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波長色散型X射線熒光光譜儀與能量色散型X射線熒光光譜儀的比較
2021-07-14

雖然波長色散型(WD-XRF)X射線熒光光譜儀與能量色散型(ED-XRF)X射線熒光光譜儀同屬X射線熒光分析儀,它們產生信號的方法相同,得到的波譜或者能譜也極為相似,但由于采集數據的方式不同,ED-XRF與WD-XRF在原理和儀器結構上有所不同,功能也有區(qū)別。

原理區(qū)別

X-射線熒光光譜法,是用X-射線管發(fā)出的初級線束輻照樣品,激發(fā)各化學元素發(fā)出二次譜線(X-熒光)。波長色散型熒光光儀(WD-XRF)是分光晶體將熒光光束色散后,測定各種元素的含量。而能量色散型X射線熒光光儀(ED-XRF)是借助高分辨率敏感半導體檢測器與多道分析器將未色散的X-射線按光子能量分離X-射線光譜線,根據各元素能量的高低來測定各元素的量。由于原理不同,故儀器結構也不同。

結構區(qū)別

波長色散型熒光光譜儀(WD-XRF),一般由光源(X-射線管)、樣品室、分光晶體和檢測系統(tǒng)等組成。為了準確測量衍射光束與入射光束的夾角,分光晶體系安裝在一個精密的測角儀上,還需要一龐大而精密并復雜的機械運動裝置。由于晶體的衍射,造成強度的損失,要求作為光源的X-射線管的功率要大,一般為2~3千瓦。但X-射線管的效率極低,只有1%的電功率轉化為X-射線輻射功率,大部分電能均轉化為熱能產生高溫,所以X-射線管需要專門的冷卻裝置(水冷或油冷),因此波譜儀的價格往往比能譜儀高。能量色散型熒光光譜儀(ED-XRF),一般由光源(X-射線管)、樣品室和檢測系統(tǒng)等組成,與波長色散型熒光光譜儀的區(qū)別在于它用不分光晶體。

能量色散X射線熒光光譜儀優(yōu)勢

①儀器結構簡單,省略了晶體的精密運動裝置,也無需精度調整。還避免了晶體衍射所造成的強度損失。光源使用的X-射線管功率低,一般在100W以下,不需要昂貴的高壓發(fā)生器和冷卻系統(tǒng),空氣冷卻即可,節(jié)省電力。

②能量色散型熒光光儀的光源、樣品、檢測器彼此靠得很近,X-射線的利用率很高,不需要光學聚集,在累積整個光譜時,對樣品位置變化不象波長色散型熒光光譜儀那樣敏感,對樣品形狀也無特殊要求。

③在能量色散譜儀中,樣品發(fā)出的全部特征X-射線光子同時進入檢測器,這就奠定了使用多道分析器和熒光屏同時累積和顯示全部能譜(包括背景)的基礎,也能清楚地表明背景和干擾線。因此,半導體檢測器X-射線光譜儀能比晶體X-射線光譜儀快而方便地完成定性分析工作。

④能量色散法的一個附帶優(yōu)點是測量整個分析線脈沖高度分布的積分程度,而不是峰頂強度。因此,減小了化學狀態(tài)引起的分析線波長的漂移影響。由于同時累積還減小了儀器的漂移影響,提高凈計數的統(tǒng)計精度,可迅速而方便地用各種方法處理光譜。同時累積觀察和測量所有元素,而不是按特定譜線分析特定元素。因此,見笑了偶然錯誤判斷某元素的可能性。

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