偏振能量色散型X-射线荧光光谱仪的主要特点解析
便携式能量色散x射线荧光光谱仪结构_概述说明
便携式能量色散x射线荧光光谱仪结构概述说明1. 引言1.1 概述本文旨在对便携式能量色散X射线荧光光谱仪的结构进行概述说明。
便携式能量色散X射线荧光光谱仪是一种应用于材料分析和质量控制领域的先进仪器，它的结构和工作原理对其性能和实际应用具有重要影响。
1.2 文章结构文章首先简要介绍了便携式能量色散X射线荧光光谱仪的定义及其背景，以帮助读者理解该仪器在分析领域中的重要性。
接下来，文章将详细介绍该仪器的结构和组成部分，包括主要组成部分的功能和具体示意图，同时阐明系统参数性能评价标准。
最后，文章将深入探讨该仪器的工作原理，解析X射线源与样品相互作用、荧光信号转换以及能量色散X射线荧光分析技术等关键过程和方法。
1.3 目的本文旨在提供一个全面而清晰的便携式能量色散X射线荧光光谱仪结构和工作原理的概述，以帮助读者深入了解该仪器的原理和应用。
同时，本文还将展望便携式能量色散X射线荧光光谱仪在未来发展中的趋势，为相关领域的研究者和使用者提供有益的参考。
2. 正文:2.1 便携式能量色散x射线荧光光谱仪的定义及背景2.1.1 便携式能量色散x射线荧光光谱仪简介便携式能量色散X射线荧光光谱仪是一种能实现物质组成分析的仪器，它利用样品与X射线相互作用产生的特定荧光信号进行分析。
该仪器具有小型、轻便、易操作等特点，适合在现场或实验室中进行快速、非破坏性的成分分析。
2.1.2 荧光光谱分析原理荧光光谱是指物质受到外部能量激发后产生的一系列波长较长且比较弱的辐射。
在能量色散X射线荧光光谱仪中，样品受到X射线照射后会发生内层电子跃迁，产生特定能级之间的转变和辐射。
这些特定波长的荧光信号可以通过检测和分析来确定样品的组成和元素含量。
2.1.3 荧光光谱在实际应用中的优势和局限性荧光光谱具有许多优势，例如非破坏性、高灵敏度、无需样品预处理等。
它广泛应用于材料科学、环境监测、生物医药等领域。
然而，荧光光谱分析也存在一些局限性，如对样品形态要求高、灵敏度受能量分辨率限制等。
能量色散x射线荧光光谱
能量色散x射线荧光光谱能量色散X射线荧光光谱学习资料一、基本原理1. X射线与物质的相互作用- 当一束高能X射线照射到样品上时，会与样品中的原子发生多种相互作用。
其中，光电效应是能量色散X射线荧光光谱（EDXRF）的基础。
在光电效应中，原子中的内层电子吸收X射线光子的能量，克服其结合能而被激发逸出原子，从而在原子内层留下一个空穴。
- 外层电子会跃迁到这个空穴来填补，在这个过程中会释放出具有特定能量的特征X射线。
这个特征X射线的能量等于跃迁前后两个能级的能量差，它是元素的特征标识，不同元素的特征X射线能量不同。
2. 能量色散原理- 在EDXRF中，样品受激发产生的特征X射线进入探测器。
探测器将X射线光子的能量转化为电信号，这个电信号的幅度与X射线光子的能量成正比。
- 通过对电信号进行放大、处理和分析，可以得到X射线的能量分布谱图。
在谱图中，不同能量的特征X射线峰对应着不同的元素，峰的强度与该元素在样品中的含量有关。
二、仪器结构1. X射线源- 是产生激发X射线的部件。
常见的X射线源有放射性同位素源和X射线管。
- 放射性同位素源具有稳定、简单、不需要外部电源等优点，但能量不可调且存在放射性安全问题。
X射线管则可以通过调节管电压和管电流来改变X射线的能量和强度，应用更为广泛。
