实验室分析仪器--电感耦合等离子体的物理特性
一、ICP的环形结构及趋肤效应
1）环形结构
ICP光源优良的分析性能与其环形结构和高频感应电流的趋肤效应有关。观察点燃着的ICP光源可以看到，感应圈中的等离子体呈耀眼的白炽状态，就是涡流区所在的位置。高频感应电流基于磁力线相互作用而使电流在导体中分布是不均匀的，绝大部分电流流经导体的外圈。
2）ICP的趋肤效应
①由于趋肤效应所形成的等离子体高温区呈环形，试样气溶胶可以从环形中心进入等离子体。如果高频电流频率偏低或石英炬管直径过细，则等离子体无法形成中心进样通道，试样气溶胶只能从等离子体炬焰的外表层流过(如图所示)，此时等离子体无中心进样通道，成为泪滴形等离子体，稳定性较差。
②由中心通道进样的等离子体光源，试样气溶胶处于ICP的高温区域，有利于试样的原子化和谱线激发，可获较高的谱线强度。
③试样气溶胶从等离子体中心通道穿过，不会很快地逸散到等离子体外，在等离子体中有较长的停留时间。同时，不会在等离子体外层形成试样原子的冷蒸气层，降低了光源的自吸收，增加标准曲线的线性动态范围。
④中心通道进样类似于间接加热方式。ICP焰炬像一个圆形的管式电炉一样，中心是受热区和被加热物，周围是加热区。这种加热方式使得加热区组分的变化对受热区的试样影响较小，降低了光源的基体效应。
图为高频电源频率对所产生的等离子体进样方式的影响。图中（a）是5MHz高频电源所形成的 Ar-ICP,由于形成泪滴状等离子体，试样气溶胶只能从等离子体表面流过。图中（b）是30MHz高频电源所形成的的等离子体。由于有较强的趋肤效应，形成环形等离子体，可以由中心通道进样。
二、ICP温度分布的不均匀性
ICP是感应圈内的涡流加热气体形成等离子体焰炬，因而涡流区有很高的温度，等离子体焰炬由下而上温度逐渐降低。其高温区温度高达10000K，而尾焰则在5000K以下。ICP焰炬温度分布不均匀性有助于分析条件的选择和优化。可以根据分析元素及分析线的性质选择适宜的分析区，以获得最佳的测试结果。
