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鳌；鹧嬖踊魇抢没鹧媸乖氐幕衔锓纸獠⑸稍诱魵獾难b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。可以是電表、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。