【正文】 放電脈沖時間為Θ=T/2=∏√LC即放電的峰電流達上升周期為T上升=T/4=(∏/2) √LC 其放電呈衰減正弦形式。低壓火花低壓火花電路與低壓交流電弧相似，由于使用的電壓較低，不足以擊穿分析間隙，因此在電路中也包括高頻高壓引燃電路和低壓火花放電回路兩部分組成。在放電通道與電極表面接觸的區(qū)域，點擊被強烈灼燒，對于金屬電極來說，電極溫度可達1800K，使電極物質蒸發(fā)，在此區(qū)域金屬蒸汽的噴出及激發(fā)，形成焰炬，此時通過間隙的電壓迅速下降至一個很低的值3570伏，電流上升，如同電弧放電，在電弧階段隨著電流增加，放電通道的擴散，通道界面變大，其電流密度增加不多，僅102安/cm2數量級?；鸹ǚ烹娕c電弧放電的不同，它一般由放電管道及焰炬兩部分組成。而另一類是采用較低的電壓（2202000V）及較大電容量的低壓火花光源，這一類光源由于貯存電容器內之電壓較低，不足以擊穿分析間隙，因此，它像低壓交流電弧光源一樣，除了充放電線路以外還有一個引火裝置。為了消除樣品在放電過程中釋放出的氧，可提高通過樣品表面的氬氣流量來沖洗。前面已經介紹了不同元素對氬氣純度的敏感度是不同的，在日常分析中鑄鐵、不銹鋼等含有鋁、硅、鉻、鉬、鈦、釩等元素高的樣品分析時要求氬氣的純度更高些。致密的金屬氧化物比金屬一般具有較高的電子逸出功，然而在金屬表面上所形成的氧化層其電子逸出功比致密氧化物的電子逸出功低，值得注意的是他們的電子逸出功之比大致等于濃縮放電38伏和擴散放電28伏間隙電壓之比。當放電是在金屬相上進行是稱為濃縮放電，而放電是在非金屬相上進行時則稱為擴散放電，擴散放電的產生偏重于表面氧化層的形成，濃縮放電僅能在有限的程度上實現，由于不可能使放電間隙中絕對沒有氧存在，因而在實際分析過程中所產生的放電是一種混合放電，其混合的程度取決于放電時被侵蝕的金屬和金屬氧化物的量?？刂茪夥蘸徒饘贅悠返幕鸹ǚ烹?在光譜分析中，氣氛的存在在很大程度上影響了光譜的放電特性，如同物質進入等離子區(qū)的過程一樣，它也影響著分析結果的準確度和檢測限。從定量分析的觀點來考慮，對光源的要求如下：1． 高靈敏度，隨著樣品中元素濃度微小變化，其檢出的信號有較大的變化；2． 低檢出限，能對微量及痕量成分進行檢測；3． 良好的穩(wěn)定性，試樣能穩(wěn)定地蒸發(fā)，原子化和激發(fā)，使結果具有較高的精密度；4． 譜線強度與背景強度之比大（信噪比大）；5． 分析速度快，預燃時間短；6． 構造簡單，容易操作，安全；7． 自吸收效應小，校準曲線的線性范圍寬。試料中元素蒸發(fā)離解，將涉及試樣成分的物理及化學性質。最常用的光源有直流電弧、交流電弧、電火花、激光光源、電感耦合等離子體（ICP）焰炬等等。光源系統使試樣激發(fā)發(fā)光，色散系統將復合光色散成各元素的譜線，檢測系統用光電法來測量各元素的譜線強度，控制與數據處理系統將信號換算成為元素百分含量表示出來。下表列出了各輻射區(qū)域、波長范圍及相應的能及躍遷類型。在一定的介質中，它們之間的關系為δ＝V/C=1/λ式中：V頻率，單位時間內的波數；λ…………波長，為沿波的傳播方向、相鄰兩個波間相位相同的兩點之間的距離；δ…………波數，單位長度內波長的個數。還有大量的不能被人們直接看到的和感覺到的光譜，如γ射線、x射線、紫外線、紅外線、微波及無線電波等，這些也都是電磁輻射，它們只是頻率或波長不同而已。 37Meas. Channels 測量通道 38Meas. Times測定次數 39List of interelement Corrections干擾元素修正列表 39View 視圖 40Display Options 顯示選項 40Output Formats 顯示格式 41Analytical Element 分析元素 41Units 單位 42Standardising 標準化 42Measure Samples 測定樣品 43Global Standardisation 全局標準化 43Setup Standardisation Samples 設置標準化樣品 43Current Standardisation Data 當前標準化數據 43TypeStandardisation Measure Samples類型標準化/測定樣品 45Calibration 曲線校準 46Measure Samples測定樣品 46Setup Samples設置樣品 46Calculate Calibration 計算校準 47Delete