针对XRF卤素检测仪器的原理是什么这一问题展开详细的探讨和说明,让你明明白白了解XRF卤素检测仪器的原理是什么,了解其仪器原理才可以更好的使用好仪器,发挥其*佳的性能,*终服务好自己的生产。
首先,很简单我们这里所要谈的是XRF仪器,既然说明了XRF卤素检测仪的原理,当然此类仪器首先是属于XRF仪器,这是没毛病的。
XRF仪器,即X射线荧光光谱分析,英文为X Ray Fluorescence,X射线照射在物质上而产生的次级X射线叫X射线荧光(X—Ray Fluorescence),而把用来照射的X射线叫原级X射线。所以X射线荧光仍是X射线。一台典型的X射线荧光XRF仪器由激发源(X射线管)和探测系统构成。X射线管产生入射X射线(一次X射线),激发被测样品。受激发的样品中的每一种元素会放射出二次X射线,并且不同的元素所放射出的二次X射线具有特定的能量特性或波长特性。探测系统测量这些放射出来的二次X射线的能量及数量。然后,仪器软件将探测系统所收集到的信息转换成样品中各种元素的种类及含量。X射线照在物质上而产生的次级 X射线被称为X射线荧光。利用X射线荧光原理,理论上可以测量元素周期表中铍以后的每一种元素。在实际应用中,有效的元素测量范围为9号元素 (F)到92号元素(U)。
本文中提到的XRF卤素检测仪器的原理,更准确的说是ED-XRF,也就是能量色散型卤素检测仪器,此类型仪器也是绝大多数行业用户普遍采用的仪器类型,此类型的卤素检测仪器具有:非破坏性,检测速度快,精准度高,不需要制备样品,购买成本低,对操作人员要求低,等等明显的优势,历来是行业用户的**机型。
首先, X射线用于元素分析,是一种新的分析技术,但在经过二十多年的探索以后,现在已完全成熟,已成为一种广泛应用于冶金、地质、有色、建材、商检、环保、卫生等各个领域。然后,每个元素的特征X射线的强度除与激发源的能量和强度有关外,还与这种元素在样品中的含量有关。其次,根据各元素的特征X射线的强度,也可以获得各元素的含量信息。这就是X射线荧光分析的基本原理也就是XRF卤素检测仪器的原理。 详细的更进一步的阐述XRF卤素检测仪器的原理是什么?
事实上,一个内层电子而出现一个空穴,使整个原子体系处于不稳定的激发态,激发态原子寿命约为 (10)-12-(10)-14s,然后自发地由能量高的状态跃迁到能量低的状态。这个过程称为驰豫过程。驰豫过程既可以是非辐射跃迁,也可以是辐射跃迁。当较外层的电子跃迁到空穴时,所释放的能量随即在原子内部被吸收而逐出较外层的另一个次级光电子,此称为俄歇效应,亦称次级光电效应或无辐射效应,所逐出的次级光电子称为俄歇电子。它的能量是特征的,与入射辐射的能量无关。当较外层的电子跃入内层空穴所释放的能量不在原子内被吸收,而是以辐射形式放出,便产生X射线荧光,其能量等于两能级之间的能量差。因此,X射线荧光的能量或波长是特征性的,与元素有一一对应的关系。 K层电子被逐出后,其空穴可以被外层中 任一电子所填充,从而可产生一系列的谱线,称为K系谱线:由L层跃迁到K层辐射的X射线叫Kα射线,由M层跃迁到K层辐射的X射线叫Kβ射线……。
同样,L层电子被逐出可以产生L系辐射。如果入射的X 射线使某元素的K层电子激发成光电子后L层电子跃迁到K层,此时就有能量ΔE释放出来,且ΔE=EK-EL,这个能量是以X射线形式释放,产生的就是Kα 射线,同样还可以产生Kβ射线 ,L系射线等。莫斯莱(H.G.Moseley) 发现,荧光X射线的波长λ与元素的原子序数Z有关,其数学关系如下: λ=K(Z-s)-2 这就是莫斯莱定律,式中K和S是常数,因此,只要测出荧光X射线的波长,就可以知道元素的种类,这就是荧光X射线定性分析的基础。此外,荧光X射线的强度与相应元素的含量有一定的关系,据此,可以进行元素定量分析。
X射线的产生利用X射线管,施加高电压以加速电子,使其冲撞金属阳极(对阴极)从而产生X射线。从设计上分为横窗型(side window type)和纵窗型(end window type)两种X射线管,都是设计成能够把X射线均匀得照射在样品表面的结构。
如何利用XRF卤素检测仪器进行定量分析?
在包含某种元素1的样品中,照射一次X射线,就会产生元素1的荧光X射线,不过这个时候的荧光X射线的强度会随着样品中元素1的含量的变化而改变。元素1的含量多,荧光X射线的强度就会变强。注意到这一点,如果预先知道已知浓度样品的荧光X射线强度,就可以推算出样品中元素1的含量。采用定量分析的时候,可以在样品中加入高纯度的二氧化硅,作为参比样,并且掺量是已知的。这样可以间接知道其他组分的含量。
利用荧光X射线进行定量分析的时候,大致分为3个方法。一个是制作测量线的方法(经验系数法)。这个方法是测定几点实际的已知浓度样品,寻求想测定元素的荧光X射线强度和浓度之间的关系,以其结果为基础测定未知样品取得荧光X射线,从而得到浓度值。
另一个方法是理论演算的基础参数法(FP法)。这个方法在完全了解样品的构成和元素种类前提,利用计算的各个荧光X射线强度的理论值,推测测定得到未知样品各个元素的荧光X射线强度的组成一致。NBS-GSC法也称作理论Alpha系数法。它是基于荧光X射线激发的基本原理,从理论上使用基本物理参数计算出样品中每个元素的一次和二次特征X射线荧光强度的。基于此再计算Lachance综合校正系数,然后使用这些理论α系数去校正元素间的吸收增强效应。它与经验系数法不同,这些校正系数是从“理论”上取得的,而非建立在“经验”上。因而它也不需要那么多的标样,只要少数标样来校准仪器因子。