波長(zhǎng)色散型X射線(xiàn)熒光光譜儀與能量色散型X射線(xiàn)熒光光譜儀的區(qū)別(共4頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上波長(zhǎng)色散型X射線(xiàn)熒光光譜儀與能量色散型X射線(xiàn)熒光光譜儀的區(qū)別一X射線(xiàn)熒光分析儀簡(jiǎn)介X射線(xiàn)熒光分析儀是一種比較新型的可以對(duì)多元素進(jìn)行快速同事測(cè)定的儀器。在X射線(xiàn)激發(fā)下，被測(cè)元素原子的內(nèi)層電子發(fā)生能級(jí)躍遷而發(fā)出次級(jí)X射線(xiàn)（X-熒光）。波長(zhǎng)和能量是從不同的角度來(lái)觀察描述X射線(xiàn)所采用的兩個(gè)物理量。波長(zhǎng)色散型X射線(xiàn)熒光光譜儀（WD-XRF）。是用晶體分光而后由探測(cè)器接受經(jīng)過(guò)衍射的特征X射線(xiàn)信號(hào)。如果分光晶體和控測(cè)器做同步運(yùn)動(dòng)，不斷地改變衍射角，便可獲得樣品內(nèi)各種元素所產(chǎn)生的特征X射線(xiàn)的波長(zhǎng)及各個(gè)波長(zhǎng)X射線(xiàn)的強(qiáng)度，可以據(jù)此進(jìn)行特定分析和定量分析。該種儀器產(chǎn)生于50年代，由于可以對(duì)

2、復(fù)雜體進(jìn)行多組同事測(cè)定，受到關(guān)注，特別在地質(zhì)部門(mén)，先后配置了這種儀器，分析速度顯著提高，起了重要作用。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步在60年代初發(fā)明了半導(dǎo)體探測(cè)儀器后，對(duì)X熒光進(jìn)行能譜分析成為可能。能譜色散型X射線(xiàn)熒光光譜儀（ED-XRF），用X射線(xiàn)管產(chǎn)生原級(jí)X射線(xiàn)照射到樣品上，所產(chǎn)生的特征X射線(xiàn)（熒光）這節(jié)進(jìn)入SI(LI)探測(cè)器，便可以據(jù)此進(jìn)行定性分析和定量分析，第一胎ED-XRF是1969年問(wèn)世的。近幾年來(lái)，由于商品ED-XRF儀器及儀表計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展，功能完善，應(yīng)用領(lǐng)域拓寬，其特點(diǎn)，優(yōu)越性日益搜到認(rèn)識(shí)，發(fā)展迅猛。二波長(zhǎng)色散型X射線(xiàn)熒光光譜儀與能量色散型X射線(xiàn)熒光光譜儀的區(qū)別雖然光波色散型（ED-X

3、RF）與能量色散型（ED-XRF）X射線(xiàn)熒光光譜儀同屬于X射線(xiàn)熒光分析儀，它產(chǎn)生信號(hào)的方法相同，最后得到的波譜也極為相似，單由于采集數(shù)據(jù)的方式不同，WD-XRF（波譜）與WD-XRF(能譜)在原理和儀器結(jié)構(gòu)上有所不同，功能也有區(qū)別。（一）原理區(qū)別X射線(xiàn)熒光光譜法，是用X射線(xiàn)管發(fā)出的初級(jí)線(xiàn)束輻照樣品，激發(fā)各化學(xué)元素發(fā)出二次譜線(xiàn)（X-熒光）。波長(zhǎng)色散型熒光光儀（WD-XRF）是用分光近體將熒光光束色散后，測(cè)定各種元素的特征X射線(xiàn)波長(zhǎng)和強(qiáng)度，從而測(cè)定各種元素的含量。而能量色散型熒光光儀（ED-XRF）是借組高分辨率敏感半導(dǎo)體檢查儀器與多道分析器將未色散的X射線(xiàn)熒光按光子能量分離X色線(xiàn)光譜線(xiàn)，根據(jù)各元

4、素能量的高低來(lái)測(cè)定各元素的量，由于原理的不同，故儀器結(jié)構(gòu)也不同。（二）結(jié)構(gòu)區(qū)別波長(zhǎng)色散型熒光光譜儀（WD-XRF），一般由光源（X-射線(xiàn)管），樣品室，分光晶體和檢測(cè)系統(tǒng)等組成。為了準(zhǔn)且測(cè)量衍射光束與入射光束的夾角，分光晶體系安裝在一個(gè)精密的測(cè)角儀上，還需要一龐大而精密并復(fù)雜的機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置。由于晶體的衍射，造成強(qiáng)度的損失，要求作為光源的X射線(xiàn)管的功率要打，一般為2-3千瓦，單X射線(xiàn)管的效率極低，只有1%的功率轉(zhuǎn)化為X射線(xiàn)輻射功率，大部分電能均轉(zhuǎn)化為而能產(chǎn)生高溫，所以X射線(xiàn)管需要專(zhuān)門(mén)的冷卻裝置（水冷或油冷），因此波譜儀的價(jià)格往往比能譜儀高。能量色散型熒光光譜儀（DE-XRF），一般由光源（X-線(xiàn)管

