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手持式光譜儀用途及工作原理
2014-07-10
手持式光譜儀是一種基于XRF光譜分析技術(shù)的光譜分析儀器，當(dāng)能量高于原子內(nèi)層電子結(jié)合能的高能X射線與原子發(fā)生碰撞時,驅(qū)逐一個內(nèi)層電子從而出現(xiàn)一個空穴,使整個原子體系處于不穩(wěn)定的狀態(tài),當(dāng)較外層的電子躍遷到空穴時,產(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個次級光電子，發(fā)生俄歇效應(yīng),亦稱次級光電效應(yīng)或無輻射效應(yīng)。所逐出的次級光電子稱為俄歇電子。
當(dāng)較外層的電子躍入內(nèi)層空穴所釋放的能量不被原子內(nèi)吸收,而是以光子形式放出,便產(chǎn)生X射線熒光，其能量等于兩能級之間的能量差。因此，射線熒光的能量或波長是特征性的,與元素有一一對應(yīng)的關(guān)系。
由Moseley定律可知，只要測出熒光X射線的波長,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)。此外,熒光X射線的強(qiáng)度與相應(yīng)元素的含量有一定的關(guān)系,據(jù)此,可以進(jìn)行元素定量分析。X射線探測器將樣品元素的X射線的特征譜線的光信號轉(zhuǎn)換成易于測量的電信號來得到待測元素的特征信息。
手持式光譜儀的應(yīng)用非常廣泛，涉及：電力、石化、考古、金屬加工、壓力容器、廢舊物資回收、航空航天、地質(zhì)勘探、礦山測繪、開采、礦石分選、礦產(chǎn)貿(mào)易、金屬冶煉、環(huán)境監(jiān)測、土壤監(jiān)測、玩具、服裝、鞋帽、電子產(chǎn)品等眾多領(lǐng)域。
便宜、快速的手持式拉曼光譜儀正在迅速成為原料藥采購質(zhì)量控制的有力工具。拉曼光譜儀是快速鑒定未知化合物的有力工具，例如檢測高純度化學(xué)品、藥物成分驗(yàn)證和高分子材料的表征。拉曼光譜儀器大受歡迎主要是由于現(xiàn)代儀器所配備的智能決策軟件和譜圖庫，使得它成為理想的分子指紋圖譜分析技術(shù)。
不同于傳統(tǒng)的分子光譜技術(shù)，拉曼光譜儀可用于生產(chǎn)環(huán)境或現(xiàn)場應(yīng)用，因?yàn)樗墚a(chǎn)生尖銳、特異的譜峰，幾乎不需要樣品前處理或直接與樣品接觸。此外，它還具有獨(dú)特的能力，可以通過透明的包裝材料，如玻璃或塑料，直接測試樣品，并對光譜信息沒有任何干擾。
如今的拉曼光譜儀在朝著更快、更堅(jiān)固耐用、更便宜、元器件小型化的方向發(fā)展，促使了高性能，便攜式、手持式拉曼光譜儀的出現(xiàn)。這些手持設(shè)備特別適合于醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用，如原料藥的測試，最終產(chǎn)品驗(yàn)證、假藥的識別，因?yàn)槔庾V技術(shù)具有非常高的分子選擇性。
多種技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了便攜拉曼光譜儀器技術(shù)的進(jìn)步，使得該儀器非常適合于原料藥的表征。這些技術(shù)包括：先進(jìn)的制造程序、創(chuàng)新的光學(xué)設(shè)計(jì)、緊湊和高穩(wěn)定性的探測器、更小的電子元件、觸摸屏的發(fā)展、計(jì)算能力的進(jìn)步，以及使用時間更長、性能更好的電池。
拉曼光譜儀正在成為原料藥采購中質(zhì)量控制的有力分析工具。其被廣泛接受的原因是，它用于倉庫化學(xué)品的快速識別，比傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室分析技術(shù)更具成本效益。
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