手持光譜儀的原理

在XRF分析法中，從光發(fā)射管里發(fā)射出來(lái)的高能初級(jí)射線光子會(huì)撞擊樣本元素。這些初級(jí)光子含有足夠的能量可以將里層即K層或L層的電子撞擊脫軌。這時(shí)，原子變成了不穩(wěn)定的離子。由于電子本能會(huì)尋求穩(wěn)定，外層L層或M層的電子會(huì)進(jìn)入彌補(bǔ)內(nèi)層的空間。在這些電子從外層進(jìn)入內(nèi)層的過(guò)程中，它們會(huì)釋放出能量，我們稱之為二次X射線光子。而整個(gè)過(guò)程則稱為螢光輻射。每種元素的二次射線都各有特征。而X射線光子螢光輻射產(chǎn)生的能量是由電子轉(zhuǎn)換過(guò)程中內(nèi)層和外層之間的能量差決定的。例如，鐵原子Fe的Kα能量大約是6.4千電子伏。特定元素在一定時(shí)間內(nèi)所發(fā)射出來(lái)的X射線的數(shù)量或者密度，能夠用來(lái)衡量這種元素的數(shù)量。典型的XRF能量分布光譜顯示了不同能量時(shí)光子密度的分布情況。

造成手持式光譜儀系統(tǒng)誤差的因素有哪些？

手持式光譜儀雖然本身測(cè)量準(zhǔn)確度很高，但測(cè)定試樣中元素含量時(shí)，所得結(jié)果與真實(shí)含量通常不一致，存在一定誤差，并且受諸多因素的影響，有的材料本身含量就很低。

1、標(biāo)樣和試樣中的含量和化學(xué)組成不完全相同時(shí)，可能引起基體線和分析線的強(qiáng)度改變，從而引入誤差。

2、澆注狀態(tài)的鋼樣與經(jīng)過(guò)退火、淬火、回火、熱軋、鍛壓狀態(tài)的鋼樣金屬組織結(jié)構(gòu)不相同時(shí)，測(cè)出的數(shù)據(jù)會(huì)有所差別。

3、標(biāo)樣和試樣的物理性能不完全相同時(shí)，激發(fā)的特征譜線會(huì)有差別從而產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。

4、未知元素譜線的重疊干擾。如熔煉過(guò)程中加入脫氧劑、除硫磷劑時(shí)，混入未知合金元素而引入系統(tǒng)誤差。

5、要消除系統(tǒng)誤差，必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)樣品制備規(guī)定要求。為了檢查系統(tǒng)誤差，就需要采用化學(xué)分析方法分析多次校對(duì)結(jié)果。

手持式光譜儀的使用方法

1.將光譜儀置于作物的冠層，即作物上方60-120cm，然后拉動(dòng)觸發(fā)器并讀數(shù)。

2.為了能夠使讀數(shù)能夠代表更大的區(qū)域，按住觸發(fā)器并保持高度，向前行進(jìn)掃描作物，測(cè)量結(jié)束后再釋放觸發(fā)器。測(cè)量結(jié)束后，儀器自動(dòng)計(jì)算并顯示平均值。儀器的視場(chǎng)角是一個(gè)橢圓形，它的大小與儀器高度相關(guān)（高度為60cm時(shí)寬約25cm，高度為120cm時(shí)寬約50cm）。

3.測(cè)量結(jié)束時(shí)，顯示器讀取數(shù)值，代表該測(cè)量區(qū)域的健康程度。重新開(kāi)始新的測(cè)量。

如何挑選手持式光譜儀？

手持式光譜儀構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，核心部件便是X射線管和探測(cè)器，以下著重介紹探測(cè)器。

選購(gòu)手持式光譜儀，首先是要明確檢測(cè)的元素范圍和基體類型，來(lái)決定使用的探測(cè)器種類。需要檢測(cè)鎂、鋁、硅、磷、硫、氯這類非金屬元素，必須選擇SDD探測(cè)器；同樣，檢測(cè)含氧化物的粉末材料也需要使用SDD探測(cè)器。如果只是常規(guī)的金屬檢測(cè)且不包含輕金屬，那么可以選擇性價(jià)比高的Si-PIN探測(cè)器。