手持式光譜儀是一種基�XRF(X Ray Fluorescence,X射線熒光)光譜分析技�(shù)�光譜分析儀器,主要由X光管、探�(cè)��CPU以及存儲(chǔ)�組成,由于其便攜具有高效、便�、準(zhǔn)確等特點(diǎn),使其在合金、礦�、環(huán)�、消�(fèi)品等�(lǐng)域有著重要的�(yīng)��
手持式光譜儀是一種基于XRF光譜分析技�(shù)的光譜分析儀器,�(dāng)能量高于原子�(nèi)層電子結(jié)合能的高能X射線與原子發(fā)生碰撞時(shí),�(qū)逐一�(gè)�(nèi)層電子從而出�(xiàn)一�(gè)空穴,使整�(gè)原子體系處于不穩(wěn)定的狀�(tài),�(dāng)較外層的電子躍遷到空穴時(shí),�(chǎn)生一次光電子,擊出的光子可能再次被吸收而逐出較外層的另一�(gè)次級(jí)光電�,發(fā)生俄歇效�(yīng),亦稱次級(jí)光電效應(yīng)或無(wú)輻射效應(yīng)。所逐出的次�(jí)光電子稱為俄歇電�。當(dāng)較外層的電子躍入�(nèi)層空穴所釋放的能量不被原子內(nèi)吸收,而是以光子形式放�,便產(chǎn)生X 射線熒光,其能量等于兩能�(jí)之間的能量差。因�,射線熒光的能量或波�(zhǎng)是特征性的,與元素有一一�(duì)�(yīng)的關(guān)系。由Moseley定律可知,只要測(cè)出熒光X射線的波�(zhǎng),就可以知道元素的種類,這就是熒光X射線定性分析的基礎(chǔ)。此�,熒光X射線的強(qiáng)度與相應(yīng)元素的含量有一定的�(guān)�,�(jù)�,可以�(jìn)行元素定量分析。X射線探測(cè)器將樣品元素的X射線的特征譜線的光信�(hào)�(zhuǎn)換成易于�(cè)量的電信�(hào)�(lái)得到待測(cè)元素的特征信��
在剛剛落下帷幕的第十二屆中國(guó)科學(xué)儀器及�(shí)�(yàn)室裝備展覽會(huì)(CISILE 2014)上,我們賽默飛世爾科技的手持式拉曼和紅外光譜儀參加了由清華大學(xué)分析�(cè)試中心孫素琴教授組織的“科�(xué)儀器走�(jìn)百姓生活”現(xiàn)�(chǎng)用戶體驗(yàn)活動(dòng)。此活動(dòng)的目的旨在向社會(huì)宣傳科學(xué)儀器如何影響老百姓的日常生活,其中使用我們的手持式拉曼光譜儀(FirstDefenderRM)和手持式紅外光譜儀(TruDefenderFT/FTX)對(duì)食品、藥品等家用商品�(jìn)行快速定性分析,而且�(shè)備的小巧和便攜性都給現(xiàn)�(chǎng)用戶留下了深刻的印象�
�(xiàn)�(chǎng)采用TruDefender FT分析蜂蜜,設(shè)備僅需要不到一分鐘就完成掃描并直接給出譜圖解析�(jié)果是果糖和淀粉的混合�,果糖應(yīng)該是蜂蜜中的主要成分,但是淀粉說(shuō)明此蜂蜜可能添加淀粉�
�(xiàn)�(chǎng)還分析了雞蛋的成�,現(xiàn)�(chǎng)將雞蛋攪拌并離心,然后采用TruDefender FT�(jìn)行分析,得到的結(jié)果雞蛋中的成分中包括水分和油脂類物質(zhì)�
此外還分析了枸杞,花生仁,西紅柿果皮和果肉的成分,百合葉等日常生活中常見(jiàn)的食品,基于手持紅外豐富的數(shù)�(jù)�(kù)和譜圖解析功�,TruDefender能夠很快的對(duì)物質(zhì)的主要成分�(jìn)行定�,不需要用戶對(duì)譜圖�(jìn)行解析,猶如一�(gè)光譜分析專家在身�,而且手持的紅外和拉曼�(shè)備不需要試劑和耗材,操作簡(jiǎn)�,可以說(shuō)是現(xiàn)�(chǎng)檢測(cè)�(shè)備的。其中分析一�(gè)百合的葉�,得到其中的成分含有低密度聚乙烯,原�(lái)在植物葉子的表面都含有天然的保護(hù)層,這�(gè)�(cè)試使�(xiàn)�(chǎng)的觀眾感受到了手持紅外的�(qiáng)大分析功��
安捷倫推出移�(dòng)光譜�(chǎn)�4300傅立葉變換紅外光�(FTIR)光譜儀,該�(chǎn)品是�(xiàn)�(chǎng)�(cè)試的理想�(chǎn)�,應(yīng)用范圍廣�,包括材�、藝�(shù)、歷史文�、地�(zhì)、農(nóng)�(yè)、復(fù)合材�、涂料和聚合物等�(lǐng)域�
它不僅便�,小巧,而且其的人體工程�(xué)�(shè)�(jì)使人們使用該儀器很�(zhǎng)�(shí)間也能感到很舒適,用戶無(wú)需任何樣品前處理就可以�(xiàn)�(chǎng)快速分析樣品�4300 FTIR還提供五種可互換的樣品接�,每�(gè)接口配備了無(wú)線射頻識(shí)�(RFID )傳感器,能夠與安捷倫的方法�(qū)�(dòng)軟件Microlab mobile software完全集成�
1、手持式光譜儀器的�(fā)展歷史:
