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XRF的波長色散型和能量色散型有什么區別

更新時間:2023-04-17      點擊次數:230

  X射線(xian)熒光(guang)光(guang)譜分(fen)析(xi)(xi)(XRF)是(shi)一種比(bi)較新型(xing)的可(ke)以對多元素進行快(kuai)速同(tong)時測(ce)定的儀器(qi)。在(zai)X射線(xian)激發下,被測(ce)元素原子的內層電子發生能(neng)(neng)(neng)級躍遷(qian)而(er)發出(chu)次級X射線(xian)(X-熒光(guang))在(zai)XRF分(fen)析(xi)(xi)中,波長(chang)色散型(xing)和能(neng)(neng)(neng)量色散型(xing)從不(bu)同(tong)的角度(du)來觀(guan)察描述X射線(xian)所采用的兩個(ge)物理量。雖然光(guang)波色散型(xing)(WD-XRF) X 射線(xian)熒光(guang)光(guang)譜儀與能(neng)(neng)(neng)量色散型(xing)(ED-XRF)X射線(xian)熒光(guang)光(guang)譜儀同(tong)屬于(yu)X射線(xian)熒光(guang)分(fen)析(xi)(xi)儀,它(ta)們產生信號的方法相同(tong),最后(hou)得到的波譜也極(ji)為相似(si),但由于(yu)采集數據的方式不(bu)同(tong),WD-XRF(波譜)與ED-XRF(能(neng)(neng)(neng)譜)在(zai)原理和儀器(qi)結構(gou)上有所不(bu)同(tong),功(gong)能(neng)(neng)(neng)也有區別。下面將對這兩種類型(xing)進行詳細解(jie)釋和比(bi)較。

  1.原理區(qu)別(bie):波(bo)長(chang)(chang)色(se)散(san)(san)型XRF利用晶(jing)體對不(bu)(bu)同(tong)波(bo)長(chang)(chang)的(de)(de)(de)X射(she)(she)(she)(she)線(xian)(xian)(xian)進行衍射(she)(she)(she)(she)分(fen)(fen)(fen)散(san)(san),從(cong)而分(fen)(fen)(fen)離出(chu)(chu)不(bu)(bu)同(tong)波(bo)長(chang)(chang)的(de)(de)(de)X射(she)(she)(she)(she)線(xian)(xian)(xian),并(bing)通(tong)(tong)過(guo)檢(jian)測(ce)器進行檢(jian)測(ce)和分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)。當入射(she)(she)(she)(she)X射(she)(she)(she)(she)線(xian)(xian)(xian)照射(she)(she)(she)(she)到晶(jing)體上時,晶(jing)體中的(de)(de)(de)原子(zi)排列會導致X射(she)(she)(she)(she)線(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)衍射(she)(she)(she)(she),使得(de)特定波(bo)長(chang)(chang)的(de)(de)(de)X射(she)(she)(she)(she)線(xian)(xian)(xian)被(bei)分(fen)(fen)(fen)散(san)(san)到不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)角度。通(tong)(tong)過(guo)旋(xuan)轉晶(jing)體或(huo)檢(jian)測(ce)器,可以選擇(ze)性地檢(jian)測(ce)特定波(bo)長(chang)(chang)的(de)(de)(de)X射(she)(she)(she)(she)線(xian)(xian)(xian),從(cong)而實現元素(su)的(de)(de)(de)定量(liang)(liang)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)。而能量(liang)(liang)色(se)散(san)(san)型XRF則是通(tong)(tong)過(guo)能量(liang)(liang)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)來(lai)(lai)區(qu)分(fen)(fen)(fen)不(bu)(bu)同(tong)元素(su)發(fa)出(chu)(chu)的(de)(de)(de)X射(she)(she)(she)(she)線(xian)(xian)(xian)。入射(she)(she)(she)(she)X射(she)(she)(she)(she)線(xian)(xian)(xian)被(bei)樣品激發(fa)后,不(bu)(bu)同(tong)元素(su)所發(fa)出(chu)(chu)的(de)(de)(de)X射(she)(she)(she)(she)線(xian)(xian)(xian)具有(you)不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)能量(liang)(liang)。能量(liang)(liang)色(se)散(san)(san)型XRF使用能量(liang)(liang)分(fen)(fen)(fen)辨率高的(de)(de)(de)固態探測(ce)器來(lai)(lai)測(ce)量(liang)(liang)這些X射(she)(she)(she)(she)線(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)能量(liang)(liang),從(cong)而實現元素(su)的(de)(de)(de)檢(jian)測(ce)和定量(liang)(liang)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)。

