ICP光譜儀是一種以電感耦合高頻等離子體為光源的原子發(fā)射光譜裝置。由高頻發(fā)生器、等離子炬管、進樣系統(tǒng)、分光系統(tǒng)、測光系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成。
等離子炬管置于耦合線圈中心,內(nèi)通冷卻氣、輔助氣和載氣,高頻發(fā)生器向耦合線圈提供高頻能量,在炬管中產(chǎn)生高頻電磁場。用微電火花引燃,讓部分氬氣電離,產(chǎn)生電子和離子。電子在高頻電磁場中獲得高能量,通過碰撞把能量轉移給氬原子,使之進一步電離,產(chǎn)生更多的電子和離子。當該過程像雪崩一樣進行時,導電氣體受高頻電磁場作用,形成一個與耦合線圈同心的渦流區(qū)。強大的電流產(chǎn)生的高熱把氣體加熱,從而形成火炬形狀的可以自持的等離子體。
等離子體焰炬分為三個區(qū)域:感應區(qū)、標準分析區(qū)和尾焰區(qū)。感應區(qū)在耦合線圈中心,溫度達10
000K;標準分析區(qū)位于感應區(qū)上方,這是光譜分析的取光區(qū)(或稱測光區(qū)),溫度達7000K左右;尾焰區(qū)在標準分析區(qū)上方。
由于高頻電流的趨膚效應,等離子體呈環(huán)狀。試樣氣溶膠通過的是溫度較低的中心通道,因此不易擴散到ICP火焰周圍而形成產(chǎn)生自吸的冷蒸氣層。
試樣由載氣帶入霧化系統(tǒng)進行霧化,以氣溶膠形式進入軸內(nèi)通道,在高溫和惰性氬氣氣氛中,氣溶膠微粒被充分蒸發(fā)、原子化、激發(fā)和電離。被激發(fā)的原子和離子發(fā)射出很強的原子譜線和離子譜線。分光檢測系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)將各元素發(fā)射的特征譜線及其強度經(jīng)過分光、光電轉換、檢測和數(shù)據(jù)處理,zui后由打印機輸出各元素的含量。
在ICP光譜儀中,元素的光譜定量分析的依據(jù)與火焰發(fā)射光譜法相同。
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