電感耦合等離子發(fā)射光譜儀的工作原理和基本流程

電感耦合等離子發(fā)射光譜儀，是指以電感耦合等離子體作為激發(fā)光源，根據(jù)處于激發(fā)態(tài)的待測元素原子回到基態(tài)時發(fā)射的特征譜線對待測元素進行分析的儀器。

 

工作原理：

ICP (即電感耦合等離子體)是由高頻電流經(jīng)感應(yīng)線圈產(chǎn)生高頻電磁場，使工作氣體( Ar)電離形成火焰狀放電高溫等離子體，等離子體的最高溫度1000K。試樣溶液通過進樣毛細(xì)管經(jīng)蟎動泵作用進入霧化器霧化形成氣溶膠，由載氣引入高溫等離子體，進行熱發(fā)、原子化、激發(fā)、電離，并產(chǎn)生輻射，光源經(jīng)過采光管進入狹縫、反光鏡、校鏡、中階梯光柵、準(zhǔn)直鏡形成二維光譜，譜線以光斑形式落在540X 540個像素的CID檢測器上，每個光斑覆蓋幾個像素，光譜儀通過測量落在像素上的光量子數(shù)來測量元素濃度。光量子數(shù)信號通過電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號通過電腦顯示和打印機打印出結(jié)果。

 

基本工作流程如下：

1.樣品制備：將待測樣品溶解或稀釋至適當(dāng)濃度。

2.進樣：使用自動進樣裝置將樣品引入ICP噴霧室中。

3.高溫等離子體形成：通過外加高頻電源，在氣態(tài)載氣中形成高溫(約8000°C)且富有能量的電感耦合等離子體。

4.原子激發(fā)與輻射：在高溫等離子體中，樣品中的元素被激發(fā)成為帶正電荷的單質(zhì)陽離子，并獲得相應(yīng)能級上的激發(fā)態(tài)。激發(fā)態(tài)原子經(jīng)歷自旋翻轉(zhuǎn)并向基態(tài)躍遷時，會釋放特定波長的光譜輻射。

5.光譜檢測：使用光柵或干涉儀分析激發(fā)態(tài)原子產(chǎn)生的光譜信號，通過測量其強度來確定樣品中元素的含量。