2. 样品室- 用于放置待分析的样品。
样品室的设计要考虑到对不同类型、形状和大小样品的适应性。
- 有些样品室还配备有样品旋转装置，可以使样品在分析过程中均匀受激，提高分析结果的准确性。
3. 探测器- 是仪器的核心部件之一。
常用的探测器有硅锂探测器（Si(Li)）和高纯锗探测器（HPGe）等。
- 硅锂探测器在室温下性能会下降，通常需要在液氮温度下工作，它对轻元素有较好的探测能力。
高纯锗探测器具有较高的能量分辨率，但也需要低温冷却，主要用于对能量分辨率要求较高的分析场合。
4. 信号处理与分析系统- 探测器输出的电信号经过前置放大器、主放大器等放大电路进行放大，然后通过多道脉冲幅度分析器（MCA）将不同幅度（对应不同能量）的脉冲信号进行分类和计数。
能量色散X射线荧光光谱分析技术研究
能量色散X射线荧光光谱分析技术研究能量色散X射线荧光光谱分析技术研究引言能量色散X射线荧光光谱分析技术（Energy DispersiveX-ray Fluorescence Spectroscopy，简称EDXRF）是一种广泛应用于材料研究、环境监测、生物医药、考古文物等领域的非破坏性分析技术。
它通过激发样品中的X射线荧光，并测量荧光信号的能量和强度，来分析样品的成分和含量。
本文将介绍EDXRF技术的原理及其在不同领域中的应用。
一、EDXRF技术原理EDXRF技术基于X射线的特性，利用入射X射线和样品相互作用而产生的荧光辐射进行分析。
当入射X射线撞击样品时，样品中的原子核和电子会吸收部分能量，然后再以特定能量的荧光辐射的形式返回。
这种荧光辐射的能量与样品中元素的种类和含量有关，因此可以通过测量荧光辐射的能谱来确定样品的成分和含量。
EDXRF技术所用的荧光辐射主要有X射线荧光和Auger电子荧光两种。
X射线荧光是指样品吸收入射X射线后再释放出的X射线。
每种元素都有特定的X射线荧光能谱，这使得EDXRF技术成为一种可靠的定性和定量分析方法。
Auger电子荧光是指样品在受激后，电子从内层跃迁到空位层，释放出的特殊能量的电子。
二、EDXRF技术的应用领域1. 材料研究EDXRF技术在材料研究中广泛应用于分析材料的组成和纯度。
例如，通过测量金属样品中特定元素的含量，可以判断该金属的纯度和质量。
此外，EDXRF技术还可以用于分析复合材料、电子元器件和塑料等各种材料的成分，以及检测其中的杂质和掺杂物。
2. 环境监测EDXRF技术在环境监测中被广泛应用于水质、土壤和大气污染的分析。
通过测量水样或土壤样品中元素的含量，可以评估水质和土壤质量，并判断是否受到污染的影响。
此外，EDXRF技术还可以用于监测大气中颗粒物的成分，以及评估空气质量。
3. 生物医药EDXRF技术在生物医药中的应用主要集中在药物分析和人体成分分析方面。
能量色散X射线荧光光谱分析及其应用
产品解决方案
测试技术卷 Tes t Tec hnol ogy
电感耦合等离子体原子发射光谱法 经过衍射的特征 Ｘ 射线信号，通过 探测元素特征 Ｘ 射线并识别其能量
（ Ｉ Ｃ Ｐ － Ａ Ｅ Ｓ ） 、原子吸收光谱法（ Ａ Ａ Ｓ ） 不 断 地 改 变 衍 射 角 进 行 定 性 和 定 量 （ 每种元素的特征 Ｘ 射线都具有特定
in both qualitative and quantitative analysis. The advantages and limitations were illustrated later.
