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從激發(fā)到檢測(cè):直讀光譜儀的完整工作原理揭秘

更新時(shí)間:2025-04-24瀏覽:490次

  直讀光譜儀作為一種高精度分析儀器,在材料分析領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,其工作原理涵蓋激發(fā)、分光、檢測(cè)與數(shù)據(jù)處理等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
  激發(fā)階段
  直讀光譜儀以電弧或火花放電作為激發(fā)源。當(dāng)樣品置于激發(fā)臺(tái),在電極間施加高壓產(chǎn)生電弧或火花,瞬間釋放巨大能量,使樣品表面局部區(qū)域溫度急劇升高。高溫促使樣品中的原子獲得足夠能量,電子從低能級(jí)躍遷至高能級(jí),原子被激發(fā)至激發(fā)態(tài)。
  分光階段
  激發(fā)態(tài)原子不穩(wěn)定,會(huì)自發(fā)從高能級(jí)躍遷回低能級(jí),同時(shí)釋放出特定波長(zhǎng)的光子,形成包含多種元素特征光譜的復(fù)合光。這些復(fù)合光經(jīng)入射狹縫進(jìn)入光學(xué)系統(tǒng),光柵作為核心分光元件,將復(fù)合光按波長(zhǎng)順序色散成連續(xù)的光譜帶。不同波長(zhǎng)的光在空間上分離,形成按波長(zhǎng)排列的光譜線。
  檢測(cè)階段
  分光后的光譜線通過出射狹縫,投射到對(duì)應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換元件上,如光電倍增管。光電倍增管將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),其電流強(qiáng)度與光信號(hào)強(qiáng)度成正比。每個(gè)元素對(duì)應(yīng)特定波長(zhǎng)的光譜線,光電轉(zhuǎn)換元件能精確捕捉并轉(zhuǎn)換這些光信號(hào)。
  數(shù)據(jù)處理階段
  轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)傳輸至計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),通過內(nèi)置軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。軟件根據(jù)預(yù)設(shè)的校準(zhǔn)曲線和算法,將電信號(hào)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為元素的濃度值,最終在顯示器上直觀呈現(xiàn)樣品中各元素的含量。

 

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