
·资金投入和整体操作成本低

火花台的重要优势:

·独特的安全开放火花台保证了使用者的安全
·由于优化了设计和使用了先进的智能氩气管理(SAM）软件模块，使氩气消耗量降低
·小的维护需要，拆装无需任何工具。
·坚固、耐磨的分析火花台。

赛默飞ARL easySpark 1160全谱直读火花光谱仪在上海尔迪仪器科技有限公司有售，更多详细资料，可联系上海尔迪仪器科技有限公司

直读光谱仪因分析速度快，分析结果可靠等优点在工业生产中有非常广泛的应用，适用于钢铁、冶金、铸造、机械加工等行业的来料检验、质量控制及出厂检验等，是冶金炉前快速定量分析、金属材料质量监控的Z佳助手。

直读光谱仪在日常的测试和实际操作中都会遇到一些问题，在此分享几个直读光谱仪平时使用中的养护注意点，以便帮助直读光谱仪的使用者在日常操作中能及时解决相应问题。

一、激发台

 在激发系统中其基本维护的部位为激发台内部，激发台内部是否清洁、电极极距是否稳定，激发台发光弧焰相对于光学系统的高度等，均会影响我们的数据结果。

       1.拔出废气管，用吸尘器清理激发腔中的灰尘；

       2.使用脱脂棉沾纯酒精擦拭护套；

       3.清理完成，用极距规重新测量一次分析间距；

       4.再用氩气冲洗整个回路2~3分钟，以冲掉进入火花台的空气。

    二、透镜 

       聚光透镜是样品被激发而发出的光进入分光仪的唯yi通道，必须保持镜面清洁干净。但长期使用聚光镜会受到污染，其外表面附着一层茶褐色物质，时间越长，沉积越厚。激发产生的金属粉末也会粘附在透镜的外表面上，降低光的透过率，可使全部元素的光强降低，特别是远紫外元素C，P，S更是明显。

       聚光透镜的表面用脱脂棉，蘸上yi醚yi醇的混合液少许，从聚光镜ZX向外逐圈擦拭。如污染严重可用力多擦几遍，直到擦去污物再用干棉花球擦去水印即可。 

特别应该注意的，聚光镜是石英材质的，不能用硬的物体(绝不能用金属镊夹棉花)，以免划伤透镜面。

   三、 废弃桶

       氩气为惰性气体，对人体无直接危害。但是火花台在激发样品后产生的部分灰尘会由氩气吹走，尾气管变黑，时间长了需要清理以保证气路的畅通与清洁。激发后产生的废气，其主要成分是氩气含有激发后的金属粉尘，人长期直接吸入后，会造成矽肺、眼部损坏等情况，对人的身体带来极大的危害。直读光谱仪的尾气管可采用透明塑料管，在安装时将它插入水中即可；如果管壁变黑，并且不透明，则需要更换尾气管。

       直读光谱仪英文名为OES（Optical Emission Spectrometer），20世纪80年代随着计算机和软件技术而飞速发展，主要通过测量样品被激发时发出代表各元素的特征光谱光（发射光谱）的强度而对样品进行定量分析的仪器，广泛应用于铸造，钢铁，冶炼以及、航天航空等诸多领域。

       直读光谱仪按样品的激发方式仪器可以分为电火花、电弧和辉光发电三种类型，应用较为广泛的电光火花源的仪器，按检测器的种类，可以分为光电倍增管（PMT）和固体检测器；根据使用波长的范围不同，可分为真空型和非真空型直读光谱仪；根据仪器结构的不同，有可分为同时型多道直读光谱仪和扫描型单道直读光谱仪；按仪器的大小可以分为固定式和便携式等。

       在工业生产中，由于光电直读光谱仪分析费用节省，分析速度快，分析结果可靠，已被广泛采用。光电直读光谱仪由光源部分、聚光部分、分光部分和测光部分所组成。光源部分使试样激发发光；聚光部分是把发出的光聚集起来导入分光部分；分光部分是将光色散成各元素的谱线；测光部分是用光电法测量各元素的谱线强度，并指示、记录下来，或是将其测光读数换算成为元素质量分数表示出来。目前无论国内还是国外的光电直读光谱仪，基本可按照功能分为4个模块，即：

1、激发系统：任务是通过各种方式使固态样品充分原子化，并放出各元素的发射光谱光。

2、光学系统：对激发系统产生出的复杂光信号进行处理（整理、分离、筛选、捕捉）。

3、测控系统：测量代表各元素的特征谱线强度，通过各种手段，将谱线的光强信号转化为电脑能够识别的数字电信号，控制整个仪器正常运作。

4、计算机中的软件数据处理系统：对电脑接收到的各通道的光强数据，进行各种算法运算，得到稳定，准确的样品含量。

       德国斯派克分析仪器公司，隶属于美国阿美特克集团，自1979年成立以来，它不仅继承了德国优质光学仪器制造的传统，而且凭借其独特的先进技术和稳定可靠的质量以及周到的售后服务，始终处于世界发射光谱技术的lingxian地位。目前，已经向全世界用户提供了数万台各类光谱仪，在国内已有6000多台SPECTRO的仪器在运行使用。

其生产的SPECTROLAB 直读光谱仪具有显著的特色：

-非常棒的元素灵活性——涵盖15种基体、68种方法、65种元素和210种谱线（不计参考谱线）；

-不需改变硬件即可快速增加元素和方法（SPECTROLAB CCD版）；
-仅需一份样本的简单标准化——根据斯派克´的智能校准逻辑（iCAL）——平均每日节省30分钟（SPECTROLAB CCD版）；
-出色的易用性，操作轻松——简化的操作界面通过专用工具栏按钮提供清晰的选项。

-仪器的新型Spark Analyzer Pro软件在操作界面简易性方面达到时代性的新水平。软件中包含简单直接、不言自明的图标，以及熟悉和符合人体工学的操作方式，几乎没有任何学习曲线。仅授权用户能访问方法开发/知识库模块以进行更复杂的任务。

（内容来源于网络）