Key words: RoHS directives; EDXRF; Pb; Cd; Hg
CLC number: TH744.16
图 ２－１），莫塞莱（Ｈ·Ｇ·Ｊ·Ｍｏｓｅｌｅｙ） 的 发 展 相 当 迅 猛 ， 如 德 国 斯 派 克 分 素间的相互影响（ 吸收 － 增强效应） ，
于 １ ９ １ ３ 年建立了 Ｘ 射线光谱分析 析仪器（ Ｓ Ｐ Ｅ Ｃ Ｔ Ｒ Ｏ ） 公司、美国热电分 待测元素的浓度（ 含量） 与其特征谱
法。随后，Ｘ 射线在工业上的应用日 析仪器集团、香港环球分析测试仪 线 的 强 度 之 间 通 常 并 不 呈 线 性 关
ELECTRONICS QUALITY
·２ ０ ０ ６ 第 ０ １ 期·
测试技术卷
产品解决方案
Tes t Tec hnol ogy
测试的整体材料，样品厚度也应达 到 Ｅ Ｄ Ｘ Ｒ Ｆ 所需要的无限厚度（即当 入射的 Ｘ 射线全部被吸收而不能射 出 的 厚 度 ）。
针对 Ｒ ｏ Ｈ Ｓ 中提到的限制物质， 其常规所存在的材料一般为： 电子 电器产品元器件，塑胶和金属件。 定性筛查可以直接测试样品（非破 坏性）或者使用机械样品制备步骤 （破坏性）来执行。Ｅ Ｄ Ｘ Ｒ Ｆ 可以使用 非破坏性测试执行定性筛查，可以 借此来辨认限制物质的存在与否。 和其他分析程序相比，此测试方法 具有快速、很少或者不需要制备样 品，以及宽的动力学范围，所用的 设备也比其他方法用到的成本更 低。如果必须继续执行定量筛查分 析或者其他验证测试程序来决定样 品中限制物质的存在与否以及浓度 （ 含 量 ）， 必 须 注 意 的 地 方 例 如 对 于
ROHS色散型X射线荧光光谱仪与能量色散型X射线荧光光谱仪的比较
ROHS设备波长型色散型X荧光光谱仪与能量型X射线光谱仪比较
X射线荧光分析仪(XRF)是可以对多元素同事测定的仪器。
在X射线激发下，能够发出二次X射线。
根据其波长和能量的不同实现两种理论的设备检测功能：
1)激发出的二次X射线通过晶体分光后，由探测器接受经过衍射的特征X射线信号，根
据检测出不同波长的二次X射强度分析，从而实现定量分析，这就是波长型XRF分析仪。
2)(ED-XRF)能量色散型X射线光谱仪：是通过检测器直接检测二次X射线的能量和强度，
从而分析出样品中所含有元素的种类和浓度。
两种设备的比较：。
X射线荧光光谱仪介绍
X-射线荧光光谱仪(XRF)1、仪器介绍X-射线荧光光谱仪(XRF)，现有日本Rigaku公司生产的ZSX primus波长色散型XRF一台，及配套所必须的电源设备、冷循环水设备和前处理熔样机等。
X射线荧光光谱分析技术制样简单、分析快速方便、应用广泛，可用于测定包括岩石、土壤、沉积物等在内的各种地质样品的化学组成。
分析元素范围从Be(4)到U(92)，最常见的是用于主量元素分析，如SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3T、K2O、MgO、MnO、Na2O、P2O5、TiO2、LOI等元素。
2、仪器功能和技术参数：(1) 功能：定性分析、半定量分析和定量分析；(2) X射线管：4KW超薄端窗型(30μm)、铑靶X射线管；(3) 分光晶体：LiF(200)、Ge(111)、PET、RX25、LiF(220)；(4) 进样器：48位自动样品交换器；(5) 测角仪：SC：5-118度(2θ)；PC：13-148度(2θ)；(6) 分析元素范围：Be4-U92；(7) 线性范围：10-2 - 10-6；(8) 仪器稳定度：≤0.05%；(9) 测量误差：<5%。
3、应用和优势：XRF应用广泛，可用于岩石、矿物、土壤、植物、沉积物、冶金、矿业、钢铁、化工产品等样品中常量和痕量的定量分析。
具有快速方便、制样简单、无损测量、分析元素宽、灵敏度高等优点。
