光譜分析儀的工作原理與應(yīng)用

光譜分析儀的分析原理是將光源輻射出的待測元素的特征光譜通過樣品的蒸汽中待測元素的基態(tài)原子所吸收，由發(fā)射光譜被減弱的程度，進(jìn)而求得樣品中待測元素的含量。它符合郎珀-比爾定律 A= -lg I/I o= -LgT = KCL 式中I為透射光強(qiáng)度，I0為發(fā)射光強(qiáng)度，T為透射比，L為光通過原子化器光程由于L是不變值所以A=KC。物理原理任何元素的原子都是由原子核和繞核運(yùn)動的電子組成的，原子核外電子按其能量的高低分層分布而形成不同的能級，因此，一個(gè)原子核可以具有多種能級狀態(tài)。能量較低的能級狀態(tài)稱為基態(tài)能級(E0=0)，其余能級稱為激發(fā)態(tài)能級，而能較低低的激發(fā)態(tài)則稱為首激發(fā)態(tài)。正常情況下，原子處于基態(tài)，核外電子在各自能量較低的軌道上運(yùn)動。如果將一定外界能量如光能提供給該基態(tài)原子，當(dāng)外界光能量E恰好等于該基態(tài)原子中基態(tài)和某一較高能級之間的能級差E時(shí)，該原子將吸收這一特征波長的光，外層電子由基態(tài)躍遷到相應(yīng)的激發(fā)態(tài)，而產(chǎn)生原子吸收光譜。電子躍遷到較高能級以后處于激發(fā)態(tài)，但激發(fā)態(tài)電子是不穩(wěn)定的，大約經(jīng)過10^-8秒以后，激發(fā)態(tài)電子將返回基態(tài)或其它較低能級，并將電子躍遷時(shí)所吸收的能量以光的形式釋放出去，這個(gè)過程稱原子發(fā)射光譜。可見原子吸收光譜過程吸收輻射能量，而原子發(fā)射光譜過程則釋放輻射能量。
 

　　應(yīng)用
 

　　由于近紅外光在常規(guī)中有良好的傳輸特性，且其儀器較簡單、分析速度快、非破壞性和樣品制備量小、幾乎適合各類樣品(液體、粘稠體、涂層、粉末和固體)分析、多組分多通道同時(shí)測定等特點(diǎn)，成為在線分析儀表中的一枝奇葩。近幾年，隨著化學(xué)計(jì)量學(xué)、光纖和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在線近紅外光譜分析技術(shù)正以驚人的速度應(yīng)用于包括農(nóng)牧、食品、化工、石化、制藥、煙草等在內(nèi)的許多領(lǐng)域，為科研、教學(xué)以及生產(chǎn)過程控制提供了一個(gè)十分廣闊的使用空間。光譜分析儀應(yīng)用于鋼鐵冶金、有色金屬、石油化工、機(jī)械制造、能源電力、鐵路運(yùn)輸、航空航天、食品衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)以及教學(xué)科研等各個(gè)領(lǐng)域。
 

　　直讀光譜儀一般屬于原子發(fā)射光譜，應(yīng)用于冶金，鑄造，有色，黑色金屬鑒別，石化，機(jī)械制造等行業(yè)。上比較有名的有美國熱電(收購瑞士ARL)，德國斯派克，德國布魯克，日本島津等比較有名。
 

　　手持式光譜儀屬于X射線熒光光譜儀，同樣屬于原子發(fā)射光譜儀，但和直讀光譜的激發(fā)方式不一樣，直讀光譜靠高壓放電激發(fā)，X射線是通過X光管來激發(fā)，接收原件也不同，檢測元素范圍和精度低于直讀光譜，但應(yīng)用于合金材料牌號鑒別以及混料篩選，廢料回收，野外材料牌號鑒別有特殊用途，因可以做的小巧，一般做成手持式，方便攜帶。