圖片1.png

  2. 結(jie)構(gou)區別:波(bo)長色散(san)型熒光(guang)(guang)光(guang)(guang)譜儀(WD-XRF) ,通常包括(kuo)X射線(xian)(xian)源、樣(yang)品(pin)臺、晶體(ti)(ti)衍(yan)射器(qi)和(he)檢測(ce)器(qi)等組(zu)件,其中(zhong)晶體(ti)(ti)起到波(bo)長分散(san)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)。為(wei)(wei)(wei)了準且(qie)測(ce)量衍(yan)射光(guang)(guang)束(shu)與入(ru)射光(guang)(guang)束(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)夾(jia)角,分光(guang)(guang)晶體(ti)(ti)系統(tong)安裝在一(yi)個精密(mi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)測(ce)角儀上(shang),還需(xu)要一(yi)龐大(da)而(er)精密(mi)并復雜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)械運動裝置(zhi)。由于晶體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)衍(yan)射,造成強度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)損失,要求作(zuo)為(wei)(wei)(wei)光(guang)(guang)源的(de)(de)(de)(de)(de)(de)X射線(xian)(xian)管的(de)(de)(de)(de)(de)(de)功率要大(da),一(yi)般為(wei)(wei)(wei)2-3千瓦,單(dan)X射線(xian)(xian)管的(de)(de)(de)(de)(de)(de)效率極低(di),只(zhi)有1%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)功率轉(zhuan)化為(wei)(wei)(wei)X射線(xian)(xian)輻射功率,大(da)部分電能(neng)均轉(zhuan)化為(wei)(wei)(wei)而(er)能(neng)產(chan)生高(gao)溫,所以X射線(xian)(xian)管需(xu)要專門的(de)(de)(de)(de)(de)(de)冷卻裝置(zhi)(水冷或油冷),因此波(bo)譜儀的(de)(de)(de)(de)(de)(de)價(jia)格(ge)往往比能(neng)譜儀高(gao)。

  能量色散(san)型熒(ying)光(guang)(guang)光(guang)(guang)譜儀(yi)(DE-XRF), 儀(yi)器結構簡單。 裝置既省略了晶(jing)(jing)體的(de)(de)精密運(yun)動裝置,也(ye)無需(xu)精確調整。還避免了晶(jing)(jing)體衍(yan)射所照成的(de)(de)前度損失(shi),光(guang)(guang)源使用的(de)(de)X射線管(guan)功率低,一(yi)(yi)般在(zai)100W一(yi)(yi)下(xia),不需(xu)要昂貴的(de)(de)高壓發生器和(he)冷卻系統,空氣(qi)冷卻即可,節(jie)省電力。

手持式光譜分析儀1.png

  3. 功能區別:波長(chang)色散(san)型XRF適用(yong)于需要高(gao)分辨率的元(yuan)素(su)分析,尤其在需要分析重元(yuan)素(su)時(shi)效果更佳。而(er)能量色散(san)型XRF則更適用(yong)于快速分析和大范(fan)圍(wei)元(yuan)素(su)檢測,尤其在分析輕(qing)元(yuan)素(su)時(shi)具(ju)有優勢。

  就定性分(fen)析(xi)(xi)而(er)言(yan),在分(fen)析(xi)(xi)多(duo)種元(yuan)素(su)(su)時(shi)能量(liang)(liang)(liang)(liang)色(se)(se)(se)散(san)(san)型熒(ying)(ying)光光譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)優于單道晶體(ti)(ti)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)。就測量(liang)(liang)(liang)(liang)個別(bie)分(fen)析(xi)(xi)元(yuan)素(su)(su)而(er)言(yan),波長色(se)(se)(se)散(san)(san)型熒(ying)(ying)光光譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)更優。如(ru)果分(fen)析(xi)(xi)的元(yuan)素(su)(su)事先不知道,用(yong)能量(liang)(liang)(liang)(liang)色(se)(se)(se)散(san)(san)較(jiao)好(hao),而(er)分(fen)析(xi)(xi)元(yuan)素(su)(su)已(yi)知則用(yong)多(duo)道晶體(ti)(ti)色(se)(se)(se)散(san)(san)儀(yi)(yi)好(hao)。對(dui)易(yi)受(shou)放射性損(sun)傷的樣品(pin),如(ru)果液體(ti)(ti),有機物(可能發生輻射分(fen)解),玻璃(li)品(pin),工(gong)藝(yi)品(pin)(可能發生褪(tun)色(se)(se)(se))等(deng),用(yong)能量(liang)(liang)(liang)(liang)色(se)(se)(se)散(san)(san)型熒(ying)(ying)光光譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)分(fen)析(xi)(xi)特別(bie)有利。能量(liang)(liang)(liang)(liang)色(se)(se)(se)散(san)(san)型熒(ying)(ying)光光譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)很(hen)適合動態系統(tong)的研究。如(ru)在催化(hua),腐(fu)蝕,老化(hua),磨損(sun),改性和(he)能量(liang)(liang)(liang)(liang)轉換等(deng)與表面化(hua)學過程有關的研究。

手持式光譜分析儀2.png


  波(bo)長色散(san)(san)型(xing)(xing)XRF和(he)(he)能量色散(san)(san)型(xing)(xing)XRF在原理、結構和(he)(he)功能上存在明顯差異,選擇合適的(de)(de)XRF配置取決于(yu)具體的(de)(de)分析需(xu)求(qiu)和(he)(he)應用場景。通過深入了解這兩種類型(xing)(xing)的(de)(de)區別,可(ke)以更好地選擇適合的(de)(de)XRF儀器進行元素(su)分析和(he)(he)檢測。

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