X-ray Fluorescence Spectrometer (XRF)1、I nstrument Introducation:The wavelength dispersion X-ray fluorescence spectrometer (XRF) is ZSX primus, made by Rigaku, Japan, with a set of instruments of electrical power unit, cold circulating water equipment and automatic fusion machine. XRF is widely used for geological element analysis, including rocks, soils, sediments, etc, which is simplicity and convenience of operation. Its analyzable elements range is from Be (4) to U (92). XRF is most common for the analysis of major elements, such as SiO2, Al2O3, CaO, Fe2O3T, K2O, MgO, MnO, Na2O, P2O5, TiO2 and LOI.2、Instrument Technical Parameters:(1) Fucation: qualitative analysis, semi-quantitative analysis and quantitative analysis;(2) X-ray tube: 4KW ultrathin end-window (30μm) Rh target X-ray tube;(3) Analyzing crystals: LiF(200), Ge(111), PET, RX25, LiF(220)；(4) Sample injector: 48-bit automatic sample changement;(5) Angular instrument: SC: 5-118°(2θ); PC: 13-148°(2θ).(6) Analyzable elements range: Be4-U92;(7) Linear range: 10-2 - 10-6;(8) Stability: ≤0.05%;(9) Analysis error: <5%.3、Application and advantageXRF is widely used to analy major elements and trace elements in geological rocks, minerals, soils, plants, sediments, metallurgy, mining industry, steel, chemical products, etc. It is fast, convenient, simple, nondestructive, widely used and high sensitivity.。
能量色散X射线荧光光谱仪有什么优势？
我们都知道X 射线荧光分析技术可以分为两大类型：能量色散X 射线荧光分析（EDXRF）和波长色散X 射线荧光分析（WDXRF）。
由于技术特点的差异，波长色散X 荧光分析仪需要压缩空气，冷却循环水，液氮，P10保护气等诸多的周边配套设施，对实验室及操作人员也要求颇高。
能量色散型仪器的优势在于：可以移动、车载，使用条件简单，对实验室要求低。
无需对样品进行特别复杂的处理即可直接进行测量，对样品也没有任何损坏，适合直接用于生产的过程控制中；能量色散X 射线荧光光谱仪具有快速、直接测量各种形状样品的优点，因此可直接在生产线上用于各种部件、电子元器件的检测。
S2 PUMA 是BRUKER公司的一台具有广泛应用的高性能台式能量色散X 射线荧光光谱仪(EDXRF)。
它对整个元素周期表中的元素均具备很好的分析性能，能够灵活适用于各种应用场合。
这款能量色散 X 射线荧光光谱仪可以处理类型广泛的样品，包括固体、稀松或压片粉末、液体和滤片，重量从几毫克到更大的实体样品不等。
该仪器运行稳定，操作简便，其配备的XY 轴自动进样器可用于大批量过程样品的无人值守分析；仪器可选配符合人体工程学的TouchControl™触摸式操作界面，可在孤岛模式下独立进行常规操作，不需要任何PC 外设，完全适合工业环境；专门设计的仪器保护系统SampleCare™和强大的用户控制软件SPECTRA.ELEMENTS，坚固的设计保证了仪器能够长时间运行；通过自动化选配项，可以实现更高的样品通量和连续过程控制，可以在自动化实验室环境中进行专业集成。
