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如何理解直讀光譜儀相對(duì)測量的含義?

來源:江蘇天瑞儀器股份有限公司   2015年12月09日 10:50  
     我們用光譜分析來確定測量樣品的元素含量,實(shí)際上是根據(jù)測量測量各元素的發(fā)射光譜線光強(qiáng),來確定樣品的含量的。這其實(shí)是在說,在元素的含量,和該元素發(fā)射光譜譜線強(qiáng)度之間,應(yīng)當(dāng)存在一個(gè)函數(shù)關(guān)系。只要該函數(shù)關(guān)系確定,那么以后只需通過儀器得到“光強(qiáng)值”,那么待測樣的含量即可通過這個(gè)函數(shù)關(guān)系求出。在直讀光譜儀當(dāng)中,我們把這種函數(shù)關(guān)系稱為曲線。大家應(yīng)該有這樣一種常識(shí),即是在其他條件一定得時(shí)候,樣品中某元素的含量越高,那么代表該元素的發(fā)射光譜線的強(qiáng)度就越大。那么,是否就能反過來說,譜線的強(qiáng)度能代表樣品含量的高低呢?大家請(qǐng)注意前面的一句話:“即是在其他條件一定得時(shí)候”,這句話的意思是,即使樣品的含量不變,還有其他的因素可以影響譜線的光強(qiáng),我們可以想象,如果對(duì)于同樣樣品,調(diào)大對(duì)樣品的激發(fā)能量,對(duì)譜線的光強(qiáng)有什么影響,如果把低合金和鑄鐵放在同樣的條件下進(jìn)行檢測,會(huì)有什么結(jié)果?
    “光強(qiáng)值”的影響因素總體可以分成以下三方面:
    1、樣品中該元素的含量。
    2、被測樣品的材質(zhì)。
    3、儀器的工作狀態(tài)。
    這里所說的相對(duì)測量,利用了譜線光強(qiáng)、元素含量、樣品組織結(jié)構(gòu)(材質(zhì))和儀器的工作狀態(tài)死者之間的關(guān)系,在假設(shè)儀器工作狀態(tài)基本保持不變的情況下,把儀器的工作狀態(tài)和樣品的材質(zhì),對(duì)光強(qiáng)的影響參數(shù)當(dāng)成不變的常數(shù),并想方設(shè)法得到這些常數(shù),如此方能直接通過光強(qiáng)值來確定元素的含量。那即是說,我們的曲線方程,除了“含量”和“光強(qiáng)”兩個(gè)變量外,其他常量參數(shù)的具體數(shù)字,由儀器工作狀態(tài)和樣品材質(zhì)決定。
    我們繪制曲線的過程,實(shí)際上是計(jì)算這些常量參數(shù)的過程。方法是用多組已知“含量”的樣品激發(fā),得到多組與已知“含量”相對(duì)應(yīng)的光強(qiáng),然后以此為條件,利用數(shù)學(xué)方法計(jì)算得出待定系數(shù)。一般情況下,在曲線的測量范圍內(nèi),不考慮自吸收等因素的影響,我們是把“光強(qiáng)值”和“含量”的關(guān)系用二次函數(shù)近似表示的。
    通過標(biāo)準(zhǔn)樣品,得到的曲線方程的常量參數(shù),實(shí)際上有兩種含義:
    1、記錄了儀器在激發(fā)標(biāo)準(zhǔn)樣品時(shí)的工作狀態(tài)。
    2、記錄了標(biāo)準(zhǔn)樣品的材質(zhì)(組織結(jié)構(gòu))
    實(shí)際上,以上的內(nèi)容,能得到兩個(gè)結(jié)論:
    1、固定材質(zhì)的待測樣品,必須通過特定的一套標(biāo)準(zhǔn)樣品制作出的曲線才能測量得出正確結(jié)果。
    2、只有在儀器當(dāng)前工作狀態(tài)和你繪制曲線(標(biāo)準(zhǔn)化曲線)相同時(shí),測量結(jié)果方不會(huì)產(chǎn)生偶然誤差以外的飄逸。
    那么我們平時(shí)所說的曲線漂移,實(shí)際上說的是儀器工作狀態(tài)的改變,當(dāng)然包括信號(hào)線路當(dāng)中各個(gè)部件的工作狀態(tài),實(shí)驗(yàn)室環(huán)境狀態(tài)等方面的改變。當(dāng)他們改變時(shí),實(shí)際當(dāng)中,譜線光強(qiáng)和元素含量之間的關(guān)系已經(jīng)悄然改變,而記錄在我們電腦當(dāng)中的曲線,因?yàn)槠溆涗浀氖且郧暗墓ぷ鳡顟B(tài),而會(huì)變得不再適用(過時(shí))。
    由上所述,我們對(duì)儀器的維護(hù),追到其根源和目的上,是為了在你要做日常樣品時(shí),和當(dāng)初做曲線時(shí),儀器的工作狀態(tài)保持一致。“一致”這兩個(gè)字,就成為我們?nèi)粘>S護(hù)的核心思想。
    1、需盡量維持儀器的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境盡可能的不變,可以一直處于比較有利的工作環(huán)境,需注意的如:溫度,濕度,室內(nèi)灰塵等,建議實(shí)驗(yàn)室配備空調(diào)、除濕機(jī),還有溫濕度表。
    2、儀器在使用過程當(dāng)中,有些部件的狀態(tài)會(huì)隨使用而變化,如:電極、火花臺(tái)內(nèi)部、透鏡、真空泵油、光電倍增管等。那么我們想要他們工作狀態(tài)的穩(wěn)定,就需要做定期的維護(hù)處理。清理電極、清理火花臺(tái)、擦拭透鏡、更換泵油,穩(wěn)定光電倍增管高壓供電等。
    3、儀器在使用過程當(dāng)中,盡量保持待測樣品(測量對(duì)象)的取樣,前處理科學(xué)可靠。
    4、儀器的各模塊中,有許多可控參數(shù)是用來調(diào)節(jié)儀器工作狀態(tài)的,在做日常分析樣品時(shí),須注意這些參數(shù)必須與做曲線時(shí)保持一致。如:樣品的激發(fā)狀態(tài)控制參數(shù),調(diào)節(jié)各通道光電倍增管光電轉(zhuǎn)換效率的負(fù)高壓值等。
    5、儀器在使用過程中,須用到一些耗材,比如,高純氬氣,有的儀器還需用到高純氮?dú)?,樣品前處理?yīng)用的砂輪片,砂紙等盡量購買廠家相同,型號(hào)相同,如果氬氣不能,可購買氬氣凈化機(jī)。
    做好以上四點(diǎn),只是盡力維持儀器的工作狀態(tài),爺爺教導(dǎo)我們,物質(zhì)是變化發(fā)展的,我們不可能禁止住儀器的飄逸,只能通過各種手段抑制,那么當(dāng)這種不可避免的飄移到達(dá)一定程度,以至于對(duì)我們的定量分析造成較大影響時(shí),就需用到下風(fēng)掃描,重新繪制曲線,或用標(biāo)準(zhǔn)化,控樣等手段來重新找到新的儀器工作點(diǎn)了。

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