1704年牛頓首先闡明了光可以分解成為光�。太�(yáng)光束通過(guò)暗房鎧窗上的圓孔,入射到玻璃棱鏡�,在墻壁上產(chǎn)生彩虹圖彀牛頓根�(jù)他創(chuàng)造的光的微粒�(shuō)理論解釋了這種�(xiàn)�,但是他�(méi)有詳�(xì)地研究太�(yáng)光譜。過(guò)了一百多�,渥拉斯登利用狹縫代替圓孔,意外地發(fā)�(xiàn)了太�(yáng)光譜中的黑線和黑帶�1814年夫瑯和�(fèi)比較詳細(xì)地研究了這些譜線:他用天文望�(yuǎn)鏡觀察太�(yáng)光譜,測(cè)量了每條暗線的棱鏡折射角,并給被分得開的譜線編上�(hào)碼�
1859年可以認(rèn)為是光譜儀器制造工�(yè)�(fā)展的階段的開�。這�(gè)階段的主要工作是研制了后�(lái)在實(shí)�(yàn)室光譜儀器中使用的色散系�(tǒng)的基本形�。這�(gè)階段的光譜分析僅是定性分析法�
在光譜儀器制造工�(yè)�(fā)展的階段的開始—�?jiǎng)?chuàng)造出在實(shí)�(yàn)�、工廠和野外條件下光譜定量分析用的成批生�(chǎn)的光譜儀器和裝置�
�(xiàn)�,光譜儀器制造工�(yè)�(fā)展到了階段,它的特點(diǎn)是測(cè)量自�(dòng)�,和光譜儀器按照專用要求的�(yōu)化。對(duì)儀器的每�(gè)部件的要�,從照明部分開始到接收器件為�,要使整�(tái)儀器與所提出的任�(wù)相適�(yīng),同�(shí)根據(jù)信息理論�(jìn)行光譜儀器特性的�(jì)�。光譜儀器的基本組成有照明系�(tǒng)、色散系�(tǒng)(傳�(tǒng)光譜儀�、準(zhǔn)直系�(tǒng)和光源或檢測(cè)顯示系統(tǒng)、成像系�(tǒng)以及接收、干涉系�(tǒng)(干涉調(diào)制光譜儀�。由于應(yīng)用需求上的不同,有的采用反射式準(zhǔn)直和成像系統(tǒng),也有的取消了成像系�(tǒng),目前的光譜儀大都是無(wú)透鏡系統(tǒng)?�?/p>
2、微小型手持式光譜儀
20世紀(jì)90年代開始,高效低廉的光學(xué)元件及線性陣列檢�(cè)器件出現(xiàn),光譜儀器微小型化是從這時(shí)�(fā)展起�(lái)。由于CCD(ChargeCoupledDevices,電荷藕合器件)等成像器件的廣泛�(yīng)�,使得這種�(shí)�(shí)光電檢測(cè)器件性能在提高的同時(shí)成本也大幅降�。因此利用CCD作為光譜分析儀器的接收器件成為可能。現(xiàn)在光譜儀模塊由于�(jià)格低廉帶到野外或可以安裝在生�(chǎn)流水線上。這種模塊化使單�(gè)傳感器的成本變小,并且可以更快速獲得現(xiàn)�(chǎng)�(shù)�(jù),使得在不同�(yīng)用領(lǐng)域的傳感功能和光譜采樣易于集成在一�。
由于�(jì)算機(jī)技�(shù)的迅猛發(fā)�,這在很大程度上減少了處理光譜�(shù)�(jù)的時(shí)�,使得高分辨率CCD陣列光譜儀需要處理大量復(fù)雜的光譜�(shù)�(jù)變得很容易。筆記本電腦加上CCD光譜儀完全可以放在一�(gè)小的手提箱里,并可以在線�(shí)�(shí)收集�(shù)�(jù),使得樣品的�(cè)試對(duì)研究人員變得更容�。光譜儀的微小型化與�(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展是分不開的。微小型光譜儀是采用傳�(tǒng)的分光原理,再結(jié)合新技�(shù)、新器件,而構(gòu)成微小型化設(shè)�(jì)思想出發(fā),得益與許多其他相關(guān)技�(shù)的�(jìn)�,新型陣列光電成像器件的出現(xiàn)和成本的降低,光纖的批量生產(chǎn)以及MEMS、集成光�(xué)等交叉學(xué)科新技�(shù)的發(fā)展,使得開發(fā)模塊化小型光譜儀成為可能�
布魯克新推出的S1 TITAN代手持式X熒光光譜儀融合了新�(shè)�(jì)理念,研�(fā)了具有布魯克專利技�(shù)的TITAN Detector ShieldTM(TDSTM)防扎檢測(cè)�,攝像頭和小�(diǎn)聚焦功能(Integrated Camera&Small Collimator),SMART GradeTM智能檢測(cè)技�(shù),SharpBeamTM�(yōu)化光束幾何技�(shù)等,使得S1 TITAN成為名副其的�(shí)功能�(qiáng)�、技�(shù)完善、設(shè)�(jì)周全、精度準(zhǔn)確的合金元素分析工具�
石油化工、電站電�、煉油廠、制藥廠、鍋�、容�、管�、金屬回收與廢料分揀、航空航�、醫(yī)療器械、汽�、金屬加工與制�、采礦、探礦與礦石交易、土壤中重金屬檢�(cè),限制性材料檢�(cè),電子產(chǎn)�,消�(fèi)�,稀有金�、貴金屬等檢�(cè)�
樣品種類(Sample)
�、閥、法�、焊縫、焊�(diǎn)、棒材、線�、管�、細(xì)�、金屬粉�,三元催化器、飾�、珠寶等
維庫(kù)電子通,電子知識(shí),一查百��
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