all Intensities刪除所有強度 47Extras 附加設備 47Instrument Controller Terminate QDLServer 儀器控制/終止QDL服務器 48System Setup Optic data 系統設置/ 光室數據 48Options 選項 49Help幫助 51Quantron直讀光譜儀維護 52實驗室條件 52電源供應 52氬氣供應 52樣品制備 53儀器外觀 54前面板 54光路系統門 54火花臺 54按鈕 55火花臺盒 55后面板 56開光 57電源插座 57氬氣供給 58尾氣過濾瓶 58安全提示 58維護保養(yǎng) 59維護周期 59維護日記 60檢查氬氣供應/氬氣瓶 60檢查侵蝕點 60刷洗電極 61標準化 61添加或更換尾氣瓶中的水 62清理火花臺 62更換電極 64清理尾氣管 64檢查/校正描跡 65數據備份 66清理入射窗口 66外部設備的維護（真空泵，計算機等） 69附錄 直讀光譜儀使用常見問題 70火花源原子發(fā)射光譜儀基本原理火花源原子發(fā)射光譜儀是以火花放電為激發(fā)光源將樣品濺射激發(fā)，通過檢測這一過程中所發(fā)生的元素光譜發(fā)射情況對被測樣品中的原子進行定性和定量的一種方法。因其操作簡單、使用維護成本低、分析速度快、測定結果可靠等特點被廣泛應用在金屬產品的成分測定當中，尤其是在冶金行業(yè)的爐前分析中其優(yōu)點得到了充分的發(fā)揮，成為爐前分析不可或缺的可靠工具。電磁輻射實際是一種以巨大速度通過空間而傳播的能量（光量子流），具有波動性和微粒性。C是光速。表中各區(qū)域的電磁輻射均可用于物質分析。不同類型的光譜儀區(qū)別只在光源部分。激發(fā)光源都具有兩個作用過程。把蒸發(fā)出來的元素原子激發(fā)，自然和光源發(fā)生器的性質有關，更確切地說與發(fā)生器的電學特性有密切關系、所以可以說激發(fā)光源決定了光譜分析方法，因此對光源現狀的了解，是光譜工作者需要的。由于電直讀光譜分析，用光電轉換測量代替了感光板測量；測光誤差≤0．2％是非常小，而光源誤差在1％左右，在總的光譜分析誤差中起顯著作用，所以用光電直讀光譜分析時，采用性能良好的激發(fā)光源具有十分重要的意義。在冶金工業(yè)對鋼鐵和合金的光電光譜分析中，惰性氣體控制氣氛的使用會取得較好的效果。兩種放電形式，由下表可知，凝聚放電是有利于樣品激發(fā)的。當放電間隙存在足夠的氧氣時，每次放電新形成的氧化物比激發(fā)侵蝕是所破壞的氧化物的可能性要大，為此，激發(fā)將保持擴散狀態(tài)，因而預燃時間不能結束，試樣表面形成不了重熔的均勻層。這也是在日常分析中為什么鑄鐵樣品容易產生白點（擴散放電）的主要原因。光電直讀光譜分析常用的幾種激發(fā)光源火花放電是一種電極間不連續(xù)的氣體放電，是一種電容放電，它是一個包含有電感L、電阻R和放電間歇G的線路上的電容器放電所產生，也即存在RLC線路，其放電的能量為：W=（1/2）CV2式中C為電容的電容量，V為電容器充電所達到的電壓。簡單高壓火花光源裝置與低壓交流弧光光源的高頻引火裝置十分相似，僅放電能量更大些。放電管道是在放電擊穿階段形成。在擊穿前階段放電通道中存在的蒸汽，由于碰撞電離，較高的放電溫度，極高的電流密度因此所發(fā)射的是含有高級離子的光譜，擋在空氣中放電時，通道中還可以形成氮的分子光譜及氮和氧的一級及二級離子光譜，這些電流密度也僅102安/cm2，比電弧光源略高，因而所發(fā)射的光譜與電弧相比，一級離子線數目增多，強度增大。與高壓火花相比，低壓火花雖然電壓低，但是有較大的電容量，因而也具有同樣較大的能量。為了使放電具有單向脈沖，目前在低壓火花光源線路中，均在放電回路中接入二極管。Quantron公司直讀光譜儀采用的是PaschenRunge結構的直射式分光裝置?，F代光譜儀中主要用到的是光柵。由于光的衍射使光經過光柵后不同波長的光沿不同方向衍射出去。相鄰兩刻槽間距離為d，設入射光線與光柵法線成α角入射，此時不同波長的光衍射方向是不同的，如波長為入的光將與法線成β角的方向衍射。 d(sinα—sinβ)=mλ (m為正整數)顯然，如果衍射光線和入射光線同在法線一側，則光程差為： d(sinα+sinβ)=mλ 由此得到下列公式： d(sinα177。如α與β都在光柵法線同一側，方程取“+”號。對于給定d和α值，計算不同波長光的β值時，如β為負值，即表示入射光和衍射光在法線的異側；如β為正值，即表入射光和衍射光在法線的同側。