实验室光学仪器--X射线荧光光谱仪的的结构及原理
记录系统由放大器,脉冲高度分析器和记录、显示装置组成。其中脉冲高度分析器是关键性部件。
由检测器将光信号转换成电脉冲信号输送到前置放大器,经前置放大器预放大后再送至主放大器,经放大后送入脉冲高度分析器,再显示记录或送入计算机。主放大器输出的脉冲信号包括待测元素脉冲信号、噪声及高次线脉冲信号。每一个电脉冲的幅度正比于X射线光子能量,但是实际上由每个入射光子所引起的离子对数并不是一个定值,而是在平均值上下波动,因而电脉冲的幅度分布也随之变动。由于晶体衍射分光,同一元素不同级次的荧光X辐射,以及不同元素不同波长的荧光X辐射,可能在同一掠角处同时被检出。不同X射线的能量可以相差几倍,在检测器中产生的脉冲幅(高)度也有明显差别。
脉冲高度分析器(Pulse height analyzer)就是采用脉冲甄别电路,通过设定基准电压和道宽电压,使脉冲幅度在道宽电压范围内的脉冲通过,其余脉冲被阻挡。将分析线脉冲信号从某些干扰线(如某一谱线的高次衍射线、晶体荧光或待测元素特征谱和高次线的逃逸峰)和散射线中分辨出来,在某种程度上可以消除干扰和降低背景,改善分析灵敏度和准确度。
在波长色散X射线荧光管谱仪中,入射到晶体的X射线波长只要满足布拉格定律就能被晶体衍射。因此即使波长不同,只要满足布拉格定律就能在同一衍射角下被衍射。所以除了n=1的一次线外,高次线X射线的波长是待测元素特征谱波长的1/2~1/5倍时也可被检出。也就是说,不同波长的X射线将产生相应的脉冲信号,一次线和高次线所产生的脉冲幅度是与其相应的能量相对应的。探测器输出的电脉冲信号幅度与X射线能量成正比,就可以用电子学线路-脉冲高度分析器将其分离。
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