5、），樣品室何檢測(cè)系統(tǒng)等組成，與波長(zhǎng)色散型熒光光儀的區(qū)別在于他不分光晶體，由于這一特點(diǎn)，是能量色散型熒光光儀具有如下的優(yōu)點(diǎn)：1. 儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，省略了晶體的精密運(yùn)動(dòng)裝置，野無(wú)需精確調(diào)整。還避免了晶體衍射所照成的前度損失，光源使用的X射線(xiàn)管功率低，一般在100W一下，不需要昂貴的高壓發(fā)生器和冷卻系統(tǒng)，空氣冷卻即刻，節(jié)省電力。2. 能量色散型熒光光儀的光源，樣品，檢測(cè)器彼此靠得越近，X射線(xiàn)的利用率很高，不需要光學(xué)聚集，在累計(jì)整個(gè)光譜時(shí)，對(duì)樣品位置變化不象波長(zhǎng)色散型熒光光儀那樣敏感，對(duì)樣品形狀也無(wú)特殊要求。3. 在能量色散譜儀中，樣品發(fā)出的全部特征X射線(xiàn)光子同時(shí)進(jìn)入檢測(cè)器，這樣奠定了使用多道分析器和熒

6、光同時(shí)累計(jì)和現(xiàn)實(shí)全部能譜（包括背景）睇基礎(chǔ)，也能清楚地表明背景和干擾線(xiàn)。因此，半導(dǎo)體檢測(cè)器X射線(xiàn)光譜儀能比晶體X射線(xiàn)光譜儀快而方便地完成定性分析工作。4. 能量色散發(fā)的一個(gè)附帶有點(diǎn)事測(cè)量整個(gè)分析線(xiàn)沖高度分部的積分程度，而不是封頂強(qiáng)度。因此，減小了化學(xué)狀態(tài)引起的分析線(xiàn)波長(zhǎng)的漂移影響。由于同時(shí)累積還減少了一起的漂移影響，提高凈計(jì)算的統(tǒng)計(jì)精度，可迅速而方便地用各種方法處理光譜。同時(shí)累積觀察和測(cè)量所有元素，而不是按特定譜線(xiàn)分析特定元素。因此，減少偶然錯(cuò)誤判斷某元素的可能性。（三）功能區(qū)別考慮到各種情況，能量色散型熒光儀和波長(zhǎng)色散型熒光儀的檢測(cè)限基本相同。但在（高能光子）范圍內(nèi)能量色散的分辨率好些，在長(zhǎng)

7、波（低能光子）范圍內(nèi)，波長(zhǎng)色散的分辨率好些。就定性分析而言，在分析多種元素時(shí)能量色散優(yōu)于單道晶體譜儀。就測(cè)量個(gè)別分析元素而言，波長(zhǎng)色散好些。如果分析的元素事先不知道，用能量色散較好，而分析元素已知?jiǎng)t用多道晶體色散儀好。對(duì)易受放射性損傷的樣品，如果液體，有機(jī)物（可能發(fā)生輻射分解），玻璃品，工藝品（可能發(fā)生褪色）等，用能量色散型熒光散型熒光儀分析特別有利。能量色散型熒光儀很適合動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的研究。如在催化，腐蝕，老化，磨損，改性和能量轉(zhuǎn)換等與表面化學(xué)過(guò)程有關(guān)的研究。總之，能量色散型熒光和波長(zhǎng)色散型熒光折兩種儀器，各有所有點(diǎn)和不足，它們只能互補(bǔ)，而不能替代。三，WD-XRF與ED-XRF的簡(jiǎn)明比較項(xiàng)目波

8、長(zhǎng)色散型能量色散性原來(lái)X熒光經(jīng)晶體分光，在不同衍射角測(cè)量不同元素的特征線(xiàn)X熒光直接進(jìn)入檢測(cè)器，經(jīng)電子學(xué)系統(tǒng)處理得到不同元素（不同能量）的X熒光能譜結(jié)構(gòu)未滿(mǎn)足全波段需要，配置多塊晶體，根據(jù)單道掃描和多道同時(shí)測(cè)定的需要，設(shè)置掃描機(jī)構(gòu)和若干固定通道無(wú)掃描機(jī)構(gòu)，只用一個(gè)檢查器和多道脈沖分析器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單得多，無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)件，可靠性高X-光管高功率，要高容量冷卻系統(tǒng)，管壽命短低功率，不許冷卻水，管壽命水檢測(cè)器正比計(jì)數(shù)器，和，晶體，檢測(cè)器有關(guān)SI(LI)，用LN冷卻靈敏度級(jí)輕基體級(jí)，其他10-10²級(jí)準(zhǔn)確度取決于表樣取決于表樣精密度很好低濃度時(shí)不如WD系統(tǒng)穩(wěn)定性需作周期性漂移校正，定期工作曲線(xiàn)好，工作曲