它独特的HighSense™光路几何结构和SDD检测器在确保高通量的同时，也保证了检测的准确度。
BRUKER（布鲁克）作为重要的分析仪器公司之一，可为客户提供量身定制的无损分析解决方案，坚定地致力于进一步充分满足客户的需求，以及继续开发先进的技术和创新的解决方案。
它深深植根于亚太地区的社会和企业界，拥有众多的客户与良好的信誉。
波长色散型X射线荧光光谱仪与能量色散型X射线荧光光谱仪的区别
波长色散型X射线荧光光谱仪与能量色散型X射线荧光光谱仪的区别一．X射线荧光分析仪简介X射线荧光分析仪是一种比较新型的可以对多元素进行快速同事测定的仪器。
在X射线激发下，被测元素原子的内层电子发生能级跃迁而发出次级X射线（X-荧光）。
波长和能量是从不同的角度来观察描述X射线所采用的两个物理量。
波长色散型X射线荧光光谱仪（WD-XRF）。
是用晶体分光而后由探测器接受经过衍射的特征X射线信号。
如果分光晶体和控测器做同步运动，不断地改变衍射角，便可获得样品内各种元素所产生的特征X射线的波长及各个波长X射线的强度，可以据此进行特定分析和定量分析。
该种仪器产生于50年代，由于可以对复杂体进行多组同事测定，受到关注，特别在地质部门，先后配置了这种仪器，分析速度显著提高，起了重要作用。
随着科学技术的进步在60年代初发明了半导体探测仪器后，对X荧光进行能谱分析成为可能。
能谱色散型X射线荧光光谱仪（ED-XRF），用X射线管产生原级X射线照射到样品上，所产生的特征X射线（荧光）这节进入SI(LI)探测器，便可以据此进行定性分析和定量分析，第一胎ED-XRF是1969年问世的。
近几年来，由于商品ED-XRF仪器及仪表计算机软件的发展，功能完善，应用领域拓宽，其特点，优越性日益搜到认识，发展迅猛。
二．波长色散型X射线荧光光谱仪与能量色散型X射线荧光光谱仪的区别虽然光波色散型（ED-XRF）X射线荧光光谱仪与能量色散型（ED-XRF）X射线荧光光谱仪同属于X射线荧光分析仪，它产生信号的方法相同，最后得到的波谱也极为相似，单由于采集数据的方式不同，WD-XRF（波谱）与WD-XRF(能谱)在原理和仪器结构上有所不同，功能也有区别。
（一）原理区别X射线荧光光谱法，是用X射线管发出的初级线束辐照样品，激发各化学元素发出二次谱线（X-荧光）。
波长色散型荧光光仪（WD-XRF）是用分光近体将荧光光束色散后，测定各种元素的特征X射线波长和强度，从而测定各种元素的含量。
波长色散型X射线荧光光谱仪与能量色散型X射线荧光光谱仪的区别
波长色散型X射线荧光光谱仪与能量色散型X射线荧光光谱仪的区别一．X射线荧光分析仪简介X射线荧光分析仪是一种比较新型的可以对多元素进行快速同事测定的仪器。
在X射线激发下，被测元素原子的内层电子发生能级跃迁而发出次级X射线（X-荧光）。
波长和能量是从不同的角度来观察描述X射线所采用的两个物理量。
波长色散型X射线荧光光谱仪（WD-XRF）。
是用晶体分光而后由探测器接受经过衍射的特征X射线信号。
如果分光晶体和控测器做同步运动，不断地改变衍射角，便可获得样品内各种元素所产生的特征X射线的波长及各个波长X射线的强度，可以据此进行特定分析和定量分析。
该种仪器产生于50年代，由于可以对复杂体进行多组同事测定，受到关注，特别在地质部门，先后配置了这种仪器，分析速度显著提高，起了重要作用。
随着科学技术的进步在60年代初发明了半导体探测仪器后，对X荧光进行能谱分析成为可能。
能谱色散型X射线荧光光谱仪（ED-XRF），用X射线管产生原级X射线照射到样品上，所产生的特征X射线（荧光）这节进入SI(LI)探测器，便可以据此进行定性分析和定量分析，第一胎ED-XRF是1969年问世的。
近几年来，由于商品ED-XRF仪器及仪表计算机软件的发展，功能完善，应用领域拓宽，其特点，优越性日益搜到认识，发展迅猛。
二．波长色散型X射线荧光光谱仪与能量色散型X射线荧光光谱仪的区别虽然光波色散型（ED-XRF）X射线荧光光谱仪与能量色散型（ED-XRF）X射线荧光光谱仪同属于X射线荧光分析仪，它产生信号的方法相同，最后得到的波谱也极为相似，单由于采集数据的方式不同，WD-XRF（波谱）与WD-XRF(能谱)在原理和仪器结构上有所不同，功能也有区别。
