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电感耦合等离子体发射光谱仪类型

2021.7.22

进行光谱分析的仪器设备主要由光源、分光系统(光谱仪)及观测系统三部分组成。简单地说,就是把试样引入激发光源,使其原子化、激发和电离,辐射出特征光谱,然后用分光系统使光辐射色散,最后将形成的光谱通过相板或转换为电信号进行强度测量。

ICP光谱仪可分为几类,即摄谱仪、多通道光电直读光量计和顺序扫描单色仪。近年来最流行的ICP光谱仪则为采用固体检测器的全谱直读光谱仪。

(1)摄谱型等离子发射光谱仪

采用相板记录的商品ICP摄谱仪并不多,我国目前仍在使用此类仪器。如北京光学仪器厂的WP-2L型ICP-D型摄谱仪、北京第二光学仪器厂的WPl-G型ICP摄谱仪,及许多自行组装的ICP光谱仪。

(2)多通道光电直读等离子发射光谱仪

此种光谱仪为固定狭缝多通道式,即在光谱仪的焦面上按欲测元素所选用光谱线出现的位置安装许多固定出射狭缝和相应的检测器(如光电倍增管),同时接收来自试样的多个元素的分析信号,多通道仪器的通道数目可多达60道以上。多通道ICP光谱仪具有很高的分析效率和很好的分析精密度,是一种同时多元素快速测定的方法,适用于大批量试样分析。缺点是通道数目有限且固定,灵活性差,不能灵活选择测定元素,也难以根据试样的基体和待测元素的含量选择干扰少或不同灵敏度的适用谱线。

(3)顺序扫描型等离子发射光谱仪

顺序单道扫描仪相当于出射狭缝和电子倍增管在光谱仪的焦面上移动扫描或光栅转动扫描,顺序检测不同波长的谱线。此种方式具有较大的灵活性,可以根据试样特点和元素含量灵活选择谱线进行顺序多元素分析。其缺点是测定元素多时,分析速度慢,消耗试样溶液多,且精密度较差。

(4)多通道与顺序扫描单色仪结合型等离子发射光谱仪

鉴于上述两种类型的仪器均有其各自的优缺点,可在多通道仪器的基础上附加一个单色仪,以在一定程度上弥补各自的缺陷。

(5)全谱直读型等离子发射光谱仪

全谱直读型ICP-AES运用了现代微电子学、光电子学和计算机领域的最新成果,推出了以中阶梯光栅二维色散与固态检测器相结合的新型仪器,实现了ICP-AES的一次革命性飞跃。用几十万至上百万像元(CCD或CID)组成的检测器,实现了高信息量的二维全谱检测,集经典的摄谱仪、多道光量计和单道扫描光谱仪的优点于一身,可以采集全谱图照片,将试样中存在的所有元素的原子发射光谱信息同时记录下来,得到试样的“指纹”信息,以便日后对某些元素的复杂情况进行重新研究或探讨尚未分析的元素,还可以灵活选择谱线,考察谱图,在一次读谱中,可同时精确地读出一个元素的多条谱线,通过不同谱线的测定结果判断有无谱线的干扰,灵活选择最佳谱线。另外,可通过采用不同强度的谱线来分析试样中不同含量的元素,实现更宽的线性动态范围;方便地进行背景和干扰校正,适用于不同类型的试样;利用谱线差减,直接比较试样之间的差别,发现尚未分析的元素;测定精密度高,分析速度快,效率高,适用于大批量试样分析;方便与流动注射分析(FIA)或液相色谱等技术联用,测量瞬态信号。


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