直讀光譜儀工作原理

一、直讀光譜的產生

原子光譜是原子內部運動的一種客觀反映，原子光譜分析是利用各種元素原子結構彼此不同來確定物質的組成。直讀光譜儀器是原子發射光譜儀器的一種，因此它的光譜產生原理與其它原子發射光譜沒有本質的區別，都是試樣中氣態原子(或離子)的外層電子受激發后躍遷到較高的能級，由于外層電子處于較高能級的原子(或離子)是不穩定的，在受激發原子(或離子)躍遷回基態或較低能級時把能量以光輻射的形式發射出來，產生特征的原子光譜，與其它原子發射光譜相比，僅僅是激發的具體方法和應用對象不同而已。

二、光譜定性、半定量分析

光譜定性分析的任務主要是判斷試樣中含有哪些元素或是否存在指定的元素，并粗略地估計這些元素的大致含量。直讀中主要根據樣品中受激后發射的特征譜線來確定元素的存在，因而正確辨認元素譜線是發射光譜定性分析的關鍵。在進行光譜定性分析時，并不需要找出元素的所有譜線，一般只需找出一根或幾根靈敏線即可。

光譜半定量分析方法介于定性分析和定量分析之間，可以給出含量近似值。半定量分析是以譜線數目或譜線強度為依據，常用的光譜半定量分析方法有譜線比較法、譜線呈現法、均稱線對法和加權因子法等。

因大多數商品化直讀光譜儀器是固定多道式光電直讀光譜儀，直讀的光譜定性或半定量應用并不廣泛。

三、光譜定量分析

光譜定量分析就是根據樣品中被測元素的譜線強度來準確確定該元素的含量。

1.光譜定量分析的基本關系式

元素的譜線強度與元素含量的關系是光譜定量分析的依據，可用賽伯-羅馬金經驗公式式表示：

I = Acb

式中 I——譜線強度；

A——發射系數；

c 元素含量；

b——自吸系數。

實際上試樣在激發過程中，其單次光譜的發射是不穩定的，從檢測器輸出的電流強度也會波動，為了解決這方面的穩定性問題，通常采用把輸出的電流信號向積分電容器充電的方法來測量譜線的平均強度，常用的有直接測量積分電容器電壓法、放電持續時間測量法、分段測量法等。

2.內標法光譜定量分析的原理

在直讀光譜分析過程中為了提高定量分析的準確度，通常測量譜線的相對強度。即在被分析元素中選一根譜線為分析線，在基體元素或定量加入的其它元素譜線中選一根譜線為內標線，分別測量分析線與內標線的強度，然后求出它們的比值。該比值不受實驗條件變化的影響，只隨試樣中元素含量變化而變化。這種測量譜線相對強度的方法，稱為內標法。存分析時，測得試樣中線對的相對強度，即可由校準曲線查得分析元素含量。

但是并不是任何元素均可作內標，對于內標元素、內標線和分析線對的選擇還必須具備一些條件，如分析線對應具有相同或相近的激發電位和電離電位，內標元素與分析元素應具有相近的熔點、沸點、化學活性及相近的原子量等。