9、線(xiàn)可長(zhǎng)時(shí)間使用方便性一般好分析速度單道慢，多道快快人員要求較高一般樣品表面要求平坦要求不高價(jià)格18-45萬(wàn)/臺(tái)（其中單道掃描18-25萬(wàn)/臺(tái)）6-11萬(wàn)/臺(tái)（其中嬌小型的6-7萬(wàn)/臺(tái)）測(cè)定元素范圍Z5，B-UZ11，Na-U,特殊薄窗時(shí)可Z8，O-U多道同時(shí)式光譜儀的優(yōu)點(diǎn)，有以下幾個(gè)方面我們知道X射線(xiàn)熒光光譜儀的分析精度依賴(lài)于特征譜線(xiàn)的總計(jì)數(shù)，要想達(dá)到某個(gè)分析精度，總計(jì)數(shù)要達(dá)到某個(gè)值才能保證。多道同時(shí)式分析儀，因?yàn)楦鱾€(gè)通道同時(shí)工作，這樣測(cè)試時(shí)間就可以設(shè)定為最難滿(mǎn)足精度的元素通道所需的時(shí)間。由于只需考慮最難滿(mǎn)足精度的元素的測(cè)定時(shí)間，總測(cè)定時(shí)間就是這個(gè)時(shí)間，一般幾十秒到2、3百秒。根據(jù)這個(gè)時(shí)間，多

10、道同時(shí)式分析儀一般只需要選用小功率X光管(一般幾百瓦)即可滿(mǎn)足對(duì)總計(jì)熟慮的要求。優(yōu)點(diǎn)1，小功率X光管和高壓電源及冷卻系統(tǒng)的成本低和壽命長(zhǎng)，故障率低，維護(hù)量小。我們知道高精度測(cè)角儀是掃描式X射線(xiàn)熒光光譜儀的核心部件，對(duì)角度精度要求很高，由于要保證在所有測(cè)量過(guò)程中高精度的運(yùn)動(dòng)，對(duì)可靠性要求很高，技術(shù)難度和維護(hù)成本也高。使用測(cè)角儀，每次要測(cè)量某個(gè)元素的特征X射線(xiàn)，都要準(zhǔn)確運(yùn)動(dòng)到對(duì)應(yīng)的角度，即使再好的角度重復(fù)性，也不能保證沒(méi)有誤差，總會(huì)或多或少帶來(lái)計(jì)數(shù)率誤差。而多道同時(shí)式分析儀不需要測(cè)角儀，而代之以晶體角度固定的多個(gè)道，沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，維護(hù)量和可靠性容易保證。根據(jù)我的經(jīng)驗(yàn)，在其他影響技術(shù)率穩(wěn)定性的條件(

11、恒溫、流氣密度穩(wěn)定、高壓電源穩(wěn)定性等)保證的比較好的情況下，計(jì)數(shù)率穩(wěn)定性非常接近理論統(tǒng)計(jì)漲落，這是多道同時(shí)式分析儀一個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)。 優(yōu)點(diǎn)2，分光系統(tǒng)無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，計(jì)數(shù)率精度可以達(dá)到很高水平。由于多道同時(shí)工作，對(duì)時(shí)間的壓力不大，特征譜線(xiàn)計(jì)數(shù)率可以不用那么高，對(duì)熒光信號(hào)處理的速度要求也就不那么高，一般保證通過(guò)率幾萬(wàn)cps就夠用了。這也是國(guó)內(nèi)目前還只有多道同時(shí)式分析儀的原因。 優(yōu)點(diǎn)3，對(duì)信號(hào)處理電路要求較低。說(shuō)完優(yōu)點(diǎn)，再說(shuō)缺點(diǎn) 1，由于采用多個(gè)通道，每個(gè)通道都需要獨(dú)立的分光器,衍射晶體,探測(cè)器,放大器和多道脈沖處理器，加起來(lái)成本也還是比較高。 2，通道數(shù)量總是要受到結(jié)構(gòu)的限制，不可能很多，這也是多道同時(shí)式分析儀一般用在行業(yè)應(yīng)用的原因分析元素的數(shù)量有限。RoHS應(yīng)用雖然分析的元素?cái)?shù)量有限，但基體元素很多很雜，因?yàn)樵诙窟^(guò)程中必須考慮基體元素的影響，原則上需要測(cè)試基體元素，所以也不太實(shí)用。但對(duì)水泥、玻璃、陶瓷、鋼鐵等行業(yè)，還是比較好的選擇。皮實(shí)，精度也相當(dāng)好。 多固定道的的優(yōu)缺點(diǎn)和單通道掃描式儀器的優(yōu)缺點(diǎn)是互相印證的， 1，分析元素的數(shù)量不受限制，除了最輕的幾個(gè)元素外幾乎可以作全元素分析。這是優(yōu)點(diǎn)。由于元素是分時(shí)測(cè)量的