電感耦合等離子發(fā)射光譜儀的工作原理和基本流程

電感耦合等離子發(fā)射光譜儀，是指以電感耦合等離子體作為激發(fā)光源，根據(jù)處于激發(fā)態(tài)的待測(cè)元素原子回到基態(tài)時(shí)發(fā)射的特征譜線(xiàn)對(duì)待測(cè)元素進(jìn)行分析的儀器。

 

工作原理：

ICP (即電感耦合等離子體)是由高頻電流經(jīng)感應(yīng)線(xiàn)圈產(chǎn)生高頻電磁場(chǎng)，使工作氣體( Ar)電離形成火焰狀放電高溫等離子體，等離子體的最高溫度1000K。試樣溶液通過(guò)進(jìn)樣毛細(xì)管經(jīng)蟎動(dòng)泵作用進(jìn)入霧化器霧化形成氣溶膠，由載氣引入高溫等離子體，進(jìn)行熱發(fā)、原子化、激發(fā)、電離，并產(chǎn)生輻射，光源經(jīng)過(guò)采光管進(jìn)入狹縫、反光鏡、校鏡、中階梯光柵、準(zhǔn)直鏡形成二維光譜，譜線(xiàn)以光斑形式落在540X 540個(gè)像素的CID檢測(cè)器上，每個(gè)光斑覆蓋幾個(gè)像素，光譜儀通過(guò)測(cè)量落在像素上的光量子數(shù)來(lái)測(cè)量元素濃度。光量子數(shù)信號(hào)通過(guò)電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)通過(guò)電腦顯示和打印機(jī)打印出結(jié)果。

 

基本工作流程如下：

1.樣品制備：將待測(cè)樣品溶解或稀釋至適當(dāng)濃度。

2.進(jìn)樣：使用自動(dòng)進(jìn)樣裝置將樣品引入ICP噴霧室中。

3.高溫等離子體形成：通過(guò)外加高頻電源，在氣態(tài)載氣中形成高溫(約8000°C)且富有能量的電感耦合等離子體。

4.原子激發(fā)與輻射：在高溫等離子體中，樣品中的元素被激發(fā)成為帶正電荷的單質(zhì)陽(yáng)離子，并獲得相應(yīng)能級(jí)上的激發(fā)態(tài)。激發(fā)態(tài)原子經(jīng)歷自旋翻轉(zhuǎn)并向基態(tài)躍遷時(shí)，會(huì)釋放特定波長(zhǎng)的光譜輻射。

5.光譜檢測(cè)：使用光柵或干涉儀分析激發(fā)態(tài)原子產(chǎn)生的光譜信號(hào)，通過(guò)測(cè)量其強(qiáng)度來(lái)確定樣品中元素的含量。