一、原子熒光光譜儀結(jié)構(gòu)

原子熒光光度計(jì)分為色散型和非色散型兩類。兩類儀器的結(jié)構(gòu)基本相似，差別在于非色散儀器不用單色器。色散型儀器由輻射光源、單色器、原子化器、檢測(cè)器、顯示和記錄裝置組成，非色散儀器沒(méi)有單色器。熒光儀與原子吸收儀相似，但光源與檢測(cè)部件不在一條直線上，而是90°直角，而避免激發(fā)光源發(fā)射的輻射對(duì)原子熒光檢測(cè)信號(hào)的影響。

原子熒光光譜儀由下述五部分組成：

1、激發(fā)光源

用來(lái)激發(fā)原子使其產(chǎn)生原子熒光。光源分連續(xù)光源和銳線光源。連續(xù)光源一般采用高壓氙燈，功率可高達(dá)數(shù)百瓦。這種燈測(cè)定的靈敏度較低，光譜干擾較大，但是采用一個(gè)燈即可激發(fā)出各元素的熒光。常用的銳線光源為脈沖供電的高強(qiáng)度空心陰極燈、無(wú)電極放電燈及70年代中期提出的可控溫度梯度原子光譜燈。采用銳線光源時(shí)，測(cè)定某種元素需要配備該元素的光譜燈。

2、單色器

產(chǎn)生高純單色光的裝置，其作用為選出所需要測(cè)量的熒光譜線，排除其他光譜線的干擾。單色器由狹縫、色散元件（光柵或棱鏡）和若干個(gè)反射鏡或透鏡所組成，色散系統(tǒng)對(duì)分辨能力要求不高，但要求有較大的集光本領(lǐng)。使用單色器的儀器稱為色散原子熒光光度計(jì)；非色散原子熒光分析儀沒(méi)有單色器，一般僅配置濾光器用來(lái)分離分析線和鄰近譜線，降低背景。非色散型儀器的濾光器非色散型儀器的優(yōu)點(diǎn)是照明立體角大，光譜通帶寬，熒光信號(hào)強(qiáng)度大，儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，價(jià)格便宜。缺點(diǎn)是散射光的影響大。

3、原子化器

將被測(cè)元素轉(zhuǎn)化為原子蒸氣的裝置?？煞譃榛鹧嬖踊骱碗姛嵩踊?。火焰原子化器是利用火焰使元素的化合物分解并生成原子蒸氣的裝置。所用的火焰為空氣－乙炔焰、氬氫焰等。用氬氣稀釋加熱火焰，可以減小火焰中其他粒子，從而減小熒光猝滅（受激發(fā)原子與其它粒子碰撞，部分能量變成熱運(yùn)動(dòng)與其他形式的能量，因而發(fā)生無(wú)輻射的去激發(fā)，使熒光強(qiáng)度減少甚至消失，該現(xiàn)象稱為熒光猝滅）現(xiàn)象。電熱原子化器是利用電能來(lái)產(chǎn)生原子蒸氣的裝置。電感耦合等離子焰也可作為原子化器，它具有散射干擾少、熒光效率高的特點(diǎn)。

4、檢測(cè)系統(tǒng)

常用的檢測(cè)器為光電倍增管。在多元素原子熒光分析儀中，也用光導(dǎo)攝象管、析象管做檢測(cè)器。檢測(cè)器與激發(fā)光束成直角配置，以避免激發(fā)光源對(duì)檢測(cè)原子熒光信號(hào)的影響。

5、顯示裝置

顯示測(cè)量結(jié)果的裝置?？梢允请姳?、數(shù)字表、記錄儀等。

二、原子熒光光譜儀的原理

原子熒光光譜法是通過(guò)測(cè)量待測(cè)元素的原子蒸氣在輻射能激發(fā)下產(chǎn)生的熒光發(fā)射強(qiáng)度，來(lái)確定待測(cè)元素含量的方法。

氣態(tài)自由原子吸收特征波長(zhǎng)輻射后，原子的外層電子從基態(tài)或低能級(jí)躍遷到高能級(jí)經(jīng)過(guò)約10-8s，又躍遷至基態(tài)或低能級(jí)，同時(shí)發(fā)射出與原激發(fā)波長(zhǎng)相同或不同的輻射，稱為原子熒光。原子熒光分為共振熒光、直躍熒光、階躍熒光等。

發(fā)射的熒光強(qiáng)度和原子化器中單位體積該元素基態(tài)原子數(shù)成正比，式中：I f為熒光強(qiáng)度；φ為熒光量子效率，表示單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射熒光光子數(shù)與吸收激發(fā)光光子數(shù)的比值，一般小于1；Io為激發(fā)光強(qiáng)度；A為熒光照射在檢測(cè)器上的有效面積；L為吸收光程長(zhǎng)度；ε為峰值摩爾吸光系數(shù)；N為單位體積內(nèi)的基態(tài)原子數(shù)。

原子熒光發(fā)射中，由于部分能量轉(zhuǎn)變成熱能或其他形式能量，使熒光強(qiáng)度減少甚至消失，該現(xiàn)象稱為熒光猝滅。