能量色散型X射线荧光光谱仪
能量色散型X 射线荧光光谱仪——演讲稿
什么是能谱仪?
它是一种可以利用X 射线对同时多元素进行快速测定的仪器,可以确定其成份和含量。
帕纳科Epsilon 3XLE能谱仪的介绍
Epsilon 3XLE 是一种台式能量色散 X 射线荧光 (EDXRF) 光谱仪,仪器将最新的激发和探测技术与顶尖的分析软件结合到了一起。最新的硅漂移探测器以及紧凑的光路设计相结合,具有改进的和扩展的轻元素功能(C - Am(锕系 95号 镅)),可对从 C 到 Am 的元素进行分析。而一般的能量色散型X 射线分析仪的分析范围为从Na 到U.
仪器特点
技术先进:
普通能谱仪采用硅掺锂探测器,它采用最新的硅漂移探测技术。而且它的分析软件也是领先的。
测量元素范围广:
具有改进的和扩展的轻元素功能(C - Am(锕系 95号 镅)),可对从 C 到 Am 的元素进行分析,而一般的能量色散型X 射线分析仪的分析范围为从Na 到U. 但对于轻元素的测量不太灵敏。
易于操作,可靠且高度灵活:
他不需要事先标样,对样品直接可以测定。操作步骤简单固定。 连续测试重复性极强,测试数据稳定可靠:
测试结果与各元素的特征X 射线能量标准参照表非常接近,可重复测量,所得的结果都是一样的。
……
工作原理
组织结构
X 射线荧光激发源——硅漂移探测器——信号放大器——多道脉冲高度分析器 X 射线荧光激发源:
激发源采用高性能金属陶瓷 X 射线管。有不同的电压和电流设置,可产生不同的X 射线,用于照射待测样品。
硅漂移探测器:
主要用于探测样品发出的特征X 射线。
信号放大器:
用于脉冲信号的放大
多道脉冲高度分析器
它和相应的分析软件相结合,用于确定样品中各元素的种类和含量。
充液氮的作用:
为了使硅中锂稳定和降低晶体管的热噪声
激发源
什么是X 射线荧光
简单来说,就是由X 射线照射原子所激发的X 射线。
X 射线荧光的产生原理:
当能量高于原子内层电子结合能的高能X 射线与原子发生碰撞时,就能驱逐一个内层电子而出现一个空穴,使整个原子体系处于不稳定的激发态,当较外层的电子跃入内层空穴所释放的能量不在原子内被吸收,而是以辐射形式放出,便产生X 射线荧光,其能量等于两能级之间的能量差。因此,X 射线荧光的能量或波长是特征性的,与元素有一一对应的关系。
硅漂移探测器—一种通过光电效应探测光信号的器件
响应速度:
是指由X 射线荧光所产生的电子移向探测器正极的速度。移动速度越快,测试越灵敏。怎么提高它的移动速度呢?
在PN 型二极管中存在耗尽层,其产生的内电场使光生电子具有漂移速度,大于耗尽层外的扩散速度。所以让光生电子空穴对的过程尽量发生在耗尽层内,并加反向偏置电压。来增强内电场,加快光生电子的移动。
以上所介绍的是普通的探测器所采用的办法,而硅漂移探测器则利用了侧向耗尽原理。它对二极管的结构进行了改造。相当于两块二极管N 段相并,在一段的边缘镀上n+欧姆接触,并加高压,使n 型硅晶片被耗尽,也就是形成完全耗尽层(空间电荷区)在中间就可以形成电子电势低谷,这样光生电子或热电子在该电场的作用下,向收集电极漂移,将电信号传给后面的信号放大器。
硅漂移探测器与普通探测器的区别:
不需要液氮制冷,可以在常温下工作;
其电容小,脉冲成形时间也很短(通常简称其容纳电荷的本领为电容)漂移时间虽然较长,但它的计数率(用计数管测定时,将单位时间内X 射线通过计数管窗口的光子数)比一般的半导体探测器高几十倍,灵敏度大大提高。
莫塞莱定律:√v=K(Z-α)
K 为与靶中元素有关的常数
α为屏蔽常数,与电子所在的壳层有关