（一）原理区别X射线荧光光谱法，是用X射线管发出的初级线束辐照样品，激发各化学元素发出二次谱线（X-荧光）。
波长色散型荧光光仪（WD-XRF）是用分光近体将荧光光束色散后，测定各种元素的特征X射线波长和强度，从而测定各种元素的含量。
波长色散X荧光分析仪与能量色散X荧光分析仪
波长色散X荧光分析仪与能量色散X荧光分析仪针对ROHS指令的应用比较随着欧盟ROHS指令实施日期的日益临近，国内越来越多的相关企业在积极的思考和寻找应对的方案；X荧光分析技术（XRF）作为一种方便有效的快速分析手段，正迅速被业内人士所了解和应用。
目前在中国市场上，应用于ROSH指令的X荧光分析仪均为能量色散类型；一般情况下，波长色散类型的X荧光分析仪器的准确度比能量色散类型的仪器要高很多；但应用于ROHS指令的场合时，波长色散和能量色散则各有优缺点，测量对象各有侧重；以下将从几个方面对两种类型的仪器进行比较和说明：1、测量精度：尽管目前各家能量色散仪器（均为Si-Pin类型）生产商和销售商都给出了很高的技术指标，但在实际应用中（特别在被测样品不进行处理的情况下），真正可以期待的准确度都在200~300ppm 之间（测量塑料中有害元素时，准确度会好一些；对不规则样品，则精度会更差）；同时，对于同类型的仪器，进口仪器的指标和国产仪器之间并没有本质差别（基本配置），但进口仪器的价格却昂贵很多。
波长色散X荧光分析仪的测量准确度比能量色散类型高一个数量级，基本在20~50ppm左右。
2、测量时间：由于波长色散配备较大功率的X光管，荧光强度高；因此，波长色散仪器占用较短的测量时间，便能达到较高的测量精度。
3、被测量样品的要求：由于技术特点的差异，波长色散X荧光分析仪需要对被测量样品进行简单的处理；对固体样品的一般处理方法是将被测量样品表面打磨光滑，对粉末和其他样品可以采用磨细后进行粉末压片法处理，相应的设备市场上很容易找到。
能量色散型仪器最大的优势在于：可以对样品不作处理直接进行测量，对样品也没有任何损坏，直接用于生产的过程控制中；但需要强调指出的是：从荧光理论上讲，被测量样品的预先处理是必须的，对于能量色散仪器来说，我们可以采取一些技术手段进行校正来满足实际生产控制的需要，但即使采用了技术校正的手段，对不规则样品的直接测量也是以牺牲测量准确度作为代价的。
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偏振能量色散型X-射线荧光光谱仪的主要特点
1.采用世界上最新的、最先进的偏振X射线荧光激发技术, 区别于其他X射线
荧光仪, 仪器的背景最低, 信噪比最佳, 检出限最低.
2.采用多靶转换技术, 对不同的分析元素采用不同的次级靶, 保证对元素周期表
中Na – U的所有元素均有最佳的激发效果。
其中仪器所采用的晶体靶, 由于X射线衍射的原因, 其激发强度不仅不会下降, 反而会产生单色平行X光束, 大大提高激发元素的效率。
3.由于偏振X射线本身所具有的偏振性及单色性, 因此仪器无需选择滤光片。
避免了烦杂的滤光片的选择, 简化分析操作, 减少了X光的损失, 节约了分析时间。
可实现真正意义上的Na-U的全分析。
4.XEPOS型仪器配有无需液态氮冷却的Si计数器, 计数率高达100,000pcs. 可
有效防止计数溢出。
不会产生Si(Li)计数器所发生的在无需液氮冷却的情况下, 所产生的分辨率降低, 背景升高, 信噪比变差的情况。
5.仪器采用的方式于世界上最强的X射线发生源－同步加速器所采用的光源
机制相似，X光极为纯净，减少了杂散光对分析结果的影响。
6.仪器可选择配置TURBOQUANT快速定性, 半定量(定量)程序。
可对任何完全
未知的样品进行‘解刨’分析。
与其他X荧光仪器相比，TURBOQUANT 更为接近(符合)实际，在此程序中采用了数十种国际标准样品，实测结果并予以固化。
7.仪器在Windows操作系统上建立斯派克的分析软件，操作极为方便。
采用
人机功效学原理，谱图汇编，自动识别。
定性、定量功能强大。
仪器采用分级密码，重要的数据得到保护。
8.仪器具有多达十几种校正模式(数学模型)(方法)，在定量分析中可充分应
用，已取得最佳的分析结果。
方法包括: 基本参数法、康普顿散射内标法、卢卡斯法、α经验系数法、质量吸收系数法、平均原子量法等等。