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臺式熒光光譜儀怎樣選用和比較探測器?
發(fā)布時間:2020-08-25 09:54:12 點(diǎn)擊:4250
在精密儀器臺式熒光光譜儀中,探測器是很重要的一環(huán),它的重要作用是接受和分辨信號,由于探測器性能的不同,在選用探測器時,就需要綜合考慮多種因素。好的探測器不僅需要具有高分辨率和高計數(shù)率,還需要有較寬的元素分析范圍和有效活性區(qū)。其應(yīng)用領(lǐng)域和使用環(huán)境等也是需要關(guān)注的重點(diǎn)之一。
臺式熒光光譜儀怎樣選用和比較探測器
就目前常用的三種X射線探測器而言,產(chǎn)生一個離子對的平均能量,在Si(Li)探測器、流氣式正比計數(shù)器、閃爍計數(shù)器之間大約相差一個量級,而分辨率與統(tǒng)一個光子產(chǎn)生的電子數(shù)的平方根成正比,故三者之間的分辨率也粗略相差三倍。由人射光子在探測器中產(chǎn)生的等價離子對數(shù)目與人射光子能量成正比,與產(chǎn)生離子對的平均能量成反比。
流氣式正比計數(shù)器適用波長范圍0.15~5.0/nm,平均能量/離子對26.4eV,電子數(shù)305/光子,分辨率1.2/keV。
NaI閃爍計數(shù)器適用波長范圍0.02~0.2/nm,平均能量/離子對350eV,電子數(shù)23/光子,分辨率3.0/keV。
Si(Li)探測器適用波長范圍0.05~0.8/nm,平均能量/離子對3.6cV,電子數(shù)2116/光子,分辨率0.16/keV。
流氣式正比計數(shù)器主要用于輕元素分析,閃爍計數(shù)器用于重元素測定,此兩種探測器由于分辨率低,必須與分光晶體同時使用,才能得到良好的諧線分辨效率,故主要用于波長色散X射線光譜儀。盡管曾經(jīng)有一段時期流行用封閉式氣體正比計數(shù)管作為現(xiàn)場分析儀,但由于分辨率太低,再加上溫差電冷能量探測器的廣泛采用,僅采用封閉式氣體正比計數(shù)管的現(xiàn)場X射線分析儀在國際上已基本淘汰。
Si(Li)探測器目前主要應(yīng)用于能量色散X射線光諧儀。就能量探測器而言,Si(Li)、Si-PIN、高純Ge(HPGe)探測器已得到廣泛使用,SDD、CDD等則主要應(yīng)用于獲取成分及多維信息。由于Si(Li)探測器等沒有增益,故需要前置放大器。
盡管波長色散X射線光譜儀由于使用分光晶體而達(dá)到約12eV的分辨率,但最新的能量探測器已可達(dá)到4eV,在分辨率方面已取得優(yōu)勢。目前許多廠家已推出了成功的能量色散X射線光譜儀,波長色散與能量色散在X射線光譜儀中的份額已發(fā)生明顯變化,能量色散X射線光譜儀的比重顯著增加。事實(shí)上,如果新型能量探測器在計數(shù)率和制造工藝的穩(wěn)定性方面能取得突破,則能量色散X射線光譜儀有可能在未來逐步取代復(fù)雜的波長色散X射線光諧儀系統(tǒng),成為X射線熒光光譜分析領(lǐng)域的主流。
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