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市面上主要的X射線熒光光譜儀分為兩大類:波長色散型X射線熒光光譜儀和能量色散型X熒光光譜儀。兩者最大的區(qū)別在于對次級X射線(元素的特征譜線)分辨特征。波長色散型X射線熒光光譜儀利用分光晶體的衍射來分離樣品中的多色輻射。能量色散型X熒光光譜儀用探測器產(chǎn)生的電壓脈沖和多道分析器來分辨樣品中的特征射線。
波長色散型X熒光光譜儀按照測角儀是否轉(zhuǎn)動可分為掃描型和同時型兩種。分析元素范圍都是從Be~U,最大功率都是4KW。
掃描型(圖2)即通過改變分光晶體和探測器的角度來獲得元素信息。只需要幾塊晶體便能實現(xiàn)全元素分析。根據(jù)所測元素的不同,測試時間也不同。
同時型(圖3)將分光晶體和探測器固定在不同的位置上,可同時獲得多個元素信息。根據(jù)所配分光晶體和探測器的個數(shù),來確定測試元素的個數(shù)。這樣的設(shè)計,使得測試速度更快,測試精度更高。但是相對而言,價格會更貴,測試元素數(shù)量也有限制,需要額外增加測角儀才能實現(xiàn)全元素的分析。
圖2 掃描型波長色散X射線熒光光譜儀及光路結(jié)構(gòu)
圖3 同時型波長色散X射線熒光光譜儀及光路結(jié)構(gòu)
波長色散型X熒光光譜根據(jù)設(shè)備大小可分為高功率型和臺式。高功率型(圖2、圖3)一般最大功率能到4KW,臺式(圖4)功率根據(jù)設(shè)備的不同一般有50W、200W或400W等等。
圖4 臺式波長色散型X射線熒光光譜儀
能量色散型X射線熒光光譜儀根據(jù)設(shè)備大小可分為臺式和手持式兩大類。手持式一般用于現(xiàn)場分析,功率較小,方便快捷。臺式一般用于實驗室,測試元素范圍,精度和儀器靈敏度更高。
圖5 臺式能量色散型X射線熒光光譜儀及光路結(jié)構(gòu)
圖6 手持式能量色散型X射線熒光光譜儀
臺式能量色散型X射線熒光光譜儀可分為常規(guī)型(圖5),偏振型和毛細(xì)聚焦型。偏振型(圖7)可以大幅度降低背景噪音,提高峰背比,降低檢出限。毛細(xì)聚焦型(圖8)在能保證一定初級X射線強度下,初始X射線聚焦,光斑直徑能到幾十微米,提高初級X射線強度,降低檢出限。但是這兩種都相較于常規(guī)型價格較高。
圖7 偏振型能量色散型X射線熒光光譜儀及光路結(jié)構(gòu)
圖8 毛細(xì)聚焦型能量色散型X射線熒光光譜儀及光路結(jié)構(gòu)