所謂0級光譜，就是光柵不起色散作用，只起鏡面反射形成的入射狹縫的像。我們把光柵方程的d和α看作常量，對β和λ求微分可得到： 這就是表示光柵的角色散率的公式，其單位是弧度／nm。盡管角色散率是光柵的重要參數，但通常并不標出，只標出光柵每毫米寬度中的刻線數。如二級光譜的角色散率是一級光譜的兩倍。由此可見，要增大分光儀的線色散率，須提高光柵的角色散率或者增長分光儀的焦距。 光柵的分辨本領光柵的分辨本領指的它能分開相鄰譜線的能力。如圖所示：分辨率可分為理論分辨率及實際分辨率。數值上等于光柵的有效長度L(毫米)和線槽密度N(線／毫米)的乘積，因此上式可寫為： R理論=mR隨這些因素增大而增大。凹面光柵凹面光柵與平面光柵的區(qū)別在于毛胚為凹球面反射鏡刻成光柵的，在光電直讀光譜儀中，凹面光柵本身既是色散元件，又是聚焦元件，由于凹面光柵分光儀的色差小，透鏡吸收小，反射損失率小，所以能用到遠紫外光譜區(qū)。S 入縫到光柵中心的距離。 光柵的閃耀光柵的閃耀涉及能量分配問題。如果入射光沿N，方向入射，顯然沿N’方向衍射的波長的光能量最強，因為這個方向正好是每個小刻槽面象鏡子一樣反射光方向。但實際是難以做到的。1．羅蘭鬼線當刻線間隔有周期性誤差時，所出現的偽線稱為羅蘭鬼線。3．伴線：如果光柵上某一局部地方有少數幾條間隔不正確的刻線，則在光譜中產生伴線，或稱衛(wèi)線。1．光特性：光特性是指光電流與射入光陰極的光束強度成直線關系：但由于存在著各種二次光電效應等使光電流與光束強度的比例受到影響。在可見和紫外區(qū)應用光電倍增管。5．溫度特性：隨著溫度的升高發(fā)生不同的變化這就是光電元件的溫度特性。積分靈敏度指光電元件對射入的所有光束的靈敏度，以毫安／流明表示。為此，對直讀光譜分析而言電源穩(wěn)定性是非常重要的。紫外區(qū)盡量使用側窗式，要求外形尺寸要小。 光電倍增管的信號與噪聲比對光電管和光電倍增管而言，噪聲源主要是散粒效應和熱效應。電荷耦合檢測器CCDCCD是一種電荷耦合器件（Charge Coupled Device），是1970年美國博伊爾（Boyle）和史密斯（Smith）提出。CCD作為新一代檢測器具有一定優(yōu)勢，比如它可以實現全譜掃描，而不受具體通道的限制。CPM是一個單塊集成電路結構，和PMT具有相同的光電轉換功能，但其靈敏度要高得多。CPM（如圖）和其他所有光電倍增器一樣，通過在光陰極檢測由光電效應產生的電子實現對光強的測定。與傳統PMT相比CPM具有線性范圍寬、高靈敏度、低檢測限等特定。數據讀取和處理系統數據讀取和處理系統主要由積分系統和計算機部分組成。發(fā)射光譜分析基本原理光譜分析原理原子（離子）受電能或熱能的作用，外層電子得到一定的能力，有較低能級E1被激發(fā)到E2，這時的原子（離子）是處于激發(fā)態(tài)的。光譜線的波長是定性分析的基礎，光譜線的強度是定量分析的基礎。原子發(fā)射光譜定量分析實驗證明，在大多數情況下，光譜線強度I為元素含量C的函數：I=acb式中a、b在一定條件下為常數。由于a值受試樣組成、形態(tài)及放電條件等的影響，在實驗中很難保持為常數，故通常不采用譜線的絕對強度來進行光譜定量分析，而采用“內標法”。因此光電直讀光譜分析的基本原理及其所建立的分析方法是建立在攝譜法的基本原理及其實驗技術基礎上，只是測定參數及數據處理方法不同而已。 采用曝光時間積累譜線強度的目的之一在于把譜線強度I的波動影響取平均，所以我們可認為能量E正比于譜線強度，常把接收到的能量E稱作譜線強度I。由公式可知，光電直讀光譜的檢測器的任務是測定待測譜線所對應的積分電容器上的電壓Vl(積分法)。但在光電光譜分析時，要安裝許多內標元素通道是很困難的，因此采用同一內標線。如以R表示強度比，即： R=I/I0I表示分析線的強度，Io為內標線的強度，表明I及I。 a． 選擇三個或三個以上的標準樣品。 d． 標樣強度為橫坐標，含量C％為縱坐標，做工作曲線。而且每次都要研磨標樣。必須采用誘導含量分析法。T為假設的微量元素含量總和。(在繪制工作曲線前，將每個標準樣品的含量換算成基體校正含量)。應用基體校正法時，標準樣品的所有元素都要全分析。為了把標準曲線恢復到原來工作曲線上來，需要用標準化樣品對儀器進行標準化校正。當分析工作中，以低濃度區(qū)為主時，就使用二點標準化，因為背景可能占信號一部分。但只能校正曲線的斜率變化。也比較方便。曲線I的位置，經過一段時間后，曲線可能移到Ⅱ的位置上。其中