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從激發(fā)到檢測:直讀光譜儀的完整工作原理揭秘

閱讀:277      發(fā)布時間:2025-4-24
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  直讀光譜儀作為一種高精度分析儀器,在材料分析領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,其工作原理涵蓋激發(fā)、分光、檢測與數(shù)據(jù)處理等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
  激發(fā)階段
  直讀光譜儀以電弧或火花放電作為激發(fā)源。當(dāng)樣品置于激發(fā)臺,在電極間施加高壓產(chǎn)生電弧或火花,瞬間釋放巨大能量,使樣品表面局部區(qū)域溫度急劇升高。高溫促使樣品中的原子獲得足夠能量,電子從低能級躍遷至高能級,原子被激發(fā)至激發(fā)態(tài)。
  分光階段
  激發(fā)態(tài)原子不穩(wěn)定,會自發(fā)從高能級躍遷回低能級,同時釋放出特定波長的光子,形成包含多種元素特征光譜的復(fù)合光。這些復(fù)合光經(jīng)入射狹縫進入光學(xué)系統(tǒng),光柵作為核心分光元件,將復(fù)合光按波長順序色散成連續(xù)的光譜帶。不同波長的光在空間上分離,形成按波長排列的光譜線。
  檢測階段
  分光后的光譜線通過出射狹縫,投射到對應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換元件上,如光電倍增管。光電倍增管將光信號轉(zhuǎn)換為電信號,其電流強度與光信號強度成正比。每個元素對應(yīng)特定波長的光譜線,光電轉(zhuǎn)換元件能精確捕捉并轉(zhuǎn)換這些光信號。
  數(shù)據(jù)處理階段
  轉(zhuǎn)換后的電信號傳輸至計算機控制系統(tǒng),通過內(nèi)置軟件進行數(shù)據(jù)處理。軟件根據(jù)預(yù)設(shè)的校準曲線和算法,將電信號強度轉(zhuǎn)換為元素的濃度值,最終在顯示器上直觀呈現(xiàn)樣品中各元素的含量。

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